5.3. Tác dụng địa chất của dòng nước chảy trên mặt

5.3. TÁC DỤNG ĐỊA CHẤT CỦA DÒNG NƯỚC CHẢY TRÊN MẶT Nước mặt là 1 bộ phận thủy quyển. Nước mưa rơi xuống chia 3 phần: 1)- Phần lớn chảy trên mặt dồn vào vùng trũng; 2)- Một phần ngấm xuống đất; 3)- Một phần nhỏ bốc hơi.  Nước chảy trên mặt có t/dụng ph/hủy và t/dụng x/dựng. + T/dụng ph/hủy = xâm thực + v/chuyển. + T/dụng x/dựng = sự trầm tích. 5.3.1. Tác dụng xâm thực của dòng nước chảy trên mặt 5.3.1.1. Tác dụng xâm thực của nước lũ  Dòng lũ có lưu lượng nước + v/tốc lớn, tải nhiều v/liệu (tảng, cuội đến cát, bùn).  Nước lũ bào mòn đá mềm, lôi cuốn các s/phẩm bị bào mòn, đá gốc lộ ra và bị phá hủy  tai nạn khủng khiếp (đổ chỏm núi lấp làng mạc, đất lở, bùn trôi).  Các v/liệu ph/hủy di chuyển theo nước bằng 2 cách: mịn (cuốn trong nước), thô (lăn, trượt trên sườn dốc).  V/liệu tích tụ = lũ tích (proluvi); TP phức tạp, k/thước khác nhau (cát, bột, sét, mảnh đá ...), độ chọn lọc, bào mòn kém, luôn th/đổi hướng ph/bố. 5.3.1.2. Tác dụng xâm thực của nước mặt  T/dụng x/thực của nước chảy tràn địa hình "ống khói nàng tiên" (nơi v/chất tr/tích không đồng nhất) hoặc đào khoét tạo các mương xói trên các sườn núi.  Các mương xói gây tác hại: làm khô cạn khu vực dẫn tới hạ thấp mực nước ngầm  thuận lợi ph/hóa v/lý, cho t/dụng gió.  Đối với nước chảy tràn trên mặt: rửa trôi là t/dụng chính.  Nước x/hiện (mưa lớn, tuyết tan) thường không có dòng, hướng chảy không cố định, phủ trên d/tích rộng, động năng + lưu lượng nhỏ, khả năng ph/hủy yếu.  Tốc độ rửa trôi  t/chất đá. 5.3.1.3. Tác dụng xâm thực của dòng chảy  Dòng chảy tạm thời (miền núi) có nước vào mùa mưa, tuyết tan và khô cạn vào mùa khô.  Q/trình ph/hủy: đào khoét tạo rãnh sâu = xâm thực dọc (xâm thực sâu). Tác dụng xâm thực của dòng chảy tạm thời  Q/trình ph/hủy đá 2 bên bờ dòng chảy, mở rộng thung lũng (do động năng dòng + v/liệu cứng va đập khi dòng nước di chuyển) = xâm thực ngang (xâm thực bên).  Q/trình v/chuyển: 2 cách: v/liệu mịn, nhỏ cuốn trôi theo dòng nước; v/liệu thô lăn, trượt trên bề mặt đáy khe rãnh.  Ở miền núi: nhiều nón phóng vật hợp lại tạo vạt gấu trước núi.  Dòng chảy tạm thời có đ/điểm x/thực ngược (dòng đào lòng ph/triển về phía thượng lưu).  Q/trình tích tụ: tại cửa tỏa nước, động năng dòng giảm, v/liệu tích tụ  nón (quạt) phóng vật (proluvial fan) = hình nón, đỉnh quay về nguồn, miệng tỏa xuống đồng bằng với sự ph/bố tr/tích theo q/luật: các tảng, hạt thô hơn nằm gần đỉnh, các hạt nhỏ thì nằm xa đỉnh nón.  Dòng chảy thường xuyên (sông, suối) = dòng chảy quanh năm không  khí hậu. Nguồn c/cấp: nước mưa, băng tuyết tan, nước hồ, nước dưới đất Tác dụng xâm thực của sông  Các y/tố chính của sông: + Đường chia nước - đường phân thủy (phân chia lưu vực sông); + Hệ thống sông (gồm nhiều sông lớn nhỏ đổ nước vào một khu vực); + Phân đoạn sông (thượng lưu - xâm thực đào lòng; trung lưu - v/chuyển; hạ lưu - lắng đọng). + Nguồn sông (nơi bắt đầu), đoạn chảy (dòng chảy v/chuyển nối nguồn với cửa sông); + Cửa sông (sông chảy vào 1 sông lớn hoặc vào hồ, ra biển nơi có mực gốc thấp - nơi bắt đầu có tr/tích); + Độ dài sông (từ nguồn đến cửa sông); + Hệ số uốn khúc (tỷ lệ: độ dài sông/kh/cách thẳng từ nguồn đến cửa >1); + Lòng sông (nơi có nước chảy thường xuyên), bờ sông, đáy sông; + Thung lũng sông (phần d/tích, theo đó nước chảy đổ dồn vào lòng sông; theo m/cắt ngang có các dạng: hẻm - dạng chữ V, dạng chữ U, dạng không đối xứng); Một số địa hình l/quan với sự ph/triển của sông: Thềm (terrace): phần d/tích t/đối bằng phẳng của lũng sông (hơi nghiêng dốc ra sông) dạng bậc, phân bố dọc sông do sông đào sâu lòng. - Khác bãi bồi, thềm không bị ngập nước dù vào mùa lũ. - Sự x/hiện thềm chứng tỏ kh/vực sông bị nâng lên. Một sông có thể nhiều thềm, đánh số từ dưới lên. Bãi bồi (flood-plain): phần đ/hình có phù sa lắng đọng trong lũng sông, mùa mưa bị nước sông phủ ngập, trên bãi bồi có cây cối mọc. Tác dụng xâm thực (erosion) của sông - là sự phá hoại cơ học với 2 dạng: + Xâm thực dọc hay xâm thực sâu (đào sâu lòng sông theo chiều thẳng đứng); + Xâm thực ngang (lateral erosion) hay xâm thực bên (mở rộng lòng sông). Doi cát (spit): d/tích nhỏ ph/bố dọc sông hay giữa lòng sông, mùa nước ngập, mùa cạn lộ ra, nhiều cát. = bãi bồi. Cặp đôi  Xâm thực ngang (lateral erosion) là sự ph/hoại x/thực vào 2 bên bờ do động năng của dòng chảy và do các v/liệu vụn của dòng mang theo. X/thực ngang ph/triển ch/yếu ở hạ lưu sông khi x/thực dọc giảm đi nhiều.  X/thực dọc + x/thực ngang luôn x/ra đồng thời. Khi v/tốc dòng lớn, nước chảy thẳng, xói mòn sâu là ch/yếu, x/thực dọc đóng v/trò chính. Khi độ dốc thoải hơn (t/đối bằng) thì v/tốc nhỏ đi x/thực ngang mới đóng v/trò q/trọng.  Khi sông đạt trắc diện cân bằng = sông đã thực hiện xong 1 chu kì x/thực, trắc diện dọc của sông = đường cong trơn (dốc ở thượng lưu, t/đối bằng phẳng ở hạ lưu).  Q/trình x/thực dọc còn dẫn tới hiện tượng cướp dòng - river capture (dòng sông này thu một phần nước ở vùng thượng nguồn của một dòng chảy khác).  Là q/trình đào sâu lòng: mạnh mẽ ở trung lưu (lưu lượng nước, v/tốc dòng chảy lớn).  Dừng lại khi sông đạt trắc diện cân bằng (mặt nước ở hạ lưu gần ngang mặt cơ sở, ở trung lưu thoải và thượng lưu có độ dốc lớn nhất). a- Tác dụng xâm thực dọc hay xâm thực sâu: b- Tác dụng xâm thực ngang hay xâm thực bên: + Địa hình thấp  giảm thế năng nước  giảm v/tốc dòng, giảm t/dụng x/thực dọc, thuận lợi ph/triển x/thực ngang. + Sự b/đổi đ/điểm đ/chất: đất đá 2 bờ không đều nhau, 1 bên mềm hơn, 1 bên cứng hơn hoặc do thế nằm đá hay do đ/gãy k/tạo. + Ch/động k/tạo hạ xuống làm x/hiện sự tr/tích. Nguyên nhân phát sinh x/thực ngang: + Ở chỗ uốn cong, dòng chảy mạnh sẽ có sức ly tâm đẩy nước văng ra ngoài gây xói mòn vào bờ cong và bồi lắng về phía đối diện. + Mực nước b/đổi làm cho dòng chính đổi hướng. Ở chỗ uốn cong, dòng nước do chảy vòng chịu ảnh hưởng của lực ly tâm nên chảy theo ph/thức chảy vòng đơn hướng ngang. Phần chảy trên xói vào chỗ cong, phần chảy ở đáy sẽ mang v/liệu bị phá vỡ ở bờ đưa đến lắng đọng ở bờ lồi tạo các bãi bồi, các gờ bồi tụ. Những y/tố ảnh hưởng đến sự x/thực ngang: - X/thực ngang của sông còn chịu ả/hưởng của v/động tự quay TĐ (sông hướng k/tuyến) và vào c/trúc đ/chất và độ cứng đá. - X/thực ngang có x/hướng làm dòng chảy quanh co uốn khúc→ bên lở bên bồi. Tại chỗ 2 khúc uốn gần nhau, khi nước lớn dòng đào lòng tắt qua chỗ gần nhất → tạo dòng mới, tách khúc uốn của sông ra hồ móng ngựa. - H/thành uốn khúc rồng rắn (meander - quanh co)  chứng tỏ sự x/thực ngang của dòng sông đã đến thời kỳ cuối. Quá trình hình thành hồ móng ngựa b- Phương thức nhảy bước (saltation): do ả/hưởng dòng chảy rối, chảy xoáy, có lúc sẽ tạo ra dòng đẩy từ dưới lên→ các hạt vụn bị lôi lên khỏi đáy sông cuốn đi một khoảng, sau đó dưới t/dụng trọng lực lại chìm xuống đáy→ di chuyển có tính nhảy bước (hạt đẩy lên, cuốn trôi, lắng xuống đáy rồi lại bị đẩy lên, cuốn trôi). → nguyên nhân tạo các gợn cát dạng sóng (sand wave): dạng không đối xứng, mặt xuôi: theo hướng nước chảy, dốc hơn: mặt đón hướng nước chảy. a- Phương thức lăn đẩy - kéo lê (traction): lực đẩy nước sông > lực ma sát v/liệu thì v/liệu sẽ bị đẩy đi. Các cuội gần dòng chảy chính có trục dài gần // phương chảy → dạng mái ngói ứng dụng ph/đoán dòng sông cổ. 5.3.2. Tác dụng vận chuyển của dòng nước chảy trên mặt 2 phương thức v/chuyển: 1- Vận chuyển của sông theo phương thức cơ học: - Q/trình chảy của dòng sông làm gợn cát dịch chuyển dần về trước. -Nếu ch/độ thủy văn th/đổi, tốc độ nước di chuyển lớn hơn→ nước bào mòn các gợn cát có trước→ các lớp xiên chéo (oblique bedding) giống như do gió. c- Phương thức nổi lơ lửng (suspension): khi trọng lực hạt nhỏ hơn sức đẩy của dòng chảy thì các v/liệu sẽ trôi lơ lửng trong nước. Đ/trưng v/chuyển dòng sông theo ph/thức cơ học là: - Càng đi xa thì hạt càng được mài tròn. - Càng đi xa những k/vật không ổn định (felspat, k/vật Fe-Mg) sẽ bị ph/hủy, phân giải, số lượng giảm bớt đi; trái lại, các k/vật bền vững tập trung hơn. Stream Erosion (dòng xói mòn): Downcutting (cắt) Slotted Canyon - rãnh Potholes - ổ gà a- Vận chuyển theo dạng dung dịch: trong MT nước xáo động di chuyển thì ion của Cl, S, Ca, Na, Mg, K dễ bị hòa tan trong nước. 2- Vận chuyển của sông theo phương thức hóa học: Nước sông có thể hòa tan 1 số k/vật (đá) thành d/dịch (keo) và v/chuyển đi nơi khác. 1)- Những muối dễ hòa tan nhất: NaCl, MgCl2, KCl, MgSO4, CaSO4; 2)- Kém hơn: CO3 của các ng/tố kiềm, kiềm đất như: CaCO3, MgCO3, Na2CO3; 3)- Kém hơn nữa: hợp chất của (P2O5), Si, Mn, Fe. - Hai loại sau cùng có thể tồn tại ở dạng keo để di chuyển. - Những y/tố ả/hưởng đến độ hòa tan tạo ra d/dịch: To, P, Eh, pH, h/lượng CO2 trong nước.. b- Vận chuyển theo dạng keo: các chất keo đều mang dấu điện tích nh/định (chất keo SiO2 mang dấu âm). Trong MT cùng dấu như vùng kh/hậu ẩm, nước ph/lớn có điện tích âm và các ion cùng dấu sẽ đẩy xa nhau. Khi đến biển = MT có nhiều ion âm + dương, chất keo trên kết hợp với ion dương→ lắng đọng lại. Các ng/tố dễ tồn tại trong tr/thái keo: Al, Fe, Mn, Si; đôi khi: P2O5, CaCO3.  Sườn tích (deluvi) - trên sườn. Lũ tích (proluvi)- tích tụ ở chân núi, tạo nón phóng vật. Bồi tích (aluvi)- tích tụ thành bãi bồi hoặc ở lòng sông. - Tr/tích aluvi có thể tạo thành các lớp song song và phân lớp xiên chéo. 5.3.3. Tác dụng trầm tích của dòng nước chảy trên mặt  Tác dụng tr/tích x/ra với các đ/kiện: - V/tốc sông giảm thấp khi sông đổ vào biển (hồ), hoặc nhánh sông lớn đổ vào vùng khô cạn = sông đạt tới trắc diện cân bằng. - Địa hình có sự th/đổi: trong 1 khúc sông có đoạn lòng sông thoải, hoặc từ hẹp sang mở rộng. Ở chỗ uốn khúc phía lõm: bị x/thực ngang, ở phía lồi: tr/tích lắng đọng. - S/lượng v/liệu vụn quá nhiều, sông không đủ sức tải đi và sẽ tr/tích lắng đọng lại. - MT h/học b/đổi, các d/dịch, chất keo có thể kết tủa lắng đọng các s/phẩm tr/tích h/học. Tùy theo địa hình dòng sông chảy qua, vị trí của các đoạn sông có các tr/tích khác nhau: 2-Trầm tích ở miền trung, hạ lưu: - Tr/tích ở đoạn sông thẳng: chiều dàisông>>chiều ngang; lòng sông sâu. Ở đây h/thành các loại địa hình: + Các bãi cát nông: hạt vụn có độ mài tròn t/đối tốt, trục dài  hướng nước chảy. + Các bãi cát ở giữa lòng sông: ở những sông t/đối rộng, có sự b/đổi lượng nước không giống nhau trong các th/kỳ nước nhỏ và nước lớn (lũ). + Trong th/kỳ nước nhỏ: dòng thẳng, dòng trên mặt chảy vào tr/tâm, dòng đáy phân tán ra ngoài. → tạo ra các tr/tích ở 2 bên sườn (như bãi cát nông). + Vào th/kỳ nước lũ, sẽ lắng đọng các bãi bồi, bãi cát giữa sông. Các bãi cát ở giữa sông Hồng: G/đoạn A → gờ cạn ở giữa lòng. G/đoạn B → bãi bồi, bãi cát giữa sông; dòng sông bị phân nhánh. G/đoạn C: dòng sông chảy thành nhiều phân nhánh, → nhiều bãi cát ở giữa sông. 1-Trầm tích ở miền núi: - Tr/tích gần thác ghềnh (tạo các dòng xoáy): tảng, cuội lớn + cuội, sỏi cát. TP hỗn tạp. - Tr/tích lòng sông vùng miền núi: h/thành sau cơn lũ: tr/tích vụn từ cuội đến cát. Tính phân chọn kém, mài mòn kém, phân lớp kém. TP hỗn hợp. - Sự h/thành đồng bằng bồi tích (aluvi): dòng sông chảy đến hạ lưu sẽ ph/triển x/thực ngang, mở rộng lòng. Vào mùa lũ, nước tràn ngập ra ngoài, lòng sông càng mở rộng thúc đẩy tr/tích. Nhiều lần tạo đồng bằng bồi tích. TP tr/tích: cát bột, sét, có các gợn sóng nhỏ, c/tạo xiên chéo. Th/nằm ngang hoặc cắt chéo. - Khi nước lớn, nước tràn lên bãi ven sông, v/tốc nước giảm, v/liệu sẽ lắng đọng lại làm cho bãi lớn lên. Bãi ph/triển kéo dài theo sông tạo gờ ven sông (đê tự nhiên). Độ cao gờ ≤ mực nước sông vào lúc lũ. Nếu tiếp tục ph/triển thì sẽ hình thành bãi bồi (valley flat) = thung lũng bằng phẳng. - Sự h/thành các bãi ven sông, gờ ven sông, bãi bồi: ở chỗ uốn cong, phần lõm bị xói lở, phần lồi được tr/tích→ các bãi ven sông. Trầm tích ở những đoạn sông uốn cong: Floodplains (đồng bằng ngập lụt) and terraces (thềm) 3- Trầm tích ở cửa sông (river mouth): Có 2 loại địa hình cửa sông là cửa sông tam giác châu và cửa sông vịnh tam giác. Tam giác châu (delta) (): Bồi tích cửa sông hình tam giác (đỉnh-thượng lưu) = nón phóng vật (các sông nhánh ph/triển→ hệ chằng chịt). Tam giác châu sông Nile Đ/kiện thuận lợi để tạo ra tam giác châu: - Ở cửa sông, biển không sâu quá. - V/liệu tr/tích chuyển đến nhiều ở cửa sông. - Tốc độ tr/tích > sụt lún hoặc bào mòn k/tạo. - Không có thủy triều, không có dòng chảy mạnh ven bờ. Tại cửa sông Cửu Long do dòng chảy ven bờ mạnh nên v/liệu bị đưa vềMinh Hải làm cho mũi Cà Mau ngày một dài ra. Sơ đồ phân bố cửa sông vịnh tam giác và cửa sông tam giác châu: I- Cửa sông vịnh tam giác; II- Cửa sông tam giác châu. A- Miền cửa sông; B- Phần cận biển của sông; C- Phần ngập nước biển trước cửa sông; D- Phần cửa sông; E- Phần cận cửa sông. Trầm tích châu thổ tam giác: sạn, sỏi, cát thô và mịn, bùn thô và mịn, oxyt sắt (về sau tạo đá ong), chất hữu cơ màu đen, sét. Đặc điểm của trầm tích sông: đá tảng, cuội, sỏi, cát, bột, sét, vật liệu hữu cơ ... Đ/trưng tr/tích tam giác châu: c/trúc 3 tầng: tầng trên (top-set beds), tầng trước (fore-set beds) và tầng đáy (bottom-set beds). + Tầng trên (v/liệu thô, nằm ngang, hơi nghiêng); + Tầng trước (v/liệu mịn hơn, ph/lớp xiên, nghiêng về phía biển): bột, bột sét, ph/lớp xiên chéo, có dấu vết sóng. + Tầng đáy (v/liệu mịn, nằm ngang) chứa nhiều di tích s/vật trôi nổi, hạ đẳngMT sinh dầu. Vịnh tam giác (cửa sông hình phễu): vùng cửa sông có đáy biển dốc, dòng chảy ven bờ h/động mạnh. Các s/phẩm do sông mang đến bị di chuyển đi nơi khác (Xen, Amazon). Đ/kiện để h/thành vịnh tam giác: - Thủy triều lớn, gió mạnh. - Tốc độ sụt lún lớn đẩy vật liệu ra biển. 5.3.4. 1. Sự hình thành thềm sông: 5.3.4. Ảnh hưởng của các chuyển động Trái Đất đối với tác dụng địa chất của sông - Vỏ TĐ ổn định, ch/động k/tạo yếu ớt (hoặc sụt lún) → t/dụng đ/chất = tr/tích. -Vỏ TĐ nâng cao, t/dụng x/thực dọc ph/triển→ lòng sông đào sâu→ các bãi bồi, gờ cát, đê cát nâng cao, vào mùa lũ nước không ngập được h/thành các thềm sông (river terrace). Như vậy thềm sông nguyên là bãi bồi (hoặc mặt bào mòn) bị nâng cao. -Sau đó, ch/động k/tạo làm vỏ TĐ nâng lên (hoặc mực nước biển hạ thấp xuống) → sông tiếp tục x/thực đào mòn, ph/hoại mặt chuẩn bình nguyên có những đỉnh núi hơi bằng phẳng nằm rải rác với độ cao tuyệt đối gần như nhau, l/kết lại, chúng nằm trên 1 MP = gọi là mặt san bằng. -Địa hình  đồng bằng lớn (chỉ sót các đồi nhỏ riêng lẻ) gọi là chuẩn bình nguyên (peneplain). Nó là k/quả cải tạo đ/hình lâu dài của sông. 5.3.4. 2. Sự hình thành chuẩn bình nguyên và mặt san bằng: Các thềm được đánh số theo thứ tự từ nhỏ đến lớn dần kể từ dưới lên. Các loại thềm: a)- Thềm x/thực (thềm điêu khắc): để lộ ra đá gốc (bồi tích mỏng, ít)  h/động k/tạo nâng là chính (g/đoạn đầu h/động k/tạo). b)- Thềm tích tụ: không để lộ ra đá gốc; bị phủ bồi tích dày. c)- Thềm xâm thực-tích tụ: thềm hỗn hợp = đá gốc + bồi tích. Dưới: đá gốc; trên: aluvi. Ph/ánh sự nâng lên ở th/kỳ sau khá mạnh làm cho sông x/thực đến đá gốc. Trong thềm: chứa kh/sản trọng sa (vàng, thiếc,...). Thềm khôi phục h/động tân k/tạo, cổ khí hậu, cổ địa mạo. Độ cao thềm = biên độ nâng lên. S/lượng và t/chất thềm ph/ánh số lần h/động k/tạo và đ/trưng các ch/động này. - T/dụng đ/chất của sông là x/thực bào mòn chỗ cao, bồi lấp vào chỗ trũng. Nguyên nhân: - Do ch/động k/tạo, sông được nâng lên ở thượng lưu hoặc hạ thấp ở hạ lưu. - Do sự th/đổi đột ngột lượng nước chảy (do mưa nhiều, băng tan). - Chu kỳ ph/triển từ th/kỳ thơ ấu sang già nua đạt trắc diện cân bằng là 1 chu kỳ x/thực. - Khi sông đã đến th/kỳ già nua lại bắt đầu 1 chu kỳ x/thực mới: sông trẻ hóa (hồi xuân). 5.3.4. 3. Các thời kỳ phát triển của một con sông: 4 thời kỳ d)- Th/kỳ già nua: t/dụng tr/tích là chính; thung lũng chữ U mở rộng; nhiều khúc uốn hình móng ngựa; ph/triển các tr/tích ven sông, lòng sông, đồng bằng bồi tích. c)- Th/kỳ trưởng thành: đạt trắc diện cân bằng; x/thực ngang là chính; thung lũng chữ U; nhiều khúc uốn; t/dụng tr/tích chính x/ra ở hạ lưu và 1 phần trung lưu. b)- Th/kỳ thanh niên: x/thực dọc là chính; hướng chảy thẳng; lòng dốc; thung lũng chữ V; ít phân nhánh, nhiều thác ghềnh. a)- Th/kỳ thơ ấu: sông bắt đầu h/thành chảy vào chỗ thấp.