CHƯƠNG HOẠT ĐỘNG ĐỊA CHẤT CỦA DÒNG CHẢY TRÊN MẶT CHU TRÌNH HOẠT ĐỘNG CỦA NƯỚC TRÊN MẶT • Nước biển, nước sông, nước hồ, nước thực vật, nước tan băng bốc => ngưng tụ tạo thành mây => mưa trực tiếp xuống đại dương bề mặt lục địa • Nước mưa rơi bề mặt lục địa bị bốc phần, phần thấm xuống đất cung cấp cho nguồn nước đất, phần cịn lại chảy theo sơng, suối đổ vào hồ đại dương DỊNG CHẢY TRÊN MẶT • Các nhà địa chất dùng thuật ngữ dòng chảy mặt (stream) tất dòng nước chảy theo lịng kênh định với kích thước • Hầu hết dịng chảy mặt hoạt động quanh năm kể mùa khơ • Khái niệm dịng sơng (river) sử dụng dịng chảy mặt có kích thước lớn (chiều dài chiều rộng) cấp nước nhánh sông (tributary) Một dòng chảy mặt thường bao gồm yếu tố sau: • Thượng lưu (upstream): nơi bắt đầu dịng chảy, thường nơi có địa hình cao, dốc • Trung lưu (Midstream): phần dịng chảy, nơi địa hình thấp thoải • Hạ lưu (downstream): phần thấp nhấp dịng chảy trước đổ vào hồ, biển Phân chia mang tính tương đối • Nhánh sơng: dịng chảy nhỏ cung cấp Thượng lưu nước cho sơng • Lưu vực sơng: Tồn diện tích bề mặt địa hình mà thu nước cung cấp cho Bờ trái sơng • Lịng sơng: nơi dịng chảy thường xun hoạt động • Bờ sơng: hai bên bờ ngăn cách lịng sơng Đồng lũ tích T ru n g l u với địa hình hai bên Người ta chia thành bờ trái bờ phải sông cách đứng nhìn xi theo dịng chảy • Hạ lư u Cửa sơng Vào mùa mưa lũ nước sơng dâng cao tràn qua hai bờ sông bồi lắng vật liệu trầm tích tạo lên đồng lũ tích • Cửa sông; Nơi sông đổ nước vào hồ Mức xâm thực địa phương Mức xâm thực sở biển • Đường phân thủy: đường cao địa hình mà phân chia lưu vực hệ thống sông với lưu vực hệ thống sông khác Mặt biển • Các yếu tố khống chế dịng chảy mặt: • Gradient: phản ánh độ dốc dịng chảy, dịng chảy có độ dốc lớn thường chảy nhanh ngược lại • Lưu lượng dịng chảy: Lượng nước chảy qua thiết diện dòng chảy đơn vị thời gian Q = A.v (m3/s) Q: lưu lượng, A: diện tích thiết diện dịng chảy, v: vận tốc trung bình dịng chảy Dịng chảy có lưu lượng lớn chảy nhanh Lưu lượng dịng chảy thay đổi theo mùa • Hình thái độ ráp lòng chảy: Lực ma sát dòng chảy với bêf mặt lòng chảy làm cản trở tốc độ dòng nước Dòng nước trung tâm lòng chảy có tốc độ cao so với ven bờ đáy Lịng chảy có độ ráp lớn (chứa nhiêuf cuội, sỏi, thực vật bám đáy, ) có tốc độ dòng chảy thấp so với dòng chảy diện tích thiết diện, lưu lượng độ ráp nhỏ CÁC HOẠT ĐỘNG ĐỊA CHẤT CỦA DÒNG CHẢY TRÊN MẶT Hoạt động bóc mịn dịng chảy mặt : • Dịng chảy mặt có khả lấy lớp đất đá bề mặt trái đất nơi mà chảy qua Các vật liệu lấy khỏi bề mặt đá gốc gọi vật liệu trầm tích • Khả bóc mịn, vận chuyển lắng đọng trầm tích dịng chảy mặt phụ thuộc vào lượng dòng chảy mà tỉ lệ thuận với tốc độ lưu lượng dịng chảy • Năng lực vận chuyển dịng chảy phép đo mảnh vụn có kích thước lớn mà mang chủ yếu phụ thuộc vào tốc độ dịng chảy • Cơng suất vận chuyển dịng chảy: tổng lượng trầm tích mà vận chuyển qua điểm đơn vị thời gian tỉ lệ thuận với tốc độ lưu lượng dòng chảy Năng lực vận chuyển lớn vào mùa lũ Năng lực vận chuyển thấp • Một dịng chảy làm phong hóa bào mịn lịng chảy theo ba q trình: thủy lực, bào mịn hịa tan • Tác dụng thủy lực: dịng chảy có khả bóc tách mang vật liệu bở rời gắn kết yếu nơi mà chảy qua xa • Tác dụng bào mịn: thân nước khơng bào mịn đá nêu mang theo vật liệu vụn cát, sỏi,… mảnh vụn tiếp tục làm vỡ vụn bào mịn vật liệu gặp phải đường di chuyển Tác dụng bào mịn thường hay tạo thành hố bào mòn (pothole) cuội bị lọt vào hố xuay trịn tác dụng dịng chảy • Tác dụng hịa tan: Một số khống vật bị hịa tan tác dụng dòng chảy mặt (các loại muối mỏ, cacbonat) Hoạt động vận chuyển dòng chảy mặt diễn theo ba phương thức: Dung dịch hòa tan: dịng chảy mặt có khả phong hóa hóa học vận chuyển dung dịch hịa tan Mức độ vận chuyển phụ thuộc vào lưu lượng dòng chảy tính chất hóa học Vận chuyển vật liệu lơ lửng: số vật liệu nhẹ (sét, bột) có khả lơ lửng vận chuyển dòng chảy dù với tốc độ chậm Trầm tích vận chuyển theo phương thức nhiều Vận chuyển đáy: vật liệu trầm tích nặng với kích thước to thường vận chuyển đáy dòng chảy cách lăn, trượt nhảy cóc Hoạt động trầm tích dịng chảy mặt • Một dòng chảy lớn, vào mùa lũ tốc độ mạnh có khả vận chuyển vật liệu trầm tích có kích thước khác từ nhỏ đến lớn • Khi lũ giảm đi, lực vận chuyển giảm theo, vật liệu hạt to bị chìm xuống vật liệu hạt nhỏ tiếp tục bị vạn chuyển • Nếu dịng lũ tiếp tục giảm, vật liệu hạt nhỏ bị chìm nằm bề mặt vật liệu hạt to => q trình phân dị trầm tích theo tốc độ dịng chảy • Thơng thường dịng chảy có tốc độ thượng lưu cao so với hạ lưu vật liệu lắng đọng hạ lưu có kích thước nhỏ • Trầm tích lắng đọng dịng chảy mặt phân bố ba mơi trường chính: Trầm tích lịng sơng Trầm tích nón phóng vật Trầm tích delta (châu thổ, tam giác châu) Mặt cắt phân bố vận tốc dòng chảy (phần xanh đậm có vận tốc cao) Trầm tích lịng sơng • Doi (gờ) trầm tích (bar): tích tụ trầm tích có dạng kéo dài theo phương dịng chảy Đay tích tụ mang tính chất đệm (tạm thời) lịng sơng bờ chắn (đê) thường hình thành/biến đổi theo chu kỳ năm • Gờ trầm tích điểm (pointbar): nơi dịng chảy uốn cong, mặt cong bên ngồi có tốc độ chảy mạnh bị bóc mịn mặt có tốc độ chảy yếu lắng đọng trầm tích kiểu gờ điểm • Nhiều chỗ dịng chảy bị chia cắt nhiều gờ cát tạo thành dòng chảy nhánh Mùa khô nước chảy khe hẹp doi trầm tích mùa lũ tồn bị ngập nước trải qua chế độ bóc mịn • Khi lũ hạ thấp dòng chảy chậm lại, lại lắng đọng gờ trầm tích Gờ cát tạo thành dịng phân nhánh Nón phóng vật: Các tích tụ trầm tích hình quạt phân bố vùng cửa núi – nơi mà dòng chảy chuyển từ miền núi qua đồng bằng, có giảm đột ngột tốc độ dịng chảy Delta:Tương tự, dòng chảy đổ vào bồn trũng (sông, hồ), tốc độ giảm đột ngột tạo trầm tích cửa sơng có hình tam giác với gọi trầm tích delta (châu thổ, hay tam giác châu) Các trầm tích delta thường chia làm hai phần: nhơ cao khỏi mặt nước chìm sâu nước Khi dịng chảy phát triển, delta bị chia cắt, dịng chảy bị phân thành nhánh (distributary) Nón phóng vật Delta Delta • Nếu nguồn cung cấp trầm tích nhỏ so với tốc độ xâm lấn mức xâm thực khơng tạo thành delta • Thay vào vùng cửa sông dược mở rộng tạo thành vịnh cửa sông (estuary) Vịnh sơng Hoạt động xâm thực dịng chảy mặt Xâm thực ngang: Ở khu vực độ dốc địa hình khơng lớn, dịng chảy mặt có xu hướng bào mịn bề mặt đáy theo phương nằm ngang Kết làm cho dòng chảy bị uốn lượn mạnh mẽ tạo thành hồ móng ngựa Xâm thực dọc (thẳng đứng): • Dịng chảy mặt có xu hướng bóc mịn xâm thực dịng chảy theo chiều thẳng đứng Q trình phụ thuộc vào yếu tố: - Độ dốc dòng chảy - Mức xâm thực - Thành phần đá - Mức độ phong hóa - Các hoạt động kiến tạo - Lưu lượng dòng chảy Mức xâm thực độ cao thấp mà dịng chảy bào mịn bề mặt đáy Thường mức xâm thực mặt nước biển (mức xâm thực sở) mặt hồ (mức xâm thực địa phương • Tác dụng xâm thực dọc hoạt động mạnh vùng thượng lưu, kết là: làm cho lòng sơng bị bóc mịn tăng dần phía thượng lưu, làm giảm độ dốc lịng sơng, tạo lên khe núi hẹp, sâu, Gây tượng cướp dòng đường phân thủy: lưu vực hệ thống sông bị cướp hệ thống sông khác đường phân thủy Lịng sơng hạ thấp, bãi bồi trước trở thành thềm sông (không bị ngập nước vào mùa lũ) Hình thành bề mặt san bình ngun chuẩn Sơng bị cướp dịng Khe núi bị cắt sâu tác dụng xâm thực dọc • Thềm sơng bao gồm: Thềm đá gốc: có loại đá gốc bị bóc mịn giai đoạn trước Thềm tích tụ: phủ lên trầm tích tích tụ giai đoạn trước Thềm hỗn hợp • Số lượng độ chênh cao Thềm sông bậc thềm sông phản ánh số lần biên độ thay đổi độ cao tương đối so với mức xâm thực sở Khi dòng chảy bị xâm thực dọc làm cho độ dốc khơng độ, nói dịng sơng đạt đến trang thái cân (sơng chết) Nếu mức xâm thực thay đổi, sông lại bị tái hoạt động trở lại Ý NGHĨA THỰC TIỄN CỦA DÒNG CHẢY TRÊN MẶT • Cung cấp nước, phù sa cho người động, thực vật • Cung cấp vật liệu xây dựng khống sản sa khống • Nguồn cung cấp vật liệu cho bể trầm tích • Các tích tụ trầm tích lịng sơng, delta nón phóng vật mơi trường lý tưởng cho tích tụ nước ngầm dầu khí • Nơi trì đa dạng sinh thái ... ráp nhỏ CÁC HOẠT ĐỘNG ĐỊA CHẤT CỦA DÒNG CHẢY TRÊN MẶT Hoạt động bóc mịn dịng chảy mặt : • Dịng chảy mặt có khả lấy lớp đất đá bề mặt trái đất nơi mà chảy qua Các vật liệu lấy khỏi bề mặt đá gốc... dịng chảy, v: vận tốc trung bình dịng chảy Dịng chảy có lưu lượng lớn chảy nhanh Lưu lượng dịng chảy thay đổi theo mùa • Hình thái độ ráp lòng chảy: Lực ma sát dòng chảy với bêf mặt lòng chảy. .. mặt lục địa bị bốc phần, phần thấm xuống đất cung cấp cho nguồn nước đất, phần lại chảy theo sông, suối đổ vào hồ đại dương DỊNG CHẢY TRÊN MẶT • Các nhà địa chất dùng thuật ngữ dòng chảy mặt (stream)