Современные галечники
Галечники могут накапливаться и отлагаться в виде субаквальных отложений ниже уровня постоянных вод в результате воздействия волн на породы берегов. Они могут образовываться и на суше за счет выветривания и переноса водными потоками, когда рельеф и изобилие дождевых потоков достаточны для обеспечения движущей силы. Гравий и галька — самые грубообломочные продукты эрозии — переносятся на незначительные расстояния от места образования и отлагаются на более ограниченных участках, чем песок, глина или растворенные вещества.
В зависимости от места накопления (выше или ниже поверхности моря) галечники можно подразделять на континентальные и субаквальные. Последние, кроме обычных прибрежных галек, включают такие специфические типы, как разнесенные льдом отложения с отдельными гальками, падавшими с таявшего льда и переотложенный галечник, который был перенесен из прибрежной зоны в более глубоководные в результате подводных оползней и мощными турбидитными потоками, вызванными этими оползнями. Некоторые типы галечников встречаются в водных бассейнах, характеризующихся менее эффективным действием волн, например эстуарии и небольшие озера. Галечники крупных озер, по существу, аналогичны во всех отношениях морским галечникам.
Континентальные галечники включают некоторые локальные отложения, которые мало переносились или не переносились вообще (такие как осыпи), или передвинулись лишь на небольшое расстояние, как, например, крупные каменные глетчеры или отложения щебня (и более распространенные, но, как правило, поверхностные, солифлюкционные отложения). Сюда входят галечниковые отложения континентальных ледников — моренные материалы, галечники озов и камов и галечные конусы выноса, образованные крупными потоками талой воды. Большинство известных скоплений галечника на суше связано с действием водных потоков.
Поэтому, исключая местные отложения, имеющие ограниченное распространение, и отложения, происходящие за счет климатических изменений, мы здесь главным образом рассматриваем морские и речные галечники и древние конгломераты морского и речного происхождения.
По Бэрреллу, прибрежные морские галечники отлагаются в диапазоне от 180 см выше уровня высокой воды до 7,2—9 м. Они пространственно связаны с береговой линией и редко распространяются более чем на 1,5—5 км от берега. Ho исключительно сильное донное противотечение отступающей волны может вынести галечники на глубины 36—54 м и на расстояние до 16 км от суши. Современные галечники, обнаруженные на больших расстояниях в открытом море, могут быть реликтовыми галечниками, оставшимися после быстрого подъема уровня моря в послеледниковый период. Они также могут быть остаточной галькой, образовавшейся в результате подводной эрозии тилля и других галечных отложений — россыпей крупных галек, которые из-за своей массы не могли быть перенесены в направлении суши. Вообще море «отвергает» или «выталкивает» континентальные наносы (особенно крупные обломки пород). На профилях выравнивания галечник мигрирует в направлении к берегу, тогда как мелкозернистый грунт — в направлении моря. Таким образом галечник стремится располагаться ближе к берегу и накапливаться в зоне, редко простирающейся далеко от берега.
Прибрежные галечники являются местными отложениями, особенно характерными для карманообразных губ, где галечник задерживается между двумя скалистыми мысами. Обломочный материал поступает за счет эрозии коренных пород. В некоторых случаях галечник переносится вдоль берега и накапливается в береговых грядах и барах. На берегах, сложенных скалистыми породами, галечники часто бывают очень крупными. Обычно они хорошо сортированы и окатаны; окатанность достигается быстро, по мере того как галечник мигрирует от источника сноса.
Всесторонние седиментологические исследования современных видов прибрежных галечников представлены работами Крамбейна и Гриффита по известняковым галечникам залива Литл-Сиетер, озера Мичиган, работами Блака по галечникам Южного Уэльса, Хамберта по изучению валунного комплекса залива Бриджуотер побережья Сомерсета в Англии, Эмери по современным морским галечникам.
Прибрежные галечники накапливаются в небольших объемах и пространственно ограничены узкими линейными поясами, однако с изменением уровня моря центры аккумуляции галечников смещаются. С подъемом уровня моря и его трансгрессией отложения прибрежных галечников распространяются таким образом, что в результате образуется тонкий слой базальных галечников, несогласно залегающих на более древних породах По мере понижения уровня моря береговые галечниковые гребни могут обнажаться и разрушаться, оставаясь в виде низких форм рельефа, удаленных вглубь суши и в настоящее время поднятых над уровнем моря. Они часто эродированы или разрушены субаэральными процессами.
С другой стороны, реки переносят галечники на многие десятки (даже сотни) километров от мест образования галечников; в морских условиях величина переноса имеет тот же порядок, если не меньше. Речные галечники широко распространены, они образуют крупные конусы в предгорьях и заполняют дно долин крупных рек в областях высокого рельефа. Мощность этих образований во много раз больше мощности прибрежных скоплениях
Аллювиальные конусы широко распространены и в особенности характерны для аридных регионов с контрастным рельефом. По всей вероятности, более половины штата Невада и значительные части штатов Юта, Нью-Мексико, Аризона, Калифорния, а также Мексики по крыты отложениями аллювиальных конусов. Отложения конусов выноса принадлежат к самым грубообломочным и плохо отсортированным аллювиальным отложениям. Эти отложения накапливаются в местах, где горный рельеф сменяется равниной. Поток делится на много рукавов и теряет большую часть своего твердого стока; грубообломочный материал отлагается в наивысшей точке аллювиального конуса выноса, размер частиц быстро уменьшается по мере удаления от вершины конуса (уменьшение размера во многих случаях происходит экспоненциально). Состав галечника вниз по конусу выноса изменяется мало, но галька становится заметно лучше окатанной в этом направлении. Слоистость изменяется от крупномасштабной (5—6 м) у грубообломочных галечников до нескольких сантиметров в переслаивающихся песках. Часто наблюдается черепитчатое расположение обломков Конусы выноса аридных или полуаридных регионов характеризуются переслаиванием отложений грязевого потока с обычным гравием. Галечники конуса выноса пальцеобразно переслаиваются вниз по течению с обычными аллювиальными и озерными отложениями. Эти галечники цементируются в аридных регионах отложениями каличе, литифицированные породы называются фангломератом. Рекомендуем работы Блиссенбаха, Блака и Денни по изучению отложений современных аллювиальных конусов выноса и работу Лоусона о роли подобных отложений в современном мире и в геологической истории.
Потоки, несущие галечники, покрывают аллювиальными отложениями огромные территории и формируют обширные отложения галечников. Мы не рассматриваем галечники, которые находятся в верховьях рек и других водотоков. Эти галечники транзитные они временно удерживаются галечниковыми валами или выходят на поверхность в останцах террас. Мы рассматриваем внутренние бассейны, где преобладают аллювиальные отложения и накопления галечников достигают мощности сотен или тысяч метров. Подобные бассейны находятся в аридных регионах высокогорного рельефа, как, например, нагорье Большой бассейн, США, и в сбросовых линейных зонах, например, в Рейнском грабене. Такие аллювиальные галечники, обычно крупные и переслаивающиеся с грубо- и мелкозернистыми песками, постепенно уменьшаются в размере вниз по течению, при этом окатанность улучшается. Состав изменяется вниз по течению путем выборочной абразии и разрушения менее устойчивых обломков. Черепитчатое строение хорошо прослеживается в разрезах, параллельных течению потока Слоистость и сортировка обычно лучше, чем в аллювиальных конусах выноса; грязевые потоки, характерные для конусов выноса, отсутствуют или наблюдаются редко. Многочисленные исследования современных аллювиальных галечников отражены в работах Крамбейна, Пламли, Унруга, Дал Сина, Теруччи и др. Исследования Кон клинга, Экиса и Гросса и классическая работа Аддена содержат большое количество гранулометрических данных по современным аллювиальным галечником. Седиментологические исследования неуплотненных галечников нагорий аллювиального происхождения содержатся в работах Поттера и Шли.
Подводя итог, можно сказать, что в настоящее время, несомненно, на поверхности рассеяно больше галечников и валунов, чем в какой-либо другой период истории Земли. Сейчас распространены молодая и зрелая формы ландшафта, а формы старого рельефа встречаются редко. Мощные волны морей и озер, а также реки поставляют гравий в больших количествах, в то время как обширные грубообломочные отложения плейстоценовых ледников все еще находятся в «законсервированном» состоянии. Из галечников, отлагающихся в настоящее время, основная часть поставляется континентальными агентами — реками и ледниками. Морская эрозия дает сравнительно мало галечников. В настоящее время отношение объема осадка (и отсюда объема гравия), наносимого реками, в 50 раз превышает наносы за счет морской эрозии. Пропорциональная доля этих агентов, по всей вероятности существенно не отличалась от соотношения, наблюдавшегося в любой другой геологический период.