Определение границ и ранжирование блоков реперного участка горного массива

Ефременкова Ольга Игоревна

студентка 3 курса, кафедра региональной и морской геологии КубГУ,
г. Краснодар

Е-mail: ephremenkova_krr@mail.ru

Бондаренко Николай Антонович

научный руководитель, доктор г.-м. наук, профессор,

кафедра региональной и морской геологии КубГУ

г.Краснодар

Как известно, для Кавказа характерно наличие густой сети дизъюнктивных структур.  При этом субширотные (продольные) и субмеридианальные (поперечные) дизъюнктивы формируют системы разломов, которые, пересекаясь друг с другом, образуют мозаичную блоковую структуру. Макроморфными и мезоморфными особенностями морфоструктурных соотношений кавказского региона является соответствие структурно-тектонических подразделений определенным орографическим элементам [4, с. 175]. Постоянные водотоки обозначают границы блоков и служат ведущим индикатором при анализе тектонических движений как на уровне макроблоков, так и на уровне более мелких блоковых структур.

Актуальность: определение границ блоков, их ранжирование и дальнейшее определение направленности вертикальных движений выступает в качестве предварительной инженерно-геологической оценки территории. Результаты такой работы позволят существенно уточнить модели изменения напряженно-деформируемого состояния массивов горных пород во времени, что особенно важно при проектировании долгосрочных сооружений, сооружений повышенного уровня ответственности, линейных сооружений в целях повышения уровня безопасности при их долговременной эксплуатации.

Объектом данной работы являются речная сеть р.р.Псоу, Сочи, Шахе. Предмет исследования – разносторонние притоки различных порядков и их количественные соотношения. Цель работы – определение границ блоков, их ранжирование и определение направленности вертикальных движений, исходя из количественного соотношения разносторонних притоков.

Для достижения поставленной цели решены следующие задачи:

1. Количественная оценка долин различных порядков речной сети междуречья Туапсе-Псоу;
2. Выявление границ линеаментов;
3. Построение карт-схем линеаментов-блокоразделов с обозначением границ блоков и направлением их движения.

Методика изучения блокового строения горного массива на участке Туапсе-Сочи опиралась на следующие теоретические представления [1]:

1. блоковая структура массивов горных пород обусловлена развитием упорядоченных иерархических систем структурных неоднородностей от микротрещиноватости до крупных разломов;
2. поверхностным выражением глубинной тектонической делимости земной коры региона являются линеаменты, подчеркнутые, главным образом, эрозионными долинами, которые посредством избирательной эрозии закладываются по зонам тектонических нарушений, и чем ниже порядок речной долины, тем более активную или глубокую тектоническую зону она наследуют.

Исходя из приведенных теоретических представлений, для выделения и ранжирования блоковых структур применялись методы морфометрического анализа рельефа поверхности. Фактическим материалом служила топокарта Краснодарского края масштаба 1:50000. Использовались данные из опубликованных материалов.

В процессе работы были рассмотрены реки южного склона Северо-Западного Кавказа со всеми их притоками в количестве 30-ти штук, среди них: Псоу, Мзымта, Кудепста, Хоста, Агура, Мацеста, Бзугу, Сочи, Дагомыс Восточный и Западаный, Лоо, Хобза, Буу, Детляшка, Беранда, Якорная щель, Шахе, Чемитоквадзе-Чужая, Чухукт, Годлух, Цусхвадж, Псезупсе, Свирская щель, Куапсе, Аше, Макопсе, Шуюк, Шепси, Дедеркой, Туапсе. Долина главного водотока принята за долину первого порядка. Долины водотоков, впадающих в главный водоток, формируют долины второго порядка. Долины водотоков, впадающих в водотоки долин второго порядка, формируют долины третьего порядка и так далее. По этой схеме проведен подсчет всех притоков долин вышеуказанных рек. Решение данной задачи сводилось главным образом к подсчету количества правосторонних и левосторонних притоков.

По количеству порядков долин все речные системы условно были разделены на три типа:

Первый тип - реки высших порядков (6‑8 порядков долин): Шахе, Мзымта, Аше, Псоу, Дагомыс Зап., Псезуапсе;

Второй тип - реки средних порядков (4‑5 порядков долин): Кудепста, Хоста, Сочи, Лоо, Якорная щель, Туапсе, Агура, Мацеста, Бзугу, Дагомыс Вост., Хобза, Чемитоквадзе-Чужая, Шепси;

Третий тип - реки низших порядков (2‑3 порядков долин): Буу, Детлышка, Чухукт, Голдух, Цусжвадж, Куапсе, Дедеркой, Беранда, Свирская щель, Шуюк.

Начало работы сводиться к выбору оптимальных для исследования участков речных систем. Оценку разносторонних притоков и их количества следует проводить для наиболее крупных рек. Разумно анализировать реки первого и второго типа, используя лишь сведения об их некоторых наиболее крупных притоках - долинах 2-го и 3-го порядков. Реки третьего типа, как и долины 4-8-го порядков рек, для анализа не используются, т.к. их протяженность и вероятность, что тектонический фактор является одним из ведущих при формировании долин, весьма малы. Однако наличие долин указанных порядков можно рассматривать, как дополнительный фактор при определении направления движения блока. 

Основываясь на вышеизложенном критерии выбора, а также с учетом схемы новейших структур западной части мегасвода Большого Кавказа С. А. Несмеянова [2, с. 34‑40], нами выбраны три реки, для притоков которых (долин 2-го порядка) проведено определение границ и ранжирование блоков:

• Р. Безымянка – долина 2-го порядка р. Псоу. Согласно схеме С.А.Несмеянова, русло реки пересекает структуры: Пихтово-Дзыхринская гряда поперечных блоков, Верхепсоуский грабен.
• Р. Агва – долина 2-го порядка р. Сочи. Согласно схеме С. А. Несмеянова, русло реки пересекает структуры: Бзычская гряда поднятий, Шаханский горст, Ажейский грабен.
• Р. Бушуй – долина 2-го порядка р. Шахе. Согласно схеме С. А. Несмеянова, русло реки пересекает структуры: Кутский горст, Верхнепшехский горст, Ажуйский грабен.

Определение границ и ранжирование блоков для реперного участка горного массива осуществлялось по речным долинам и расщелинам. Положение границ блоковых структур в виде линеаментов-блокоразделов согласно имеющимся методическим разработкам [3, с. 263] соответствует положению долин водотоков разных порядков. Деление территории при этом начиналось с анализа местоположения водотоков и их долин низкого 2-го порядка. Они определяют положение главных линеаментов-блокоразделов, имеющих наивысший ранг. Площадь главного линеамента-блокораздела определяется водораздельным пространством между двумя соседними долинами 2-го порядка, которые имею значимую протяженность. Аналогичный метод использован и для выделения блоков более низкого ранга – площадь линеамента-блокораздела более низкого ранга определяется водораздельным пространством между двумя соседними долинами 3-го порядка, которые имею значимую протяженность. Водораздельные пространства между долинами 2-го порядка, имеющими малую протяженность, также определяли площади блоков более низкого ранга. В случаи, когда не удается определить одну из границ блока более низкого порядка (отсутствует соседняя долина 3-го порядка необходимой протяженности), граница принимается как совпадающая с границей блока высшего ранга на данном отрезке.

Важность оценки количества притоков, в данном случае, заключается в оценке изменчивости направленности вертикальных движений блоков. Т. к. постоянный водоток определяется принадлежностью к дизъюнктивной структуре, которая является пограничной между двумя соседствующими блоками, то о направленности и, главное, скорости вертикальных движений можно судить по количественному соотношению его разносторонних притоков. Если количество правосторонних притоков превышает количество левосторонних, следовательно, правобережный блок воздымается интенсивнее левого и наоборот. В случаи, когда количество разносторонних притоков одинаково, интенсивность движения соседствующих блоков одинакова. 

Главные блоки наивысшего ранга выделены для р.р. Сочи, Псоу и Шахе в районе их притоков р.р. Безымянка, Агва и Бушуй. Согласно пространственному и количественному распределению их притоков (долин 3-6-го порядков), выделены блоковые области, воздымающиеся или опускающиеся относительно друг друга. На рисунках 1-3 воздымающийся блок наивысшего ранга обозначен косой штриховкой, а цветная заливка соответствует блокам более низкого ранга и определяется степенью возвышения данного блока над соседними – чем выше блок, тем интенсивнее цвет.

Рис. 1 Карта-схема линеаментов-блокоразделов р. Безымянка

Рис. 2 Карта-схема линеаментов-блокоразделов р. Агва

Рис. 3 Карта-схема линеаментов-блокоразделов р. Бушуй

Аналогичным образом выделены границы блоков более низкого ранга, а направленность их вертикальных движений определена количественным соотношением долин более высоких порядков (4‑6-го порядков).

Выводы:

1.    Левосторонний блок наивысшего ранга р.Безымянка воздымается относительно правого.

2.    У р. Агва наоборот - правосторонний блок воздымается относительно левого.

3.    Разносторонние блоки р. Бушуй характеризуются приблизительно равной интенсивностью вертикальных движений.

4.    Блоки более низкого ранга также характеризуются активностью тектонических движений

5.    Полученные результаты в целом соответствует принадлежности блоков к разным крупным структурам.

Таким образом, предлагаемый методический подход позволит существенно уточнить модели изменения напряженно-деформируемого состояния массивов горных пород во времени. Полученный графический материал можно использовать для оценки геодинамического риска горных территорий, составления тектонических основ сейсмического микрорайонирования и пр.

Список литературы:

1. Корсакова О. П., Колька В. В., Савченко С. Н. Блоковое строение Кольского полуострова: морфотектоническое районирование, геоэкологическая устойчивость в условиях природно-технических систем (на примере горных массивов Хибины и Ловозеро) // отчет РФФИ (проект №05-05-97501), выполненный в рамках региональной целевой программы «Развитие науки, научно-технической и инновационной деятельности в Мурманской области на 2006‑2008 гг.». [электронный ресурс] – Режим доступа. - URL: http://www.kolasc.net.ru/russian/sever06/sever_8.pdf (дата обращения: 30.03.2012)
2. Несмеянов С. А. Неоструктурное районирование Северо-Западного Кавказа. -М.: Недра, 1992, ‑34‑40 с.
3. Симонов Ю. Г. Объяснительная морфометрия рельефа : учеб. пособие. -М: ГЕОС, 1999, ‑263 с.
4. Отчет о результатах регионального обследования экзогенных геологических процессов на территории Краснодарского края (отчет Лазаревской и Азово-Кубанской гидрогеологических партий за 1978‑1982 г.г.) // Севкавгеология; Руководитель Я. А. Измайлов; А. Т. Полещук, С. Е. Абрамов, Н. В. Александрова и др.;  ГР № 30-79-50/39.- п. Лазаревское, 1982.‑ 175 с.