Neotectonic moves influence on relief formation.pdf Западно-Сибирская равнина - одна из крупнейшихв мире низменных равнин, ее площадь превышает3 млн км2. Для равнины характерен ряд уникальныхчерт природы, одной из которых является торфонакоп-ление и болотообразование - один из ведущих экзоген-ных процессов рельефообразования голоценовой исто-рии равнины. Этот процесс называют мировым при-родным феноменом: нигде больше на земном шаре ненаблюдается такого распространения болот и заболо-ченных лесов, как на данной территории, причем прак-тически во всех зонах. Томская область, расположен-ная в подзонах средней, южной тайги и зоне подтай-ги, - часть этого феномена: заболоченность ее террито-рии составляет 50% [1]. Возраст торфяников в среднейтайге изменяется от 190 ± 50 до 12330 ± 45 лет; в юж-ной тайге - от 200 ± 60 до 8450 ± 60 лет; в подтайге -от 440 ± 80 до 6090 ± 90 лет [2, 3 и др.].Болотообразование - сложный процесс, одноголишь избытка влаги еще недостаточно: если вода имеетхороший отток, обогащена кислородом, болото не об-разуется. На развитие процесса болотообразования иторфонакопления в пространстве и времени влияетвесь комплекс природных условий (рельеф, климат,гидрогеологические условия, почвообразование и др.),которые рассмотрены во многих работах [2, 4, 5 и др.].Болота на территории Томской области развиты навсех геоморфологических уровнях - поймах, надпой-менных террасах, водораздельных равнинах. Но сте-пень заболоченности названных поверхностей различ-на: на междуречьях она изменяется от 5-10 до 70%(южная часть Васюганской наклонной равнины); наповерхностях террас и в ложбинах древнего стока - до50-80%. Природные условия Западно-Сибирской рав-нины за последние 5 000 лет были более или менее од-нородны [2, 6, 7], поэтому ими нельзя объяснить осо-бенности размещения и развития болот в пределах од-них и тех же форм рельефа. Объяснение этого фактаследует искать, на наш взгляд, в истории развития тек-тонических структур чехла Западно-Сибирской плиты,в направленности новейших и современных тектониче-ских движений.К новейшим движениям относят развитие структурземной коры, начиная с олигоцена, т.е. примерно 35-37 млн лет. В течение новейшего периода произошлисущественные изменения структурного плана Западно-Сибирской плиты, отразившиеся на характере осадко-накопления, формирования рельефа и гидрологическихусловий. Из этапа новейших движений особо выделяютсовременные движения (тектонические процессы по-следних 80-300 лет), а также молодые или голоцено-вые движения.На связь заболоченности с тектоническими струк-турами указывали А.А. Земцов [8], Ю.А. Львов [9],Н.И. Пьявченко [10], В.А. Базанов, Н.С. Евсеева,К.Н. Пологова [3], О.Л. Лисс и др. [2], Н.С. Евсеева [11,12] и др. Так, Ю.А. Львов отмечал, что на участкахподнятий процесс болотообразования замедляется,«…в типологическим отношении преобладают древес-ные и древесно-сфагновые болота, а среди лесных со-обществ широко распространены сфагновые типы, неотносящиеся, по-видимому, к заболоченным площа-дям. Напротив, в районах тектонических прогибов ин-тенсивность заболачивания возрастает, широко распро-странены заболоченные леса, господствуют топяныетипы болот» [9. С. 40].С целью выявления связи новейших движений и тек-тонических структур с процессами болотообразованиянеобходимо рассмотреть основные события в развитииземной коры юго-востока Западно-Сибирской плиты втечение последних 89 млн лет, т.е. от позднего мела,начиная с коньякского века, когда сложилась основасовременного тектонического строения чехла. В то вре-мя, согласно В.А. Конторовичу [13], происходили дваважных процесса: региональное погружение централь-ной части Западно-Сибирской мегасинеклизы и форми-рование узких линейных депрессий северного направле-ния и серии параллельных им линейных поднятий.С позиций глобальной тектоники возможна следую-щая модель этих процессов: в конце эоцена континен-тальные глыбы Африки, Аравии и Индостана пришли впрямое соприкосновение с Евразией. Этот процесс со-провождался интенсивными складчатыми и надвиговы-ми деформациями. В.А. Конторович отмечает, что «ве-роятно, отголосок процессов регионального воздыманияюжных районов Евроазиатского континента мы наблю-даем и в южных районах Западной Сибири: на фонеальпийской тектонической активизации "оживают" ран-нетриасовые системы, что приводит к активному фор-мированию надрифтовых прогибов и межрифтовыхподнятий, т.е. «неорифтогенеза» [13. С. 84].В пределах Томской области процесс неорифтогенезав позднепалеоцен-четвертичное время сопровождалсяактивной дизъюнктивной тектоникой. Работами Ф.Г. Гу-рари, К.И. Микуленко [14], Н.В. Шаблинской [15],В.А. Конторовича [13] и других ученых установлено, чтомаксимальная плотность разломов приурочена к участкамграбен-рифтов и к зонам сочленения крупных положи-тельных и отрицательных структур, что придает блоко-вый характер пликативным структурам чехла. Длина раз-ломов изменяется от 5-10 до 230 км, реже более.Об активных блоковых подвижках фундамента За-падно-Сибирской плиты по региональным разломам,подновлявшимся на протяжении всей четвертичной эпо-хи, свидетельствуют исследования В.М. Сергиенко иР.А. Баджиева [16] на Гыданском, Тазовском полуостро-вах и др. Авторы отмечают, что наибольшая активностьподвижек по зонам разломов приходится на ермаковское(зырянское) время. Это время хорошо согласуется современем формирования (подновления) ложбин древне-го стока, пересекающих Обь-Енисейское и Обь-Иртышское междуречья в пределах Томской области.Скорости, направленность тектонических движенийв пределах крупных структур чехла (рис. 1) и ослож-няющих их более мелких были различны (таблица).Рис. 1. Фрагмент тектонической схемы Томской области [13]:1 - граница Томской области; 2 - залежи углеводородов; 3 - зоны распространения георгиевской свиты;4 - крупные положительные структуры; 5 - крупные отрицательные структурыСредние скорости тектонических движений в пределах структур левобережья за коньяк-кайнозойское время (89 млн лет) [20]Тектоническая структура Величина поднятия (↑) или опускания (↓), м Средние скорости движения, м/млн летКаймысовский свод До 47 ↑ 0,53Нижневартовский свод - 0,5Колтогорский мезопрогиб До 323 ↓ 3,63; более 5Нюрольская мегавпадина До 65 ↓ 0,73Александровский свод 13-326 ↑ 0,14-3,67Средневасюганский мегавал 67-75 ↑ 0,75-0,81Пудинское, Горелоярское мозоподнятия До 100 ↑ 0,91Парабельский мегавыступ 29-35 ↑ 0,32Лавровский, Калгачский мезовалы,Чузикско-Чижапская мезоседловина - 3-4Например, Колтогорский мезопрогиб в позднепале-оцен-четвертичное время прогибался со скоростью бо-лее 5 м/млн лет [13]. В результате дифференцирован-ных тектонических движений мощность коньяк-кайнозойских отложений варьирует в большом диапа-зоне: от первых метров до 460 м в пределах структурВнешнего пояса; в пределах активных положительныхструктур внутренней области плиты составляет 200-600 м; в отрицательных структурах мощность осадковрезко возрастает: в Усть-Тымской мегавпадине до840 м, в Нюрольской - до 900 м, а в Колтогорском ме-зопрогибе - до 1 080 м и др.Более подробно динамику новейших движений рас-смотрела С.Б. Ершова [17]. На основе изменения на-правленности и интенсивности тектонических движе-ний она выделила четыре основных этапа осадконако-пления, а в соответствии с этим - четыре крупных эта-па новейшего тектонического развития: олигоценовый,неогеновый, позднеплиоцен - раннечетвертичный ичетвертичный (со времени формирования тобольскойсвиты - современность).Скорости новейших движений двух последних эта-пов оказали наибольшее влияние на современный об-лик земной поверхности, гидрогеологические и гидро-логические условия. С.Б. Ершова отмечает, что в позд-неплиоцен - раннечетвертичное время на юго-востокеЗападно-Сибирской равнины отмечалось усилениетемпа движений для большей части территории, на-пример в пределах Васюганско-Каменской антеклизыскорости увеличивались до 11,7-36,8 м/млн лет.Со среднечетвертичного времени поднятия охватиливсю территорию, а интенсивность тектонических движе-ний резко усилилась. Наибольших значений средние сум-марные скорости достигли в пределах Васюганско-Каменской антеклизы - от 64 до 150 м/млн лет, на Чулым-Кетском склоне они изменялись от 64 до 86 м/млн лет.В течение четвертичного времени - глобальногоэтапа рельефообразования, усиления контрастностирельефа, поднятия на юго-востоке Западно-Сибирскойравнины были неравномерны, дифференцированы. Обэтом свидетельствуют изменения мощностей и генети-ческих типов разновозрастные отложений квартера,смещение областей аккумуляции, изменение строениятеррас, степень заболоченности и др. Определение ам-плитуд и скоростей тектонических движений для от-дельных этапов квартера и особенно современного эта-па имеет большое практическое значение, посколькускорости движений необходимо учитывать при строи-тельстве различных коммуникаций, крупных мостов,гидротехнических сооружений и др.С.Б. Ершова [17] отмечает, что размах амплитудчетвертичных поднятий в пределах исследуемогонеогеновое время, например Верхнечичкаюльский валподнялся на 125-140 м, Чулымский структурный мыс -на 40-50 м; а рост Чачанского куполовидного поднятияза олигоцен-неогеновое время составил 25-70 м (0,8-2,2 м/млн лет).К концу ХХ в. особую актуальность приобрело изуче-ние современной геодинамики недр, что связано с ано-мальными изменениями флюидного и температурногорежимов осадочного чехла платформ, локализованнымисейсмопроявлениями, авариями на нефтепромыслах и др.Изучение современных геодинамических процессов про-водится на основе мониторинга. Н.А. Касьянова [19] при-водит данные о современном геодинамическом состоянииземных недр, полученные в последние годы: имеют местосовременные супердеформации земной поверхности соскоростями до 50-70 мм/год и выше. Эти деформацииприурочены к зонам разрывных нарушений различноготипа и ранга. Неожиданным оказался тот факт, что наи-большая интенсивность аномальных проявлений дефор-мационных процессов наблюдается в пределах платфор-менных разломов, асейсмичных разломов. Согласно но-вым данным, скорости современных вертикальных дви-жений земной коры и супердеформаций в пределах раз-ломных зон платформенных областей достигают 30-80 мм за 4-6 месяцев [19]. Такие аномалии могут носитьлокальный характер, например на участке в районег. Нефтеюганска (рис. 3).Рис. 3. Вариации современной деформации земной поверхностиотносительно первого цикла измерения, 07.1988 г. (профиль 6, г. Нефтеюганск) [19]В.А. Сидоров и соавт. [20] на основе работ на поли-гоне Салымского нефтяного месторождения (СреднееПриобье) сообщают как о современных вертикальныхдвижениях (до 14 мм/год), так и о деформациях гори-зонтального сжатия. В.А. Баженов, Н.С. Ахмадшин[21] указывают, что на территории г. Томска и Томско-го района имеют место активные современные текто-нические разломы (активными считаются разломы, покоторым проявляются медленные несейсмическиесмещения со средними скоростями не менее0,01 мм/год). Исследования последних лет показали,что в Томском районе скорость движения по разломамдостигает 0,8-1,0 мм/год. Такие разломы имеют местона левобережье Ушайки, Черемошниках, в районе Об-ластной клинической больницы и др.Вышеприведенные факты меняют традиционноепредставление о том, что платформенные области отно-сительно тектонически стабильны. В то же время но-вейшие и современные движения - результат перемеще-ния вещества Земли во времени и пространстве, они немогут проявляться вне конкретных морфоструктур.Вследствие чего морфоструктуры выступают в качествесвоеобразного показателя тектонического режима тер-ритории, определяющего развитие, направленность эк-зогенных процессов, в том числе и болотообразования.Анализ топографических, тектонических карт, кар-ты торфяных месторождений Западно-Сибирской рав-нины (1976) позволил выделить следующие законо-мерности в распределении болот на территории Том-ской области.1. Наименее заболоченными являются активные вновейшее время положительные тектонические струк-туры чехла разного порядка. К ним относятся структу-ры Внешнего пояса - Приалтаесаянская, Приенисей-ская моноклизы, а также ряд структур Внутренней об-ласти плиты - Александровский, Нижневартовскийсводы (см. рис. 1), Пудинское, Горелоярское мезопод-нятия, Лымбельский свод и др.2. Сильно заболочены отрицательные тектониче-ские структуры - Нюрольская, Усть-Тымская, Восточ-но-Пайдугинская мегавпадины (до 70%), Бакчарскаямезовпадина и др.3. Наиболее сильно заболочены зоны разрывныхнарушений, секущих положительные и отрицательныетектонические структуры. К зонам разломов приуроче-ны ложбины древнего стока, часть из них освоена со-временной речной сетью - Тымом, Пайдугиной, Кетью,Орловкой, Улуюлом, Шуделькой, Чичкаюлом и др.(рис. 4). Местами ложбины прослеживаются на между-речьях, например Кети и Улуюла, Улуюла и Чичкаюла,Чулыма и Оби и др.Как отмечалось ранее, ложбины стока сильно забо-лочены. Весьма показателен в этом плане пример Улу-юльской ложбины стока, которая пересекает Кеть-Улуюльское междуречье, а затем западнее освоенар. Улуюл. В пределах названного междуречья ложбинаприурочена к осевой части Чачанского куполовидногоподнятия и врезана в отложения кочковской свиты эо-плейстоцена. На данном отрезке ложбина сильно забо-лочена (до 90%), заозерена. Здесь образовалась круп-ная болотная система Лотар площадью более 1300 км2,она изобилует озерами (рис. 5). Самым крупным явля-ется озеро Щучье: длина его достигает 3,5 км, а шири-на - 1,7 км.Рис. 4. Ложбины древнего стока [11, 12]:1 - Тымская; 2 - Пайдугинская; 3 - Орловская; 4 - Кетская;5 - Нибегинская; 6 - Улуюльская; 7 - Малоюксинская и Большеюксинская;8 - Лайская; 9 - Чузикская; 10 - ЧернореченскаяРис. 5. Фрагмент Улуюльской ложбины стока к востокуот оз. Щучьего - междуречье Кети и Улуюла - верховья р. Верхней ОленкиОбразование Улуюльской ложбины в пределахКеть-Улуюльского междуречья связано, на наш взгляд,с активным воздыманием Чачанского куполовидногоподнятия, осложняющего Степановское мезоподнятиев новейший этап. Главным фактором структурообразо-вания в платформенном чехле Западно-Сибирской пли-ты являются движения структурных зон и блоков фун-дамента [22, 23]. Под действием вертикально направ-ленных сил, исходящих от фундамента при подвижкахего блоков или глыб, образуются глыбовые складки[24]. Для сводов и крыльев складок характерны сбросы,взбросы, размещающиеся в плане радиально и концен-трически. Изучение морфологии глыбовых складокпоказало, что при их формировании образуются склад-чатые разрывы, локализующиеся в присводовых час-тях. Е.М. Сергеев [25] отмечает, что дислокационнымдвижениям предшествует медленно протекающий про-цесс перераспределения напряжений в земной коре. Врезультате чего появляются зоны и очаги повышенногои пониженного напряжений. При превышении напря-жениями прочности массивов горных пород начинают-ся дислокационные движения, в начале в форме пла-стического деформирования, а затем разрывными де-формациями, нарушающими сплошность массивов.Анализ Карты интерпретации магнитного поляфундамента Р.М. Антоновича [26] показал, что в рай-оне Чачанского куполовидного поднятия отчетливопрослеживается мозаика блоков фундамента разнойнапряженности, разделенных разломами (рис. 6). Этиблоки активны в новейшее время, о чем свидетельству-ет амплитуда воздымания Чачанского куполовидногоподнятия, составившая в сводовой части более 200 м.Поднятие этой структуры было неравномерным, пре-рывистым. Рост ее в неогене в западной части составил5-10 м, а в восточной достигал 30 м. В результате на-пряжений в осевой части структуры образовались тре-щины, Чачанская впадина и мелкие складки. Данныйвывод подтверждается и экспериментальными иссле-дованиями, когда разрывы образуются при поперечномизгибе слоев, подвергающихся растяжению.Условия растяжения в земной коре на фоне форми-рования структур при поперечном изгибе слоев на сво-дах поднятий характерны для участков Тымской, Пай-дугинской, Орловской, Елтыревской, Кетской ложбин.Например, Тымская ложбина почти под прямым угломпересекает Ажарминский и Пыль-Караминский мега-валы, в пределах которых выделяются активные в но-вейший этап структуры II и III порядка; Пайдугинскаяложбина, в свою очередь, в пределах Пыль-Караминского мегавала пересекает с северо-востока наюго-запад структуры II порядка - Береговой и Западно-Пайдугинский валы (рис. 7).Рис. 6. Фрагмент Карты интерпретации магнитного поля фундаментапо данным аэромагнитной съемки ЦГЭ (Сводная карта магнитного поля. Масштаб 1:500000 [26]):1 - отрицательные магнитные аномалии - впадины в фундаменте; 2 - положительные интенсивныемагнитные аномалии - относительно поднятые блоки; 3 - контуры болота Лотар; 4 - разломы, ограничивающие блоки;5 - прочие установленные разломы; 6 - прочие предполагаемые разломыРис. 7. Схема совмещенных карт: Космогеологической карты линейных и кольцевых структуртерритории СССР (1980) и Обзорной тектонической карты Томской области (1982) Масштаб 1:1000000:1 - разломы, не коррелируемые с известными геологическими элементами; 2 - прочие разломы;3 - разрывные нарушения, образующие системы разломов, секущие космогеоструктурные области или регионы;4 - тектонические структуры I порядка (VIII - Пыль-Караминский мегавал; IX - Ажарминский мегавал);6 - структуры II порядка (41 - Куржинское куполовидное поднятие; 42 - Береговой вал; 43 - Западно-Пайдугинский вал;44 - Кананакский вал; 45 - Колонковское куполовидное поднятие);5 - структуры III порядка (164 - Чунжельская; 213 - Береговая; 214 - Пайдугинская; 215 - Семиреченская;217 - Бактасская; 218 - Кананакская; 222 - Пульсецкая; 232 - Корбыльская; 233 - Западная; 237 - Еланская)В долине Кети, освоившей в основном зоны разло-мов и впадин, растяжение земной коры мы связываем свлиянием активных положительных структур. На пра-вобережье к ним относятся Владимировский свод, Ми-насовское куполовидное поднятие, на левобережье -Степановский свод, Белоярский выступ и др. Воздыма-ние структур в новейший этап приводило к растяже-нию земной коры и формированию на их крыльях но-вых трещин, мелких складок.Для ложбин стока Обь-Томского междуречья, осво-енных реками Кисловкой, Черной и другими, такжехарактерна большая заболоченность водосборов (10-14%) против 3% водосбора р. Порос [27]. У рек, осво-ивших ложбины стока, повышенная доля подземногостока в питании (38%), поймы их сильно заболоченны.Влияние разломов на процесс болотообразования от-мечал и Е.М. Сергеев [25] на примере Шудельской при-разломной зоны (Чузикский желоб), где степень заболо-ченности составляет 70-80%, а на Колпашевском подня-тии сокращается до 10-20%.Общая высокая заболоченность ложбин, видимо,объясняется рядом причин.1. Подземные воды, циркулирующие в палеогено-вых, неогеновых породах, которые подстилают отложе-ния ложбин, залегают близко к дневной поверхности. Взонах трещиноватости подземные напорные воды под-нимаются близко к дневной поверхности и способству-ют переувлажнению ложбин. Данные факты имеют ме-сто в Орловской, Пайдугинской, Чернореченской (районоз. Песчаного), Улуюльской и других ложбинах.В.К. Попов с соавт. [28], характеризуя подземные водыОбь-Томского междуречья, отмечают, что подземныеводы палеогенового комплекса - это основной источникцентрализованного водоснабжения г. Томска. Глубиназалегания кровли этого комплекса вблизи границы вы-клинивания (вблизи выходов палеозойского фундамента)составляет 10-12 м, а в районе Обь-Томского водоразде-ла - до 60-105 м. Подземные воды палеогенового ком-плекса имеют сложную гидродинамику: верхний гори-зонт отложений лагернотомской свиты на водоразделеимеет общую пьезометрическую поверхность с водонос-ным горизонтом отложений нижнекочковской подсвиты.В ложбинах стока уровни палеогенового комплекса обыч-но на 1-5 м выше уровней гравийно-галечного водонос-ного горизонта ложбин стока и часто устанавливаютсявыше дневной поверхности (поймы рек Ум, Черная).Фильтрационные свойства пород палеогенового комплек-са улучшаются в зонах тектонических нарушений (долинрек Томи, Оби, древние ложбины стока), где коэффици-енты фильтрации песков достигают 67 м/сут.Питание палеогенового водоносного комплекса по-всеместно инфильтрационное. Наличие системы раз-рывных нарушений сквозного характера, интенсивноразвитой трещиноватости

Скачать электронную версию публикации