Деятельность подземных вод

Необходимо описать известные в районе выходы подземных вод на поверхность, указав характер выхода (ключ, мочажина и т. д.), его положение на рельефе (в подножье склона, в истоках долины и т. д.), характер источника (напорный, восходящий, нисходящий), температуру, вкус воды, наличие минеральных примесей, дебит (в л/с/мин), режим (изменение напора, уровня по временам года), наличие вокруг источника его отложений (травертин и т. д.); особое внимание обратить на оползневые, суффозионные и карстовые явления — их признаки, масштаб, характерные формы рельефа и т. д., если они сопровождают источник.

Озёра и болота

При изучении геологической деятельности озёр и болот, широко распространённых на Западно-Сибирской равнине, реально можно видеть следующее.

Озёра. Прежде всего нужно определить происхождение озера, вернее, его озёрной котловины. В условиях нашего региона распространены следующие типы озёр и их котловин.

На поймах и низких террасах речных долин преобладают старичные озёра, представляющие собой вытянутые, изогнутые, вплоть до полуколец и S-образных форм, участки проток и русел, отчленившиеся от основного русла в результате его меандрирования. Такие озёра, как правило, характеризуются резко выраженными, вплоть до залесённых грив, берегами. Во время паводков по таким озёрамстарицам возобновляется сток. Поэтому они долго не заболачиваются. Реже на поймах и террасах встречаются просадочные озёра изометричной формы, котловины которых возникают в результате опускания поверхности поймы за счёт уплотнения пойменных суглинистых отложений. Такие озёра имеют менее чётко выраженные берега и более склонны к заболачиванию.

На водораздельных пространствах распространены более крупные — километры и более в диаметре — и глубокие остаточные (от последнего ледникового периода примерно 8… 10 тыс. лег назад) озёра и меньшие по размерам и мелкие просадочные за счёт уплотнения и суффозии лёссовидных покровных отложений. На низменных водоразделах местами встречается большое количество очень небольших (десятки и даже метры) озёр, возникающих параллельно с болотами за счёт высокого стояния зеркала грунтовых вод (ЗГВ).

Кроме того, встречаются техногенные озёра — запрудные и в котловинах (карьеры, силосные ямы).

При описании конкретных озёр нужно указать следующее.

• • Форма и размеры в плане — округлая, вытянутая и т. д.
• • Глубина в центре (если, конечно, это известно или можно установить).
• • Характер прибрежной зоны (скорость нарастания глубины) — приглубый (быстрое нарастание глубины, зона илов подходит к самому берегу) или отмелый (постепенное нарастание глубины с хорошо развитым песчаным пляжем).
• • Характер самого берега: обрыв (современная абразионная микротерраса с клифом), его высота, или пляж, его ширина и состав его отложений (скорее всего, песчаный).
• • Какую деятельность ведёт озеро на том или ином отрезке берега: волноприбойная абразия на обрывистом приглубом или сортировка, аккумуляция и формирование пляжа на отмелом берегу*, подход зоны илов под самый берег, если он не подвергается активному волноприбою.
• • Местами при внимательном изучении можно обнаружить следы древних береговых линий озера в виде отмерших эрозионных уступов. Установить их количество и высоту друг над другом (у небольших озёр их бывает два-три с высотой друг над другом не более 1 м). Установить, совпадает или нет положение древних уступов с современным или отличается от него. Если древние абразионные уступы опоясывают всё озеро, значит, оно скачкообразно понижало свой уровень, указать возможные причины этого — изменение климата в сторону засушливости, спуск озера и т. д. Если же в настоящее время древние и современные абразионные уступы расположены в разных местах берега, то это свидетельствует о смене направлений ветра.

Рис. 4. Схема, объясняющая изменение строения берегов озера в результате разнонаправленных вертикальных неотектонических движений на противоположных берегах.

На озёрах с диаметром 5…6 и более километров абразионные уступы, сосредоточенные на одном берегу и имеющие высоту друг над другом один метр и более, свидетельствуют уже о вертикальных нсотектонических движениях, приведших к поднятию этого берега и опусканию противоположного (рис. 4 и комментарий к нему).

Очень полезно понаблюдать озеро в ветреную погоду и увидеть, какого размера достигают волны (длина и высота); увидеть, на какой именно участок озера направлен волноприбой: соответствует ли это устройству берега; установить, в какой степени устройство берегов соответствует преобладающему направлению ветров. Если наблюдается несоответствие, то, вероятно, в недалёком прошлом направление ветров было иным.

Неотектоническими (в том числе современными тектоническими) движениями называются движения, произошедшие за неоген-четвертичное время, в результате которых сформировались основные черты современного рельефа.

Из рис. 4 видно, что после неотектонического поднятия левого (на данном рисунке) берега, прошедшего после формирования уступа 2, изменилось положение уровня озера: на левом берегу в результате регрессии озера началась выработка современного абразионного уступа (1) на более низком уровне, а древний уступ (2) превратился в озёрную террасу, а на правом берегу в результате опускания и трансгрессии был затоплен древний пляж и идёт аккумулятивное формирование современного.

Осмотр современного состояния берегов озера даёт возможность спрогнозировать его дальнейшую эволюцию. Например, отодвигание абразионного уступа или заболачивание на каком-то участке и т. д.

Очень интересно поставить простой эксперимент: оставить на берегу озера в разных местах мелкие реперы (забить железные колья с вертикальной разметкой) и через год-два (чем больше, тем лучше) получить точные цифры скорости абразии, изменения уровня озера, повышения поверхности пляжа в результате аккумуляции, перемещения береговой линии или границ заболачивания в горизонтальном направлении и т. д.

Болота. При описании болот нужно, прежде всего, указать, верховое оно или низинное. Верховые болота, распространённые преимущественно на водоразделах, возникают за счёт избыточного увлажнения грунта при высоком стоянии зеркала грунтовых вод. Поэтому такие болота возникают в еле заметных понижениях рельефа, постепенно переходят в окружающее водораздельное пространство и в плане имеют любые очертания. Растительность этих болот преимущественно моховая (главный род Sphagnum) с примесью чахлой древесины на заключительных стадиях. Именно такие болота — главный источник клюквы в Западной Сибири. Низинные болота возникают путём заболачивания непроточных озёр, и поэтому имеют более чёткие контуры, наследующие береговую линию бывшего озера. В своём развитии низинные болота проходят несколько стадий. На начальной, топяной стадии болота изобилуют «окнами» и опасны при обследовании.

На средней кочкарно-моховой стадии поверхность болота повышается в результате накопления торфа, и оно приобретает выпуклый профиль, но может сохранять окраинное обводнённое кольцо. На заключительной стадии болото, сохраняя кочкарное строение, покрывается ягодниками, багульником и чахлым лесом. Соответственно, в разрезе торфа низинного болота снизу вверх видна смена растительности по стадиям от водорослевой через осоковую к моховой и далее к древесной. Таким образом, «низинные болота эволюционируют в верховые».

В самой нижней части торфа и в непосредственно подстилающих торф породах (озёрные глины или пески у низинных болот или глинисто-суглинистые, плохо водопроницаемые породы покровной субаэральной водораздельной толщи у верховых болот) можно видеть окраску в тёмных тонах за счёт битумов, вынесенных из вышележащего торфа инфильтрующимися водами. Очень редко, если повезёт, можно на указанном уровне увидеть ярко-синее окрашивание вивианитом (Рез[Р0₄]-8Н₂0), представляющим собой фосфат оксида двухвалентного железа, возникающий при недостатке кислорода ниже зеркала грунтовых вод за счёт восстановления железа и соединения его с фосфором, повышенное содержание которого обусловлено вышеуказанной инфильтрацией.