title-icon
Яндекс.Метрика
» » Количественная оценка интенсивности вертикальных новейших тектонических движений

Количественная оценка интенсивности вертикальных новейших тектонических движений

Количественный анализ интенсивности новейших движений также целесообразно дать раздельно для тех же горных и равнинных областей.
Горные области

Отдельные структуры существенно (на порядок величин) различаются по амплитудам суммарных и поэтапных вертикальных движений. Поэтому целесообразно раздельно проанализировать динамику относительных и абсолютных величин поэтапных движений.
Относительные движения предполагают использование соизмеримых величин, общих для всех структур. Например, удобно выразить величину движений каждого этапа (х) в процентах от суммарной амплитуды (A?) новейших движений для каждого анализируемого участка, т.е. оценить поэтапную долю прироста суммарной амплитуды вертикальной составляющей новейших движений (?), которая рассчитывается по формуле
? = х/A? * 100%.

Для оценки интенсивности движений использовались данные только по опорным объектам, для которых рассчитывались поэтапные амплитуды и отметки палеорельефа. Такие объекты имеются в обеих структурных зонах Ферганской депрессии и в смежных хребтах.
На рис. 3.41 А приведен график, где для основных структурных зон депрессии и обрамляющих ее хребтов построены обобщенные кривые изменения относительной величины движений от этапа к этапу. На графике по вертикальной оси отложены поэтапные доли суммарной амплитуды движений, а по горизонтальной - этапы. Из графика видно, что максимальная величина поэтапных долей суммарной амплитуды изменяется в несколько раз. При этом для структур Кураминского хребта относительная величина движений вначале (Р3-Q1) возрастает (массагетский, аксарайский, коктюрлюкский этапы), затем испытывает колебания близ одного уровня и, наконец, в голоцене вновь уменьшается. Общая же амплитуда изменений невелика. Близкие соотношения наблюдаются для структур Туркестанского хребта и отчасти для поднятий Южной зоны депрессии. Значительно отличается график для структур Северной зоны депрессии. Здесь преобладающие по величине движения приходятся на массагетский и аксарайский этапы, а в последующее время относительная величина их значительно уменьшается (особенно для стабильно прогибавшихся впадин). Это хорошо согласуется с развитием в Северной зоне весьма интенсивных олигоцен-неогеновых прогибаний и сравнительно небольших воздыманий в более поздние этапы.
Количественная оценка интенсивности вертикальных новейших тектонических движений

Однако график дает искаженное представление о соотношении интенсивностей движений, так как на нем поэтапная доля перемещений отнесена к этапам, как к равновеликим единицам. На самом же деле это неравноценные по длительности промежутки времени. Действительно продолжительность последнего — сырдарьинского этапа почти в тысячу раз меньше продолжительности первых — массагетского и аксакайского этапов.
Реальное представление об изменении интенсивности движений можно получить путем сопоставления средних скоростей поэтапного прироста суммарной амплитуды вертикальной составляющей новейших тектонических движений а, которые рассчитываются по формуле а = ?/t, где поэтапная доля суммарной амплитуды новейших движений ? в процентах отнесена к продолжительности этапа t в горах.
Поскольку максимальная длительность этапов составляет первые десятки миллионов лет, размерность получаемых условных единиц выражается в десятимиллионных долях процента от суммарной амплитуды новейших движений данного объекта в год (или в 'десятитысячных долях процента в тысячу лет). В дальнейшем описании они для краткости называются “условные единицы”.
Кривые изменения указанных средних скоростей нанесены на графике (рис. 3.41 Б), где по вертикальной оси отсчитываются величины поэтапных долей суммарной амплитуды новейших движений (в условных единицах), а на горизонтальной — проставлены этапы. Здесь по сравнению с графиком, на котором были отражены величины поэтапных долей прироста суммарной амплитуды движений, соотношения изменяются. Хорошо видно, что интенсивность тектонических движений не остается постоянной, а, в общем, однотипно изменяется для всех структур. Выделяются две основные эпохи с различной интенсивностью движений. Первая эпоха, охватывающая массагетский, аксарайский и коктюрлюкский этапы, т.е. промежуток времени примерно в 34 млн. лет, характеризуется средними интенсивностями в единицы и десятки условных единиц. Средние цифры для Ферганской депрессии составляют: для массагетского и аксарайского этапов 19 усл. ед., а для коктюрлюкского 83 усл. ед. Вторая эпоха продолжительностью около 500 тыс. лет обладает, в общем, на порядок более высокой интенсивностью тектонических движений. Здесь средние величины равны: для нанайского этапа — 506 усл. ед., для ташкентского — 1 266 усл. ед., для голодностепского — 2 250 усл. ед. и для сырдарьинского — 1 250 уел. ед. Следует отметить, что последовательное нарастание интенсивности движений в пределах обеих эпох еще более четко фиксируется для обрамляющих депрессию хребтов-поднятий.

Интенсивное формирование складчатых и складчато-глыбовых структур, проявившееся в депрессии в послекоктюрлюкское время, т.е. с нижнего плейстоцена, совпадает с эпохой значительного усиления интенсивности вертикальных тектонических движений и началом общего воздымания района. Этот вывод хорошо сопоставляется с данными О.А. Рыжкова о значительном увеличении интенсивности складкообразования в четвертичное время (с 3° за 0,5 млн. лет в неогене до 20°за 0,25 млн. лет в четвертичном периоде).
Следует отметить, что для второй эпохи характерен значительный разброс результатов, который может быть связан с особенностями развития основных структур. Однако частично это зависит, по-видимому, и оттого, что детальность замеров мощностей осадков и высот террас не возрастала пропорционально уменьшению продолжительности анализируемого отрезка времени. Поэтому для голоцена и верхнего плейстоцена вполне естественно ожидать значительно большего непостоянства в подсчетах по сравнению с предыдущими, более продолжительными этапами, к длительности которых относится аналогичная ошибка измерений.
Картина изменений абсолютных значений средней суммарной поэтапной скорости
вертикальных тектонических движений (V = x/t мм/год) для тех же структур, как видно из графика (рис. 3.42), близка к описанной выше для изменения средней скорости поэтапного прироста суммарной амплитуды движений. В позднетретичную эпоху средние скорости для Ферганской депрессии составляли в массагетский этап 0,1 мм/год, в аксарайский 0,08 мм/год и в коктюрлюкский 0,25 мм/год. В четвертичную эпоху они были больше на порядок величин: в нанайский этап 1,36 мм/год, в ташкентский 2,16 мм/год, а для голодностепского и сырдарьинского этапов в среднем составляли 3,45 мм/год.
При выделении двух указанных выше эпох может возникнуть сомнение в правомерности сопоставления интенсивности движений для столь неравноценных интервалов времени. Действительно, всю послекоктюрлюкскую, т.е. четвертичную эпоху, можно представить как фазу или одну из фаз значительной активизации тектонических движений в начале этапа, равноценного по продолжительности с массагетским, аксарайским или коктюрлюкским этапами. Фазы усиления движений на ранних стадиях указанных этапов, конечно, были. Это подтверждается приуроченностью многочисленных, обычно локальных несогласий к границам свит. Однако ряд факторов свидетельствует о том, что в позднетретичную эпоху отсутствовали фазы активизации тектонических движений, равные по интенсивности той, которая соответствует всей послекоктюрлюкской эпохе. Так, глубина поэтапных позднетретичных врезов достигает величин 0,4-0,5 км, а для ранне-, средне- и позднечетвертичного 0,4-0,6 км. Следовательно, суммарная величина максимальных четвертичных врезов (0,5-1,5 км) не только превышает величину отдельных позднетретичных врезов, но нередко соизмерима и с суммарной величиной всех трех позднетретичных врезов (0,5-1,4 км)2.
То же самое можно сказать и относительно амплитуд поэтапных движений. Максимальные позднетретичные поэтапные прогибания равны 1-3 км, а поднятия 0,6-1 км. Амплитуды поднятий нанайского этапа достигают величины 0,9 км, ташкентского 0,8 км, а суммарная амплитуда четвертичных поднятий 2,3 км.
Можно было бы предположить также, что неравноценность величины средних поэтапных скоростей движений отражает различия в продолжительности этапов, для которых производилось осреднение величин и скоростей движений. Как было отмечено М.В. Гзовским, максимальные цифры скоростей движений, исчисляемые как средние для всего новейшего периода, обычно не превышают 0,25 мм/год в то время как для коротких интервалов времени (в несколько лет), эти скорости достигают 100 мм/год. Это связывается с неравномерностью и прерывистым колебательным характером тектонических движений. М.В. Гзовский считает, что в первом приближении увеличение времени осреднения в 10 раз приводит к уменьшению в два раза величины средней скорости движений (коэффициент Гзовского). Он полагает также, что, опираясь на данную зависимость и зная средние значения скорости для одного промежутка времени осреднения, можно рассчитать и средние значения скорости для другого времени осреднения.
Путем введения соответствующих коэффициентов такой пересчет для условия среднегодового осреднения поэтапных скоростей был сделан применительно к крупнейшим структурам района. Максимальные среднегодовые скорости движений для основных структур района в позднетретичную эпоху достигали 23 мм/год а в четвертичную 280 мм/год.
Все изложенное выше подтверждает значительные различия в интенсивности тектонических движений, отвечающих третичному и четвертичному периодам. Изменение на порядок величин — качественный скачок в их интенсивности, приведший к складчатости, — осуществляется обычно в нижнем плейстоцене. В пределах третичного и четвертичного периодов происходит постепенное нарастание интенсивности (количественные изменения интенсивности). Качественный скачок в интенсивности тектонических движений совпадает с началом эпохи общего воздымания страны.
Если сравнить продолжительности двух указанных частей новейшего этапа, обладающих различной интенсивностью тектонических движений, видно, что вся послекоктюрлюкская эпоха в сравнении с любым из более ранних этапов, а тем более со всей донанайской эпохой, является относительно кратковременной эпохой усиления тектонической активности. Характерно, что с началом этой эпохи связано начало общих воздыманий района и значительное усиление складкообразования в депрессиях и формирования складчато-глыбовых структур в поднятиях. Продолжающееся и сейчас развитие складкообразующих процессов позволяет с некоторой долей условности рассматривать всю послекоктюрлюкскую эпоху как единую фазу складчатости. Единой и кратковременной она является, конечно, только в геологическом масштабе времени. Это хорошо видно на графике изменения средней суммарной поэтапной скорости вертикальных тектонических движений, на котором продолжительность отдельных этапов отложена в едином масштабе (рис. 3.43).

По продолжительности весь новейший этап усиления тектонической активности сопоставим с субциклом или эпохой складчатости, а резкое возрастание этой активности в четвертичное время отвечает фазе складчатости. При этом в пределах самой фазы интенсивность движений испытывает значительные колебания. Можно, следовательно, говорить о сложном “внутреннем строении” эпох и фаз складчатости. Для них, как и для движений “спокойных эпох”, свойственны периодичность и поступательный характер изменения интенсивности движений.
Здесь уместен вопрос: всеобщей или локальной является эпоха или фаза тектонической активности, которую переживает сейчас Западный Тянь-Шань? Ответ на него могут дать, конечно, только широкие региональные исследования. Однако некоторые предварительные выводы можно сделать уже сейчас.
Для сравнения аналогичные расчеты были сделаны для некоторых изученных автором поднятий Центрального и Западного Копетдага, а также для Карпат (бассейн р. Тиссы). Соответствующие сводные графики также представлены на рис. 3.43 совместно с графиками по Тянь-Шаню. Видно, что во всех этих удаленных друг от друга регионах в начале плейстоцена произошло резкое, в общем, на порядок величин повышение интенсивности тектонических движений. Это подтверждается материалами по Большому Кавказу.
Известно, что большинству горных областей свойственны близкие к наблюдающимся в рассмотренных выше регионах соотношения глубин четвертичных и неогеновых врезов речных систем. Эта общность геоморфологического строения горных стран свидетельствует о чрезвычайно широком, если не глобальном изменении интенсивности тектонических движений на границе эоплейстоцена и плейстоцена или в начале плейстоцена. Повышенная тектоническая активность, по-видимому, является одной из наиболее характерных особенностей конца четвертичного периода.
Равнинные области

Средние суммарные скорости движений (V) и для юга Западной Сибири вычислялись по формуле:
V = А/t м/млн лет,

где А — амплитуда движений за этап; t — абсолютная продолжительность этапа.
Здесь также учитывалось влияние продолжительности этапов осреднения на величины средних суммарных скоростей в связи с неравномерным и прерывистым колебательным характером тектонических движений. Для всех этапов определялось два значения средних суммарных скоростей движений — без введения коэффициента Гзовского, и с введением его. При расчетах за единицу принимались скорости для интервала осреднения 10 млн. лет. Графики построены для двух значений скоростей (рис. 3.44, 3.45).
Олигоценовый этап, первый подэтап новейшего этапа, ознаменовался усилением интенсивности тектонических движений. На рассматриваемой территории суммарные скорости движений изменялись в значительных пределах: от 4,5 м/млн. лет на Томско-Каменском выступе до 28,2 м/млн. лет в Чановской впадине. Это примерно в 8-10 раз превышает скорости доновейших эоцен-нижнеолигоценовых движений.
Неогеновый этап характеризовался минимальными значениями средних суммарных скоростей тектонических движений за весь период. В пределах положительных структур они изменялись от 0,08 до 0,8 м/млн. лет, а в южном широтном прогибе — от 1 до 7,12 м/млн. лет.
В неоплейстоценовый этапа отмечается новое усиление темпа движений для большей части территории до 11,7-36,8 м/млн. лет (с учетом поправочного коэффициента Гзовского), а в Кулундинской впадине — до 58,8 м/млн. лет.
Co средненеоплейстоценового времени поднятия охватили всю территорию, и в течении неоплейстоценового этапа интенсивность тектонических движений резко усилилась; средние суммарные скорости достигли от 64 до 150 м/млн. лет (с учетом поправочного коэффициента). Ho поднятия были неравномерными, дифференцированными, о чем свидетельствуют изменения мощностей и генетических типов разновозрастных четвертичных отложений, смещение области аккумуляции и т.д.
Определение амплитуд и скоростей тектонических движений для отдельных этапов четвертичного периода и, особенно, для голоцена имеет большое практическое значение. В частности для инженерной геологии.
Для получения характеристики поэтапных четвертичных тектонических движений была сопоставлена интенсивность врезания долин и прадолин Оби и Иртыша по отдельным подэтапам. Расчет поэтапных поднятий, также как и в горных областях основывался на предположении, что соотношение глубин разновозрастных врезов прямо пропорционально соотношению абсолютных величин поэтапных поднятии данного участка, т. е.

А — амплитуда поднятия за этап, d — величина эрозионного вреза за этап, A? — суммарная амплитуда поднятий, D? — суммарная глубина эрозионного вреза.
При этом не принимались во внимание отклонения от такой зависимости, вызванные изменениями водообильности рек, связанными с климатическими изменениями. Эти изменения имели большое значение в Западной Сибири, но пока они не могут быть учтены. Из-за недостаточности данных не учитывались также тектоно- и гляциоэвстатические колебания уровня океана. На юге Западной Сибири они, по-видимому, не имели большого значения.
Определение амплитуд и скоростей тектонических движений для отдельных этапов четвертичногопериода и, особенно для голоцена имеет большое практическое значение. В частности для инженерной геологии.
Для сравнения средних суммарных скоростей движений четвертичных подэтапов с более ранними этапами новейшего периода вводился коэффициент Гзовского. Определялись также средние скорости без поправочного коэффициента, представляющие собой значительно большие величины. Они дают возможность сравнения полученных скоростей с другими регионами, а также скоростями экзогенных процессов на отдельных этапах, дают представление о скоростях движений на отдельных подэтапах.

Были вычислены значения средних суммарных скоростей поэтапных тектонических движений для структурных элементов, выделенных на карте суммарных амплитуд четвертичных тектонических движений, и построены соответствующие графики (см. рис. 3.45). На этих же графиках для сравнения показаны средние суммарные скорости движений для позднеплиоцен-раннечетвертичного этапа.
Из графиков видно, что наименьшие скорости движений характерны для раннеантропогенового времени. В среднечетвертичное время скорости значительно возрастают, но распределение интенсивности движений но площади сохраняется. Для верхнечетвертичного этапа наблюдается дальнейшее возрастание средних суммарных скоростей движений.
Современный (голоденовый) подэтап характеризуется резким скачкообразным увеличением средних суммарных скоростей движений.
Резкое скачкообразное увеличение скоростей на современном подэтапе (более 10 раз по сравнению с верхнечетвертичным) может быть объяснено тем, что средне- и верхнечетвертичный этапы представляют собой законченные циклы развития, для которых вычисляются средние суммарные скорости движений. В течение каждого цикла скорости были неравномерными и, судя по характеру отложений, наибольшие скорости соответствовали началу циклов. Современный этап незаконченный и соответствует началу цикла, с чем очевидно и надо связывать такое резкое скачкообразное увеличение средних суммарных скоростей движений. Ho общее усиление и постепенное нарастание тектонической активности на протяжении четвертичного периода не вызывает сомнений.
По мнению С.Б. Ершовой, в южной части Западной Сибири прослеживается влияние глобальных этапов или циклов эпейрогенических движений, вызывающих циклы рельефообразования и тектоноэвстатические колебания уровня океана. Так, предакчагыльскому врезу соответствует усиление тектонической активности в начале кочковского времени, верхнеолигоцен-нижнемиоценовому — усиление тектонической активности в петропавловское время. Миоценовой трансгрессии Мирового океана соответствует формирование бурлинского озерного бассейна. Четвертичное время — глобальный этап рельефообразования, усиления контрастности рельефа Земли, вызвавшей значительное снижение уровня океана. И в Западной Сибири ему соответствует этап рельефообразования с усилением тектонической активности.

title-icon Подобные новости