1. Características de la sedimentación de las inundaciones formadas por inundaciones repentinas.
Las inundaciones del Piamonte tienen forma de abanico en el plano, generalmente llamados abanicos aluviales (Figura 3-4). Los abanicos aluviales son acumulaciones cónicas de grano grueso provocadas por las inundaciones en zonas montañosas y acumuladas en las estribaciones de los puertos de montaña debido a la disminución de la pendiente. Se distribuyen en forma de abanico y son acumulaciones cónicas de grano grueso. En los abanicos aluviales, la fase de raíz de abanico, la fase de mitad de abanico y la fase de final de abanico se acumulan en secuencia desde la raíz hasta el borde (Figura 3-5).
Figura 3-4 Características macromorfológicas de los abanicos aluviales modernos (abanicos aluviales)
Figura 3-5 Modelo sedimentario de abanicos aluviales en zonas montañosas
Fase de raíz de abanico La acumulación se caracteriza por la adición de grava o lentes de grava medianamente fina a la acumulación de bloques de conglomerado. De hecho, la acumulación de bloques de cantos rodados se debe principalmente a la acumulación de materiales de flujo de escombros en áreas montañosas, y la mayoría de las rocas tienden a inclinarse río arriba. La característica de la acumulación intra-abanico es que entre la parte inferior y superior se intercala una capa de grava o lente de grava y grava, más gruesa en la parte inferior y más delgada en la superior. Esto es resultado de la lenta pendiente longitudinal del abanico. Cuerpo del abanico durante la formación del abanico aluvial. La capa intermedia o lente se forma en el antiguo canal de acumulación del río. Los sedimentos en el extremo del ventilador son principalmente sedimentos de inundación, con partículas finas promedio, gravas finas y lentes de arena gruesa, y desarrollan estructuras en capas, estructuras de lechos oblicuos a gran escala y estructuras de lechos cruzados en artesa.
Los abanicos aluviales están compuestos principalmente por depósitos de flujo de escombros, incluidos depósitos de flujo de lodo y flujo de escombros.
(1) Flujo de escombros: También conocido como flujo de escombros, es un fluido plástico de alta densidad y alta viscosidad compuesto por una mezcla de sedimento (grava, barro, arena) y agua. El material se mueve a lo largo de planos de corte en el agregado y es transportado en trozos por gravedad. La formación de flujos de escombros está estrechamente relacionada con las propiedades de la roca madre en el área de origen: cuando la roca madre es fangosa, la vegetación no está desarrollada y la pendiente del terreno es pronunciada, debido a las fuertes lluvias, la cantidad de agua aumentará. aumentar repentinamente (inundarse) en un corto período de tiempo, o incluso erosionarse. El efecto se potencia y se transporta una gran cantidad de sedimentos para formar un flujo de escombros. Tiene las siguientes características: ① Mala clasificación, con grava, arena y barro mezclados; ② Pobre redondez; ③ Cama poco desarrollada, en su mayoría estructuras masivas, a veces con capas de base diversas;
(2) Flujo de escombros: Tipo de flujo de escombros, que no contiene grava mayor a 4 mm y está compuesto principalmente por arena y lodo.
En general, las rocas sedimentarias de inundación (Figura 3-6) formadas en abanicos aluviales tienen las siguientes características: ① Las rocas suelen ser rojas; ② A menudo contienen nódulos de sal de yeso y calcita relacionados con las condiciones de clima seco; En toda la secuencia, el conglomerado representa una gran proporción; ④ El lecho no está desarrollado y a menudo es una estructura masiva; ⑤ Puede aparecer solo, a menudo formando una relación de falda a lo largo de las estribaciones;
Figura 3-6 Rocas sedimentarias de inundación formadas en abanicos aluviales
2. Características de la sedimentación de inundaciones de los eventos de inundación de ríos de llanura.
Los ríos de llanura son principalmente ríos trenzados y ríos serpenteantes. Los ambientes sedimentarios relacionados con inundaciones incluyen depósitos de inundaciones residuales, depósitos de inundaciones de ríos, depósitos de inundaciones de diques naturales, depósitos de inundaciones de llanuras aluviales y depósitos de lagos en forma de meandro.
(1) Depósitos residuales de inundación
Este tipo de depósito se desarrolla principalmente en el cauce principal de la fase fluvial y se forma en el cauce profundo del cauce del río en el lugar de la línea principal. Si el canal del río migra lateralmente o las condiciones dinámicas sedimentarias cambian significativamente, quedará enterrado por depósitos aluviales posteriores y se convertirá en sedimentos de grano grueso en el fondo de espesos depósitos de inundación, con el fondo del río debajo. Los materiales erosionados por los depósitos de inundaciones provienen de los residuos de grano grueso erosionados en el fondo del lecho del río. También pueden ser residuos de otros sedimentos transformados por la erosión de las inundaciones, como la acumulación de colapso en ambos lados del río y la acumulación de flujo de escombros. a ambos lados del río, o inundaciones previas severas de acumulación. La transformación de la erosión de las inundaciones provoca principalmente que algunas rocas se rompan nuevamente, y la mayoría de las partículas más pequeñas son arrastradas por las inundaciones, dejando solo rocas de grano grueso, algunos materiales particularmente densos y algunos materiales rocosos con bordes y esquinas afilados, que no son fácilmente lavado. Los depósitos de erosión suelen ser disposiciones irregulares de rocas grandes y pequeñas, pero a menudo tienen grava redondeada y arena gruesa entre las rocas.
(2) Sedimentación por inundación del río
La altura de acumulación en el lecho del río puede alcanzar el nivel plano de la playa o una altura de aproximadamente 1 m desde el nivel de la inundación. La facies del lecho del río en áreas montañosas está dominada por la acumulación de grava (Figura 3-7), la facies del lecho del río en ríos de llanura está dominada por grava y arena gruesa (Figura 3-8), y la facies del lecho del río en la sección de desembocadura del río Está dominado por arena fina. La estructura sedimentaria de la fase de acumulación del lecho del río se caracteriza por una composición mineral de partículas complejas, pero hay más minerales con resistencia estable a la intemperie y al desgaste, el contenido de minerales pesados aumenta de arriba a abajo y las partículas son más gruesas.
El tamaño medio de las partículas disminuye de abajo hacia arriba, la clasificación por tamaño de las partículas es mejor y la molienda media también es mejor. La estructura sedimentaria de los depósitos de facies del lecho de los ríos se caracteriza por el desarrollo de estructuras imbricadas o estratos oblicuos y estratos granulares. Las capas inclinadas de la capa de arena se inclinan aguas abajo. Si el canal del río se desplaza lateralmente, la capa inclinada de acumulación de facies del lecho del río en la orilla convexa se inclinará hacia la parte inferior de la orilla cóncava o se cruzará con la dirección de la corriente principal. En ocasiones, en los planos de estratificación oblicuos se pueden observar finas capas de arcilla con alto contenido de materia orgánica o finas capas inclinadas a lo largo de los planos de estratificación.
Figura 3-7 Características de acumulación de grava en ríos y cauces en zonas montañosas
Figura 3-8 Características deposicionales de ríos de llanura durante períodos de inundación
Ríos abastecidos principalmente por la precipitación, las condiciones hidrodinámicas cambian significativamente. Cuando el clima se vuelve más cálido y húmedo, aumentan las precipitaciones y los sedimentos que se forman son principalmente partículas gruesas, y viceversa.
(3) Sedimentación por inundación de terraplenes naturales
El terraplén natural es la sedimentación de sedimentos en ambos lados del río cuando la inundación desborda la orilla del río (Figura 3-9). La altura de sedimentación es mayor que el nivel del agua y la superficie de la playa, pero menor que el nivel de inundación. Por lo tanto, seguirá acumulándose y aumentando durante el paso de la inundación. El tamaño de grano de los diques de roca natural es generalmente más pequeño que el de las riberas de los ríos, pero mayor que el de los depósitos de facies de llanuras aluviales. Están compuestos principalmente de arenisca fina, limolita y lutita intercaladas. El contenido relativo de minerales pesados también es mayor que en las acumulaciones de las llanuras aluviales.
(4) Sedimentación de inundaciones en llanuras aluviales
Durante la inundación, el agua del río desborda el terraplén natural y el sedimento en las áreas planas bajas fuera del terraplén natural se caracteriza por la desarrollo de una gran cantidad de materia en suspensión. Situado verticalmente en la parte superior del cauce del río o terraplén natural, es un depósito de pico de inundación. Su tamaño promedio de partículas es fino, compuesto principalmente de sedimentos de grano fino como lutitas, con un contenido de minerales pesados relativamente bajo, a veces más minerales en escamas y un contenido promedio de materia orgánica más alto. La característica distintiva de la sedimentación por inundación en áreas de llanura aluvial es el desarrollo de lechos horizontales y ondulados. Los depósitos de las llanuras aluviales contienen muchos agujeros de gusano, agujeros de raíces, huellas de animales y diversas estructuras perturbadoras. El espesor máximo de la llanura aluvial no excederá la diferencia de altura entre el nivel del agua local y el nivel de inundación. Sin embargo, en áreas de hundimiento debido a movimientos tectónicos o áreas donde los niveles de agua locales aumentan gradualmente, el espesor de acumulación de sedimentos de inundación en la llanura aluvial puede exceder el espesor máximo de acumulación de la llanura aluvial mencionado anteriormente.
Figura 3-9 Diagrama esquemático del proceso de sedimentación de diques naturales durante las inundaciones
Figura 3-10 Sedimentos de llanuras aluviales de los ríos modernos
Las llanuras aluviales en realidad están formadas por acumulación en el lecho del río Se forma sobre la base del borde de la playa y se forma por la deposición de partículas finas en la fase de llanura aluvial formada por el desbordamiento de las inundaciones (Figura 3-10). Por tanto, la estructura sedimentaria y la estructura sedimentaria de la llanura aluvial del río se caracterizan básicamente por una estructura binaria, es decir, las partículas de sedimento en la parte inferior del lecho del río son más gruesas, con estratificación oblicua o cruzada; La llanura aluvial superior es más fina, con un desarrollo de lecho casi horizontal o ondulado. Las llanuras aluviales se caracterizan por no tener ninguna posibilidad de escapar de las inundaciones, por lo que la parte superior de la llanura aluvial siempre está por debajo del nivel de inundación de los ríos de la zona. Una llanura aluvial alta se refiere a una llanura aluvial que se inunda sólo por inundaciones severas, es decir, la superficie de la playa en una llanura aluvial alta es más alta que el nivel de inundación general en el área.
(5) Sedimentación de inundaciones en cochas
Se rellena principalmente con sedimentos de ríos abandonados formados por intercepción de ríos. Hay dos tipos de truncamiento: truncamiento de ranura transversal y truncamiento de cuello (Figura 3-11). Los sedimentos en este canal fluvial abandonado son principalmente materiales de grano fino traídos por las inundaciones, como limolitas y lutitas (Figura 3-12). Durante el corte transversal, los antiguos canales fueron abandonados gradualmente, de modo que en los sedimentos emergió una espesa secuencia de estructuras sedimentarias de bajo flujo. Durante el proceso de corte del cuello, el antiguo cauce del río dejó de fluir repentinamente y el flujo de agua se redujo repentinamente a cero. Por lo tanto, la secuencia sedimentaria es principalmente limo y limolita arrastrados por inundaciones posteriores.
3. Características de la sedimentación por advección formada por inundaciones
El pico de la inundación pasa a un nivel alto de agua y se desborda en pendientes suaves o llanuras aluviales de ríos antiguos. La profundidad del agua en esta parte es muy poco profunda, el cuerpo de agua solo fluye hacia la orilla y su velocidad de flujo longitudinal a lo largo de la inundación es cercana o igual a cero. Esta parte de la sección de paso de agua se convierte en la sección de agua estancada de la sección de inundación, y la deposición de materia suspendida en la sección de agua estancada es la deposición por advección del evento de inundación. La sedimentación por flujo de inundación tiene las siguientes características: el tamaño promedio de las partículas es relativamente fino, el contenido de materia orgánica en el sedimento es ligeramente alto y su parte sedimentaria está particularmente distribuida, muy cerca del nivel más alto de inundación. y, tras su formación, probablemente fue sepultado y preservado por otros sedimentos que bajaban por la ladera de la orilla. Por ejemplo, en el borde del pozo de préstamo cerca del Proyecto de Conservación del Agua de Xiaolangdi en el Río Amarillo, el pico de sedimentación por advección de la inundación del 2 de agosto de 1994 fue tan alto como la marca de inundación (Figura 3-13), lo que indica que el El pico de sedimentación por advección fue el nivel de agua más alto de esta inundación. Por lo tanto, la investigación de paleofundaciones debería esforzarse en encontrar depósitos de flujo de paleofundaciones en esta área.
Figura 3-11 Enderezamiento por corte y curvatura y enderezamiento por curvatura del cuello y su secuencia de deposición
(Según Walker 1976)
va - Acreción vertical AB; - depósitos fluviales abandonados; ACT - depósitos de canales activos
Figura 3-12 Lago Oxbow desarrollado por ríos modernos
Figura 3-13 Tramo Xiaolangdi del río Amarillo, tomado en 1994 Pozo de tierra perfil de sedimentación por inundación
(1) Importancia de la sedimentación por advección para la investigación
Durante el período de inundación, el río arrastra polen, basura y otra materia orgánica, así como sedimentos de advección depositados por el retroceso del agua. . Es un portador de información sobre inundaciones, que no sólo proporciona niveles de inundación (caudal), sino que también utiliza isótopos radiactivos, arqueología, datación por luminiscencia, etc. , y también puede obtener las edades de inundaciones antiguas, obteniendo así información sobre las principales inundaciones desde el Holoceno. Además, el estudio de las inundaciones antiguas utiliza los sedimentos de las inundaciones como soporte de investigación. Hay evidencia física sobre el terreno y los resultados de la investigación no diferirán de persona a persona. Aquí también es mejor el estudio de las inundaciones antiguas que la estimación de las mismas. inundaciones por escorrentía de fuertes lluvias, por lo que el estudio de las inundaciones antiguas ayuda a descubrir el patrón de desarrollo de las inundaciones de los ríos.
Lo más importante en el estudio de las inundaciones es determinar y obtener con precisión los sedimentos de advección de inundaciones antiguas. Durante las inundaciones, hay sólidos en suspensión flotando en ríos y lagos, los cuales se componen de brotes tiernos, polen, vegetación, hojas rotas, raíces de árboles y barro y arena con alto contenido de materia orgánica. Después de que el agua retrocede, estos sólidos suspendidos quedan cubiertos y enterrados por el colapso del suelo o los sedimentos de la pendiente, llamados sedimentos de salida de inundaciones.
(2) Identificación de sedimentos de flujo de inundación
La determinación y obtención de sedimentos de flujo de paleoinundación es una cuestión clave en la investigación de paleoinundación. Los indicadores sedimentológicos para identificar los diferentes sedimentos de advección y los indicadores ambientales fluviales más adecuados para su formación se muestran en la Tabla 3-3. Las condiciones que deben cumplir los antiguos sitios de sedimentación por inundación incluyen: ① Fuentes adecuadas de sedimento o la presencia de sedimento fino en la cuenca. ②Condiciones de almacenamiento adecuadas. Los mejores lugares para la deposición de sedimentos de salida de paleoinundaciones son cuevas, nichos o paleoescarpes rocosos cerca de cañones, donde se conservan mejor para evitar la erosión posterior a la inundación o daños por el movimiento de las laderas o la modificación de la vegetación de la superficie. Los afluentes, estuarios y curvas donde los valles de los ríos se estrechan o ensanchan repentinamente también son lugares ideales para la deposición por advección de inundaciones.
Tabla 3-3 Indicadores sedimentológicos para juzgar un solo evento de inundación
Las capas continuas de sedimentos de flujo de inundación, o unidades sedimentarias de múltiples capas, pueden depositarse continuamente durante cientos o incluso miles de años, y registrados en perfiles sedimentarios específicos. Para identificar estos depósitos, se requiere una delineación estratigráfica detallada y se debe prestar especial atención a la interpretación de las discontinuidades y contactos en los depósitos de inundaciones antiguas, que son indicativos de una inundación antigua independiente. Una sola unidad sedimentaria de inundación en un perfil sedimentario se puede identificar claramente mediante uno o más de los siguientes signos: ① Aparece una fina capa de sedimento encima de una unidad sedimentaria de inundación, que representa hundimiento de inundación (2) Entre dos unidades de inundación consecutivas; una capa de sedimentos que no son de inundación en el medio, como sedimentos de colapso, escombros que caen del techo de la cueva e incluso carbonatos sedimentarios que gotean de la cueva ③ Capa aluvial de grano grueso de afluentes y capa de sedimentos de inundación de grano fino del principal; ritmo alternativo de los estuarios tributarios (4) bioturbación de las superficies de sedimentos expuestas después de las inundaciones; ⑤ superficies de erosión de antiguas unidades sedimentarias erosionadas por inundaciones posteriores; ⑥ cambios en las características físicas de las unidades sedimentarias de inundaciones, como cambios en el color de los sedimentos o el tamaño de los granos; , puede ser causado por varios factores, como diferentes fuentes de sedimentación o diferentes condiciones dinámicas cuando ocurren diversas inundaciones ⑦ La aparición de suelo antiguo enterrado ⑧ La existencia de endurecimiento de sedimentos o grietas de lodo residuales, que representa el proceso de formación de la superficie; expuesto al mundo exterior.
Los últimos descubrimientos en la investigación de paleoinundaciones en el país y en el extranjero no solo aclaran la importancia de la sedimentación del flujo de paleoinundación en la investigación de paleoinundación, sino que también proponen el método de estudio en profundidad de la sedimentación del flujo de paleoinundación en sí para mejorar el nivel científico. de la necesidad de investigar eventos de inundaciones.
(3) Características de desarrollo de los depósitos de advección de inundaciones
Los depósitos de advección producidos por inundaciones de ríos antiguos se caracterizan por estructuras sedimentarias como la estructura sedimentaria, la forma y el color de los cuerpos sedimentarios, así como como estructuras sedimentarias como el tamaño y la distribución de los granos. Hay signos identificables en términos de selección de minerales y ensamblaje de minerales, que son de gran importancia para determinar los eventos de inundación.
1) Color de los sedimentos de advección: dado que los sedimentos de advección a menudo quedan enterrados por sedimentos de la pendiente local, los sedimentos de advección de los tramos superiores del río a menudo son significativamente diferentes en color de los sedimentos de la pendiente local. En las Tres Gargantas del río Yangtze, los lugareños llaman a los antiguos sedimentos de inundaciones descritos "Chen Hong Ni". Sin embargo, cabe señalar que los cambios de color pueden dar características simbólicas a los sedimentos de la paleoinundación en una sección específica del río de la cuenca, pero no pueden usarse como el símbolo más importante para juzgar los sedimentos de la paleoinundación a gran escala.
2) Características estructurales sedimentarias de los sedimentos de advección: dado que los sedimentos de advección se forman en condiciones hidrodinámicas especiales, tienen características obvias en el lecho sedimentario, la forma y el color del cuerpo del sedimento: ①En el lecho sedimentario, los sedimentos de advección se forman en condiciones donde la velocidad del flujo es cercana a cero, por lo que a menudo se forma un lecho horizontal extremadamente delgado o un lecho ondulado delgado debido a la perturbación de las olas. El espesor de este tipo de lecho suele ser de sólo 1 ~ 2 mm. Debido a las partículas finas y al largo tiempo de formación, la estructura es muy densa. Debajo de los sedimentos de advección hay sedimentos de llanura aluvial con estratos oblicuos o cruzados obvios. (2) Desde la perspectiva de la forma del cuerpo sedimentario, dado que el cuerpo sedimentario se forma en el nivel más alto de inundación, en los ríos montañosos, las inundaciones generalmente forman depósitos de advección en plataformas de suave pendiente en las partes más altas de las laderas del valle debido a la compactación diferencial; a diferentes espesores Debido a la influencia de la topografía, los cuerpos sedimentarios suelen tener extremos inclinados.
3) Estructura sedimentaria de los sedimentos de advección: ① Características granulométricas de los sedimentos de advección. Los sedimentos estratosféricos de inundación se forman cerca de ambientes de aguas tranquilas, por lo que son de grano más fino y contienen relativamente poca arena. Tanto las gráficas de probabilidad como las curvas de probabilidad acumulada de los parámetros del tamaño de partículas exhiben características de muchos componentes suspendidos, y el coeficiente de asimetría puede ser más positivo. ② Propiedades de clasificación: Las condiciones hidrodinámicas especiales para la formación de sedimentos estratosféricos determinan que dichos sedimentos tengan buenas propiedades de clasificación.
4) Reglas de combinación de minerales pesados de sedimentos de advección: Las reglas de combinación de minerales pesados ayudan a identificar sedimentos de advección paleoinundados. Debido a que los sedimentos de advección se forman a velocidades de flujo extremadamente bajas, el contenido de minerales pesados en los sedimentos de advección es menor y los tipos de minerales pesados son monótonos en comparación con los sedimentos de río normales.