Реки и речные долины являются порождением ряда природных факторов, в первую очередь климата и геологических структур; даже на равнинах, сложенных однообразными рыхлыми породами, долины могут иметь косвенную связь со строением коренных пород. Примером может служить река Припять на Мозырском участке, река Днепр, вытянутая в согласии со структурными линиями, и т.д. Многие речные долины на равнинах относятся к нейтральным, или атектоническим, подобно долинам Оби, Иртыша в среднем и нижнем течении.
В горных областях, на равнинах со сложным рельефом или близким залеганием коренных пород речные долины весьма чутко реагируют на особенности геологических структур. Большинство долин обходят выступы твердых пород или горные хребты и в таком случае называются продольными, т.е. согласными с тектоникой. К этой категории можно отнести долину Эльбы, Лены в среднем течении, Амазонки и многих других. Продольные речные долины отличаются выработанным продольным профилем, развитием боковой эрозии, проявлением аккумулятивных процессов, пологими террасированными склонами (рис. 34).
К продольным относятся долины синклинальные, антиклинальные, моноклинальные, соответствующие продольным линиям разломов, долины-грабены. Каждый из названных типов имеет свои морфологические особенности. Например, долины-грабены отличаются широким, нередко террасированным дном и высокими, крутыми склонами (реки Баргузин, Рейн). Долины, расположенные по длинной оси антиклинальных складок, обычно неширокие со ступенчатыми склонами, с малым притоком подземных вод. В противоположность им синклинальные долины широкие, обильно питаемые подземными водами. Моноклинальные долины отличаются резко асимметричными склонами, как, например, Волга в районе Приволжской возвышенности.
Наряду с продольными долинами существуют долины рек или их участки, секущие геологические структуры, горные хребты поперек или под каким-то углом. Они называются поперечными или сквозными — не согласными с тектоникой. В некоторых случаях поперечные долины именуются долинами прорыва.
Изучение таких долин представляет особый интерес как с теоретической, так и с практической точек зрения. На сквозных участках поперечных долин глубоко обнажаются горные породы, вскрытые рекой, долина становится узкой и имеет все черты невыработанной. В этом месте легче всего выявить геологическое строение горного хребта, оно наиболее удобно для сооружения плотин, а на равнинных реках — каналов, соединяющих разные речные системы.
Образованию сквозных долин способствуют различные причины.
1. Долины, связанные с поперечным направлением тектонических линий. Например, на Кольском полуострове река Поной относится к продольному типу, а многочисленные реки, текущие в субмеридиональном направлении (Воронья, Кола), используют для своих поперечных долин систему тектонических трещин. Возможно, того же происхождения долина среднего течения реки Урал, пересекающая горную систему в широтном направлении. В нижнем течении долина этой реки, расположенная в пределах Прикаспийской низменности, атектоническая.
2. Сквозные долины подземного заложения образуются в карстовых областях. Подземный участок карстовой реки в ряде случаев пересекает на определенной глубине поднятие рельефа или горный хребет. В результате разрушения свода подземного участка река выходит на поверхность в типичной поперечной долине. Подобным образом возник сквозной участок реки Салгир, пересекающий Крымские горы и впадающей в залив Сиваш, многих рек Балканского полуострова, например Любляницы и верхней Савы в Словении.
3. Большое распространение в горах и на холмистых равнинах получили поперечные долины озерного происхождения. Они возникают в результате поднятия уровня водоемов и образова ния вытока в наиболее низкой части склонов. Классическим примером может служить сквозной участок долины Западной Двины на границе Беларуси и Латвии, где река пересекает Балтийскую моренную гряду и направляется в Балтийское море. В одну из стадий последнего оледенения на территории Полоцкой низины возник крупный приледниковый водоем, который питали талые воды ледника. В период высокого уровня воды озера прорвали Балтийскую гряду, образовав узкую глубокую долину Западной Двины, которая позже явилась важной причиной спуска Полоцкого озерного водоема.
4. Антецедентные сквозные долины возникают в тех случаях, когда на пути реки образуется молодое поднятие, которое река успевает прорезать (перепилить) с помощью глубинной эрозии.
Обычно река имеет более древний возраст в сравнении с горным сооружением, отсюда и название: антецедентная, т.е. предсуществующая. Примеров таких долин много в молодых горах (рис. 35). К ним относится участок реки Брахмапутры при пересечении ею Гималаев, поперечные участки реки Колорадо, горные реки в массиве Пирин в Болгарии. Возможно, того же происхождения долина прорыва реки Терек в районе Дарьяльскогоущелья, Железные Ворота на Дунае.
5. В древних, испытавших вторичное поднятие, горах, на холмистых равнинах получили распространение эпигенетические (наложенные сверху) сквозные долины. Образование их можно представить следующим образом: разрушенная денудацией горная система испытала погружение и перекрылась морскими осадками. Последующее поднятие обнажило плоскую морскую низменность, на поверхности которой возникли долины, расположенные в направлении покатости (уклона) независимо от древних структур. Дальнейшее поднятие усилило глубинную и боковую эрозию, морские осадки оказались смытыми, а реки врезались в коренные породы древней горной системы. Часть из этих молодых долин могут оказаться поперечными со всеми типичными их чертами. В работе "Сквозные долины Белоруссии и их хозяйственное использование" В.А, Дементьев подробно описал процесс формирования эпигенетических долин в холмисто-моренном рельефе Беларуси.
6. Нередки случаи образования поперечных участков долин в процессе регрессивной эрозии, когда более сильная река с глубоким базисом эрозии пересекает водораздельную возвышенность или горный хребет и вклинивается в бассейн соседней менее активной реки. Такое происхождение имеют сквозные долины рек западного Кавказа, впадающих в Черное море, рек тихоокеанского склона Американских Анд, западного склона Урала.