Alluvial Fans and Fan Deltas: Ablagerungsmodelle für einige terrigene klastische Keile: ABSTRACT

Alluvialfächer und Fächerdeltas werden durch ähnliche Prozesse gebildet; beide benötigen ein Hochland und ein angrenzendes Tiefland zur Entwicklung. Schwemmfächer sind mit inneren Becken verbunden, während sich Fächerdeltas entlang von Küstenlinien entwickeln. Ein Fächerdelta ist ein Schwemmfächer, der in ein marines Gewässer übergeht.

Moderne Schwemmfächer sind sowohl in trockenen als auch in feuchten Regionen auf der ganzen Welt anzutreffen, von der Arktis bis zu den niedrigen Breitengraden. Geometrie und Fazies werden durch die Geschwindigkeit der Beckensenkung, das Ausgangsmaterial sowie die Häufigkeit und das Ausmaß von Überschwemmungen bestimmt. In ariden Regionen, wo Fächer am häufigsten vorkommen, sind die wichtigsten Prozesse Murgänge, Siebablagerungen und fluviale Ablagerungen. Die Prozesse sind diskontinuierlich, und in der Regel ist einer von ihnen dominant. Murgänge und Siebablagerungen sind die Hauptfaktoren für die oberen ⅓ bis ½ des Fächers. Sieblagerungen sind im Allgemeinen auf die Fächerspitze beschränkt. Murgänge, die durch ein heterogenes Gemisch aus lehm- bis blockgroßem Material gekennzeichnet sind, erstrecken sich über beträchtliche Entfernungen fächerabwärts, wo sie in Schlammströme übergehen, die nur wenige große Gesteinsbrocken enthalten. Murgänge spiegeln ein feinkörniges Quellgebiet wider. Auf dem distalen Fächer sind fluviale Prozesse vorherrschend.

Fächer in humiden Regionen, z. B. der Fächer des Kosi-Flusses in Indien, werden ausschließlich durch fluviale Prozesse während großer jährlicher Überschwemmungen gebildet. Im Vergleich zu Fächern in Trockengebieten haben Fächer in Feuchtgebieten ein geringes Gefälle vom Scheitel bis zur Sohle, sind großflächig und dünn im Querschnitt. Fächer aus Feuchtgebieten enthalten auch kleinere Klasten, weniger feines Material im oberen Fächer und das Sediment ist besser sortiert. Die Vegetation im Quellgebiet trägt dazu bei, dass das Gesteinsmaterial in kleinere Partikel zerfällt als unter trockenen Bedingungen. In feuchten Gebieten ist die Erosion aufgrund intensiver Überschwemmungen groß.

Alluvialfächer in geschlossenen Einzugsgebieten sind häufig mit Seen verbunden. Wo sich Schwemmfächer in Becken mit durchfließenden Bächen bilden, sind die Ablagerungen des distalen Fächers mit Auenablagerungen durchsetzt.

Fächerdeltas lassen sich von Schwemmfächern nur durch die Art der zugehörigen Fazies unterscheiden. Moderne Fächerdeltas entstehen in niederschlagsreichen oder niederschlagsarmen Gebieten, von Wüsten bis zu tropischen Regenwäldern, und sind mit einer Vielzahl von marinen Ablagerungsumgebungen verbunden, z. B. mit Riff-Lagunen oder submarinen Fächerverbänden. Die Arten von Ablagerungsumgebungen, die mit Fächerdeltas verbunden sind, werden durch Faktoren wie Tidenhub, Schelfbreite und Klima bestimmt.

Fächerdeltas unterscheiden sich erheblich von modernen ozeanischen (hochstrukturellen) Deltas, die durch kontinuierlich fließende, große Flüsse mit einem großen Verhältnis von Schwebe- zu Geschiebefracht entstehen. Die Deltaebenen ozeanischer Deltas sind im Allgemeinen von dichter Vegetation bedeckt, während die subaerischen Teile von Fächerdeltas praktisch unbewachsen sind. Ozeandeltas haben zerklüftete, lappige oder zerklüftete Ränder, die von Buchten zwischen den Flussläufen durchzogen sind; Fächerdeltas haben in der Regel ein glattes, bogenförmiges distales Ende ohne Buchten zwischen den Flussläufen. Prodelta-Ablagerungen, die mit ozeanischen Deltas assoziiert sind, sind in der Regel die dicksten Delta-Fazies; entsprechende Fazies von Fächerdeltas sind vergleichsweise dünn.

Fächerdelta-Ablagerungen werden kontinuierlich durch marine Prozesse überarbeitet. Die Ablagerung erfolgt sporadisch, so dass marine Prozesse die Sedimente des Fandeltas effektiv umverteilen. Meeresströmungen lagern das Sediment entlang des distalen Fächers in Form von Stränden und zugehörigen Bermen und in den angrenzenden flachen Meeresgebieten in Form von dünnen Sandschichten und lokalen Fächerrandinseln oder Nehrungen ab.

Viele alte klastische Ablagerungen aus dem Präkambrium bis zum Pleistozän sind Schwemmfächersysteme. Die Ablagerungen, aus denen diese Systeme bestehen, werden in Transportrichtung feiner. Lakustrische oder fluviale Ablagerungen sind in der Regel mit den feinkörnigeren Schwemmfächerablagerungen verbunden. Alte Schwemmfächer sind aus dem (1) Präkambrium von Texas, (2) Devon von Norwegen, (3) Karbon von Kanada, (4) Perm-Trias von England, (5) Trias des Connecticut-Tals und (6) Pleistozän von Kalifornien bekannt.

Alte Fächerdeltas wurden als Fanglomerate, kontinentale Ablagerungen und tektonische Deltas beschrieben. Subaerische Fazies hat den gleichen Charakter wie alte Schwemmfächer, ist aber mit mariner Fazies verbunden, die von Turbiditen bis zu Wattablagerungen reicht. Antike Fächerdeltas kommen vor im (1) Devon von New York und den Nordwest-Territorien, (2) pennsylvanisch-permischen terrigenen Klastika, die in den Ancestral Rockies, den Amarillo Mountains, den Wichita Mountains und den Arbuckle Mountains abgelagert wurden, (3) Miozän von Texas und Kalifornien und (4) im Pleistozän von Baja California.

Fan-Deltas und möglicherweise hochgradig zerstörerische Deltas haben in frühen geologischen Perioden, noch vor der Entwicklung der Landvegetation, Küstenlinien abgetragen und Becken gefüllt. Hochgradig zerstörerische Deltas entstehen durch marine Umformung von Flusssedimenten. Flüsse, die mit hochgradig zerstörerischen Deltas verbunden sind, zeichnen sich durch kurzzeitige Abflussspitzen aus, die es ermöglichen, dass das an den Mündungen abgelagerte Sediment sofort zu Nehrungen und Strandkämmen umgewandelt wird. Die Verzögerungszeit zwischen Niederschlag und Abfluss war kurz, und die fluvialen Systeme, die diese beiden Deltatypen entwickelten, waren entweder verzweigte Bäche oder grobkörnige Mäandergürtel.

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