Зеннің геологиялық жұмысы

Адамзаттың тіршілігі үшін өзендердің маңызы тола айтарлықтай:<<өзен жағалағанның өзегі талмас>>. Өзен суы ауыз судың, ндіріске қажетті судың, жер суарудың, қуатты және таза электр энергиясының басты көзі.

Өзен суы жер бетіндегі және жер астындағы сулардан құралады. Өзеннің суы жыл маусымына байланысты сабасы жоғары немесе төмен болады. Жазғытұрымқар кілт ерігенде өзендер жағасынан шығып,Қазақстан жерінде бір-екі айда өзен суының 70-80 проценті ағып өтеді. Жаз аяғында сабасы ең төменге түсіп, қайырланып жеке қарасуларға бөлшектеніп қалады. Биік таулы қар (мұз) суымен қорланатын өзендердің биік сабасы керісінше шілде кезінде болады.

Сабасы толған кезде су көлемі 5-20 есе өседі, ағыс жылдамдығы су деңгейі төмен кезде жазықтардың ірі өзендерінде секөндіне 1-1,5 м (сағатына 3-5 км), таулы өлкелерде-3-5 м (сағатына 15-45км) шамасында. Өзен арнасының ең терең жерінде ағыс қатты болады да, жағалау және түп беттерінде судың сүйкеліп қақтығысуынан ағыс баяулайды. Өзеннің бойында да оның ылдиы өзгеріп, қайраң, апан тұстарында ағыс жылдамдығы кемиді. Өзен сағасында су ауытқып, теңселіп, құйынша (турбулентті) ағады. Соның салдарынан су ирелеңдеп, оның барлық массасын түбінен бетіне дейін алмастырад, үгінділерді көтеріп, сүйреп, сыпырып отырады.

Өзен суының күшін оның энергиясы(тірі күші) дейді. Ол судың массасы (m) мен ағысының жылдамдығы (v)тікелей байланысты: K=. Неғұрлым осы екі сан артық болса, соғұрлым өзеннің жұмысыда күшті. Кейінгісі:1)эрозиядан (жырып-кеміру), 2) эрозиямен үгілуден пайда болған және еріген заттарды тасымалдаудан, 3) аккумуляциядан (шөгуден) құралады. Өзеннің тірі күші К мен ағызған <<жүгінің>>(T) арақатынасына байланысты 3 түрлі жай туады:

1) К>T- эрозия басым болады, бұл жас және жаңғырған таулы өлкеде үстем;

2) К=T- эрозия мен аккумуляция өзара тең;

3) К<Т- аккумиляция басым.

Осы аралық қатынас өзеннің тұла бойында және мезгіл сайын өзгеріп тұрады.

Эрозия процестері оның бағыты мен арақатынасы өзен аңғарының даму сатысына байланысты. Эрозия екі түрге бөлінеді: түплі (тереңдік) эрозия салдарынан ағыс түбін сойып, орып тереңдете түседі; бүйір эрозия салдарынан жағалау бұзылып, аңғар кеңи түеді.

Түпкі эрозия. Өзен аңғарының бас жағында тереңдік эрозия басым болады. Тасқын тау жыныстарын бұзып жарып,өзінің құятың көл немесе теңіз деңгейіне тепе теңдік бойлау қимасын жасайды. Өзен құятын басеейннің деңгейінен қарай түпкі эрозия болуға тиіс емес.Содан соң денгейді өзеннің эрозия базисі деп атайды. Өзеннің бастапқы (жас) кезінде оның аңғары кері эрозия арқылы базисінен жоғары қарай қылыптасады.

Әдетте өзен аңғарының бойы үш бөліктен тұрады. Жоғары бөлігінде эрозия тереңдеп және жоғары су айрық бетке қарай жылжиды. Өзеннің орта шенінде аған энергиясы көтерген үстіндегі тасымалдауға жиналады. Өзеннің төменгі тұсында аккумуляция басым болады.

Бүйірлік эрозия. Өзеннің бойлау қимасы жатықталған сайын түпкі эрозия біртіндеп бояулайды да бүйір эрозия күшіне кіреді. Өзен арнасында бойында бойлоу ағыстан көлденең бағыттты ағыстар туады. Олар әуелі су түбіне жетеді де жағаға қарай ұрынады. Содан су түбішайылып, үгінді жағаға соғылады. Оның бір шамасы жағы бойында шөгедіде де арна жиегіне қайраңдар түзеді. Өзен суы қайраң жиегіне соқтығып, ағыс жылдамдығы баяулайды да, алдынан кездесетін кедергіні «сезгендей» олай-бұлай бұлаңдап ирелеңдей бастайды. Сөйтіп, арна өз жағасын кеміре береді.

Тасымалдау (трнспортировка). Өзен ағыны жол-жөнекей бұзылған жыныстар түйіршіктерін төментасымалдайды. Бұл құбылыс үш түрлі болады: 1) су түбінен, сүйретіп сыру; 2) суда қалықтаған лай; 3) судағы ертінділер түрлері. Жыл сайын барлық өзендер арқылы 1 млн тонна үгінді сырылып, қалықтау жолымен 12,7 млн тонна,ертінді ретінде 3,6 млн тонна тасымалдайды. Түбінен сырылдған және оған еріген лайды өзеннің қатты ағыны деп атайды. Бұл сан өте аумақты. Мысалы, Әмударияөзеннің ағыны жылына 570 млн тонна, Еділдікі –43 млн тонна лай ағызады.Өзен түбінен сүйретілген кесек-түйіршіктер диірмен тасындағыдай түбін тағы да жыртып, кеміріп, тупкі эрозияны күшейте түседі. Олардың өзі де сынып, қажалып, жұмырланып, малта тасқа, жұмыр қиыршыққа, құмға айналады.Түптен ысырылып тасымалданатын кесектердің массасы ағын жылдамдығының алтыншы дәрежесіне тең. Сондықтан да кесектердің көлемі тау өзендері мен жазық өзендерінде әр түрлі. Дөңбек тасты тасымалдау үшін ағыс жылдамдығы 4,87 м/с, малта үшін-1,62м/с, іріқұм үшін-0,21м/ге жетуі қажет. Тау өзендерінің аңғарында шөгінділері көбінесе малта-кейде дөңбектастардан тұрады. Жазықтықтағы өзен аңғарында құм жинағы басым келеді.

Ерітінді ретінде өзен суына әр түрлі карбонаттар (60), содан соң кремнийлі тотықтар, шамалы ғана темір, марганецтің сулы тотықтары кіреді. Жақсы ерігіш сульфатты және хлорлы тұздар қуаң климатты өлкелердің суында басым.

Аккумуляция(шөгінді). Өзен ағынының бастапқы эрозиясы басым сатысында-ақ оның аңғарының кейбір тұстарында үгінділер шөге бастайды. Тасқын кедіндесу молайып, ағын өскен шақтарда үгінділер қайтадан ысырылып, төмен көшеді. Өзеннің бойлау қимасы жатықталып, аңғары кеңи түскен кезде оның арна жиектерінде енді аумай-көшпей орнында қалатын шөгінділер жиналады. Кейінгілері әуелі аңғардың төмегі тұсында шоғырланады да өзеннің бойлау қимасы тегістелген сайын орта шенінде үйіледі.

Өзен аңғарында үйілген ағын шөгінділерінің жинаған алювиалдық шөгінділер немесе қысқаша алювий (латынша «аллювио» - үйінді салынды) деп атайды. Олар ірілі-уақты, әр түрлі іріктеліп, жұмырланған кесек жыныстардан тұрады.

Өзен аңғарлары. ӨЗен аңғарлардың даму жолында оның морфологиясынасай бірнеше және біздің сатыларын байқауға болдады. Бірінші сатысы түпкі эрозия басым кезінде болады да оны да жас шағы деп атайды. Ол кезде арна бойыңа қайраң, табалдырық, сатылар, сарқыламалары бар тік таулы аймақта өтеді. Бұл тұста ағыс күшті болған соң терең аңғарлар түзіледі. Көлденең қимасының пішініне қарай олар бірнеше түрлерге бөлінеді. (6.3-сует) Шаттар (қапшағайлар) - қысталаң терең жақ беті аңғарлар Каньондар деп терең, тік бетті көлденең қимасы латынның V әрпіне ұқсас шатқалдары айтады.

Қаттылығы, беріктігі әр түрлі оның үстіне жазық бағытта қабаттасқан жыныстарды су сойып өткен жағдайда ондай аңғарлардың бет жағы сатыша кемерленіп жарылады: дендуциядан беттері тегістелген қатты жыныстар қабаттарының беттерінде террассаға ұқсас жазық алаңшықтар пайда болады да кемеренде тік жарлар құрайды. Кейінгі сатыда аңғарда бүйірлік эрозия күшейеді, ағыс бір беттен екінші бетке аунақшып, өзен ирелендей түседі. Содан кейін өзен ойдымдары (меандралары) пайда болады. (6.4-сурет).

Ағыс өз инерциясымен түзу бағытта ағуға тырысады, ал арнасының бағыты өзгерген кезде су жар қабақтың ойыс бетіне қарай суып, жылдамдығы артады. Содан арна тереңдей түседі, жаға кеміріліп тік жарға айналады да ол жыл сайын құлап,сыртқа шегіне береді. Аңғар кеңи түседі. Су түбіне қарай құлайды да, әуелі ойыс бетке қарай ығысады, сол жерде су иірімделіп келе қарсы дөңес бетке тұрады. Ағыс қатты тұстан су көтерген құм, қиыршық- метал тастар енді осы дөңес бет шенінде үйірілді. Сөйтіп, су жағалық қайраң, жал түзіледі. Қайраңның ұзындығы мен ені өсе келе, ол тек тасқын кезінде ғана ағынға көміліп, су сабына келгенде құрғап, ең төменгі кемір құрайды. Осыны жайылма террассасы деп атайды. Жайылма түзілген кезде өзен аңғарының көлденең ұимасы түбі жазық жәшікпішінді болады да өзен дамуының бұл сатысын толысқан кезі дейді. Өзен иірімдері аңғардың төменгі бойында да түзіледі, ойдымдардың иіндігі арта туседі. Тасқын кезінде екі иірімнің қылтасын су жарып кетеді де арнасы түзеледі, иірімі шетте жеке-жеке ойдым апандарға- қобыларға (старица) бөлініп қалады (6.4-сурет). Үлкендері көлге айналады да оның түбінде лай- балшық шөгеді, өзін шөп, бұта басып кетеді, кіші-гірімдері жаз бойы құрғап, орнында иінді апан қалады.

Өзендердің аңғарының кенеюіне және жаға беттерінің асимметриялық қимасы түзілуіне жер шарының өз білігімен айналуы да ықпал жасайды. Орыс ғалымы К.М. Бэр солтүстік жартышарда бойлық бағытта ағатын өзендердің (Еділ, Енесей, Ертіс, т.б) оң жағасы қашанда болса биік, жарлы, ал қарсы жиегі төмен ойпат болатынын байқаған. Оңтүстік жартышарда, керісінше, өзенннің сол жағасы биік жарлы, оң жағасы ойпаң болады. Аңғардың осылайша жаралуы жердің тәулік айналуының ықпалынан; жер бетіндегі жазық бағытта қозғалған дене (су) солтүстік жартышарда оңға ұрынады,оңтүстік жартышарда солға ығысады: экваторда ол күш нөлге тең. Содан жазықпен аққан су бір жағына сусып, арнасып жырып отырады. Әрине, кейде аңғар асиметриясы басқа құрамы, олардың эрозияға төзімділігі, қыртыс құрылысы, жер қабығының көтерілуі, кейбір климат жағдайы т.б.

Аллювий және жайылманың құрылысы. Аллювий- құрлықтағы шөгінділердің ең бір маңызды түрі. Ол өткен барлық дәуірлерде кездеседі, дегенмен ең кейінгі төрттік кезкң қабаттарындағы оның орны тіпті басқаша. Төрттік кезкңде аллювий аумақты жазықтар, өзен терраасаларын түзеді.

Өзен арнасының түбіндегі щөгіндіні арна аллювийі дейді. Жазық аймақта ол негізінде қоқыстан шайылған құмнан тұрады. Оның табанында түйірлігі әр түрлі құмға қосымша малта, қиыршық тастар, өсімдіктердің үзіліп- жыртылған қалдықтары кездеседі. Одан жоғары көлбеу бағытта қабаттасқан, бір жаққа қарай еңкіш ұсақ құм және құмайт шөгінділер жатады. Арасында су сабасына түскенде жаралған лайлы құмайт линзалары кездесуі мүмкін. Жазғытұрымғы тасқын жайылма бетіне тегіс тарап, оның бетінде ағыс өте баяу болатындықтан құмайт (алеврит), балшық- саз шөгуді. Олардың арасында көптеген өсімдік қалдықтары, қала берсе, шымтезек линзалары кездеседі. Қабаттасуы шамалы жатық толқын тәрізді болып келеді. Оның үстіне өзен сабасына түскенде жайылма бетінде топырақ, өсімдік тамырының іздері қалады. Осындай шөгіндіні жайылма аллювийі дейді (6.5- сурет).

Аллювийдің қалыңдығы ағынның ең төменгі және жоғарғы сағасының биіктігімен өлшенеді. Жазық далада оның қалыңдығы 10-15 метрпден 30 метрге жетеді. Аллювийдің тік қимасынан арналық, жайылмалық түрлерінің бірнеше рет алмасып тұратынын көреміз. Тау- қыратты аймақтарда ағынның қүштілігінен болғандықтан арна аллювийі басым болады да ол су сүйреткен ірі кесектерден (дөңбек, малтатас) тұрады. Жайылма шөгінділері жоққа тән, ол тек өзен арнасы бір себептенкеңіген тұста құйған ысырынды конустың пролювий шөгінділері басады.

Жайылма бетінің бедерінен үш геоморфологиялық элемент байқалады:1) Арна үймесі оның жиек шетінде түзіліп, негізінде құмнан тұрады. Үйіндісі жайылма бетінен биік.2) Жайылманың орталық беті- ең кең тұсы.Беті әр түрлі апан-ойдымдармен жықпылданған. Құмдақ жыныстарын жел қөтеріп, бетінде эол дөңдер іде пайда болады. 3)Терраса кемерінің табанындағы тұсы. Арнадан алыс болғандықтан оның бетіне ең майда, жұқа құмайт-лай аллювий шөгеді. Көбінесе бұл тұс-көне арнаапандары. Сол себептен шалшық, батпақ, бұлақ жайлайды. Кейінгісі биік террасадан шыққан жерасты суларының көзінен туады.