Морфодинамические критерии сортировки наносов и формирования россыпей пляжей и приливных осушек

Доклад профессора Сафьянова Г.А.

Исследования в пределах полигонов Белого и Средиземного морей позволили провести детальный гранулометрический анализ отложений пляжей и приливных осушек. Определены статистические показатели гранулометрического состава. Ус-тановлены межгодичные и направленные изменения грансостава наносов, а для ря-да объектов и направленные изменения минералогического состава.
Показано, что дифференциацию, сортировку осадков и формирование при-брежно-морских россыпей следует рассматривать как реализацию динамического равновесия между исходным составом осадков и исходными геоморфологическими условиями берега с одной стороны и гидродинамическим режимом примыкающей морской акватории с другой стороны. Для возникновения россыпей (промышленно-значимых скоплений тяжелых минералов) необходимо, чтобы при достижении опре-деленного уровня механической сортировки наносов по грансоставу (размеру) ве-дущее место в дальнейшем преобразовании осадков заняла бы их дифференциации по плотности и форме частиц.
Исследование поперечной структуры распределения тяжелых минералов в составе осадков пляжей и приливных осушек привело к выводу, что максимальные концентрации тяжелых минералов характеризует вершину заплеска прибойного по-тока на уровне квадратурного прилива. Аналогичные выводы были получены и при исследовании распределения тяжелых минералов и в частности радиоактивного мо-нацита на неприливных пляжах Азовского моря. Кроме того, было установлено су-щественное возрастание содержания тяжелых минералов для дюнного пояса, окон-туривающего верхнюю часть пляжей для ряда участков Терского берега Белого мо-ря. Это означает, что важнейшую роль в формировании россыпей играет эоловый вынос относительно легких частиц из верхней части береговой зоны.
В результате полевых работ 2007-2008 гг. на Варзугском полигоне Терского берега Белого моря была выявлена существенная естественная радиоактивность аллювиальных песков (до 300-400 мкР/ч) по берегам эстуария Варзуги. Кроме того, на некоторых участках полигона было отмечено увеличение естественной радиоак-тивности морских пляжевых песков до предельно допустимых значений (30 мкР/ч).
Полученный ранее фактический материал о минеральном составе наносов пляжей морского края дельты Нила за 1975 и 1979 гг. показал существенное возрас-тание содержания тяжелой фракции за этот период времени, подтверждающее связь концентрации тяжелых минералов с дефицитом наносов, возникающим вследствие перекрытия Нила плотиной Асуанской ГЭС.
В ходе детального анализа десятков образцов установлена четкая диффе-ренциация гранулометрического состава наносов по профилю берега и приливной осушки. Анализ образцов, взятых в определенных динамических точках пляжа и осушки показал, что медианный диаметр достигает максимума у подножия пляжа на уровне среднеквадратурного прилива. В обе стороны происходит снижение крупно-сти наносов, однако гораздо меньшее в сторону суши по сравнению с более значи-мым уменьшением крупности к внешнему краю приливной осушки. Характерно, что максимальные концентрации тяжелой подфракции в мелком песке свойственны вершине заплеска прибойного потока, то есть верхней части пляжа.
В ходе детального анализа десятков образцов установлена четкая диффе-ренциация гранулометрического состава наносов по профилю берега и приливной осушки. Максимальные концентрации тяжелой подфракции в мелком песке свойст-венны вершине заплеска прибойного потока, то есть верхней части пляжа. Однако для отложений авандюн обнаруживается еще большее (примерно на 60%) содержа-ние тяжелых минералов. В значительной мере это обусловлено относительным обо-гащением песков тяжелыми минералами, вследствие эолового выноса легких частиц песка.
Во фракции мелкого песка абсолютным преобладанием концентрации тяже-лых минералов отличается вершина заплеска прибойного потока, а также пояс авандюн. Пониженными значениями в сравнении с вершиной заплеска (в 2-3 раза) концентраций тяжелых минералов характеризуется основание пляжа квадратурного прилива, а еще меньшим значением — отложения средней и нижней части прилив-ной осушки, где концентрация тяжелых минералов снижается на 30-60% от значений концентрации у основания пляжа.
Наиболее общей чертой распределения тяжелых минералов в отложениях взморья Нила является существенное различие их градиентов во вдольбереговом и поперечном к берегу направлениях. В поперечном направлении градиент содержа-ния тяжелых минералов на порядок величины превосходит таковой в продольном направлении. Такое распределение указывает на важнейшую роль поперечного движения наносов в дифференциации обломочного материала по гидравлическим свойствам, а также отражает выравнивание градиентов концентрации тяжелых ми-нералов в продольном направлении вследствие вдольберегового перемещения на-носов.
Максимальные концентрации рудных минералов, составляющих основную часть тяжелой подфракции, приурочены к приурезовой зоне и с ростом глубины снижаются. Во вдольбереговом направлении в целом установлено снижение их кон-центрации с запада на восток вдоль периметра дельты, что соответствует направ-лению вдольберегового перемещения наносов.
Выраженность градиентов концентраций рудных минералов на глубинах около 2 м по сравнению с отложениями пляжа и больших глубин позволяет сделать заклю-чение о том, что наиболее интенсивное вдольбереговое перемещение наносов про-исходит в зоне глубин около 2 м.
В целом, данные по минералогии осадков морского края дельты Нила гораздо более информативны для суждения о современных тенденциях динамики баланса наносов по сравнению с данными по гранулометрии тех же осадков.

Версия для печати