title-icon
Яндекс.Метрика
» » Амплитуды поэтапных вертикальных новейших тектонических движений

Амплитуды поэтапных вертикальных новейших тектонических движений

Методика выделения этапов и определения поэтапных амплитуд новейших движений так же существенно различна для орогенических областей и низменных платформенных равнин.
Методика расчета поэтапных амплитуд в горных областях.
Анализ образований бассейного и террасового генетических комплексов позволил предложить для Западной Ферганы и ее горного обрамления следующую схему этапности новейшего геологического развития, скорректированную с другими регионами Средней Азии (табл. 3.12). В местной стратиграфической схеме Ферганской депрессии индрикатеривый и асказансорский горизонты объединены в массагетскую (усунскую) серию, а аралотурмейский, гиппарионовый и куруксайский горизонты — в аксарайскую (карлукскую) серию.

Амплитуды поэтапных прогибаний

Для области прогибания и аккумуляции получение указанных материалов опирается на известную методику анализа мощностей и фаций отложений. Гипсометрия древнего рельефа для подобных территорий восстанавливается на основании комплекса различных данных, например, условий осадконакопления, условий обитания придонной фауны и т. п. Величина движений за этап (х) может быть определена из мощности осадков (M) и изменения гипсометрии рельефа (P1 - P0 — разность в абсолютных отметках рельефа между началом P0 и концом — P1 анализируемого этапа) как разность между этими величинами, т.е.
X = M - (P1-P0).

При увеличении высоты рельефа величина изменений гипсометрии (Р1-P0) будет, очевидно, положительной, а при уменьшении — отрицательной.
В центральных частях Западной Ферганы изменение абсолютных отметок рельефа за новейший период было небольшим по сравнению со смежными хребтами. В настоящее время поверхность аллювиальной равнины Сырдарьи имеет абсолютную высоту около 300-350 м, а в начале новейшего периода здесь было мелководное море. Следовательно, суммарная амплитуда изменения гипсометрии рельефа составляет примерно 400 м. В миоцене, т.е. в раннеаксарайское время, в Северной зоне существовал мелководный осолоненный озерный бассейн, а с плиоцена, т.е. со второй половины аксарайского этапа, происходило накопление субаэральных осадков. По-видимому, с этого момента началась перекомпенсация прогибания осадками. Следовательно, в основном за плиоцен-четвертичную эпоху поверхность дна Ферганской долины поднялась на 300-350 м выше уровня моря. Определение поэтапных изменений высоты рельефа выходит за пределы точности описываемых палеореконструкций. При необходимости более детальных расчетов можно принять что относительные величины поэтапных поднятий в общем пропорциональны относительным величинам мощностей соответствующих толщ.
Амплитуды поэтапных воздыманий

Геоморфологическими методами можно восстановить лишь характер эрозионного расчленения рельефа в разные эпохи, а гипсометрия палеовозвышенностей и истинные амплитуды воздыманий определяются путем различных расчетов.
Например, Е.Е. Милановский предложил для центральных и периферических областей Большого Кавказа эмпирические коэффициенты, показывающие соотношение глубины расчленения и гипсометрии рельефа. Однако даже в пределах одновысотных областей глубина эрозионного расчленения может быть неодинаковой, вследствие разной водообильности рек. Следовательно, такие коэффициенты должны применяться не для крупных областей, а для каждой самостоятельной новейшей структуры в бассейне каждой реки.
Для определения поэтапных амплитуд и палеогипсометрических отметок автор использует несложный, хотя и несколько условный расчет. Последний удобнее применять для участков, стабильно (унаследованно) воздымавшихся в течение всего новейшего периода. Такие объекты, имеющиеся как в горном обрамлении, так и в самой депрессии, хороши и в том отношении, что в их пределах обычно находятся наивысшие абсолютные отметки, необходимые для подсчета амплитуды рельефа.
Расчет опирается на следующие допущения:
1. Уровень моря за новейший этап в целом не менял своего положения.
2. Относительные глубины разновозрастных врезов прямо пропорциональны относительным величинам абсолютных поднятий. Такая прямая зависимость, очевидно, недостаточна для строгих подсчетов. Отклонения от нее могут быть связаны со многими причинами и в первую очередь с изменением общей водообильности рек вследствие непостоянства климатической обстановки. Однако в настоящее время отсутствуют количественные материалы для внесения определенных поправок в принятую зависимость.
Большая часть поднятий в районе целиком сформировалась в новейшем периоде. Об этом свидетельствует широкое распространение мелководных морских палеогеновых (эоценовых) осадков, останцы которых фиксируются даже близ водораздельных частей хребтов.
Расчет величины, произошедших за этап поднятия (х) для участков, получивших выражение в рельефе с раннорогеническеого (массагетского) времени (рис. 3.38) опирается на пропорцию:

где A? — суммарная амплитуда поднятия в рассматриваемом районе, отвечающая для стабильно развивающегося поднятия его современной абсолютной отметке; D? — суммарная глубина эрозионного вреза; d — величина эрозионного вреза за данный этап; х — искомая величина абсолютного поднятия за этап.
Абсолютная отметка рельефа на конец данного этапа (у) определяется сложением предыдущих поэтапных воздыманий, например:
у3 = х1 + х2 + х3

В тех случаях, когда поднятие развивалось с доновейшего (домассагетского) времени и величину ранеорогенического (массагетского) эрозионного вреза непосредственно определить не удается, расчет может вестись для послемассагетского времени (рис. 3.41 б). При этом допускается, что в пределах прилегающих к депрессии частей современных хребтов днища крупнейших верхнепалеогеновых (массагетских) эрозионных врезов и поверхности пьедестальных денудационных равнин, формирующихся у подножия поднятий, находились почти на уровне моря. Это подтверждается преобладающей тонкозернистостью массагетских осадков, свидетельствующей о малой интенсивности эрозионных процессов того времени, т.е. о малом уклоне русел палеогеновых рек. Для таких объектов величина массагетских поднятий (Ao) определяется по ряду косвенных данных или исходя из обычных для постэоценовых поднятий пропорций между массагетскими и аксарайскими врезами. Приблизительность подобного расчета и недостаток данных для определения величины уклонов русел древнейших долин не позволяют учитывать высотное положение русел массагетских рек.

При расчетах используются следующие единицы: А? p.msg — общая высота поднятия за послемассагетскую эпоху; отвечает современному гипсометрическому положению днища массагетского вреза; D? p.msg — общая глубина послемассагетского эрозионного вреза;. Dmsg — относительная высота рельефа на конец массагетского этапа (близкая к абсолютной высоте этого рельефа).
Расчет поэтапных поднятий для этапа с величиной эрозионного вреза d ведется по формуле

Абсолютная отметка рельефа на конец данного этапа определяется из сложения происшедших к тому времени послемассагетских поэтапных поднятий и относительной высоты позднемассагетского рельефа (Dmsn), например у = Dmsg + x2 + x3.
Суммарная величина новейших движений (A?) определяется сложением определенного непосредственно суммарного послемассагетского поднятия (A? p.msg) и определенного косвенным путем поднятия за массагетский этап (Ао), т. е.
A? = A?p.msg + A0

Инверсионные структуры

Наибольшие трудности три определении величин поэтапных движений и суммарной амплитуды новейших движений представляют объекты (структуры), испытавшие смену знака движений. В депрессии на многих участках первоначально преобладали опускания, а затем — поднятия. Здесь суммарная величина новейших движений в общих чертах слагается из суммарных амплитуд первоначальных прогибаний и последующих поднятий. Следует отметить, что в подобных структурах большое развитие получают локальные встречные перемещения, которые восстанавливаются с большим трудом и скрывают часть перемещений основного направления движений. О существовании указанных кратковременных встречных движений свидетельствуют сокращение мощностей и многочисленные локальные размывы в толще моласс на сводах ряда антиклинальных складок.

В процессе последующих поднятий в присводовых частях некоторых из рассматриваемого типа складок молассы оказались размытыми. В таких случаях палеореконструкции становятся еще менее достоверными, и подобные участки обычно не использовались для опорных расчетов.
Большой интерес представляет расчет движений для инверсионных структур Северной зоны депрессии. Для Дигмай-Супетаусской гряды (рис. 3.39) такой расчет может быть сделан, по-видимому, с достаточной вероятностью. Здесь в Акчоп-Акбельском и Cyпeтауском поднятиях (адырах) довольно хорошо можно определить величины (суммарные амплитуды) олигоценнеогеновых прогибаний, постнижнепл ейстоценовых поднятий и величины большинства поэтапных движений. He ясен размер движений во время раннего плейстоцена, в середине которого произошли интенсивная складчатость и воздымание гряды, а в конце — почти полная нивелировка только что созданного поднятия с образованием вершинной поверхности современной возвышенности. С) существовании больших воздыманий того времени при условии образования прямого рельефа свидетельствует значительно более интенсивная дислоцированность коктюрлюкских образований по сравнению с террасовыми поверхностями нанайского и ташкентского комплексов. Следует, однако, помнить, что воздымания здесь произошли за счет диапиризма, и величина поверхностных поднятий могла значительно превышать величину поднятия подошвы моласс.
Была принята следующая схема рассуждений.
1. Истинную величину новейших поднятий (A?n) можно считать равной суммарной амплитуде поднятия подошвы моласс, которая по геофизическим материалам может быть принята для Акбельской структуры 1 800 м, а для Супетауской 2 000 м. Из них на долю нижнеплейстоценовых движений (с учетом разности мощностей на разных крыльях и со скидной на диапиризм) в каждом адыре приходится примерно по 0,5 км.
2. По-видимому, можно допустить, что при создании современной возвышенности локальные движения, обусловленные диапиризмом, были гораздо меньшими по сравнению с общими поднятиями в основании структуры, и их можно не учитывать.
3. Принимая указанную выше схему расчетов, можно приблизительно вычислить амплитуду нижнеплейстоценовых тектонических поднятии (A1). Она будет равна разности между общей величиной поднятий (A?n) и суммой величин донижнеплейстоценовых (Aa) и пост-нижнеплейстоценовых (Ap) поднятий, т. е.
A1 = A?n - (Aa + Ap).

Для Акчоп-Акбельского адыра искомая величина будет 1 800-(500+950) = 350 м, а для Супетауского 2 000-(500+1 000) = 500 м.
Методика расчета поэтапных амплитуд в равнинных областях

Для равнинных областей с преобладанием прогибаний в олигоцене и неогене и относительно слабыми воздыманиями в плейстоцене разделение новейшего этапа геологического развития на подьэтапы представляет определенные трудности, а при оценке амплитуд поэтапных движений привлекается ряд палеогеографических положений и допущений, обычно имеющих региональное значение. Это в полной мере относится и к рассматриваемому опорному региону.
Несмотря на региональность подобных построений, сам ход реконструкций (за исключением некоторых деталей) представляет методический интерес.
Анализ строения толщи новейших континентальных отложений центральной и юго-восточной части Западно-Сибирской плиты позволил выделить несколько крупных литолого-генетических комплексов пород, формирование которых было обусловлено существенными изменениями физико-географической обстановки и рельефа, связанными в значительной степени с основными этапами тектонического развития территории.
Выделяются следующие четыре основных этапа новейшего осадконакопления (подэтапа новейшего этапа геологического развития).
I этап — олигоценовый (P3) соответствует времени формирования олигоценовых осадков некрасовской серии.
Первый подэтап новейшего этапа начался положительными движениями, вызвавшими уход палеогенового моря и установление континентального режима осадконакопления на той же территории. Он характеризуется формированием аллювиальных, аллювиально-озерных и озерно-болотных отложений значительной мощности на огромной территории. Разрез осадков некрасовской серии позволяет выделить два цикла аккумуляции, начинавшиеся формированием аллювиальных и озерных осадков (атлымская и журавская свиты) и заканчивавшихся формированием озерных и озерно-болотных отложений в условиях тектонических прогибаний — эпохами регионального угленакопления (новомихайловская и абросимовская свиты). Циклы эти отражают изменение направленности тектонических движений.
II этап — неогеновый (N1-2) соответствует времени формирования петропавлoвской свиты и бурлинской серии.
На границе позднего олигоцена и неогена активизация тектонических движений привела к значительной регрессии озерных систем и локализации их на крайнем юге Западной Сибири. После кратковременной активизации, сопровождавшейся накоплением аллювиальных и аллювиально-озерных осадков бешеульской свиты, наступил длительный период спокойных колебательных движений на фоне медленного прогибания, сопровождавшийся формированием озерных и озерно-аллювиальных существенно глинистых толщ в условиях семиаридного климата. Закончился этап постепенным распадом озерных систем.
III этап — позднеплиоцен-раннечетвертичный (раннеантропогеновый) (N2-Q1) соответствует времени формирования обской серии осадков, образующих единый цикл аккумуляции (кочковская, краснодубровская и федосовская свиты). Начало этапа ознаменовалось заметной активизацией тектонических процессов как в пределах горного обрамления, так и на равнине, что привело к формированию песчаных аллювиальных и аллювиально-озерных осадков каргатской пачки, залегающих с размывом на подстилающих породах. Поднятия сменялись дифференцированными прогибаниями, сопровождавшимися на значительной территории, накоплением глинистых и суглинистых преимущественно озерных отложений убинской пачки, федосовской и краснодубровской свит. Формирование последней происходило в условиях пульсирующего прогибания в предгорных районах равнины. Этап характеризовался направленными изменениями климата от семиаридного к гумидному, осложнявшимися неоднократными похолоданиями.
IV этап — четвертичный (QII-IV) охватывает время формирования аллювиально-озерных отложений среднечетвертичных равнин и аллювия современной гидрографической сети. Это этап значительной активизации тектонических поднятий, охвативших всю рассматриваемую территорию, сопровождавшихся глубоким врезанием древней и современной гидрографической сети, оформлением в рельефе водораздельных равнин, формированием толщи песчано-суглинистых аллювиальных осадков.
Четвертый этап по характеру осадконакопления в свою очередь может быть разделен на три подэтапа, связанные с изменением активности тектонических движений и существенными изменениями климата.
1 — среднечетвертичный подэтап соответствует времени сформирования осадков среднечетвертичных озерноаллювиальных равнин. Начало его ознаменовалось активизацией положительных тектонических движений на юге равнины и отрицательных — на севере, обусловивших формирование регионального северного уклона равнины, заложение транзитной гидросети, врезание прадолин и накопление в них аллювиальной толщи “диагональных песков”. Подэтап характеризовался дальнейшими направленными изменениями климата, осложнявшимися значительными периодическими колебаниями. Эпоха климатического оптимума тобольского межледниковья сменилась максимальным похолоданием эпохи среднечетвертичных оледенений, отличавшейся ослаблением тектонической активности и сопровождавшегося во внеледниковой зоне накоплением толщи глинистых и суглинистых осадков аллювиально-озерных и перигляциальных бассейнов.
2 — позднечетвертичный подэтап охватывает время формирования аллювия надпойменных террас современной гидрографической сети. Характеризуется активными положительными движениями, сопровождавшимися значительным врезанием гидросети и расчленением территории, формированием аллювиальных толщ значительной мощности. Большое значение для характера осадконакопления этого подэтапа имели изменения уровня Полярного бассейна и периодические колебания климата.
3 — современный подэтап соответствует времени формирования пойменных террас рек. Это кратковременный незаконченный этап значительной активизации положительных тектонических движений, сопровождавшихся формированием самого глубокого вреза рек и мощной толщи аллювия, преимущественно песчаного состава.
Приняты следующие округленные цифры абсолютной продолжительности седиментационных этапов:

При оценке поэтапных амплитуд используется ряд общих палеогеографических выводов и положений:
1. В платформенных областях прогибания компенсируются осадконакоплением — три первых этапа (олигоценовый, неогеновый и позднеплиоцен-раннечетвертичный).
2. Разность средних абсолютных высот современного рельефа федосовской и краснодубровской равнин и высот их первичного рельефа принимается равной суммарной амплитуде поднятий за последний четвертичный этап.
3. Высота первичного рельефа федосовской и краснодубровской равнин принимается в интервале — от +40 до +70 м.
Определение высот рельефа основывалось на том, что:
а) формирование тонких глинистых осадков федосовской свиты (Q1) могло происходить в условиях обширной плоской озерной равнины с минимальными уклонами. Последние, очевидно, не превышали уклон современной поймы р. Оби в Нарымском крае, т. е. были не более 5 м на 100 км. В таком случае уклон территории с юга на север составляет не более 20 м (что не превышает возможной ошибки построения карты);
б) формирование развитых на юго-востоке глинистых пролювиально-озерных и субаэральных осадков красно дубровской свиты (Q1) могло происходить при несколько больших уклонах, примерно 10-15 м на 100 км, что составит не более 30 м на южной границе территории. Таким образом, уклон первичной нижнечетвертичной равнины с юга на север не превышал 50 м;
в) глубина современного эрозионного расчленения равнины, очевидно, должна быть несколько меньшей или примерно равной амплитуде тектонических поднятий после формирования раннечетвертичной равнины. На юго-востоке территории глубина расчленения рельефа достигает 160-180 м при высоте рельефа 260-290 м. Соответственно высота равнины в конце раннечетвертичного времени была ниже +100 м. На севере глубина эрозионного расчленения определяется в 100-120 м при высоте рельефа равнины 140-160 м, т. е. высота рельефа в конце раннечетвертичного времени не превышала здесь +40 м.
4. Условно принимается равномерное увеличение высоты рельефа от нуля с момента ухода раннеолигоценового чеганского моря до +40 и +70 м к концу раннечетвертичного времени:
а) к концу неогенового этапа условно высота рельефа в облает развития осадков павлодарской и таволжанской свит неогена принимается в +20 м, в области отсутствия павлодарской свиты +30 м, в области отсутствия павлодарской и таволжанской свит +40 м;
б) к концу палеогенового этапа на всей территории высота рельефа условно принимается +20 м.
5. Определялись лишь суммарные амплитуды движений за каждый из выделенных этапов. He учитывались локальные и встречные движения, имевшие место на каждом из выделенных этапов. О них свидетельствуют локальные сокращения мощностей и многочисленные местные размывы, особенно частые в отложениях некрасовской серии и на границах многих свит.

На основании вышеизложенных положений определение амплитуд прогибаний (рис. 3.40) для каждого из трех первых этапов — олигоценового, неогенового и раннеантропогенового — производилось по формуле:
А = -M + h,

где M — мощность отложений рассматриваемого этапа, h — изменение высоты рельефа за этот же этап оценивается с учетом пункта 4, А — амплитуда движений за рассматриваемый этап.
Олигоценовый этап. Изменения высоты рельефа за этот этап определяются по формуле: hp3 = Hp3 - Hcg и составят +20 м. В большинстве районов определение амплитуд движений для этого этапа не вызывает затруднений, так как осадки некрасовской серии развиты почти повсеместно. Частично размыты они лишь в пределах крупных речных долин, где приходилось восстанавливать примерные мощности отложений.
Неогеновый этап. Изменения высоты рельефа за этот этап hN1-2 = HN1-2 - Hp3 распределяется следующим образом: на юге, в области устойчивых прогибаний hN1-2 = 0; севернее, в области, испытавшей поднятия в павлодарское время, — hN1-2 = +10; на севере, в областях, испытавших поднятия в таволжанское и павлодарское время, — hN1-2 = +20.
Раннеантропогеновый этап. Изменение высоты рельефа за этот этап hN2-Q1 = HN2-Q1 - HN1-2 определяется следующим образом. В пределах федосовской равнины hN1-2 = 0; на краснодубровской равнине hN1-2 увеличивается в юго-восточном направлении от 0 до +30 м. На западе и юго-западе в областях денудации hN1-2 изменяется от +10 до +30 м. В местах частичного эрозионного размыва суммарная мощность дополнялась на величину этого размыва.
Затруднительно определение амплитуд раннеантропогеновых движений в местах размыва отложений этого этапа прадолинами и долинами рек Оби и Иртыша. В этих случаях амплитуды могли быть получены лишь для отдельных точек, по которым были вычислены суммарные амплитуды для всего новейшего этапа (A?) и амплитуды олигоценового, неогенового и четвертичного этапов.
Определение суммарных амплитуд движений для четвертичного этапа производилось двумя способами:
1. В области развития федосовской и красно дубровской равнин амплитуды движений равны разности средних абсолютных отметок современной поверхности равнин (Нfd) и их первичного рельефа (Hfd0), т. е. AQII-IV = Hfd - Hfd0 (см. рис. 3.43).
2. В пределах современных речных долин суммарная величина движений за четвертичный этап должна несколько превосходить суммарную глубину эрозионных врезов в поверхность федосовской равнины. Определялась она как разность средних абсолютных отметок современного рельефа федосовской равнины и подошвы современных пойменных отложений крупных рек (HQIV), т.е AQII-IV ? D? и AQII-IV ? Hfd - HQIV (рис. 3.43 б).
Из вышеизложенного ясно, что схемы расчета амплитуд поэтапных тектонических движений и на равнинах, и в горных областях могут иметь региональную специфику, обусловленную местными особенностями геологического строения и развития.

title-icon Подобные новости