Перенос обломочного материала и формирование россыпей

14.12.2016

Процессы транспортировки обломочного материала различными агентами денудации, его отложения и формирования пластических осадков рассматриваются во многих специальных работах и общих руководствах по землеведению, геоморфологии, петрографии осадочных пород и др. Достаточно полное их освещение можно найти в известных руководствах У.X. Твенхофела, Л.В. Пустовалова, С.В. Калесника, Я.С. Эдельштейна, а также в «Основах литологии» Л.Б. Pyхинa. В приложении к россыпям эти явления подробно рассмотрены К. Рейборном и Г. Мильнером и особенно Ю.А. Билибиным.
Отсылая интересующихся к названным трудам, мы рассмотрим лишь главные особенности процессов переноса продуктов разрушения материнских пород и их влияние на формирование минеральных ассоциаций, наблюдаемых в россыпях.
Сложные и многообразные процессы изменения состава обломочного материала в период его транспортировки сводится в конечном итоге к сортировке материала по крупности, удельному весу и форме частиц, к истиранию и окатыванию материала и его дифференциации по степени механической прочности и химической устойчивости обломочных компонентов.
Эти процессы совершаются с различной интенсивностью и по-разному в различных условиях переноса. Среди многих форм переноса обломочного материала, приводящих к образованию россыпей, наиболее существенное значение имеют перенос под влиянием гравитационных сил и перенос в направленно движущейся среде — речными потоками, морскими и озерными волнами и течениями, движущимися льдами и ветром. Каждая из названных форм переноса характеризуется специфическими особенностями.
Перенос под влиянием силы тяжести. Концентрация устойчивых минералов в остаточных продуктах выветривания приводит к возникновению элювиальных россыпей, залегающих in situ на выходах материнских пород или месторождений.
В период своего формирования элювиальный покров не находился в состоянии полного покоя. Отдельные части его испытывают медленные горизонтальное и вертикальное перемещения, в результате которых происходит некоторое перераспределение обломочного материала по крупности и удельному весу частиц.
Наиболее тяжелые минеральные зерна постепенно накапливаются в почве элювиального покрова. Этому обогащению благоприятствуют конвекционные токи, создающиеся в глинистой массе элювия, особенно в условиях сезонной или вековой мерзлоты.
Элювиальный покров в подавляющем большинстве случаев формируется не на горизонтальном основании а на склонах возвышенностей и медленно перемещается вниз по уклону местности. Эти рыхлые массы продуктов выветривания горных пород, сползающие по склонам возвышенностей, получили название делювия
Помимо гравитационных сил, в перемещении делювия принимают участие и другие агенты и в первую очередь — атмосферные воды смывающие в виде дождевых струи рыхлые массы или же пропитывающие толщу делювия, уменьшая ее внутреннюю вязкость и облегчая ее перемещение вниз
Скорость перемещения делювия зависит от многих факторов (крутизна склона, гранулометрический состав делювия, насыщенность ею водой, густота и характер растительного покрова склонов и др.) и может достигать значительной величины.
Для грубых продуктов физического выветривания характерными формами делювиальных перемещений являются осыпи, обвалы, каменные россыпи и реки, курумы. Для глинистого и щебнево-глинистого делювия основной формой движения является вековое перемещение всей толщи рыхлого покрова как единого целого, на фоне чего могут развиваться отдельные формы и более интенсивного перемещения рыхлых масс (оползни, оплывины и др.). В зависимости от механическою состава делювия и от климатических условии (наличия мерзлоты, насыщенности рыхлого покрова влагой) такое перемещение делювиального плаща может происходить при очень незначительных уклонах местность не превышающих 3—5°, а расстояние переноса может достигать многих сотен метров.
Перемещение рыхлого материала в толще делювия происходит не с одинаковой скоростью Верхние горизонты делювиального покрова испытывающие меньшее трение, движутся несколько быстрее срединной и нижней частей покрова и постепенно опережают их. Эти последние, оказываясь на поверхности, в свою очередь наползают на участки делювиального шлейфа, располагающиеся ниже по склону, и т.д. В результате происходит постоянное перемешивание массы делювия, приводящее к выравниванию его гранулометрического и вещественного состава.
Влияние различных пород, поставляющих обломочный материал в движущийся покров делювия, сказывается лишь на составе самого нижнего его горизонта. Здесь, непосредственно ниже по склону выходов тех или иных геологических тел возникают местные шлейфы разноса их обломочного материала. Налегая друг на друга, такие шлейфы образуют подобие грубой чешуеобразной слоистости в приподошвенной части делювиального покрова, но вверх по разрезу и по мере удаления от источников обломочного материала эти слои становятся менее обособленными и постепенно сливаются в единый движущийся рыхлый покров (рис. 1).
Перенос обломочного материала и формирование россыпей

Указанные особенности процессов перемещения делювия не благоприятствуют сортировке обломочного материала по удельному весу частиц и, следовательно, возникновению россыпей. Лишь зерна минералов с очень высоким удельным весом (например, золота или платины) при перемещении успевают просаживаться сквозь рыхлую массу делювия и задерживаются на неровных поверхностях коренного склона образуя местные концентрации.
В процессе перемещения обломочного материала обычно продолжается разрушающая деятельность агентов выветривания, наряду с которыми здесь выступает новый и весьма действенный фактор изменения вещественною состава материала — механическое истирание и окатывание частиц. Испытывая значительное взаимное трение, отдельные частицы движущегося делювиальною покрова непрерывно измельчаются, истираются и окатываются, причем особенно интенсивно в тех случаях, когда они оказываются затронутыми выветриванием.
Насколько интенсивно происходит истирание обломочного материала в движущемся покрове делювия, показывают многочисленные примеры каменных россыпей и рек, где в конечной части делювиальных шлейфов большинство валунов нередко приобретает вполне округлые формы.
При значительной протяженности делювиальных шлейфов достаточно отчетливо проявляется избирательный характер процессов истирания обломочного материала, приводящий к накоплению абразивно устойчивых компонентов в фронтальной части делювиальных покровов. Так, на западном склоне Среднего Урала в толщах делювия, оползающих с возвышенностей, сложенных филлитами и другими типами метаморфических сланцев (при среднем расстоянии переноса материала 1,5—2 км), содержание жильного кварца в делювиальном щебне у подножия склонов иногда в несколько раз превышает количество его в делювии верхних участков склонов.
Эффективность процессов истирания и дробления абразивно нестойких частиц показывают также примеры делювиальных россыпей антимонита, вольфрамита, шеелита, киновари и некоторых других, где содержание полезных компонентов в россыпях резко сокращается по мере удаления от коренных месторождений, главным образом за счет измельчения зерен указанных минералов. Так, в описанном К. Рейборном и Г. Мильнером примере касситерито-вольфрамового месторождения Уиднес (Бирма) содержание вольфрамита в делювиальной россыпи при переносе на расстояние около 400 м уменьшается более чем в 24 раза.
Достигая наибольших понижений рельефа, чаще всего прибортовых частей речных долин, делювиальный материал прекращает движение и постепенно накапливается, образуя более или менее мощные толщи коллювия.
По своему составу и строению коллювиальные накопления мало отличаются от делювиальных. Нередко в разрезах их обнаруживается грубая слоистость, отображающая стадийность процессов формирования делювия.
В областях древних пенелленов коллювиальные образования часто являются одной из основных форм накопления обломочных продуктов выветривания, нередко достигая огромной мощности и заполняя значительные по размерам депрессии рельефа. В областях формирующегося эрозионного рельефа коллювиальные отложения являются временными образованиями и рано или поздно вовлекаются в процессы водной транспортировки, переработки и переотложения обломочного материала.
Перенос речными потокам и. Перенос обломочного материала потоками неразрывно связан с другими процессами, формирующими рельеф речных долин и сопряженных с ним междуречий. Эти процессы как деструктивные (размыв рыхлых масс, поступающих со склонов, углубление и разработка речных долин), так и созидательные (отложение наносов и формирование элементов аккумулятивного рельефа) в конечном итоге направлены на уничтожение гипсометрических контрастоз, создаваемых тектоническими движениями земной коры. Совершаясь периодически и в определенной последовательности они приводят к цикличности в развитии рельефа речных бассейнов.
Наиболее пластичным, быстро приспосабливающимся к новому уровню денудации является рельеф речных долин, поверхности склонов и междуречий более консервативны и в своем развитии обычно значительно отстают от речных долин. Вследствие этого неравномерность, прерывистость тектонических движений (изменения базиса денудации) в первую очередь запечатлевается в рельефе речных долин. В крупных геоморфологических комплексах, сформированные в течение длительных эпох денудации, в рельефе долин обычно сохраняются следы движений меньшего масштаба и длительности, зафиксированные в виде речных террас и аллювиальных накоплении, соответствующих отдельным циклам эрозии.
Рассматриваемые ниже процессы формирования аллювиальных россыпей в первую очередь отражают закономерности развития именно эрозионных циклов, хотя многие валяные особенности возрастного и пространственного размещения тех или иных генетических типов и групп россыпей в конечном счете определяются более общими закономерностями развития циклов денудации.
В течение каждого эрозионного цикла основная тенденция в развитии рельефа сводится к уничтожению гипсометрических различии, к нивелировке рельефа путем размыва пород и снижения высотных отметок в одних частях речных бассейнов, накопления наносов и повышения отметок в других В этих процессах транзит продуктов тенудации является связующим и регулирующим фактором.
Механическая энергия речного потока, как известно, расходуется на разработку речного русла (процесс эрозии) и на транспортировку обломочною материала. Оба эти процесса неразделимо связаны между собой, но роль каждого из них различна на разных стадиях развития речных долин, изменяются во времени характер и интенсивность процессов эрозии.
Принято различать две основные формы эрозии — глубинную, направленную на углубление живого русла реки, и боковую, приводящую к расширению речной долины. Обе эти формы эрозии действуют совместно, но на разных стадиях развития долины преобладает либо один, либо другой вид эрозии.
Интенсивность речной эрозии зависит от многих факторов и в первую очередь от соотношения живой силы потока (его скорости, средней многоводности) и его механической нагрузки, т.е. количества уступающего в русло обломочного материала.
В начале эрозионного цикла, когда гипсометрические различия между отдельными частями речных бассейнов наиболее значительны, a уклоны и скорость потоков достаточно велики, живая сила потоков намного превышает их механическую нагрузку, и свободная энергия потоков расходуется на разработку русла. Реки интенсивно врезаются в коренные породы ложа, формируя узкие и глубокие долины. Ведущая роль в этом процессе принадлежит глубинной эрозии, вырабатывающей русло регрессивно, снизу вверх по течению рек более быстро в породах, легко поддающихся размыву, и замедленно в породах абразивно прочных. Процессы боковой эрозии, хотя и происходят весьма интенсивно, в эту стадию развития долин имеют подчиненное значение. Углубление русла совершается, во первых, в результате истирания коренного ложа реки массами обломочного материала, переносимого потоками, а во вторых, путем выветривания пород, играющего немаловажную роль в процессах углубления речных русел. Постоянноe вымывание мелкозема и глинистых частиц препятствует образованию на породах ложа реки защитного элювиального чехла и способствует быстрому вертикальному проникновению агентов подводного химического выветривания.
В эту начальную стадию развития долин процессы транспортировки обломочного материала совершаются весьма энергично, формирование же аллюзия носит временный характер и происходит лишь в отдельных участках долин. Общими признаками этой стадии, часто называемой стадией юных рек, являются глубоко врезанные долины с прямыми или выпуклыми склонами, крутое падение русел, присутствие многочисленных порогов, водопадов и стремнин, малая распространенность аккумулятивных форм рельефа и преобладание в составе временно формирующихся наносов грубого обломочного материала.
Процессы эрозии, как известно, направлены на преодоление сил трения и в конечном итоге приводят к выработке такого профиля речного русла, когда трение потока о коренное ложе реки является минимальным. Продольный профиль речных долин, вырабатываемый глубинной эрозией и соответствующий указанному условию, в пределе стремится к вогнутой параболической кривой, асимптотически приближающейся к горизонтали в устье реки и к вертикали в ее верховьях.
Реальная форма такого профиля зависит от многоводности речного потока, длины речной артерии, относительного превышения истоков над устьем, характера прорезаемых потоком коренных пород и от ряда других факторов. В целом она соответствует динамическому равновесию между живой силой потока и его механической нагрузкой, т. е. такому состоянию, когда на каждом участке течения речной поток переносит приблизительно столько же материала, сколько его поступает со склонов долины. Приближение реального продольного профиля русла к этой идеальной кривой, выработка так называемого профиля равновесия происходит как путем врезания русла на участках с крутым уклоном, так и путем накопления аллювия на переуглубленных участках русла.
По достижении профиля равновесия процессы глубинной эрозии (врезания реки) замедляются и, наконец, приостанавливаются. Река размывает и переносит приблизительно столько материала, сколько и отлагает его, и основная энергия потока расходуется на транспортировку обломочного материала
Создающееся на этой стадии развития речных долин равновесие между энергией потока и его нагрузкой является весьма неустойчивым и при колебаниях расхода воды постоянно смещается то в сторону размыва и врезания, то в сторону накопления аллювия
В этих условиях наряду с транспортировкой обломочного материала важную роль получают процессы боковой эрозии. Русло при обретает постоянную тенденцию к искривлению и боковому смещению, что отчасти обусловлено самой природой потоков, имеющих в определенных условиях поперечную циркуляцию воды и, как следствие этого, различный гидродинамический режим на обоих берегах реки.
Достаточно любой причины, отклоняющей поток от прямолинейного пути на небольшом отрезке течения, для того, чтобы равновесие между живой силой потока и его нагрузкой оказалось нарушенным и началось формирование речных излучин. Отклонение потока от препятствия в сторону одного из берегов сопровождается смещением в этом же направлении линии наибольших скоростей (стрежня), что вызывает здесь подмывание берегового склона и в конечном итоге возникновение вогнутого берега. На противоположном берегу режим потока оказывается существенно иным. Здесь располагается зона пониженных скоростей, происходит отложение материала, образуется пологий намывной берег — коса, постепенно разрастающаяся в сторону русла и вверх по течению и отжимающая поток к подмываемому берегу.
Весьма существенное влияние на режим реки у обоих берегов оказывают поперечные дойные течения, возникающие вследствие турбулентной природы потока и влияния центробежных сил, развивающихся близ вогнутого берега. Эти течения, направленные от вогнутого берега к выпуклому (рис. 2), способствуют дальнейшему углублению русла у подмываемого берега и формированию наносов в виде прибрежных отмелей и кос у намываемого берега.
В результате указанных причин отклонение потока в сторону одного из берегов прогрессивно возрастает и развивается в речную излучину. Ниже по течению формируется вторая излучина в силу того, что поток отражается от вогнутого берега и начинает (подмывать противоположный.
Перенос обломочного материала и формирование россыпей

Прижимаясь под действием центробежных сил к вогнутым берегам, речной поток все больше разрабатывает излучины, превращая их в меандры. Линия наибольших скоростей течения и наибольших глубин (фарватер) зигзагообразно переходит от одного берега к другому; глубокие участки русла (плёсы), вырабатываемые у подмываемых берегов, чередуются с отмелыми перекатами, располагающимися на прямолинейных участках течения при переходе от одного плёса к другому (см. рис. 2).
В зонах перекатов происходит сопряжение двух противоположных по направлению схем поперечной циркуляции воды, так, винтообразное движение по часовой стрелке, характерное для одной из плёсовых ложбин, изменяется на противоположное, в связи с чем скорость потока здесь уменьшается, вызывая отложение осадков.
По мере развития излучин происходит постепенное смещение их вниз по течению и общее расширение речной долины. Река попеременно врезается то в один коренной берег, то в другой, извивается от одного борта долины к другому, оставляя на месте размытого участка поле аллювиальных накоплений и формируя широкое и плоское днище долины.
Результатом увеличения числа излучин, возрастания их кривизны и превращения в меандры является увеличение длины речной артерии, общее выполаживание продольного профиля и, как следствие этого, уменьшение уклона реки, живой ее силы и транспортирующей способности. В низовьях реки скорость течения и живая сила потока становятся уже недостаточными для перемещения всей массы обломочного материала, поступающего с выше расположенных участков долины и с ее бортов; процессы аккумуляции начинают здесь все более преобладать над процессами размыва и переноса.
Накопление толщи аллювия повышает отметки русла, уменьшает его уклон и скорость течения на участках, расположенных непосредственно выше по течению, вследствие чего область аккумуляции постепенно расширяется вверх по долине. В эту стадию боковое расширение долины обычно приобретает такие масштабы, что русло реки лишь в редких случаях достигает коренных берегов. Почти на всем протяжении живое русло реки извивается среди ее собственных наносов, и река лишь перемывает и медленно перемещает их.
Эта стадия развития речных долин, характеризующаяся полном перестройкой внутридолинного рельефа в соответствии с режимом артерии, получила название стадии зрелости. Признаками зрелых рек являются выработанный ими равновесный продольный профиль, отсутствии порожистых участков течения, широкие долины с обширными поймами, выпукло-вогнутый профиль пологих склонов долины, отсутствие или редкость скальных берегов. Формирование большинства аллювиальных россыпей, в том числе наиболее значительных — долинных, происходит именно в эту стадию, характеризующуюся длительной транспортировкой обломочного материала, постоянным его переотложением и перераспределением в соответствии с гидродинамическими условиями переноса.
В конце эрозионного цикла все артерии и их притоки, принадлежащие тому или иному речному бассейну, разрабатывают плоские и широкие долины, характеризующиеся малыми уклонами и скоростями течения потоков. Эрозионная деятельность почти полностью прекращается, и почти вся механическая энергия рек расходуется на перемыв и перенос части продуктов выветривания, накапливающихся в виде коллювиальных толщ на бортах речных долин.
В процессе денудации относительные отметки междуречных возвышенностей постепенно снижаются, уменьшается скорость и коэффициент стока поверхностных и грунтовых вод в речную сеть, уменьшается многоводность речных артерий. Следствием этого является дальнейшее уменьшение энергии рек, уже не соответствующей массе продуктов выветривания, поступающих со склонов в речные долины.
Эта стадия развития речных долин — стадия дряхлости — характеризуется постепенным затуханием процессов транспортировки и все большим накоплением рыхлых масс, сползающих с бортов долин и постепенно погребающих депрессии рельефа. Конечная участь речных, долин при полном завершении эрозионного цикла заключается в постепенном их отмирании и превращении в систему проточных озер, заполняемых илистым материалом, зарастающих и превращающихся в болота. Формирование россыпей для этой стадии развития речных долин нехарактерно, основные процессы преобразования обломочного материала сводятся здесь к его химическому выветриванию и разложению.
Полное развитие эрозионных циклов требует, однако, настолько длительных отрезков времени, что процессы одряхления и отмирании речной сети не успевают достигнуть своего естественного завершения и обычно прерываются тектоническими движениями: поднятиями страны или опусканием базиса эрозии. Наступающее в этих случаях относительное понижение базиса эрозии приводит к оживлению деятельности рек. Скорость течения и живая сила потоков возрастают, реки быстро промывают толщи собственных наносов, стремятся выпрямить излучины и меандры и углубляются в коренное ложе. Остатки речных наносов, уцелевшие от размыва на бортах речных долин и на оставленных руслом излучинах рек, образуют покров речных террас. Большая часть аллювиальных накоплений проектируется в новых руслах, перерабатывается и переносится потоками. Процессы врезания, распространяющиеся посредством пятящейся эрозии вверх по течению, вырабатывают новый профиль равновесия в соответствии с новым базисом эрозии.
Врезание рек увеличивает разницу отметок днища речных долин и разобщающих их водоразделов; возрастает коэффициент стока, увеличивается средняя многоводность и энергия рек. Процессы гравитационного смещения рыхлых продуктов выветривания, накопившихся на водоразделах и пологих склонах долин, развиваются интенсивно и доставляют все новые массы обломочного материала, перерабатываемого и переносимого речными потоками. Эрозионный цикл начинается снова.
В горных областях или в районах преобладающих прерывистых поднятий речная сеть нередко обнаруживает признаки неоднократного эрозионного омоложения рельефа, распространяющегося по долинам рек на различные дистанции. Для таких областей характерны составные долины, отдельные отрезки которых сформированы в разные эрозионные циклы (рис. 3). Продольный профиль таких рек обнаруживает перегибы с крутыми уклонами русла и порожистым течением, фиксирующие границы распространения отдельных циклов пятящейся эрозии. Ниже таких перегибов на омоложенных эрозией отрезках долин древние эрозионные уровни прослеживаются в виде речных террас, количество которых и их превышение над руслом обычно возрастают по направлению к устьям рек.
Перенос обломочного материала и формирование россыпей

Заканчивая на этом краткую характеристику основных закономерностей развития эрозионных циклов, рассмотрим некоторые особенности процессов переноса и отложения речными потоками обломочного материала, имеющие существенное значение для формирования аллювиальных россыпей.
Наиболее важной особенностью этих процессов является прерывистый характер переноса, обусловленный сезонными или непериодическими вариациями скорости потоков. В реках с сезонными колебаниями расхода масса воды и скорость течения в паводки значительно больше, чем в межень, и именно в паводковые периоды, несмотря на их кратковременность, совершается перенос преобладающей массы обломочного материала и основная работа размыва коренного ложа и берегов реки. Это происходит вследствие резкого возрастания энергии и транспортирующей способности потока, которая в паводковое время обычно значительно превышает среднегодовую механическую нагрузку реки.
Транспортирующая способность потока, как известно, пропорциональна шестой степени скорости течения (закон Эри). В соответствии с этим даже небольшие изменения скорости потока весьма существенно отражаются на его транспортирующей способности.
Из указанной зависимости следует, что диаметр частиц, приводимых в движение потоком, изменяется пропорционально квадрату скорости. В табл. 2 приводятся данные (по М.А. Великанову и В.Н. Гончарову), характеризующие скорость течения, необходимую для начала перемещения кварцевых обломков различного размера.
Перенос обломочного материала и формирование россыпей

При сезонных колебаниях расхода воды распределение скоростей на разных участках русла не остается постоянным. В межень наибольшие уклоны и скорости течения, как известно, приурочены к перекатам, наименьшие скорости течения характерны для плёсов. В паводки картина распределения донных скоростей существенно меняется. Наибольшие скорости течения (и, кроме того, поперечная циркуляция) создаются на плёсах, где и происходит интенсивный размыв речного ложа. В зонах перекатов в этот период благодаря уменьшению уклона донная скорость снижается и здесь происходит накопление наносов.
Таким образом, в паводки обломочный материал выносится из плёсовых участков и намывается на перекаты, в низкую воду, наоборот, происходит размыв перекатов и перемещение материала на плёсы.
Периодически заполняемые наносами и размываемые плёсы и перекаты в продольном профиле русла большинства рек сохраняют довольно устойчивое положение, но в общем процессе развития речных русел они медленно смещаются вниз по течению. Существование плёсовых участков и перекатов усложняет общую картину транспортировки обломочного материала речными потоками и приводит к некоторой сортировке его по массе переносимых частиц.
Усложнения в общий ход переноса обломочного материала вносятся и непостоянством конфигурации живого русла, вызывающим значительные местные колебания скорости потока. Вследствие литологической неоднородности пород, размываемых речным потоком, продольный профиль рек нередко приобретает ступенчатую форму, представляя чередование переуглубленных и расширенных участков, разработанных в легкоэродируемых породах, и крутых и порожистых отрезков течения, приуроченных к выходам пород, труднее поддающихся размыву. Переуглубленные и расширенные участки являются основными местами накопления наносов и формирования россыпей; на участках крутого течения происходит преимущественно транзит обломочного материала, в целом они являются зонами размыва, где лишь временно задерживается грубый и тяжелый материал, образуя отложения перлювнального типа.
Следует отметить, что литологическая неоднородность коренного ложа реки влияет (хотя и в ослабленной форме) на характер размещения аллювиальных накоплений на протяжении почти всего цикла эрозионного развития речной долины. Даже по достижению профиля равновесия речные долины в местах пересечения ими абразивно устойчивых толщ и пород характеризуются наименьшей мощностью аллювиальных наносов и преобладанием здесь грубых обломочных накоплений, тогда как наиболее мощные и трудно преобразуемые толщи аллювия обычно бывают приурочены к переуглубленным отрезкам долин.
Местные изменения режима потока, обусловленные характером поверхности коренного ложа реки или контурами ее берегов, наличием притоков, также оказывают существенное влияние на процессы транспортировки и отложения обломочного материала. Так, вблизи всякого рода препятствий — скальных выступов коренного берега (рис. 4), а также ниже водопадов, в зонах крупных порогов — в русле рек нередко образуются углубления, высверливаемые возникающими здесь водоворотами. Глубина таких воронок иногда достигает десятков метров; они играют роль ловушек («уловов»), где концентрируется только наиболее грубый и наиболее тяжелый обломочный материал.
Перенос обломочного материала и формирование россыпей

Влияние притоков на ход транспортировки обломочного материала сводится к явлениям подпруживания. Непосредственно выше впадения притока в русле основной артерии, а часто и в русле самого притока, возникают зоны пониженных скоростей, где И происходит накопление аллювия. Ниже устья притока благодаря местному увеличению расхода воды, наоборот, создаются повышенные скорости течения, приводящие к размыву осадков.
Такую же роль играют и более мелкие неровности коренного ложа, например выступы, возникающие на месте выходов пластов абразивно стойких пород и даек, а также углубления, образующиеся в процессе карстообразования. Влияние их на процессы формирования аллювия, на характер распределения тяжелых минералов в наносах, в конечном итоге на образование русловых россыпей исключительно велико.
Формы переноса обломочного материала речными потоками, оказывающие весьма существенное влияние на механизм накопления, а нередко и на состав аллювия, весьма разнообразны. Можно выделить четыре формы транспортировки наносов: 1) перенос обломочного материала во взвешенном состоянии; 2) перенос в форме массового движения донных наносов; 2) перенос путем перекатывания или волочения обломков по дну; 4) перенос материала плавающим льдом.
Основное значение имеют первые три формы переноса. Транспортировка обломочного материала плавающим льдом играет подчиненную роль в общем балансе перемещения речных наносов, но может оказаться причиной местных изменений гранулометрического состава аллювиальных отложений, например возникновения скоплений валунно-галечного материала среди песчаных и илистых наносов пойм.
Между первыми тремя формами перемещения обломочного материала установлены все переходы, обусловленные соотношениями между скоростью потока и крупностью обломочных частиц.
Перенос во взвешенном состоянии является основной формой транспортировки обломочного материала речными потоками, и этим способом переносится приблизительно половина всей массы наносов. Эта форма переноса возникает вследствие неравномерного распределения скоростей потока по вертикали, быстро возрастающих по направлению от дна к поверхности движущегося слоя воды.
Нa обломочные частицы, лежащие на дне потока, действуют подъемные силы, обусловленные тем, что скорость течения над верхней поверхностью частиц значительно превышает скорость его у нижней поверхности, соприкасающейся с дном. Подъемные силы пропорциональны квадрату скорости потока и зависят от формы обломков.
Для плоских частиц эти силы обычно значительно превышают лобовое сопротивление, для мелких обломков изометрической формы могут быть с ним соизмеримы. При благоприятном сочетании градиента скоростей и формы частицы подъемная сила в момент начала движения обломка может превышать вес частицы в воде, вследствие чего частица окажется приподнятой со дна и попадает в зону более высоких скоростей. В течение некоторого времени она будет перемещаться во взвешенном состоянии, затем опустится на дно и вновь будет поднята при новой благоприятной комбинации скоростей.
При соответствующей скорости потока такое скачкообразное (сальтационное) перемещение испытывают не только мелкие и плоские частицы, но и гравий, галька и даже отдельные валуны. Высота подъема обломков, длина и частота их отдельных скачков определяется соотношением между скоростью течения и размерами частиц. При достаточно больших скоростях отдельные мелкие частицы будут почти непрерывно находиться в движении и длина совершаемых ими скачков может быть весьма значительной. Большие по размерам обломки при тех же скоростях будут совершать более короткие и редкие скачки. Наконец, крупные обломки в этих же условиях сравнительно редко и на короткие расстояния будут перемещаться путем сальтации.
Особенно важное значение способ перемещения сальтацией имеет для частиц пластинчатой формы, обладающих значительной удельной поверхностью. Чем более плоской является частица, тем легче и на большие расстояния перемещается она путем сальтации, независимо от удельного веса минерала. Этим и объясняется большая подвижность мелких и плоских чешуек золота и платины, нередко переносимых на многие десятки километров от коренного месторождения. Металл такого характера иногда называют «плавучим», а также косовым, поскольку он обычно отлагается на прирусловых отмелях и косах совместно с другими частицами, перемещаемыми во взвешенном состоянии.
Перенос во влекомом состоянии характерен для крупных обломков, вес которых и лобовое сопротивление значительно превосходят величину подъемной силы. Способ перемещения таких частиц зависит от их формы, от характера ложа реки и от скорости течения. Округлые частицы перемещаются преимущественно путем качения, более плоские — скольжением по дну или по закрепленным частицам подстилающего наноса.
Перемещение таких частиц совершается периодически и на короткие дистанции в зависимости от конкретного соотношения донных скоростей потока и тормозящих сил трения в том или ином участке русла. При этом на участках возникновения восходящих вихрей (близ выступов дна, в местах резкого изменения уклона и др.) некоторую часть пути обломки проходят сальтацией.
Перенос обломочного материала посредством общего движения всей массы донных наносов происходит в двух разных зонах русла: в пристрежневой зоне и в зоне береговых отмелей, или кос.
В пристрежневой зоне этот способ движения осуществляется главным образом во время половодий. При возрастании донной скорости потока начинается вымывание тонких частиц, цементирующих русловой аллювий, разрыхление верхнего его слоя и переход отдельных обломков в движущееся состояние. По мере прибыли воды и увеличения скорости течения разрыхляется все большая масса наноса, в движение приходят глубже расположенные обломки, и отдельные частные смещения их сливаются в общее движение верхнего слоя руслового наноса.
Этот движущийся во время половодий слой Ю.А. Билибин предложил называть активным слоем. Мощность его зависит от многих факторов: средней крупности и степени сцементированности руслового аллювия, скорости потока, уровня и длительности паводка и др.
В некоторых случаях, при особенно высоких половодьях, благо приятных гранулометрическом составе наносов и рельефе коренного ложа реки активный слой может распространяться на всю мощность руслового наноса.
Способ и скорость перемещения обломочных частиц неодинаковы в отдельных частях активного слоя. В поверхностном его горизонте частицы перемещаются со значительной скоростью путем сальтации или свободного влечения. В более глубоких горизонтах наноса, вследствие значительного взаимного трения обломков, перемещение их совершается все более замедленно, главным образом путем скольжения и отдельных частных смещений. На удалении от пристрежневой зоны, в связи с убыванием скорости потока, мощность активного слоя быстро убывает и близ берегов становится соизмеримой со средним диаметром обломочных частиц.
По мере спада высоких вод вначале закрепляются нижние слои аллювия, затем все более высокие и к меженному периоду активный слой отмирает, сохраняясь лишь в отдельных участках быстрого течения и на перекатах. Перемещение обломочного материала в пристрежневой зоне в этот период совершается глазным образом путем индивидуальных способов движения частиц (скольжение, качение и др.).
В зоне береговых отмелей массовое движение обломочных частиц происходит волнообразно в виде так называемых подводных дюн или гряд, медленно перемещающихся вниз по течению. Скорость движения таких гряд обычно составляет лишь сотые и тысячные доли скорости потока, но весьма быстро возрастает по мере увеличения последней. В отдельных случаях она может достигать десятков метров в сутки.
Размеры гряд зависят от крупности наносов, скорости течения, глубины и профиля поперечного сечения живого русла. Форма гряд асимметричная, направленный по течению склон их обычно крутой, противоположный ему — пологий. Процесс перемещения гряд совершается путем движения отдельных частиц, поднимаемых течением по пологому склону гряды, скатывающихся по крутому ее склону вниз и погребаемых у фронта гряды новыми массами движущихся частиц.
Перед фронтом гряды создаются завихрения, способствующие выносу тонких обломочных частиц и накоплению здесь более грубого материала (рис. 5). По мере продвижения гряды гранулометрический состав слагающих ее наносов все время изменяется в сторону обогащения осадка более крупным и тяжелым обломочным материалом.
Перенос обломочного материала и формирование россыпей

Волнообразное или грядовое движение наносов характерно не только для зоны береговых отмелей, иногда оно наблюдается и в пристрежневой зоне. Такой способ перемещения донных наносов возникает при скорости потока, приблизительно вдвое превышающей скорость, необходимую для начала влечения частиц. При некоторой критической скорости потока волны и гряды разрушаются и перенос обломочного материала осуществляется во взвешенном состоянии.
Перемещение наносов посредством массового движения обломков оказывает весьма существенное влияние на распределение обломочных частиц по их гидравлическим характеристикам (крупности, форме, удельному весу и т. д.) и в конечном итоге обуславливает дифференциацию обломочного материала и возникновение россыпей. Мы рассмотрим эту сторону процессов транспортировки обломочного материала несколько ниже, здесь же охарактеризуем общие фациальные признаки аллювиальных отложений, формирующихся на различных участках и в отдельные стадии развития речного русла. Общая схема распределения фаций в поперечном сечении русла представлена на рис. 6.
В речных долинах, формирующихся в течение одного эрозионного цикла, могут быть выделены следующие четыре микрофациальные зоны, отличающиеся Друг от друга характером и гранулометрическим составом аллювиальных накоплений: зона плёсов, зона перекатов (пристрежневая зона), зона береговых отмелей (кос) и зона поймы. Первые три зоны приурочены к живому сечению русла, пойменная зона — к участкам долины, заливаемым потоком в половодья.
Перенос обломочного материала и формирование россыпей

В зоне плёсов, несмотря на их периодическую разгрузку, в паводковые периоды в наиболее глубоких участках нередко накапливается грубообломочный материал, сохраняющийся от размыва и выноса, в паводки средней величины. Эти остаточные валунно-галечные и глыбовые отложения, образованные как продуктами разрушения берегов и коренного ложа реки, так и крупным обломочным материалом, переносимым речным потоком, получили название перлювия.
Участки формирования перлювия часто являются своего рода ловушками для тяжелых минеральных частиц, переносимых речным потоком. Именно к ним чаще всего приурочены наиболее значительные россыпные концентрации золота, платины и других тяжелых минералов.
По направлению в сторону намываемого берега перлювиальная микрофация сменяется пристрежневой зоной, распространяющейся и на прилегающей к этой зоне перекат. Эта зона характеризуется накоплением грубого обломочного материала, неустойчивым гидродинамическим режимом и в связи с этим неправильной линзовидной, реже диагональной слоистостью формирующихся здесь отложений. Донные наносы в этой зоне находятся в стадии постоянного преобразования, совершающегося в различных формах, вследствие чего здесь на сравнительно коротких дистанциях переноса создаются наиболее благоприятные условия для разделения обломочного материала по массе или удельному весу частиц. Этим обусловлена приуроченность к отложениям пристрежневой микрофации наибольших концентраций тяжелых минералов и в то же время — невыдержанность и значительная подвижность формирующихся здесь россыпей.
Близ намываемого берега располагается микрофация кос или береговых отмелей, где формируются преимущественно тонкие песчано-гравийные или галечно-гравийные косонаслоенные осадки. В период паводков они перемещаются главным образом во взвешенном состоянии. После спада высоких вод перемещение наносов на обращенном к стрежню склоне отмели или косы совершаются путем движения гравийно-песчаных гряд или волн, а в верхней части склона — сальтационным путем. В межень верхняя часть отмели или косы обычно осушается, и накопление обломочного материала (главным образом алевритовых и глинистых фракций) возможно здесь лишь при кратковременном повышении уровня воды.
Особенностью отложении микрофации кос и береговых отмелей, а также так называемых «осередков» (внутрирусловых отмелей), является преобладание в них мелкого обломочного материала и концентрация здесь плоских обломочных частиц, для которых особенно характерно перемещение сальтацией.
Поименные отложения формируются главным образом в процессе боковой эрозии как следствие отступания плесов, развития и смещения речных излучин. Второй способ образования поймы — возникновение осередков, при блуждании русла причленяющихся к берегам.
В реках с выработанным продольным профилем основание поймы («плотик») располагается на уровнях, соответствующих средней глубине плесов, поскольку именно под этот уровень срезаются днища долин при боковом перемещении русел.
В разрезе поймы выделяются отложения русловых микрофаций и отложения собственно пойменной микрофации. В основании разреза обычно располагаются наиболее грубые наносы, представляющие собой перлювиальные накопления наиболее глубоких участков плесов. Вверх по разрезу они сменяются менее грубым существенно галечным наносом, представляющим пристрежневую микрофацию (включая отложения зоны перекатов), выше которого обычно располагается горизонт более тонких по гранулометрическому составу, косо и диагональнослоистых отложений, соответствующих микрофации береговых отмелей и кос.
Верхняя часть разреза поим отвечает собственно поименным микрофациям, формируется только во время паводков за счет взвешенных наносов и сложена преимущественно тонким обломочным материалом. Более, грубый песчаный и гравийный материал здесь отлагается в узкой зоне при переходе от поймы к руслу, образуя прирусловые или береговые валы, остальная часть разреза поймы наращивается путем отложения тонкого песчаного и глинистого материала, образующего почти горизонтально наслоенный покров, несогласно перекрывающий толщу косослоистых песков косовой микрофации.
В соответствии с условиями накопления наносов собственно пойменные отложения, как правило, обеднены тяжелыми обломочными частицами и не заключают россыпей. Небольшие концентрации тяжелых минералов, того же типа, что и в косах, отмечаются здесь лишь в отложениях микрофации береговых валов.
Отмеченные выше особенности транспортировки обломочного материала речными потоками и в первую очередь перенос его направленно движущейся водной средой, при значительных вариациях скорости и механизма перемещения частиц, обусловливают высокую интенсивность процессов преобразования первичного состава переносимого материала. Эти процессы заключаются в сортировке переносимого материала по удельному весу (массе) и форме частиц и в естественном отборе минералов по степени их механической прочности. Важное значение при этом имеют также процессы химического выветривания энергично протекающие в водной среде.
Скорость перемещения потоками отдельных обломков, как известно, обратно пропорциональна их гидравлической крупности; в первом приближении она обратно пропорциональна диаметру и удельному весу частиц. В одних и тех же условиях более мелкие и легкие частицы перемещаются быстрее крупных и тяжелых, которые при переносе будут отставать от первых. Для зерен тяжелых минералов этой задержке способствует их вертикальное перемещение сквозь толщу донных наносов.
Для минеральных зерен повышенного удельного веса (золота, платины и др.) вертикальное перемещение иногда оказывается настолько значительным, что они не успевают переноситься на сколько-нибудь далекое расстояние и концентрируются в нижнем горизонте речного наноса на небольшом удалении от источников россыпного металла. Всякий новый размыв и разрыхление наносов способствует дальнейшему перемещению частиц металла по направлению к коренному ложу реки. В результате в нижнем, предплотиковом горизонте руслового наноса формируется металлоносный пласт, а сам металл, концентрирующийся здесь, в старательском обиходе получил название «пластового» в отличие от чешуйчатого и пластинчатого «косового» («плавучего») металла.
Перенос пластового металла возможен только в паводки, когда мощность движущегося слоя донных наносов оказывается настолько значительной, что почти целиком захватывает всю толщу руслового наноса. Вследствие уменьшения скорости перемещения частиц с глубиной активного слоя зерна металла, сосредоточенные в нижней его части, постепенно отстают от быстрее перемещаемых наносов верхней части слоя и в конечном счете задерживаются у неровностей коренного ложа реки или между крупными неподвижными обломками нижнего горизонта аллювиального наноса. Таким образом, в процессе перемещения донных наносов происходит как бы фильтрация аллювия, извлечение из него тяжелых минеральных компонентов и накопление их в приплотиковом горизонте руслового наноса или непосредственно на коренном ложе реки на участках, особенно благоприятных для концентрации металла. Совокупное влияние многих паводков в конечном итоге приводят к возникновению значительных концентраций металла и образованию русловой золотой или платиновой россыпи.
Зерна минералов с меньшим удельным весом, чем золото или платина, медленнее просаживаются сквозь толщу наносов, участвуют в их общем движении и переносятся на большие расстояния от места своего поступления в русло. Они образуют более широкие зоны концентрации, характеризующиеся менее четкими границами, в сравнении с рассмотренными выше минералами. Частицы с еще меньшим удельным весом, приближающимся к принятому для тяжелых минералов значению (2,9), будут транспортироваться наиболее далеко и отлагаться при еще меньших (чем предыдущие группы минералов) скоростях потока, образуя еще более обширные и неясно очерченные зоны концентрации.
Таким образом, масса обломочных частиц, поступающих в речной поток в одном каком-либо месте долины, в процессе транспортировки будет дифференцирована по удельному весу. В распределении минералов в аллювиальных наносах возникает горизонтальная и вертикальная зональность, причем протяженность отдельных зон и их обособленность в основном определяется удельным весом переносимых частиц.
Следует отметить, что в большинстве случаев сортировка материала по удельному весу частиц при речном переносе является далеко не совершенной и зональность в расположении аллювиальных россыпей различного состава, создаваемая в процессе переноса, часто оказывается весьма неправильной или даже вообще не проявляется. Кроме множественности источников обломочного материала, образующего русловые наносы, здесь сказываются различия в размерах и форме частиц, переносимых речным потоком, а также чисто местные вариации режима переноса и отложения осадков. Мелкие зерна минералов с повышенным удельным весом будут транспортироваться и отлагаться одновременно с более крупными частицами минералов меньшего удельного веса. Для одного и того же минерала неправильные, пластинчатые или удлиненные зерна с большей удельной поверхностью, перемещаемые преимущественно путем сальтации, будут переноситься на большие расстояния по сравнению с округлыми или изометрическими зернами. Хороший пример этого дают косовые россыпи золота или платины, нередко располагающиеся на расстоянии многих десятков километров ниже мест концентрации «пластового» металла.
В силу всех указанных причин аллювиальные россыпи по составу всегда являются полиминеральными.
Важным следствием дифференциации обломочного материала в процессе его транспортировки является то обстоятельство, что первоначально существовавшие (парагенетические.) ассоциации минералов оказываются нарушенными и заменяются в россыпях иными ассоциациями, подбирающимися по признакам сходства размеров, геометрической формы и удельного веса частиц. Одна из важнейших задач минералогического изучения россыпей и состоит в прослеживании генетических связей между отдельными, часто пространственно разобщенными минеральными компонентами аллювия и в расшифровке на основании этого общего характера первичных месторождений или материнской породы того или иного полезного минерала россыпей.
Одновременно с разделением минералов по удельному весу, массе и отчасти по геометрической форме частиц в процессе переноса потоками происходит и отбор минералов по их механической прочности. Отдельные обломочные частицы при переносе оказывают друг на друга весьма значительное механическое воздействие, раскалываются при достаточно сильных соударениях, царапают и шлифуют друг друга, постепенно истираются и измельчаются. Особенно интенсивно это измельчение обломочного материала происходит при транспортировке донных наносов, частицы которых, обладая заметными массой и инерцией, при индивидуальных формах передвижения соударяются со значительной силой, а при групповом переносе перемешаются в условиях весьма значительного трения. Естественно, что при этом менее прочные минералы измельчаются и истираются быстрее и на более коротких дистанциях по сравнению с минералами, механически более прочными.
Устойчивость обломочных частиц при переносе определяется их абразивной прочностью, которая в свою очередь зависит от твердости минерала, хрупкости его, числа и совершенства возможных плоскостей спайности. В первом приближении абразивная прочность минералов прямо пропорциональна их твердости и вязкости и обратно пропорциональна количеству направлений и степени совершенства их спайности.
Имеющиеся наблюдения показывают, что абразивная прочность минералов, хотя и возрастает с увеличением их твердости, далеко не всегда увеличивается пропорционально последней и в сильнейшей мере зависит от других кристаллофизических свойств минералов. Этим объясняется большая устойчивость при переносе одних минералов по сравнению с другими минералами, характеризующимися такой же или даже более высокой твердостью, например, большая механическая устойчивость зерен апатита и гранатов по сравнению с частицами кварца, рутила — в сравнении с цирконом, турмалином и даже топазом и т. д. Важное влияние на устойчивость минералов оказывает также степень их сохранности: минералы, даже слегка затронутые выветриванием, характеризуются резко пониженной абразивной прочностью.
Наблюдения над окатанностью зерен отдельных минералов в россыпях, расположенных на различном удалении от источников обломочного материала, а также результаты экспериментального изучения абразивных свойств минералов, позволяют расположить некоторые встречающиеся в россыпях тяжелые минералы по степени их абразивной прочности в виде следующего ряда: золото, киноварь, вольфрамит, шеелит, моноклинные пироксены, лимонит, колумбит, платина, эпидот, обыкновенная роговая обманка, дистен, оливин, апатит, монацит, ставролит, андалузит, железный блеск, пирит, ильменит, магнетит, касситерит, хромшпинелиды, циркон, турмалин, осмистый иридий, альмандин, топаз, рутил, шпинель, корунд, алмаз.
Каждый последующий минерал этого ряда в общем является абразивно более прочным по сравнению с ему предшествующими. В условиях длительного переноса происходит постепенное обеднение наносов минералами, стоящими в начале этого списка, и концентрация в остаточных продуктах переноса абразивно прочных минералов, группирующихся в конце его.
Сопоставляя окатанность минеральных зерен, встречающихся в россыпях, необходимо учитывать размеры частиц.
Суммарный эффект истирания зерен при переносе потоками зависит не только от абразивной прочности минералов и длительности их транспортировки, но также и от интенсивности процессов изнашивания, которая зависит от величины сил трения, механических ударов при столкновении частиц и т. д. В общем виде указанную зависимость можно выразить формулой
Перенос обломочного материала и формирование россыпей

Это выражение показывает, что степень изношенности обломочных частиц в сильнейшей мере зависит от размеров зерен и при прочих равных условиях убывает пропорционально кубу их диаметра.
Для каждого минерала существует наименьший критический размер частиц, по достижении которого окатывание зерен в условиях водного потока практически уже не происходит и возможно лишь при исключительно длительном переносе обломочного материала. Этот критический размер определяется той величиной частиц, при которой они в условиях речного потока, даже при малых скоростях течения переносятся преимущественно во взвешенном состоянии и силы, возникающие при столкновении частиц, оказываются недостаточными для разрыва поверхностных буферных пленок воды н тем более для механического воздействия на сами зерна.
В условиях речного переноса критические размеры зерен для минералов с удельным весом 4—5 (циркон, рутил, магнетит, монацит и др.) составляют 0,05—0,07 мм, для более легких минералов (апатит, турмалин, пироксены, амфиболы, эпидот и др.) 0,12—0,15 мм и для зерен кварца и других близких к нему по удельному весу легких минералов 0,20—0,25 мм.
Изучение природных объектов и данные эксперимента показали, что окатывание кварца, полевых шпатов и некоторых других минералов, даже при вдвое большей величине зерен, требует переноса на расстояния, совершенно несопоставимые с протяженностью самых крупных речных артерий (многие тысячи километров).
Таким образом, хорошо округленные формы минеральных зерен, относящихся к тонкой песчаной и алевритовой фракциям, и особенно зерен абразивно прочных минералов вырабатываются лишь при очень длительном окатывании, совершающемся на протяжении нескольких циклов переноса и иногда при участии многих агентов транспортировки. Например, хорошо окатанные зерна циркона, рутила, турмалина и других минералов, сходных с названными по удельному весу и величине абразивной прочности, размером 0,1—0,15 мм в поперечнике, часто наблюдающиеся в аллювиальных россыпях, почти во всех случаях происходят из более древних осадочных пород, причем совершенная окатанность их обычно никак не связана с последним этапом транспортировки в данной реке.
Формула (1) показывает, что работа механического изнашивания обломочных частиц пропорциональна квадрату скорости их перемещения, и, следовательно, в реках с более быстрым течением окатывание частиц может совершаться на более коротких дистанциях переноса. Следует, однако, иметь в виду, что для крупных обломочных частиц существует верхний предел скорости их перемещения, за которым силы взаимных ударов обломков оказываются настолько значительными, что приводят к расколам и дроблению частиц. Вследствие этого в некоторых горных реках с особенно крутым уклоном тальвега окатывание частиц песчаной и гравийной размерности почти не происходит, хотя селективный отбор обломочного материала по степени абразивной прочности его компонентов совершается достаточно энергично.
Процессы химического изменения обломочного материала продолжаются и в обстановке речного переноса. Влияние их особенно эффективно для карбонатов, быстро подвергающихся растворению, а также для сульфидов, большинство которых окисляется и разрушается даже на первых этапах транспортировки обломочного материала. Химическому разрушению подвергаются и минералы многих других минеральных классов и групп, причем особенно интенсивно — минералы хрупкие, легко раскалывающиеся и обладающие спайностью. Трещинки спайности, возникающие при взаимных ударах обломочных частиц, облегчают проникновение агентов выветривания и в конечном итоге разрушение минеральных зерен.
При длительном переносе обломочного материала влияние химического выветривания на состав формирующихся аллювиальных отложений в конечном итоге оказывается едва ли не более значительным по сравнению с влиянием отбора минералов по степени абразивной прочности частиц.
Суммарным результатом обоих этих процессов — механического измельчения обломочных частиц и их химического разрушения при переносе — является концентрация в конечных продуктах речного переноса абразивно- и химически стойких минералов.
Различия в поведении отдельных минералов в обстановке длительного переноса приводят к представлению о так называемой миграционной способности. Мерилом ее может служить то максимальное расстояние, на которое могут быть перенесены потоками обломочные частицы данного минерала, оставаясь по размерам в пределах песчаной фракции (>0,1 мм).
При прочих равных условиях (исходные размеры частиц, скорость переноса, климатическая обстановка и др.) миграционная способность минерала (L) прямо пропорциональна его абразивной прочности (H) и устойчивости по отношению к агентам выветривания (W) и обратно пропорциональна удельному весу частиц (d).
Существенное влияние оказывает также форма минеральных зерен, в частности — коэффициент анизометричности (φ) и, наконец, коэффициент смачиваемости минерала (α). Зерна плохо смачиваемых минералов (монацит, некоторые сульфиды, большинство металлов, алмаз и некоторые другие) либо не имеют защитной поверхностной пленки воды, либо эта пленка является очень тонкой и непрочной, в силу чего подобные зерна быстрее других истираются при переносе.
В общем виде миграционная способность минералов может быть выражена формулой
Перенос обломочного материала и формирование россыпей

Конкретный характер этой зависимости еще не выяснен, но общая последовательность распределения ряда россыпных минералов по величине их миграционной способности намечается достаточно отчетливо по наблюдениям над минеральным составом россыпей и обломочных осадков различных генетических типов (табл. 3).
Перенос обломочного материала и формирование россыпей

В процессе длительной транспортировки обломочного материала или многократного его переотложения происходит преимущественное разрушение минералов, стоящих в начале табл. 3, и обогащение остаточных продуктов переноса далеко мигрирующими минералами, устойчивыми в условиях осадочной дифференциации вещества. В обломочных отложениях и россыпях, испытавших наиболее длительную и сложную геологическую историю, сформированных на протяжении нескольких циклов переноса и отложения обломочного материала, концентрируются минералы, стоящие в конце табл. 3, наиболее устойчивые в зоне поверхностной миграции.
Конкретная последовательность выпадения минералов на путях миграции во многом зависит от климатической обстановки переноса, определяющей интенсивность изменения химического состава переносимого материала. При малой интенсивности процессов выветривания эта последовательность будет определяться в основном абразивной прочностью минералов, вовлекаемых в сферу переноса. В обстановке интенсивного выветривания она будет приближаться к приведенному выше ряду устойчивости минералов по отношению к агентам химического выветривания.
Перенос временными потоками. Механизм переноса обломочного материала временными потоками существенно отличается от механизма его переноса речными потоками. В ряде случаев, однако, четкую границу между этой формой транспортировки материала и переносом его в потоках с нормальным водным режимом провести невозможно.
Перенос рыхлых обломочных продуктов временными потоками характерен главным образом для областей засушливого климата, но нередко наблюдается и в горных районах, расположенных в зонах умеренного и влажного климата.
Для многих областей пустынного и полупустынного климата характерно крайне неравномерное распределение атмосферных осадков с неправильной сменой преобладающих засушливых и кратковременных дождливых (аквальных) периодов. Формирующаяся в этих условиях речная сеть, питающаяся за счет поверхностных вод, представляет все переходы от эмбриональных ложбин стока до более или менее глубоко врезанных и отчетливо выраженных долин, частично заполненных обломочным материалом. Такие долины лишены постоянного водотока, в засушливые периоды на всем своем протяжении становятся сухими, превращаясь в зоны накопления делювиальных, коллювиальных, элювиальных и других рыхлых образований. В дождливые периоды, а в горных районах умеренного климата — в периоды таяния снегов, эти ложбины стока и сухие русла быстро заполняются водой, образуя кратковременные, но достаточно бурные потоки, зачастую настолько перегруженные обломочным материалом, что они приобретают характер грязевых потоков.
Подобные потоки обладают значительно большей транспортирующей способностью по сравнению с нормальными водными потоками и могут переносить во взвешенном состоянии не только песок и щебень, но даже отдельные крупные валуны и глыбы. Общее количество твердого материала, находящегося во взвешенном состоянии в таких грязевых потоках, нередко достигает 50—70% их объема. Устремляясь со значительной скоростью (особенно большой для селей горных районов) вниз по долинам, такие потоки постепенно утрачивают свою кинетическую энергию благодаря фильтрации воды, либо же резко снижают скорость — в участках расширения или изгибов русел. При этом переносимый потоком материал отлагается в виде шлейфов или конусов выноса, налегающих или причленяющихся к конусам выноса, отложенным в предшествующие селевые периоды.
Эти отложения, получившие название пролювиальных, как правило, не обнаруживают сортировки обломочного материала по гранулометрическому составу; неслоисты или обнаруживают лишь признаки грубой и неправильной слоистости, чем резко отличаются от обычных аллювиальных отложений.
В длительные аквальные периоды пролювиальные наносы могут частично перерабатываться водотоками с нормальным режимом, возникающими в послеcелевую стадию в отдельных участках долин, и в таких случаях среди шлейфов пролювия могут формироваться осадки аллювиальных фаций. В целом, однако, последние занимают совершенно подчиненное место в общей массе осадков, переносимых и отлагаемых временными потоками.
Количество обломочного материала, переносимого отдельными потоками в аквальные периоды, зависит от многих факторов и в первую очередь — от количества выпавших осадков и массы рыхлого материала, накопленного в долинах в предшествующие сухие периоды.