Н. ТҰЯҚ баев т к. Арыстанов б. ӘБішев жалпы геология курсы

лық құрамының қалыптасуы, хемогендік (химиялык туындылар) және биогендік шөгінділердің түзілуі гипергендік процестермен тікелей байланысты. Бұл процестердің жүруіне химиялық ортаның қышқылдығы мен сілтілігі, тотығу мен тотықсыздану көп әсерін тигізеді. Бұлармен қатар сорбция (жұтып бойға сіңіру), гельдердің кристалдануы, қайта тұну, иондық алмасу, биохимиялық әрекеттердің маңызы зор. Бұл кұбылыстардың климат ерекше ліктеріне байланыстылығын алғаш рет В. В. Докучаев айтқан еді.

Үгілу процестері физикалық (механикалық), химиялық және биохимиялық болып ажыратылады.

Физикалық үгілу кезінде тау жыныстары мен минералдардың жарықтары мен жарықшақтарындағы судың қатуы, су құрамындағы тұздардың кристалдануы көп әсерін тигізеді. Химиялық үгілу судың ауа құрамындағы оттегі және көмір қышқыл газы, сонымен бірге, әр түрлі органикалық қышқылдар мен организмдердің тіршілік әрекетімен тығыз байланысты.

Су минералдарды, тау жыныстарын ерітеді; гидротациялық құбылыстарды туғызады. Оттегі тотығуды күшейтеді; көмір қышқылы судың химиялық активтігін және сутегі иондарының концентрациясын арттырады. Осындай әрекеттердін, нәтижесінде жаңа минералдар түзіледі. Мысалы, дала шпаттары — каолинитке, слюдалар — гидрослюдаларға айналады.

Аридтік, биік таулық, полярлық аймақтарда физикалық үгілу, ал қоңыржай-ылғалды, субтропиктік зоналарда — химиялық үгілу басым келеді. Үгілу заттары борпылдақ, кесек бөлшектерден құралған немесе сазды жыныстардан тұрады. Жасына карай үгілу қыртысы көне және қазіргі жас қабаттар болып ажыратылады.

Топырақ суларынын, деңгейінен төмен жатқан үгілу қыртысы — тереңдік (0,5—1,0 км) үгілу деп аталады. Үгілу аймағында байқалатын әрекеттер гипергендік про-

75

цестер, ал үгілу аймағы — гипергендік зона деп аталады.

Үгілу қыртысында кен-орындары жиі кездеседі. Физикалық (механикалық) үгілу әрекеттеріне байланысты керек бөлшектер арасында кездесетін, химиялық үгілуге байланысты инфильтрациялық (қалдық) кен-орындары түзіледі. Қалдық кен-орындары латериттер, темір және марганец рудалары, күкірт және бор кендерінің бетінде кездесетін ашудас (NаСІ) пен гипс (СаSО₄-2Н₂О) қабаттары түрінде кездеседі.

Инфильтрациялық кен-орындары, үгілу заттарыньщ суда еріп, басқа жыныстармен алмасу реакцияларына араласуы нәтижесінде құралады. Бұған мысал ретінде фосфорит, борат, ванадий, уран, темір, марганец, радий, барит, гипс, магнезит, исландия шпаты және т. б. атауға болады.

VI. 1. 2. Желдің геологиялық әрекеті

Желдің атқаратын геологиялық қызметі эолдық процестер (ескі грек аңыздары бойынша “Эол” — жел құдайы деген мағынада) деп аталады. Бұл процестердің нәтижесінде тау жыныстары қажалып, бұзылады немесе үгіліске ұшырайды. Ал үгілу заттары желдің әсерінен (үрлеу күшіне) бір орыннан екінші бір орынға ұшып қонады. Желдің геологиялық әрекеті әр түрлі процестермен сипатталады.

Корразия (латын тілінде “корразио” — қажаймын деген мағынада) деп, жел айдап ұшырған ұсақ құм түйіршіктердің жер бетіндегі жар тастарды мүжіп, тау жыныстарына тигізетін механикалық әсерін айтады.

Дефляция (латын тілінде “дефлятцио” — үрлеу деген мағынада) деп, үгіліске ұшыраған борпылдақ жыныстардың ұсақ құм түйіршіктерінің (желдің үрлеу күшіне қарай) жаңа орынға ұшып-қонуын айтады. Ал желдің үрлеу күші, оның, жылдамдығымен анықталады.

Дефляциялық әрекет шөлді аймақтарда жиі байқалады. Дефляция жазық жерге қарағанда жел өтінде орналасқан белесті үстірттерде күшті дамиды. Мұндай әрекеттерге байланысты әр түрлі пішіндегі скульптура-

лық бейнелер (саңырауқұлақ немесе бағана т. б. тәрізді) қалыптасады.

Сазды, құмды жыныстан құралған шөлді далалар мен шөлейт жерлерде дефляциялық шағын ойыстар жиі кездеседі. Олар желдің құйындап соғуынан пайда болады.

Ауаның қозғалыс жылдамдығы артқан сайын желдің геологиялық әрекеті де күшейе түседі. Мысалы, ауаның қозғалыс жылдамдығы 4,5 м/с — 6,5 м/с болған жағдайда, ірілігі 0,25 мм-ге дейінгі үгілу заттары қозғалысқа ұшырайды; 10—11 м/с болғанда ірілігі 0,5— 1 мм-лік түйіршіктер қозғалысқа араласады; 20—30 м/с-ке жеткенде 4 мм-лік кейде одан да ірі кесек бөлшектер домалай қозғалып, орын ауыстырады; жел жылдамдығы 30 м/с немесе одан да жоғары болған кездері ағаштар тамырымен қопарылып жатады, ал 50—80 м/с жылдамдықпен қозғалған кездері апатты жағдайға ұшыратады. Жел дауыл боп соққанда үгілу заттарының зор массасы шаң-тозаңдар түрінде ауаға көтеріліп, алыс жерлерге көшіп қонады.

Бұл әрекеттердің жиі байқалатын орындары — құрғақ және ыстық климаттық аймақтар. Сонымен қатар өсімдік өспейтін жалаңаш тасты тау-жоталары, өзендер мен теңіз жағалауы болып саналады.

Коррозия мен дефляциялық процестер бір-бірімен өте тығыз байланысты. Бұл процестердін, нәтижесінде жер бедері әр түрлі пішінде қалыптасады. Мысалы, мұнара, бағана, саңырауқұлақ, сүйіртас, сандықтас секілді пішіндер жиі кездеседі. Кейде олардың сыртқы көрінісі адамның немесе жануарлардың кескініне ұқсас болып келеді.

Бедердің дұрыс пішіндері берік жыныстардың арасында, ал бұрыс пішінді бедер түрлері жұмсақ, борпылдақ жыныстар арасында жиі байқалады.

Желдің тасымалдау әрекеті нәтижесінде ірілігі 1 мм-ге дейінгі құм және шаң-тозаң түріндегі үгілу заттары басқа орындарға ұшып-қонады. Ал үгілу заттарының бұдан ірілеу бөлшектері тек дауылды жел соққанда ғана орын ауыстырып, көшіп-қонуы мүмкін.

Жел үрлеген үгілу заттары жер бетімен домалай қозғалады, ал ауа қабатына ұшып көтерілген жағдайда желдің соғу бағытына қарай қозғалады. Мысалы, Африка шөлдерінің шаң-тозаңы Атлант мұхитының жағалауларына дейін (2100—2500 км-ге дейін) көшіп-қонады; Оңтүстіктен соққан жел Сахараның шаң-тозаңын Ита-

77

лияға, кейде Германия жеріне дейін жеткізетіндігі белгілі. Сонымен, эолдық шөгінділер осылайша да жиналады.

Желдің аккумуляциялық қызметіне байланысты құмды шөгінділер бір орынға жиылып өзіндік бедер пішіндері қалыптасады. Олар жылжымалы (дюналар, бархандар) және бекіген (қырқалы, төбешікті) құм шоғырлары түрінде жиі кездеседі.

Жылжымалы құм шоғырлары (өсімдік тамырлары арқылы бекімегендіктен) сусымалы келеді. Олар қатты жел соққанда оп-оңай қозғалып көшіп-қонады, әр түрлі дыбыс шығарады.

Шаң-тозаңдардан түзілген шөгінділер шөлден тысқары аймақтарда лёсс түрінде жиі кездеседі.

Лесс-түсі ашық сары, құрамы біртекті келген, қабатсыз орналасқан шаң-тозаңдардан (0,01 — 0,05 мм) , борпылдақ жыныстар болып саналады. Оның негізгі құрамы ұсақ түйірлі каолиниттен тұрады. Әрине, қосымша, ірілеу бөлшектерден құралған кварц, дала шпаттары, слюдалар, сонымен қатар кальций-магнийлі конкрециялар, моллюскалар мен өсімдіктер қалдығы бірге кездеседі. Гранулометриялық (ірілі-ұсақтық) құрамы жағынан лёсс саздақтар (балшықтар) мен ауыр құмдақтарға сәйкес келеді. Оның құрылысында кеуек қуыстар жиі байқалады.

Лёсс және лёсс тәрізді жыныстар шетелдерде — Европа, Азия, Солтүстік Америка, Аргентина елдерінің қоңыржай белдеулерінің шөлді және шөлейтті аудандарында, біздің елімізде — Орта Азияда, Батыс Сібірде, Украинада, Солтүстік Кавказда, Карпат сыртында, Қазақстанда — Іле Алатауы мен Жоңғар Алатауында, Талас, Қаратау және Шу өңірлерінде, Сарыарқа мен Торғай далаларында жиі кездеседі. Лёсс қалыңдығы бірнеше метрден ондаған метрге, кейде 70 — 100 м-ге дейін (мысалы, Іле Алатауының тау-алды беткейлерінде) жетеді. Олардың түзілуі әр түрлі геологиялық процестермен байланысты түсіндіріледі. Мысалы, неміс ғалымы

Ф. Рихтюфен лёстердің түзілуі субаэралдық, ал орыс ғалымдары

В. А. Обручев — эолдық, Л. С. Берг — топырақтық деп санайды.

Қазіргі кездегі көзқарас бойынша, лёсс формациясы эолдық, элювийлік, пролювийлік, аллювийлік, мұздық, көлдік, флювиогляциалдық жыныстардан құралады.

Лёсс формациясынан түзілген топырақ қабаттарының құнарлылығы өте жоғары. Лёсті шөгінділер халық шаруашылығында құрылыс материалы ретінде (күйдірілген кірпіштер дайындауда) кеңінен пайдаланылады.

79

VI. 1. 3. Жер бетіндегі ағын сулардың геологиялық әрекеті

Атмосфералық жауын-шашын (жаңбыр мен қар) суларының бұзушылық әрекеті делювийлік (латыніпя “делюо” — шаю деген мағынада) процесс деп аталады. Бұл әрекеттердің нәтижесінде атмосфералық сулар ұсақ түйірлі жыныстардан құралған үгілу заттарын өзімен ілестіріп әкетеді. Осындай жолмен тау беткейлерінде шоғырланып жиналған (ірілі-ұсақты) тау-жыныстарының кесек бөлшектері делювий шөгінділері деп аталады (VI. 3-сурет). Бұл терминді бірінші болып академик А. П. Павлов қолданды.

Делювийлік процестердің нәтижесінде таудың биік бөліктері аласарады, ал ойдымдау келген бөліктері делювий шөгінділерімен толып, биіктей түседі. Сонымен, делювийлік шөгінділер тау беткейін тегістеп отырады. Олардың негізгі құрамы көбінесе саз балшықтардан тұрады.

VI. 3-сурет. Делювийдіқ пайда болу схемасы:

жесінде жыралар пайда болады (ҮІ.4-сурет). “Регрессиялық эрозия” заңдылығы бойынша, алғашқы жыра беткейді бойлап, жоғарылап өсе береді. Жыраның көлденең қимасы V тәрізді болып келеді. Одан ары қарай жыра біртіндеп тереңдей түседі. Оның сағасы аңғардың деңгейіне дейін жетеді. Жыраның бұл деңгейі “эрозия базисі” деп аталады. Жыра эрозия базисінен төмен тереңдей алмайды. Соған байланысты оның түбінің көлденең қимасы тегістеле түсіп, біртіндеп кеңейе келе U тәрізді пішін қалыптасады. Мұндай жыраның беткейлері біртіндеп құлай келе, шөгінді жыныстарға тола бастайды, сөйтіп ең соңында сайға айналады. Егер жыраның түбі жер асты суларының деңгейіне дейін жетсе, үздіксіз ағып жататын жылға пайда болады. Бұл жағдай жыраның одан әрі тереңдеуіне себепші болады да, ақырында өзен аңғарына айналады. Жыралар халық шаруашылығына елеулі нұқсан келтіреді. Пайдаланылатын жерлердің біразын істен шығарады. Жыралардың пайда болуына қарсы алдын ала күрес жүргізуге болады. Ол үшін беткейлерін жыртпау керек.

Беткейлерді бойлай және жыраларды айнала көп жылдық шөптер мен өсімдіктер өсіру, сол секілді бау-бақшаларды көбейту арқылы жыралардың ұлғайып дамуына қарсы тосқауыл жасауға болады.

Солифлюкця деп, коллоидты ерітінділерімен қаныққан сазбалшықты жыныстардың салмағы ауырлап, өз салмақ күштері әсерінен тау беткейімен төмен қарай жылжу әрекеттерін айтады. Бұл процесс (қатаю мен жібу әрекеттері) ерімей тоң болып қатып жатқан жазықтық беті арқылы кезектесе жүріп жатады. Жылжу жыл-

81

дамдығы жылына бірнеше см-ден бірнеше м-ге дейін, ал кейде (апатты жағдайларда) сағатына жүздеген м-ге жетеді.

Тарихи деректер бойынша жойқын күшті мұндай селді тасқындар Тяиь-Шань тауларында 1841 жылдан бері мәлім. Мысалы, 1887 жылы Іле Алатауында болған жер сілкінуі кезінде, Ақсай және Алматы өзендерінде селді-тасқын болған; 1921 жылы июль айында болған селді-тасқын кезінде сол кездегі Верный қалашығы (қазіргі Алматы қаласы) зардап шегіп су астында қалған. Ал 1963 жылы 7 июльде болған сел-тасқыны кезінде биіктаулық Есік көлі сарқырамаға айналып шарасынан асып төгілді де, қас қаққандай аз уақыт ішінде жоқ болды.

Бұдан он жыл өткен соң, 1973 жылы 15 июльде Іле Алатауының Медеу шатқалында сел тасқыны болғаны көпшілікке белгілі. Бірақ қопарылыс жасау арқылы бұрынырақ қолдан салынған тасты бөгет селді тоқтатып, қаланы апаттан сақтап қалды. Бұл әрине, селге қарсы күрестің дүние жүзінде алғашкы жасалынған эксперименті болды. Соңғы жылдары Іле Алатауында және т. б. жерлерде сел тасқынына қарсы темір бетонды және тасты бөгеттер көптеп салынуда.

82

Ғалымдардың есебі бойынша, сел тасқыны 3,8 млн. текше метрден астам балшық пен тас аралас қою массаны тасты бөгетке әкеп тіреген екен. Қазіргі уақытта Медеудегі тасты бөгеттің биіктігі 200 м-ге дейін көтерілді.

Сонымен, Медеу шатқалында салынған тасты бөгет, селге қарсы күрестің үлгісі ретінде дүниежүзіне белгілі болды. Бүрыннан атақты Медеу мұз айдынының даңқы онан сайын арта түсті.

Сел тасқындары қалай пайда болады және олардын, болу себептері қандай деген сұраққа жауап берейік, Селді тасқындар — лайлы-тасты,сулы-тасты және лайлы болып үш түрге ажыратылады. Олардың биіктігі ондаған м-ге, ені километрге дейін жетеді.

С. М. Флейшманның пікірі бойынша, Іле Алатауында байқалатын селді тасқындар нөсер жаңбырмен байланысты (1841, 1921, 1940 жылдардағы селдер). Таулы аймақтарда жауған нөсер жаңбыр негұрлым күшті болса, оның зардабы да соғұрлым зор болады. Нөсерлі жаңбыр кезінде, өзен алқабына келіп қосылатын құрғақ сайлар балшық пен тас аралас қою массаға толып кетеді.

Сел қаупі, әсіресе ыстық жаз айларында (июль, август) өте күшті. Қейде селді тасқындар жаңбыр жаумай, ыстық болмай-ақ мұздық белдеулерде жер астындағы көлдер жер бетіне бұзып шығатын жағдайларда да болып тұрады. Мысалы, 1979 жылы 19 июльде Орта Талғар өзенінің бас жағында осындай жолмен сел тасқыны болды.

Сонымен селдің болуы үш жағдайға тікелей байланысты: 1) атмосфералық ылғалдың (қар мен жаңбырдың) мол болуы; 2) биік таулық бедердің болуы; 3) үглу заттарының көп болуы.

Тау бөктерлерінде жыл маусымдарына байланысты кенеттен болатын тасқын сулардың (қатты нөсер жаңбыр, селді тасқын, еріген қар мен мұз сулары) әрекеттері нәтижесінде тасымалданып ысырынды конус түрінде жиналатын тау жыныстарының мүжілген кесек бөлшектері мен борпылдақ жыныстардың жиынтығы пролювий деп аталады.

Пролюийдік ысырынды конустар бір-бірімен бірігіп тұтасқан шлейфтер кұрайды.

Ысырынды конустың басталған жері мен тауға таяу аралығында дөңбек қой тастар мен малта тастар көбірек кездеседі; жазыққа қарай ұсақ малта тастар, құмдар, ал ағын су әрекеті баяулайтын жерлерде лёстер

және құмдар мен саздар жиналады, одан ары қарай (ең шеткі аймақтарда) гипсті, тұзды болып келетін ағын сулардан (қысқа уақыт аралығында) алевритті--балшықты жыныстар түзіледі. Шөгінділердін, тасымалдану жолы қысқа болған жағдайда пролювийлік жыныстар іріктелмеген үшкір қырлы кесек бөлшектерден құралады.

Пролювийлік жырынды конустарда Алматы, Әндіжан, Қоқан және Кавказдыд кейбір қалалары орналасқан.

Өзен шөгінділері аллювий деп аталады. Өзен аңғарларында және өзен арнасында жиналатын кесек бөлшектерден және борпылдақ жыныстардан құралған (дөңбек тас, малта тас, қиыршық тас, құм, құмайт, балшық, саздық) шөгінділер аллювийлік болып саналады. Олар аққан судың екпіні мен бағытына қарай ірілі-ұсақты бөлшектерге жіктеліп отырады. Жайылмалық аллювий шөгінділері ұсақ түйіршіктерден тұрады. Олар су деңгейінің маусымдық өзгеруіне байланысты түзіледі. Өзеннің ескі арналық бөлігінде ескі арналық аллювий шөгінділері кездеседі. Ал жайылма сыртында аллювийлік-де-лювийлік шөгінділер жиналады. Олардың арасында әр түрлі пайдалы қазбалар (алтын, алмас, платина және т. б.) кездеседі.

Аллювийлік шөгінділер (қүм, малта тастар) құрылыс материалдары ретінде өте бағалы кен-орындарын кұрайды.

VI. 1. 4. Өзендердің геологиялық әрекеті

Өзендердің геологиялық қызметі, тау жыныстарын бұзып-шаю, үгілу заттарын басқа орындарға тасымалдап көшіру әрекеттерімен сипатталады. Мұндай әрекеттер эрозиялық процестер деп аталады. Өзен арнасының тереңдеуі және өзен жағаларының шайылып жар қабақтардың пайда болуы да өзен суларының бұзушылық әрекетін көрсетеді. Сонымен қатар өзен сулары тау жыныстарын әр түрлі дәрежеде (азды-көпті) ерітеді.

Түптік эрозия өзен арнасының еңістік шамасына қарай анықталады (VI. 5-сурет). Су бетінің еңістігі аз болған жағдайда, өзен жағалауының бұзылып-шайылуы жиі байқалады. Аллювийлік шөгінділер, каллоидты ерітінділер (25—30%) және ірілі-ұсақты кесек бөлшектер {тозаң, саз, ұсақ түйірлі майда құм, қоймалжың лай) түрінде су түбінде домалап көшіп-қонады. Ағысы күшті

84



VI. 5-сурет. Өзен арнасынын, тепе-теңдік профилінің пайда болуы (А. И. Павлов бойынша). а_ь

тау өзендерінде диаметрі бірнеше метрлік өте ірі дөңбек тастар домалап көшіп жүреді.

Таулы аймақтарда өзен аңғарлары аса терең келеді, бірақ ені тар больш кездеседі. Мұндай аңғарлар “каньондар” деп аталады. Өзен суының алғашқы басталған жерін бастау, ал оның теңізге

барып құяр жерін сағасы деп атайды. Өзен сағасында байқалатын теңіз су деңгейі осы өзеннің “эрозия базисі” болып табылады.

Ацғардың тұрақты өзен суы астындағы бөлігін арна деп, ал жиі-жиі уақытша тасыған су астында қалып қоятын ең төменгі (қазіргі) террасаны жайылма деп атайды (VI. 7-сурет). Аласа жайылмаларды өзен тасығаа

1 — тар шатқал; 2 — құз (каньон), 3 — шатқал сай, 4 —V тәріздес, 5 — астау тәріздес (II тәрізді), 6 — трапеция тәтәрізді

VІ. 7--сурет. Өзен аңғарының элементтері:

1 — арна; 2 — жайылма; 3 — беткейлер; 4 — түп.

сайын жылда су басады, ал биік жайылмаларды өзен суы шамадан тыс тасып, арнасьшан шығып кеткен жағдайларда ғана (10—15 жылда бір рет) су басады. Жайылмалардан жоғары қарай бірнеше террасалар орналасады, олар (төменнен жоғары қарай бағытта) нөмірленіп, белгіленеді (VI. 8-сурет). Қазіргі жайылмадан жоғары орналасқан террасалар, өз кезінде осы өзеннің ертедегі жайылмалары болған. Өзен аңғары неғұрлым тереңдеген сайын жайылмадан жоғары орналасқан террасалар біртіндеп биікте қала береді. Жазық алқаптық өзендердің террасаларының жалпы саны 4—6-ға дейін жетеді, ал тау өзендерінде бұдан әлдеқайда көп болады. Мысалы, Дон өзенінің аңғарында терраса саны 5-ке дейін, ал Кубань өзені аңғарында 14-ке дейін барады. Олардың биіктігі бірнеше метрден ондаған метрге, ені ондаған метрден ондаған километрге дейін жетеді. Террасалар кейде борпылдақ шөгінді жыныстардан (үгінді жыныстардан), ал кейде түбірлі қатты жыныстардан кұралады. Кей жағдайларда үгінді жыныстармен бірге түбірлі жыныстар қатар байқалады. Құрамына қарай террасалар эрозиялық, цокольдік (түбірлі жыныстан),

VI. 8-сурет. Жайылма үстіндегі өзендік террасаның схемасы:

ж —жайылма; I — жайылма үстіндегі бірінші терраса; II — жайылма үстіндегі екшші терраса.