Deltové sedimenty Základní klasifikace: Klastické sedimenty na přechodu mezi terestrickým a mořským nebo jezerním prostředím. Litologie, struktury a textury písky s šikmým zvrstvením různé škály (od čeřinové laminace po velmi mocné foresety) prach a jíl v menší míře štěrky (především u kuželových delt) Sedimentační prostředí Faktory ovlivňující vznik a vývoj delt Delty vznikají tehdy, když do nádrže stojaté vody (jezera nebo moře) vstupuje vodní tok přinášející klastický materiál v takovém množství, že nemůže být všechen redistribuován procesy probíhajícími v tělese stojaté vody (vlnění, tidální vlivy). Zjednodušeně vyjádřeno: přínos klastik řekou > redistribuce klastik v bazénu. Proto se materiál akumuluje jako kuželovité nebo vějířovité těleso v místě vyústění toku do nádrže. Kvůli této podmínce vznikají delty jen v ústích mohutných řek. Kromě základního vztahu mezi množstvím materiálu a redistribučními schopnostmi nádrže předurčuje a ovlivňuje charakter delt řada dalších faktorů, vztažených k vývoji pánve a zdrojové oblasti, podnebným podmínkám atd. Z důležitých je to např: 1) Geologická stavba a tektonické pohyby ve zdrojové oblasti: Zrnitostní charakter sedimentů je závislý na spádnici terénu. Pokud řeka vstupuje do nádrže po svažitém terénu, má vyšší transportní schopnost a přináší hrubé sedimenty. Jestliže přitéká plochou krajinou, má menší rychlost a tím i transportní schopnost a přináší jemnozrnné sedimenty. 2) Subsidence pánevního dna Pokud dno pánve (nádrže) nepoklesává a zdrojová oblast (pevnina) se navíc vyzdvihuje, prograduje deltové těleso do pánve. Příčinou je neustálý přínos klastik řekou do nádrže, která se ale neprohlubuje a tím nezvětšuje. Dochází-li k subsidenci pánevního dna, postupuje břežní čára do pevniny, takže vlnění a dmutí zadržují deltové sedimenty u pobřeží. V mělké nádrži vytvoří delta ploché vějířovité těleso s rozsáhlou nadhladinovou deltovou plošinou. V hluboké nádrži zformuje delta mohutné kuželovité těleso s mocnými sedimenty deltových svahů (mocné sledy šikmo zvrstvených sedimentů). 3) Vliv klimatu V humidním klimatu zarůstá vynořená deltová plošina vegetací, která zadržuje přinášené sedimenty a pomáhá tak deltu konzolidovat. V aridním klimatu je vegetační kryt velmi sporý nebo zcela chybí, takže deltová plošina je vystavena činnosti větru (eolické sedimenty na plošině). Vodnatost řek a přínos klastik jsou v aridních podmínkách značně sezónní. Morfologické typy delt podle intenzity fluviálních a pánevních procesů Vztah přínos klastik řekou > redistribuce klastik v bazénu se děje třemi hlavními procesy - fluviálně na straně toku (přínos) a vlnově a tidálně na straně pánve (redistribuce). Podle převahy jednoho z uvedených procesů rozlišujeme následující tři typy delt. Fluviálně dominantní delta - materiál přinášený řekou není skoro vůbec redistribuován vlněním a účinky dmutí. Taková delta má prstovitou morfologii, kdy daleko do bazénu vybíhají jednotlivá koryta, protože progradace řeky a jejích sedimentů není nijak omezována. Příkladem je delta řeky Mississippi, kvůli tvaru se tento typ označuje také jako „delta tvaru ptačí nohy.“ Vlnově dominantní delta - materiál je v říčních ramenech uložen na čelní straně delty, ale zde je intenzivně redistribuován účinky vlnění a proudy vlněním vyvolanými. Materiál je od čela delty odnášen a ukládán po stranách, podél pobřeží. Proto má tato delta obloukovitý obrys. Příkladem je delta řeky Rhôny. Tidálně dominantní delta - materiál je redistribuován účinky dmutí. Ovlivňováno není jen čelo delty, ale také deltová plošina s říčními kanály, protože během přílivu je i ona zaplavena mořem. Delta má komplikovanou morfologii tvořenou valy protáhlými ve směru přílivovo-odlivového pohybu hladiny (kolmo k pobřeží) a mívá nálevkovitý tvar, takže vytváří estuárium. Příkladem je delta řeky Gangy. Fluviálně dominantní typ se označuje jako konstruktivní delta, vlnově a tidálně dominantní typy jako destruktivní delty. Jednotlivé části delty V podélném řezu deltovým tělesem můžeme vyčlenit tyto části. Deltová plošina - topset. Plochý povrch delty nad úrovní mořské hladiny (u tidálně dominantních delt zaplavován během přílivu). Po plošině vedou distribuční říční kanály, ve kterých se ukládají fluviální korytovité facie (písek, někdy i štěrk transportované trakcí). Kanály mohou meandrovat i divočit. Okolo kanálů se rozkládá interdistribuční oblast (niva), ve které dominuje sedimentace ze suspenze (prach, jíl), sedimentace z průvalových kanálů, odehrávající se za povodňového stavu po rozvodnění distribučních kanálů. V humidním teplém klimatu je plošina porostlá vegetací a pokrytá močály, ve kterých se mohou vytvářet organické sedimenty. U fluviálně dominantních delt se mezi jednotlivými rameny distribučních kanálů vyskytují mělké nádrže brakické vody, chráněné od otevřeného moře (interdistribuční zátoky). Čelo (svah) delty - foreset. Okraj delty na němž distribuční kanály vyúsťují do bazénu stojaté vody. Říční voda, přiváděná kanály, ztrácí v ústích náhle rychlost, což vede k sedimentaci trakčně transportovaného materiálu. Ten na čele delty vytváří úsťové valy. Jako první se v ústí kanálů uloží nejhrubší materiál, takže sedimanty úsťových valů s rostoucí vzdáleností od ústí zjemňují. Od čela delty do pánve se okraj deltového tělesa svažuje pod úhlem 1–2° u jemnozrnných delt a až 30° u hrubozrnných delt. Jedná se o svah delty, na kterém se ukládají vrstvy sedimentů ukloněné souhlasně s úklonem svahu, takže vznikají mocná tělesa se šikmým zvrstvením. Sedimentace se děje formou gravitačních proudů, které transportují materiál od úsťových valů a ukládají jej na svahu. Typickými znaky těchto uloženin jsou skluzové struktury, sedimentární deformace a stopy po úniku vody ze sedimentu náhle zatíženého novým materiálem. Postupným přírůstáním šikmo ukloněných vrstev deltové těleso prograduje do bazénu. Prodelta - bottomset. Nachází se na dně bazénu před deltovým svahem. Zde se ukládá nejjemnozrnnější materiál z celé delty. Řiční voda přivedená na čelo delty ztratí v ústích svou energii, což vede k rozptýlení materiálu unášeného řekou ve vznosu do stojaté vody. Tento materiál pak zvolna sedimentuje na dno v předpolí deltového svahu. Do pásma prodelty mohou zasáhnout také okraje gravitačních proudů z deltového svahu a přinést na prodeltu hrubší klastika. Profily základními typy delt Ve zjednodušeném schématu probíhá progradace delty do bazénu uložením sedimentů jednotlivých částí delty nad sebou v tomto pořadí od báze: - jemnozrnné (siltovo-jílové) sedimenty prodelty. - šikmo zvrstvené písky svahů delty. - písky (vzácněji štěrky) úsťových valů čela delty. - sedimenty deltové plošiny (písky až štěrky distribučních kanálů), uloženiny interdistribuční oblasti. Pro delty je tedy typické změlčování do nadloží a hrubnutí do nadloží (coarsening uppward neboli CU - sekvence). Profily deltami však odrážejí režim delt, tedy faktory ovlivňující vývoj delt, takže se v jednotlivých typech vzájemně liší. Profil fluviálně dominantní deltou: Nad jemnozrnnými sedimenty prodelty leží písky ústí ditsribučních kanálů a výplní těchto kanálů, často s šikmým zvrstvením. Následují sedimenty deltové plošiny. Dominantní jsou úsťové valy a výplně distribučních kanálů. Profil vlnově dominantní deltou: Nad prodeltou jsou uloženy sedimenty pobřeží a ještě výše plážové sedimenty. Sled ukončují sedimenty deltové plošiny s pozůstatky marší a distribučních kanálů. Dominantní jsou sedimenty pobřežních valů a pláží, které představují vlněním přepracovaný materiál distribučních kanálů. Profil tidálně dominantní deltou: Nad sedimenty prodelty následují uloženiny tidální plošiny a ještě výše pak sedimenty tidálních kanálů a marší. Dominantní jsou facie tidální plošiny a tinálních kanálů. Kuželové delty (fan delty) Od výše popsaných delt se kuželové delty liší především svou hrubozrnností - na jejich stavbě se podílejí především štěrky a písky. Klasické delty vznikají vstupem většinou meandrující řeky do tělesa stojaté vody, tj. řeky nesoucí jemnější frakce, čemuž odpovídá i zrnitost deltových sedimentů. Kuželové delty se vyvíjejí při vstupu aluviálních vějířů nebo divočících řek do tělesa stojaté vody. Štěrkovitopísčitý materiál, transportovaný trakcí po povrchu aluviálního vějíře nebo v kanálech divočího toku, se ukládá bezprostředně po dosažení jezera nebo moře. Výsledkem je vznik kuželovitého deltového tělesa s typickým členěním na prodeltu, svahy delty a deltovou plošinu. Dominantní facií jsou mocné foresety svahů delty, tvořené šikmými vrstvami štěrků a písků. Kuželové delty vznikají v oblastech, kde příkrý horský terén spadá přímo do jezerní nebo mořské pánve. Takový reliéf umožňuje, aby typicky podhorská sedimentační prostředí (aluviální vějíře a divočící řeky) progradovala až do pánve stojaté vody. V méně členitém reliéfu se totiž mezi horstvem a břehy moří nebo velkých jezer rozprostírají nížiny, po kterých řeky meandrují. Hrubý materiál zůstane vázán v podhůří a meandrující toky transportují přes nížiny jen jemnější frakce. Výsledné delty jsou pak jemnozrnnější. Kuželové delty se proto vyskytují na zlomově omezeném pobřeží nebo v oblastech s izostatickým výzdvihem. Literatura Blair, T. C. & McPherson, J. G. (1994): Alluvial fans and their natural distinction from rivers based on morphology, hydraulic processes, sedimentary processes, and facies assemblages. – Journal of Sedimentary Research A64 (3): 450–489. Collinson J., Mountney N., Thompson D. (2006): Sedimentary structures. – 292 s., Terra Publishing. 3. vydání Kukal, Z. (1986): Základy sedimentologie. – 466 s., Academia. Praha. Nichols G. (2009): Sedimentology and Stratigraphy. – 419 s., Wiley-Backwell Publishing. 2. vydání. Růžičková, E., Růžička, M., Zeman, A., Kadlec, J. (2003): Kvarterní klastické sedimenty České republiky. – 92 s., Česká geologická služba. Praha. odkaz - http://www.geol.umd.edu/~jmerck/geol342/lectures/09.html