» » Суммарные амплитуды вертикальных новейших тектонических движений

Суммарные амплитуды вертикальных новейших тектонических движений

Оценка амплитуд вертикальных движений существенно различна для горных (орогенных) и равнинных областей. Ho в обоих случаях в качестве общего реперного уровня приходится использовать уровень моря (точнее — уровень Мирового океана) или абсолютные высоты геоморфологических элементов, которые отсчитываются от этого уровня. При этом принимались следующие допущения.
Во-первых, этот уровень считался в каждый момент времени одновысотным для всего Земного шара, что в принципе неверно. На самом деле уровень океана неровен. Данные неровности оцениваются с учетом спутниковых наблюдений либо относительно эллипсоида, либо относительно гидростатического сфероида (рис. 3.33). В зависимости от этого современная высота океана может отклонятся от указанных фигур на величину до 100 и более метров, а размах высот уровня океана превышает 150 м. В прошлые эпохи данные отклонения могли изменяться в соответствии с изменениями скорости вращения Земли и перераспределения гравитационных аномалий. Для древних эпох данные отклонения учесть не представляется возможным. Поэтому даже для обширных территорий количественные оценки данной разновысотности не учитываются.

Во-вторых, в большинстве расчетов для конкретных, особенно горных, локальных территорий и многомиллионных отрезков геологической истории допускалось, что этот уровень остается практически неизменным по высоте, так как величины его суммарных изменений пренебрежительно малы по сравнению с суммарными амплитудами вертикальных движений и точностью их определения. Во всяком случае, возможные величины суммарных изменений уровня Мирового океана считались соизмеримыми с точностью оценок суммарных амплитуд вертикальных движений. Для орогенических областей эта точность составляет первые сотни метров, что отвечает современным оценкам и максимальным величинам эвстатический колебаний уровня Мирового океана в прошлые геологические эпохи. Графики эветатических колебаний постоянно уточняются и зависят от методик их расчета. Наиболее крупные (200-300 м) изменения уровня океана на новейшем этапе произошли в его начале (30 млн лет назад, т.е. в олигоцене) и второй половине (12-10 млн. лет — на границе среднего и позднего миоцена, 6-5 млн. лет — в конце миоцена и 3-2 млн. лет — в конце плиоцена). Некоторые исследователи полагают, что в олигоцене уровень океана опустился с отметок +350 до -200 м. При этом в разных частях Земного шара, как оказалось, моменты изменения уровня могут не совпадать (рис. 3.34).

Следует также отметить, что не для всех древних морей во внутриконтинентальных областях устанавливается постоянная связь с Мировым океаном (например, существование порогов в проливах могло препятствовать синхронному и равноценному с океаном понижению уровня местного моря). Для локальных территорий, обычно рассматриваемых при инженерных изыскания, основное значение имеют местные, т.е. относительные различия в параметрах движений отдельных структур. Поэтому во многих случаях достаточным (с учетом значительной величины суммарных амплитуд движений и скорости оценок суммарных величин изменения уровня моря) оказывается допущение неизменности высоты уровня моря за ту или иную продолжительность новейшего этапа, имеющую значительную региональную специфику. Достаточно напомнить, что во многих внутриконтинентальных областях продолжительность новейшего этапа геологического развития близка к 40 млн. лет, а в восточно-азиатских островных дугах она меньше 15 млн. лет.
Учитывая вышеизложенное приходится признать, что при локальных по площади инженерных изысканиях введение в расчеты вертикальных тектонических движений поправок за эвстатические колебания уровня моря не всегда возможно. К этому следует добавить существования ряда местных факторов, осложняющих подобные расчеты. В их число входит, например, различная оценка величины денудационного среза в поднятиях. Она в ряде горных областей по представлениям некоторых исследователей может достигать километра и даже более (т.е. может превышать на порядок величин поправку за эвстатические колебания).
Все вышесказанное показывает, насколько осторожно следует вводить поправки в конкретные расчеты, использующие местный достоверный материал по высотному положению стратиграфических и геоморфологических уровней.
Определение суммарных амплитуд в горных областях

Здесь и далее характеристика орогенических движений дается на примере высокоактивного орогена Тянь-Шаня, где, собственно, и рождались представления о новейшем этапе геологического развития и новейших тектонических движений. Конкретным объектом избран наиболее детально изученный район западной части Ферганской депрессии и ее горного обрамления — Туркестанского и Kyраминского хребтов.
Под суммарным эффектом вертикальных тектонических движений понимается величина (амплитуда), на которую переместится — поднимется или опустится за анализируемый отрезок времени поверхность, являвшаяся до этого нулевой — базисная поверхность. Суммарный эффект новейших движений Западной Ферганы и ее горного обрамления отражен на структурной карте — карте суммарной амплитуды вертикальной составляющей новейших движении, где в изогипсах показано современное положение предолигоценовой базисной поверхности (рис. 3.35).
В разных частях описываемой территории от периода ослабления дифференцированных тектонических движений, предшествовавшего новейшему этапу, сохранились различные выровненные поверхности, которые могут быть использованы для реконструкции современного положения предолигоценовой базисной поверхности. Эта реконструкция производится путем соответствующих пересчетов, т. е. внесением поправок к современному положению указанных выровненных поверхностей, опираясь на анализ фаций и мощностей и различные палеогеографические материалы, в том числе известную шкалу Вейла, фиксирующую колебания уровня Мирового океана в фанерозое.

Данная территория в эоцене почти полностью заливалась морем, и море это, как показали исследования Н.Е. Минаковой, Р.Ф. Геккера и др., было мелководным. Во всяком случае, для Чирчикской депрессии, где отлагались близкие к ферганским фации морского палеогена, глубина внутренних частей бассейна, по мнению Е.А. Головина, едва ли превышала первую сотню метров. Учитывая доступную в настоящее время точность геофизических методов и применяемых расчетов, а также степень детальности предлагаемой карты, можно с известной долей условности считать, что новейшие молассы начали отлагаться на практически горизонтальную поверхность, близкую к нулевой. Поэтому, на большей части территории описываемая карта отражает современное положение подошвы моласс или, что то же, кровли подстилающих молассы мезозойских и палеогеновых отложений. Там, где верхняя часть последних размыта, положение искомой поверхности восстанавливалось путем интерполяции их мощностей с учетом особенностей осадконакопления в разных структурно-фациальных зонах.
На площади, где мезо-кайнозойские осадки не отлагались, к олигоцену, по-видимому, уже существовали положительные формы рельефа. Здесь необходимо вводить поправку за первичный рельеф. Вершины положительных форм отвечают, как правило, “древнему пенеплену” — поверхности денудационного выравнивания, секущей все домезозойские образования. Датировка конца периода пенепленизации и определение высоты первичных поднятий опирается на результаты анализа строения речных долин.
Характер, точность и подробность материала, использованного при составлении карты суммарной амплитуды вертикальных движений, неодинаковы для основных структурных элементов района: Кураминского и Туркестанского хребтов и Северной и Южной зон Ферганской депрессии. В самых общих чертах можно сказать, что для области хребтов необходимо было достраивать соответствующие мощности мезозойских и палеогеновых (домассагетских) отложений к отдешифрированной поверхности древнего пенеплена. Для Северной зоны депрессии искомая поверхность восстанавливалась по геофизическим данным, а для Южной — по естественным обнажениям, материалам бурения и реже по геофизическим данным. В последнем районе эта реконструкция является наиболее точной.
Определение суммарных амплитуд в равнинных областях

Под равнинными областями понимаются в данном случае платформенные территории с преобладанием прогибаний на новейшем этапе геологического развития. Дело в том, что платформы со стабильной тенденцией к воздыманию на новейшем этапе (типа Восточно-Сибирской древней плиты) по строению своего рельефа тяготеют к орогенам и изучаются с применением рассмотренной выше методики.
В качестве конкретного объекта избрано Обь - Иртышское междуречье на юге Западно-Сибирской плиты.
В середине нижнего олигоцена начался этап тектонической активизации Западно-Сибирской плиты, вызвавший уход чеганского моря за ее пределы и установление устойчивого континентального режима. За подошву новейшего этапа развития плиты принята кровля морских отложений чеганской свиты (верхний эоцен — нижний олигоцен), имеющих широкое распространение в пределах всей плиты.
Суммарные амплитуды тектонических движений за новейший этап (рис. 3.36) представляют собой разность абсолютных высот современного положения уровня чеганского моря и его высот в момент формирования. Принимается, что уровень чеганского моря не отличался от уровня современного Мирового океана. В таком случае карта суммарных амплитуд новейших движений будет совпадать с картой современного гипсометрического положения уровня чеганского моря.

Структурная карта по поверхности отложений чеганской свиты показывает итог деформаций этой поверхности за новейший этап. Необходимо выяснить деформации уровня чеганского моря. С этой целью должны быть введены поправки на глубину чеганского морского бассейна и высоту рельефа суши (за пределами морского бассейна), как показано на рис. 3.37. Тогда суммарная амплитуда новейших движений (А?) будет равна: A? = Hcg - Hcg0, где Hcg — современное положение кровли отложений чеганской свиты (в абсолютных от метках), Hcg0 — рельеф в конце чеганского времени (в абсолютных отметках).
Расчет поправок производился исходя из следующих положений:
1. Береговая линия чеганского морского бассейна во время формирования верхнечеганской подсвиты проходила на востоке рассматриваемой территории. Характер осадков, ископаемой фауны (известковые фораминиферы, моллюски) и плавные очертания береговой линии показывают, что чеганский бассейн относился к открытым мелководным морям с очень пологим рельефом дна, глубина которого, не должна была превышать 70-100 м.
2. Уклон суши на востоке территории, представлявшей собой осушенное дно эоценового открытого мелководного моря, также был очень незначительным. Исходя из этого, высоты суши на рассматриваемой территории не должны были превышать 10-15 м над уровнем моря.
Суммарные амплитуды вертикальных новейших тектонических движений

Известно, что новейшими движениями созданы основные черты современного рельефа равнины. Ho при сравнении карты суммарных амплитуд движений с гипсометрической картой наблюдается несоответствие в очертаниях ряда контуров. На примере Кулундинской впадины, где суммарные амплитуды движений отрицательные (-170 м), а высота современного рельефа достигает наивысших отметок (+250-290 м), такое несоответствие объясняется наложением разнонаправленных движений.
Все это приводит к выводу о том, что для равнинных территорий, переживших сложную историю развития в новейшее время со смещениями центров прогибания и инверсионными движениями, карта суммарных амплитуд новейших движений не всегда может объяснить закономерностей формирования рельефа и новейших отложений и поэтому не может быть положена в основу инженерногеологического районирования.

title-icon Подобные новости