Бесплатный автореферат и диссертация по географии на тему

Эволюция профиля шельфа и побережья Черного моря в плейстоцене

ВАК РФ 11.00.08, Океанология

Автореферат диссертации по теме "Эволюция профиля шельфа и побережья Черного моря в плейстоцене"



РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК ИНСТИТУТ ОКЕАНОЛОГИИ им. П. П. ШИГВЮВА

На правах рукописи

ЛОМЕРОЗО Михаил Юрьевич

ЭШГДЙЯ 11РОШЯ ШЗЛЪФА И ПОБЕРЕЖЬЯ ЧЕРНОГО МОРЯ В ПЛЕЙСТОЦЕНЕ

(11.00.03 - океанология)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертация на соискание ученной степени кандидата географических наук

Москва - 1992

Работа выполнена в Симферопольском государственном университете им. М. & Фрунзе

Научный руководитель - доктор географических наук

ЕЕ Есин

Официальные оппоненты - доктор географических наук

А. А. Аксенов - кандидат географических наук ЕЛ Игнатов

Ведущая организация - Государственное геологическое предприятие "Крдагеология"

Защита состоится " 1992 г. в " ^у

на заедании специализированного совета К.-002.86.02 при Институте океанологии им ЕП. Ширшова РАН по адресу: г. Москва ул. Красикова 23

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института океанологии им. Е Е Ширшова РАН

Автореферат разослан " ^л/'г'уу 1992 г.

Учёный секретарь

специализированного совета к. г. н. С. г Панфилова

.- . ; 1 : ..Актуальность темы. Разрушение волнами морских берегов яв-аяется Глобальным геологическим процессом, протекающим на про-гяжет«1 '¡всей геологической истории Земли.. В условиях изменяю-цегося положения уровня моря.и тектонических движений земной «эры, абразия сформировала побережье и шельф Чёрного моря. Ожидаемое глобальное повышение уровня Мирового океана приведёт * активатизации береговых процессов и переформированию морских Зерегов. В связи с этим актуальной становится задача прогнозирования указанных процессов и защита морских берегов от разрушения волнами. Поскольку механизм абразионных процессов прошлого и настоящего времени в принципе одинаков, по лалеоре-конструкциям прошлого, выполненным для конкретных участков моря, южно прогнозировать тенденции.их развития в будущем. Научение особенностей эволюции побережья и шельфа Чёрного моря гакязз дает возможность внести.определенный вклад в исследование процесса колебаний уровня бассейна в плейстоцене.

Другой аспект изучения абразионных палеопроцессов связан с поисками некоторых видов полезных ископаемых. Так, сейчас на шельфе Чёрного моря ведется добыча газа, разрабатываются месторождения песка, ведется поиск нефти, имеются потенциальные субмаринные источники пресной воды. С целью научно обоснованного освоения шельфовых зон у нас в стране, как и* во многих прибрежных государствах мира, начата сьёмка донных отложений этой области, причём основное внимание уделяется отложениям четвертичного возраста. Картографирование отложений шельфа практически не возможно без восстановления палеогеографических условий их формирования и топографии палеорельефа.

Для Чёрного моря во многом не решёнными являются многие вопросы, связанные с колебаниями его уровня в геологическом прошлом, с положением древних береговых линий плейстоценовых бассейнов и многое другое. Выполнение в работе реконструкции в отдельных случаях дают прямые ответы,а в других позволяют учесть полученные результаты при решении рассматриваемых проблем.

Цель работы состояла в совершенствовании метода математического описания процесса преобразования морем прилегающей суши в условиях эветатических колебаний уровня моря. В выполнении реконструкций развития профиля шельфа и побережья Чёрного моря в плейстоцене и сопоставлении полученных результатов с имеющимся геологическим материалом.

£

Дли досп'яжеииа поставленной цеди ь работе решались смеду-юще задачи;

- разработка игтодики проведения реконструкций эволюции поверхности суш, преобразуемой под воздействием абразионной деятельности волн и построения схем,наглядно отражающих особенности формирования этой поверхности в условиях дифференцированных тектонических движений;

- уточнение кривой колебаний уровня Чёрного моря в плейстоцене на основании систематизации материалов по стратиграфии и абсолютному датированию четвертичных отложений шельфа, их гипсометрическому положению и особенностям залегания, с учётом корреляций с одновоэрастными отложениями соседних территорий;

- определение направлэния и оценка скорости тектонических движений ведьфа и побережья в течении плейстоцена;

- установление положения береговых линий бассейнов, существовавших в различные периоды плейстоцена, начиная с поздней чауды-

- реализация математической шдели формирования профиля шельфа и побережья для плейстоцена

Взучкая новизна работы отражена в следующих её результатах

- для описания процесса абразионного преобразования суши волнами в полном объёме применена модель абразионного процесса и подучена схема развития одного ив участков шельфа моря;

- на основании научения нового геологического материала и использовании теории абразионного процесса удалось оценить скорости тектонических движений шельфа и побережья на протяжении отдельных этапов плейстоцена;

- выполнена детальная реконструкция эволюции большей части вельфа и побережья Чёрного моря в плейстоцене;

- уточнены отдельные участки на кривой колебаний уровня Чёрного моря в плейстоцене

В работе запишется:

1. Методика реконструкции эволюции шельфа и побережья в условиях разнонаправленных движений земной коры;

2. Приложения матеттической теории абразии для описания ароцесса разрушения суш волнами, в, условиях многочисленных трансгрессий уровня моря;

3. Достаточно детальные,согласующиеся с данными геологических исследований, схемы реконструкций абразионного профиля

поберэгая и шельфа Кавказа, Керченеко-Таманской области,Северо -Западного сектора моря и Болгарии в плейстоцене;

Практическая ценность. Полученные результаты могут быть использованы при картировании четвертичных отложений шельфа, планировании и проведении геологоразведочных работ и гидротехническом строительстве, перспективном планировании развития прибрежных территорий в условиях наступающего подъёма уровня моря. Разработанные методические положения, касающиеся проведения реконструкций, могут быть использованы при проведении аналогичных падеореконструкцяй любых морей.

Результаты выполненных реконструкций эволюции профиля шельфа и побережья Верченско-Таманской области и побережья Кавказа испольэуигся в научно-практической деятельности Крымской гидрогеологической экспедиции ГШ "Крымгеология" и лекци- -онном курсе,' читаемом для студентов географического факультета Симферопольского государственного университета.

Апробация работы. Основное содержание работы докладывалось: ~ на Н Научной конференции молодых учёных "Современные проблемы конструктивной географии и охрана окружающей среды " (Киев,1985г.), на Ш съезде советских океанологов (Ленинград, 1987г),на конференции "Географические и экологические проблемы изучения и освоения южных морей Союза' ССР (Ростов-на-Дону, 1987г) , на конференции " Проблемы комплексной автоматизации гидрофизических исследований " (Севастополь, 1989 г.), на конференциях профессорско-преподавательского состава Симферопольского государственного университета (Симферополь,1987,1988, 1989,1991 г.г), на Всесоюзной конференции. "Береговые процесы на водохранилищах и морях" (Новосибирск,1991г.), на коллоквиуме лаборатории литодинамики береговой зоны моря Южного отделения ЙО РАН (Геленджик, 1992г.).

Структура и обьём работы. Диссертация состоит из трех глав , введения, заключения и списка литература Она содержит страниц' машинописного текста, 53 рисунков, 14 таблиц и списка литературы из 110 наименований.

Основное содержание работы

Во введении формулируется актуальность исследуемой проблемы, ставится цель и задачи работы. Показана научная новизна и область возможного использования полученных результатов.

В первой главе диссертации рассматриваются вопросы, свя-

ч

ванные с колебаниями уровня Чёрного моря в плейстоцене, а вопросу было уделено значительное вншание, так как качес используемой кривой хода уровня ыорк в значительной creí определяет вое получаемые при реконструкции характеристик! оценки. За основу бралась кривая кривая колебаний уровня 1 ного моря, предложенная П. Ейёдоровым (рис. 1). На основ; новых гелогических материалов, полученных в основном в шел: вых областях, вносились коррегстивы, уточняющие эту крш Чтобы исключить влияние тектонических смещений при определ« отметок уровня моря (т.е. установить чисто эветэтические и; нения), необходимо на акватории щря найти тектонически í билъвые в четвертичное время области и по находящимся на отметкам, маркирующим изменения уровня, определить его поле ние относительно современного уровня ыоря для различных эт< рассматриваемого периода. 5а такую реперную поверхность принят центральный участок шельфа северо-вападыого cera Арного шря, как испытавший наименее Еначнтелыше, по ерш нию с остальными областями,тектонические смещения. Таким oí зон, полученная кривая отражает изменения уровня моря откс тельно условно стабильного в плейстоцене участка северо-sai ного шельфа. Временные олют плейстоценовых циклов усто! ливались по абсолютным дат кров кем возраста отюжешй корреляциям с временем формирования отлодений соседних те] торий (табл.1). По результатам анализа, была построена Kpi колебаний уровня Чёрного коря (рис.1), используемая в дады шеы при проведении реконотрушШ эволюции сельфа и поберег Зо "второй главе основное внимание уделено теорзтичес вопросам, связанны« с преобразования поверхности суш в зудьтате абразионной деятельности волн и проведением реке трукций эволюции шельфа и побережья. Основные положения чественной теории абразионного процесса, разработш Е R Есиным (1980) и применяемые при реконструкции следующие Закономерности абразионного процесса при относите® колебаниях уровня шря определяются отношением скорости ¿т. ления Сенча (Vz) к скорости относительного изменения урс (U), Т.е. числом А - Vz/U, где: U-» Uyp + итект, Uyp -скорс изменения уровня моря; итект - скорость тектонических двзш Во время понижения уровня моря средний уклон ранее ос зованного дадьфа,не уменьшается после его выхода из зоны де

Таблица 1.1

Межрегиональная корреляция событий плейстоцена

твия волн. При образования террас, уклоны на одних участках возрастают, а на других уменьшаются, в среднем оставаясь неизменными.

При повышении уровня моря й неизменности гидрометеорологических и геологических условий (волновой режим, прочность пород и т. п.) абразия стабилизируется и берег начинает отступать с постоянной скоростью.

Уклон исходной поверхности шельфа в целом может уменьшаться только во время трансгрессии, при этом уклон вновь образованной поверхности определяется по формуле

у - ггг х /1+1А1 (1)

где: Ь« У -уклон вновь образованного профиля, Х- уклон бен-ча вблизи уреоа.

В целом -закономерности абразии ври подъеме уровня моря определятся числом А и уклоном начального берегового склона.

Если уклон исходной поверхности меньше величины У, то после трансгрессии он остается прежним. При этом протекает скрытая (без образования кайфа) абразия, в результате чего поверхность исходного склона разрушается равномерно.

Кзтодика проведения рековструкци и построения схем, наглядно отражающих преобразования земной поверхности в результате абразионной деятельности волн, следующая.

На основании натурных материалов и литературных источников, проводится анализ геологических особенностей, рассматриваемого района. По результатам анализа устанавливаются направление и скорость тектонических движений на различных участках, рассматриваемой территории и границы этих участков.

Скорость тектонических движений побережья и шельфа устанавливается по данным о возрасте абразионных террас, их высотным отметкам и положению уровня моря в момент формирования террас. Для различных этапов плейстоцена Цт устанавливается по промежутку времени медцу образованием разновозрастных террас и их высотным отметкам. Например,на Кавказском побережье, между реками Агой и Сочи высота древнеэвксинской террасы 95м, а высота уаунларской террасы 75 м. Возраст образования террас соответственно 365 и 225 тыс.лет. По этим данным определяем: за период Л1>365-225-140 тыс. лет, побережье поднялось на Н» 65-75 - 20м, откуда ЦТ - ЛН: ЛЬ - 20:140 - 0,14 мм/год.

Скорость абразионных налеопроцессов (Уг) и уклоны бенча

ТаЗлица t

• .Рисчёг параметров поверхностей, вырабатываемых в коренном днэ, в результате абразионной деятельности волн.

время; УРО-: период | вели игмаке скорость абра- : новая повер-

(тыс. вень изменений! чина кия подёыа зионноо хность

дет): моря: уровяЛг At уровня уровня число : уклон: а ззрина

- Еч. тыс. лет <ЛНм) мм/год tgV Им.

4CQ -60

400-370 30 б 0,17 58,8 0,0023 1789

370 -55

370-345 25 S0 £,Ш 5,0 0,0283 1767

34Б -5

345-315 30 8 0,27 37,0 0,0045 1778

S16 3 316-290 25 43

290 -АО

290-280 10 10 1,00 10,0 0,0154 649

280 -30

280-260 20 £7 1,35 ТА 0,0гог 1337

200 -3

250-230 SO 3 ОДО 100 0,0017 1782

£Ш 0 230-165 65

165 -50

166-145 20 6 0,26 40,0 0,0041 1219

145 -45

145-135 10 42 4,20. 2,4 0,0500 840

125 ->з

185-120 15 3 0,20 50,0 0,СШЗ 009

120 0 120-112 8 20

112 -20

112-105 7 17 2,43 4,1 0,0333 510

105 -3

105- 95 10 3 0,30 33,3 0,0050 606

Sf> ее 0 -10 9Б- 83 7 10

68- 83 5 8 1,50 6,25 0,0272 341

83 -2

83- 73 10 2 0,20 50,0. 0,0023 606

73. 0 73-45 28 60

45 -60

46-40 5 15 3,00 3,33 0,0S93 331

- 40 -45

40- 35 5 Б 1,00 10,0 0,0154 325

35. ■ -40 35- 25 10 40

26 -80

2S- 13 7 3 0,43 23,2 0,0070 42£

18 -77

18- 7 11 57 Б, 18 1,93 0,0580 98Е

7 -20

0 7- 0 7 20 2,36 3,44 0,0383 52Í

вблизи уреза (^Х) берутся современными, в дальнейшем они могут корректироваться по параметрам установленных палеоповерхностей.

Кривая хода уровня моря аппроксимируется ломаной линией, с которой 8атем снимаются промежутки времени (ЛЬ) и соответствующе изменения амплитуды уровня (Д Н). По этим данным затем определяется скорость подъема (опускания) уровня моря (иур), затем определяется абразионное число (А), уклон формируемой поверхности и её ширина (табл. 2).

Графические построения ведутся следующим образом. На графике, по оси абцисс откладывается расстояние (Ь м), по оси ординат отметки глубин (Н м). Затем на график наносится профиль перерабатываемой морем (рис.2). Далее,используя данные табл.2, наносят точки с координатами М(Ь,Н),расстояние I откладывается от каяэдой предыдущей точки. Например , для шельфа , сформированного к началу первой древнеэвксияской трансгрессии, на график наносятся точки с координатами Ш (Ом,-40м), М2 (606м, -37м), МЗ (3500м, -30м), Ш (1851м, -20м) (табл. 2, рис. 2.).

В случае» когда уклоны формируемой террасы ( отрезок АМЗ линии мгмз,рис.2) оказывается больше уклонов преобразуемой поверхности (участка АВ»рис,2), уклоны последней сохраняются, а координаты точек поверхности с новыми уклонами, соответствующие следующему этапу трансгрессивного цикла откладываются от точки с ординатой,соответствующей конечной ординате Н (точки МЗ.рис. 2) предшествующего цикла, помещаемой на линию, отражающую форму и положение существовавшей поверхности (точка В на рис. 2).

После того, как вычерчена линия, отражающая новую форму поверхности шельфа и побережья (Ш.М2АБМЗМ4, рис. 2), в ординаты соответствующих точек этой линии вносится поправка, учитывающая перемещение шельфа за счет тектонических движений. Эта поправка определяется следующим образом:

- по промежутку времени,прошедшему от начала до конца каждого трансгрессивного цикла,и скорости тектонических движений соответствующей рассматриваемому периоду,вычисляется путь,пройденный точками,сформировавшимися в начале и конце трансгрессии (точки А и Б,рис. 2). Аналогичным образом рассчитываются величины смещения точек и за период, предшествующий новому подъему уровня. На изображении поверхности шельфа и побережья от точек, соответствующих начальному и конечному положению уровня за рассматриваемый трансгрессивный цикл,по перпендикуляру от каж-

дой иа них откладывается отрезок, равный пути, пройденному каждой иг точек в этот период аа счет тектонических движений. В случае подъема поверхности, отрезок откладывается вверх от точки, в случае опускания - вниз (отрезки М' и ББ*, рис. 2).

Прямыми линиями соединяются точки, соответствующие на рассматриваемой поверхности начальному и конечному полох&нию уровня моря (точки А и В,рис. 2), и конца отрезков, отражающие смещение этих точек за счет тектонических движений (точки А' и Б',рис.2). Первая линия (АБ) отражает положение продольной оси блока, в пределах которого находится шельф и побережье в случае отсутствия тектонических движений, вторая линия (А'Б*) положение, которое займет эта ось в результате происшедших тектонических движений. По длине отрезков, заключенных мезду проведенными прямыми линиями (АБ и А'Б', рис. 2), напротив точек, отражающих особенности выработанного и сохранившегося рельефа (В,Г,Д,Е, рис.2), определяется их смеадгние за счет тектонических движений и в соответствующем направлении откладывается от каждой из них (точки В', Г,Д',Е', рас.2).

Все точки, отражающие изменение положения поверхности шельфа и побережья за счет тектонических движений, соединяются прямьш линиями м на схеме получается изображение поверхности шельфа и побережья, характерное для рассматриваемого промежутка времени.

Для того, чтобы проследить эволюцию вельфа и побережья во время следувдей трансгрессии, линию, отражающую рельеф и положение шельфа (М1'М2'А'В'В'Ш', рис. 2) к ее началу, помещают относительно новых координат осей. На ней находится точка, соответствующая уровню моря, с которого началась эта трансгрессия, и от нее проводят построения, аналогичные выполненным для предыдущей трансгрессии.

Экзогенные процессы обладает свойством не изменять своей интенсивности при неизменности действующих сил и условий, в которых протекает процесс. Имеется принципиальная вЬзможность найти функцию У-У(Р), где V - скорость изменения склона в перпендикулярном самому себе направлении (нормальная скорость изменения рельефа, Р - действующая сила; Поскольку сила Р описывает распределение по склону действующих сил и характер их перераспределения по мере изменения склона, то в общем случае ее можно рассматривать как функцию координат, времени и характе-

ристик рельефообразувдих сил, т. е.

F - f(x,y,z,t,...) (2)

В прямой постановке эвдача о развитии абразионного склона сводится к решению нескольких дифференциальных уравнений в частных производных. В монографии Есина Е а Савина М. Т. Жиля-ева А.П. (1980) предложена система уравнений для описания процесса отступания клифа и углубления беича в ре&улътате разрушения берега волнами.

- Hi I to-*53 [ H„ . H, - x„ Lp <b - -f*} n

gf (feUЧнЗД - j?*.,-¿i)ct3 (3)

- н^-ea) ctg*]]

где kl, k2, a2 ^-коэффициенты, значения которых определятся из натурных наблюдений, n-2, Hyp(t) - положение уровня моря в момент времени t, hep и Дер - средняя высота и длина волн, То. -среднее касательное напряжение на бенче во время шторма, Т„. -предельное касательное напряжение, при котором волна разрушает породу, слагающую берег, «SU- предельный уклон бенча, соответствующий ПрофИЛЮ равновесия, L« - пределы» возможная лпиия вгнепч.

Как известно, бенч разрушается до определенной глубины Нпр, ниже которой скорости движения воды настолько малы, что разрушений не производят. Таким образом, на глубинах больших Шр скорость абразии близка к нулю - там сформировалась поверхность шельфа. Следовательно, поверхность бенча (в нашем случае профиль бенча) определяется как геометрическое место точек пересечения прямых

t - X tg<*.+ bl(t) и ЦШ - 2 - Нпр. (4)

Отсюда следует:

tUt) - X(t) tgd.,- bl(t) - Нпр (5)

Система уравнений (3) дает возможность находить величину bl(t) при произвольном изменении уровня. Надставляя bl(t) в уравнение (4) можно найти абцису профиля шельфа X, затем подставив х и bl(t) в (5) найдем ординату г профиля шельфа (более точно х и z - это координаты граничной точки бенча глубже которой он не разрушается).

<а

На основании допущения о том, что штормовая активность моря в плейстоцене была примерно такой же как сейчас, по дан-выи натурных наблюдений определены параметры входящих в систему (3). Начало координат выбрано в точке основания клифа в начальный момент времени (время начала рассматриваемой трансгрес-. сии). Этой ситуации соответствуют следующие начальные условия. При Ы), Ы(()-0, МмШ-О. ПЬ кривой изменения уровня (рис.1) сделаны расчеты профиля бенча для Керченско-Таманской области Система (3) решалась методом Рунге-Кутта, кривая колебаний уровня моря аппроксимировалась сплайном.

В третьей главе выполнена реконструкция эволюции шельфа и побережья Чэрного мора.

На побережье Кавказа двихения земной коры происходили в пределах отдельных блоков, разделённых поперечными глубинными разломами. В пределах отдельных блоков скорости Цт значительно дифференцированы. Увеличение скорости движений побережья происходит от одного блока земной коры к другому с севера на юг (средние Цт плейстоценовых движений в районе м. Идукопас а 14 мм/год, на участке Сочи-Хоста. О, 28 мы/год ). На протяжении плейстоцена для всего побережья установлен следующий режим тектонических движений: после относительно медленного подъёма побережья в древнеэвксинское время, в карангате происходит увеличение Ш. которое достигло максимума в середине этого периода, затем вновь произошло замедление скорости этих движений. Цт шельфа была установлена в регульге анализа морфологии коренной поверхности дна и кочаственной теории абразионного процесса. В частности, показано, что сохранившиеся на участке шельфа, прилегающего к материковому склону, терраса и уступ выработанные в коренном дне, были сформированны на первом этапе дреэнеэвксинской трансгрессии. Окончательная высота уступа и лежащая выше него поверхность сформировались в начале каран-гата. Средняя Цт шельфа в период от древыеэвксина до карагата была практически одинакова (около 0,01 мм/год), а ¿начала ка-рангата произошло увеличение № шельфа. Шельфовые участки на протяжении плейстоцена опускались, а увеличение Цт, происшедшее в карангате, на каждом из рассматриваемом участков отличалось от соседних.

Преобразования, происходившие на шельфе и побережье в течении плейстоцена, понятны из приводимых схем эволюции поверх-

ости суши (рис.3). На остальных учатсках выработка профиля роисходила аналогично, только из-за различия в иг гипсометри-¡еское положение.занимаемое поверхность» прфилей и отдельные их араметры отличаются друг от друга Сравнение профилей, получе-:ных в результате реконструкции, с натурными данными, показы-аюг их полное совпадение, даже б деталях.Это позволяет сделать ывод о том, что скорость абразионных палеопроцессов и другие шторы, определяющие формирование шельфа и побережья, выбранив при реконструкции, близки к тем, что реально наблюдались а протяжении плейстоцена.

Ш результатам реконструкций,. общей закономерностью в аз витии Кавказского побережья и шельфа (исключая район г. Ана-ы) является сократиние ширины доплейстоценовой поверхности за чёт разнонаправленных смещений шельфа и побережья. В результа-е этого, в конце каждого трансгрессивногоцикла в зону абразивной деятельности вола попадал участок палеошельфа, в котором ырабатывалась террасовая поверхность, выводимая затем на невкую поверхность, Изменение иг вдоль- этой территории, в ко- • очном счете определили относительную равномерность ширины овреыенного шельфа. Ширина постчаудинского шельфа в районе I. Идокопас составляла около 10 юл, между устьями рек Пшада и ¡улан около 12 км, на остальном побережье (до Хосты) 16-17 км.

Наличие только одной карангатской террасы на участке по-ережья между устьями рек Мгаыбь и Пшада, объясняется следую-¡иы образом. Севернее Геленджика во время последнего каран-атского цикла была полностью уничтожена ранее сформированая ереговая терраса, практически вся атейская поверхность. В астоящее время здесь сохранилась терраса, сформировавшаяся на оследнем этапе карангатской трансгрессии. В районе м. Идокопас ьюота между тыловыми швами террас настолько незначительна 2,7м. между азЬ и кд1 террасами и 2,4м. между кг! и к®2 тер-асами), что поверхностные процессы вполне могли их снивилиро-ать в один уровень, поэтому сейчас здесь прослеживается всего дин карангатский уровень. На остальном побережье (располояюн-ом южнее) из-за более больших скоростей тектонических движе-ий каждая из карангагских поверхностей выводилась на более начительные высоты относительно друг друга и не затрагивались бразией последующих трансгрессивных циклов карангата. В резу-ьтате этого сохранилось три уровня карангатских поверхностей.

Дня Керченско-Таманской области установлен следующий режим тектонических движений: в период от 400 до 25 тыс. лет назад, шельф и побережье этого района были практически неподвижны, на границе плейстоцена-голоцена произошло смещение этой территории на 10 м вверх, причем шельф и побережье двигались в виде единного блока. Скорость абразионных палеопроцессов составляла около 20 мм/год. Последовательность преобразований профиля шельфа и переопределение осадочных толщ на нём понятны ив приводимых схем (рис. 4).

■По итогам выполненной реконструкции можно отметить следующее. В течение плейстоцена в неогеновых породах была выработана новая поверхность шириной до двадцати километров с характерным для нее уступчато-пологим профилем. В результате происшедших в конце плейстоцена тектонических движений сформированные поверхности выравнивания оказались на отметках -50 -45м -20 -10 м и +5 - 10 м (рис.4). Весь современный шельф рассматриваемой области, с точки зрения плейстоценовой истории, можно подразделить на две различные по генезису области - абразион-но-аккумулятивную и аккумулятивную. В первой области» прилега-гярй к современному побережью (кириной порядка 14 км), выработался новый полого-уступчатый профиль дна, на фойе которого развивались долины палеорек (Дона и Кубани). Выработка новой формы профиля в коренных породах прекратилась с момента наступления новоэвксикской трансгрессии. С этого времени преобладающим стад процесс выравнивают профиля шельфа в результате аккумуляции осадочного материала на его уступчато-пологой поверхности. Во второй области (начиная с современных глубин 50 м и шириной до ЭО км) рельеф поверхности шельфа «вменялся в результате накопления на существовавшей плиоценовой поверхности осадков плейстоцена-голоцена, в результате здесь сформировалась пологая равнина, с осадками мощностью до 30 м.

На протяжении всего плейстоцена береговые линии, соответствуют}» максимумам трансгрессий, находились севернее существующей береговой черты (на расстоянии порядка 4-5 км). Современная береговая линия образовалась на подводном уступе, выведенном тектоническими движениями на поверхность (рис. 4). По реконструкции происхождение зафиксированных на глубинах 3040 метров выходов пород неогена объясняется тем, что именно на этих глубинах был сформирован крутой уступ во время каран-

• Ш'ШШ'ШЗ'ЕЗв'БШ«

Руг ^"Зклочк» иЕкТ» Кстааал-Тл«««>»«иллея| С пи« исяцшм чбтотигчшх тлояи***

. 4- июпп чл«л»»с«ой -|»да»мссм|; г - < я - лгмле»»«»»-»»» * ; - «- < «а; «-.м»«^"" ' |и1>.ид<««ц»__________

——' востчаудшсгаВ аоберхиоем^'-ч^:-.::;

— чрсфщц Ое 1 помдооетх •

—— про! «,*4го»1:раюст*

ск=5 оа^оди. Яфхзийотаннио ьо ирым 1 т^адегрссыя

Л.

—— члфил« вцраЗэтинмД га первой

чтеаа юрангитскоп («Ь) тршкгресиш —~ врфшъ, скрибркив»! к> вреия Ьд I »мпе.

| оородм, я*рерабопшиае ее грею о(Ь грансгрсссих

"Л

порода, внрераСоиклв ьо врага сурозсхэга подгеш урвам (I) * «а -зравегресаа

Еза I «ша г

поь«риксть »орйкзго да», сфорюпоьйветвгя г швЯмоценв

, ТО ш

5 Схаа мзапан» лсщпшссш в&гьфа северо -западен тастд Чгриого шря

. гг

гатской трансгрессии, а затем, на сурожском этапе, на этой поверхности были переработаны, отложившиеся там осадки и коренные породы неогена, а существовавший уступ сохранился в виде клифа, сложенного породами неогегена Аналогичная ситуация с выходом неогеновых пород над карангатской поверхностью в прибрежной части моря, также может быть объяснена существованием на протяжении практически всего плейстоцена крутого уступа на глубинах -20-5 м и затем приподнятого над морской поверхностью (рис.4). На нем, из-за его крутизны, осадки не задерживались или откладывались очень гонгам слоем. Затек, тектоническими движениями, он был приподнят на глубины, доступные современному волнению. Если даже на нем судаствовали более молодые осадки, то они с<да уничтожены волнением.

Реконструкция, объясняет некоторые особенности формирования и .морфологии морских террас на побережье. Следуя схеме эволюции (рис. 4), караягатекие отлоязния должны залегать на уступе из пород неогена высотой 4-5 м. Уступ террасы должен круто обрываться к морю, а ее поверхность со слабым наклоном уходить в сторону суш. Во многих местах рассматриваемого побережья наблюдается именно такая картина. Например, в наиболее крупном из сохранившихся фрагментов карангатской террасы (его протяженность несколько километров), находящемся в береговом обрыве мэ;цду Гобечикским озером и с. Героевским, в центральной частя террасы карангатские отложения с резким угловым несогласием . лекат на сарматских глинах на высоте 4-5 « над уровнем моря. Отсюда они распространяются в сторону суш на расстояние 1-1,2 км. Аналогично, на уровне 4-6 м в береговом обрыве зафиксированы осадки карангатской террасы, они также залегают на крутом уступе из неогеновых глин. Продолжение карангатской террасы в сторону суш зафиксировано и на других участках.

В северо-западном секторе моря выделяются две, различные по темпу новейших тектонических движений, области. Прикрымская область и область, включающая центральную и западную части шельфа. Границы раздела между этими областями начинаются от основания Тендровской косы и проходит в 25-30 км. западнее м. Тарханкут. Для Прикрымсгай области характерны исключительно интенсивные современные опускания. Центральная и западная части шельфа представляют область слабых (по сравнению с Прик-рымской областью) опусканий.

На северо-западном шельфе, под осадками плейстоцена-голоцена, в основном, сохранились формы рельефа, определяемые развитием гидросети, формировавшейся во время регрессивных периодов. Учитывая это, проведение реконструкции побережья и шельфа, аналогичное проведенным для других регионов моря, в этоы районе бесперспективно, так как представить рельеф первоначально перерабатываемой поверхности в настоящее время невозможно и получаемые профили не будут отражать конкретно существующий рельеф. Однако объяснить некоторые особенности рельефо-образования и отдельные геологические факты, характерные этого района, испольвуя методику реконструкция эвсшадш эемной поверхности, на наш взгляд кажется реальным.

Приняв современные скорости абрааии бенча (Уу) разными 5С мм/год, характерными для всего плейстоцена, а уклоны бенча аб-радируемого волнением ^Х- 0.025 были рассчитаны параметры поверхностей, которые могли быть выработаны в пределах центральной п зшадаой части шельфа на отдельных этапах плейстоцена и построены схемы эволюции шельфа для этого периода (рис. 5).

По результатам выполненной реконструкции ширина поверхности, сморкировашгйсЕ и плейстоцене, достигает двухсот кило-мзтров (рис.5). Близкие размеры имеет шельф на мерздкане г. Одессы. На участках, где современный шельф имеет ширину почти в два рапа маеньшую (напротив дельты Дуная) древнеэвксинс-кие отлошния находятся на 3-5м. выше современного уровня озера Ялпух, которое находится приблизительно в 80км. от берега.т. е. к здесь ичряиа плейстоценовой поверхности оголо 200км. Нужно отштють, что по результатам реконструкции максимально далеко в сгорону сую плейстоценовая поверхность выдвинулась в древ-веэвксянскоэ время (рис, 5). По схеме эволюции шельфа , начиная со среднего плейстоцена и до новоэвксина, на последних: этапах всех трансгрессивных циклов профиль дна вырабатывался в коренных порода:*: плиоцена Б настоящее время основания клифов в районе г. Одессы сложны понгаческими глинами, прилегающие бенчи такав выработаны в породах плиоцена. Таким образом, выполненная реконструкция отражает реально существующие особенности рассматриваемой территории, что позволяет принять ее за основу при объяснении геологических особенностей шельфа.

Сбиирные территории дальфа представлены понижениями рельефа, которые формировались в результате выработки палеодолин

рек на посттранегресеивных поверхностях. Во время подъема уровня в их пределах происходила ингрессия шря и переотломе-ние и вахоронеяие аллювиальных, озерно-аллювиальных и лиманных фаций выполняющих эти понижения, а коренная поверхность не аО-рздиродадась. Положительные формы рельефа, представляющие водораздельные участей этих долин, в трансгрессивные этапы абра-дяроваяись морем по вше рассмотренной схеме. В частности, по результатам геологической съемки, в пределах цепочки возвышенностей Тарханкутско-Дунайской полосы, под отложениями новоэв-ксдаа скрыты пестрые глины плиоцена, причина отсутствия здесь плейстоценовых отложений древнее новоэвкскнских становится понятной если обратиться к схеме реконструкции (рис. 5). Jfe нее видно, что £0 время del трансгрессия в коренных породах дна была выработана террасовая поверхность и во время ео формирования были уничтонены чаудинекие и вовмояжо часть плиоценовых отложений. В последующем на этой террасе откладывались более молодые, чем del,осадки плейстоцена.На первых этапах пе трансгрессии а коренных породах шельфа выработался новый профиль (р:;с.Б), в результате чего была уничтожена часть дрешгеэв-ксинскоа террасы и отделившиеся на ней осадки. Таким образом, под пе отложениями оказалась только плиоценовая поверхность.

Результаты реконструкции.позволяют по новому взглянуть на выделяемые,' отдельными исследователями ( С. Я Варутенко (1975) и др.) з пределах СЗ шельфа ловоэвксияекие терраса Так, здесь выделяются ранненовоэвксинская терраса на среднем уровне -S5 --90м., средиеновоэвксинская на -67.5 - -62.5м., поздненовоэвк-сшекая на -35 - -30м. и голоцеповые террасы на средних уровнях -25 - -22.6м.; -16 - -7.5м.; -2м. Сравнение распределения йовозвксшскзи террас на кельфе, с лощенным при реконструкции профилем (рис. 5), показывает, что все поверхности, полученные по результатам реконструкции, в плановом отношении, совпадает с выделяемыми ранее террасами. В новозвксинское время после выработки профиля в коренном дне уклоны поверхности шельфа, лежащие выше отметок, близких к -60м. не изменялись (рис.5). Таким образом, не отрицая выделяемых С,И. Варущенко (1975) замедлений в скорости подъема уровня , во время которых могли вырабатываться относительно неширокие абразионные поверхности, на наш взгляд логичнее предположить, что Во время новоэвксинской трансгрессии ее осадки отлагались на поверхнос-

тях, выработанных на более, ранних этапах плейстоцена, что и проявляется в современном рельефз.

Анализ рассчитанных для иоберетйьа Болгарии скоростей тек-тоническр двииэний показал, что после относительно быстры» поднятий в конце чаудинского времени, в древнем эвкеине скорости движений побередья замедлились и к его огяичанию баи: минимальными за весь рассматриваемый период. С началом каран-гатского времени скорости двжювий резко возросли и достигли ышюамуш в середане этого периода. Затем скорость текотннчес-ких движений побережья ао&чктедьно снизилась. В голоцене они, по всей видимости, значительно -асе росли (оцелки по новочерно-корской и никфейской террэеам). В целом, поберет Вэлгарш в швейстогне-голоцене поднималась з гиде единого блока, с одина-ювш? средними скоростями текгоничееда дшенкй в пределах этого блока.

Со даншм Г. А. Симеоновс'й (¿971), средняя зиоросгь истираню »Ггрзшпл: пород на пойзреяьа Вжщгм соешяйет Эта скорогта абразш приняла характерной длщ ьозго плейстоцен«

Леи сгльфз я псбереяья Болгария установлено следующее, 1 продаж* Еургасекой впадины абразия подвергались гападный и восточный борт этой синклинали, а мегщу ниш находилась подводная котловина, в которой шло накопление осадков всех периодов плейстоцена. Севернее Ззбадкелского разлома существовал только западный берег и полого шаюлеиное дно, испытавшее влияние абраздониьк процессов о? лоэерояья до Калиаедшского раБлош. В связи о таким геологичееашм строение иезъфа реконструкция его развития была проведена для двух участков «гэльфз, рекдожшдаык гаскее и севернее Забалкаасгаго разлома. Схеыь эвсшщш шельфа и побережья (рис.6) отражают основные особенности формирования этой территории в плейстоцене.

• По результатам реконструкции и щекщиыся геологический материалам, происхождение чаудшмш овладений в прибредаю-морсге« к глубоководных фациях, найденных у бровки шельфа, кипой частя рассматривавши территория, ыожно сбёяснить едедую-щш. образом. На всех геологических станциях, где были вскрытк эти отложная (на глубинах от -80 до -ХООм), они находятся в воле Екбаяйнекого раэлоыа, для второго характерны развощ-сотныз дислоцгзрованные поверхности. Поэтому в период существования рашечзудинского моря отдельные поверхности находились

над его уровнем и под воздействием волн перерабатывались. В этих местах откладывались осадки в прибрекпо-морских фациях, а на остальных участках, западнее и восточнее этой цепочки островов, откладывались осадки, характерные для глубоководных условий- накопления. Регрессивные уровни более молодых морей были выше абрадироЕанных в начале чаудииского времени поверхностей, в результате чего прибрежно-морские осадки гервого этапа чауды захоронялись под глубоководными осадками этих морей. Наступившая новоэвксинская трансгрессия, развивавшаяся с самых низких за рассматриваемый период отметок 80м),перера-работала в этой зоне как мелководные, так и глубоководные оса-дки,отложившиеся на поднятиях. Поэтому разнофациадьные осадки и находятся в отдельных местах на одинаковых уровнях. Таким образом, полоса чаудинсних осадков, тянущаяся от Босфора до Бур-гасского залива, ке маркирует западную границу чаудинского бассейна (последняя проходит восточнее), а отмечает зону поднятий западного борта Вургасской синклинальной области.

Сравнение результатов реконсрукций с натурные данными показывает их хорошее совпадение. На основании этого можно принять, что предполагаемая схенз эволвдии кроме того, что качественно отражает этапы развития и формирования побережья и шельфа, еще и дает близкие к'реальным параметры выработанных поверхностей. Последнее вайю с точки зрения определения местоположения береговых линий плейстоценовых бассейнов.

Преобразование волнами шельфа на участке от м. Емине до г. Бзлч'сса происходило по той кв схеме, что и Страджанского поберзгъя (рис.6). Единственное отличие заключается здесь в том, что после чаудинской трансгрессии на пологой поверхности, морская граница которой находилась з зоне Калиакринского разлома, откладывались мощные толпш чаудинских осадков. Последовавшая затем древнезвкеинская трансгрессия перерабатывала отложения предшествующего этапа. Так как уровень моря не опускался ниже отметок коренного дна (сложенного плиоценовыми и тшгечаудинскими осадками), то з чаудинских отлозкениях была выработана поверхность, аналогичная сформированной у Страд-ланского побережья (рис.6). Только ширина подводных поверхностей была гораздо больше. Это объясняется тем, что скорость абразионных процессов в относительно молодых глубоководных осадках значительно выше, чем при переработке миоценовых из-

юстняков, слагающих побережье. Во время следующей трансгрес-¡ш, на ее первом этапе, перерабатывались уже осадки первого •тала древнеэвксинской трансгрессии и так далее. Таким обра-юм, коренное отличие в формировании северного и кмшого участ-:ов шельфа заключается в том, что на северных участках во вре-ш первых этапов трансгрессивных циклов перерабатывались гсносительно молодые осадки предшествующих этапов плейстоцена, i на заключительных миоценовые известняки, т. е. скорость абра->ии на нижних и верхних участках шельфа была различна

Несколько иначе шло преобразование шельфа на участке южду мысами Калиакра и Шабла, Здесь перерабатывался волнами юднимакшщйся блок земной поверхности. В результате таких двй-(ений поверхьосги, выработанные на начальных этапах трансгрес-:ивных циклов, уничтожались последующими трансгрессиями.

За пределами территорий, на которых поверхность шельфа ie подвергалась абразионному воздействию волн, шло накопление •лубокоЕодных осадков плейстоцена и к настоящему времени в ра-!оне бровки современного шельфа скопились огромные толщи осад-юз плейстоцена, мощностью до 1,5-2 км.

Проведенная реконструкция позволяет объяснить многие еобенности морфологии современного шельфа. Так, прибрежная [елрессия, установленная на болгарском шельфе (Геология и гид-юлогия...,1979.), явно связана с зонами перехода от глубоко-юдного накопления плейстоценовых осадков к зонам, где проводила абразионная выработка рельефа в известняках миоцена [а первых этапах карангатской (ash) трансгрессии. Зоны валов ю внешней области шельфа никак не могут являться реликтовыми юрмами плейстоцена, поскольку границы плейстоценовых морей :аходились значительно западнее. Вероятнее всего, их существо-;ание обусловлено тектоническим строением территории и совре-еиными (не старше голоцена) гидродинамическими процессами в той области шельфа. Западная граница чаудинского моря проходов не по бровке современного лельфа, как её показывают на олыпинстве палеокарт моря, а в виде ломаной линии, повторяю-¡ей контур современной береговой черта Шред вторым этапом аудинского трансгрессивного цикла она находилась в пределах овременной зоны прибрежной депрессии. В самом начале чауды в оной части шельфа береговая линия проходила по восточной гра-ице прибрежной депрессии, а в северной - вдоль Калиакринского

лч

■равлома и вдоль изобаты 50 м., между мысами Калиа1фа и Эмине.

В заключении приводятся основные выводы, вытекающие из диссертационной работа

1. Полученная, в результате анализа и систематизации фактического материала по геологии шельфа и побережья Чёрного моря, кривая колебаний уровня значительно дополняет аналогичную кривую, предложенную Е Е «едорозым (1678). В ней учтены последам данные по плейстоцену Черного моря и результаты определения абсолютного возраста отладений этого времени. В целом, полученная кривая отражает эвстатические изменения уровня относительно современного положения маркирующих отметок плейстоцена на северо-западном шельфе моря.

2. Предлагаемые дополнения в методику проведения реконструкции эволюции шельфа и побережья позволяют проводить более качественные реконструкции и получать наглядные схемы изменений, происходящих в коренной поверхности дна моря, в случае дифференцированных тектонических движений земной коры.

а Реализованная з работе математическая модель абразионного процесса покагывает виввотость её использования для расчёта профиля бенча, формирующегося э условиях произвольно из-иэняивдэгося уровня моря. При этом учитываются все основные факторы абразии

4. Установлены режимы тектонических движений шельфа и побережья и определены скорости и направления этих движений для отдельных периодов плейстоцена. В частности показано,что на побережье Кавказа и Болгарии набжщался следующий режим этих движений: после относительно быстрых поднятий в конце чау-динского времени в древнем эаксине скорости движений побережья замедлились и к его окончанию были минимальными ва весь рассматриваемый период. С началом карангатского времени скорости движзний резко возросли и достигли максимума в середине этого периода. Затем скорости тектонических движений побережья значительно снизилась,а в голоцене,по всей видимости,вначильно возросли. Шельф Керченско-Таманской области, на протяжении плейстоцена был практически неподвижен, в посленовоэвксинское время ои сместился на 10м. вверх. На побережье Кавказа шельфо-вые участки опускались с древнеэвксина до начала карангата со скоростью 0,01мм/год. В послекаранготское время значения скорости изменялись на каждом конкретном участке по равному.

Л5

5. Приводимые в работе схемы преобразования волнами по-ерхности суш позволяют проследить изменения, происходившие в оренной поверхности шельфа на протяжении отдельных периодов лейстоцена, а так же особенности формирования, распределения перераспределения осадков на шельфе. Они дают представление положении береговых линий плейстоценовых морей, to результа-ам реконструкций объясняются конкретные особнности, устаноз-енные на шельфе и побережье моря.

6. Полученные в работе схемы эволюции поверхности суши огут быть взяты за основу при более детальных палеогеографи-еских реконструкциях и, в частности, при определении парапетов колебания уровня бассейна по рельефу современных побережья шельфа.

Основные результаты диссертации опубликованы в следующих аботах:.

. Ееин Eft. Лжброзо Ей Абразионный процесс и осбенности формирования побережья и гвельфа Черного моря в плиоцене-плейстоцене //ill Съезд советских океанологов. Секция: Геология, геофизика и геохимия океана. Твердая кора океана, зоны перехода. Тезисы докладов. JL: ГШ, 1987, С. 92-94. . Ломброзо м. Ю. к вопросу о моделировании абразионного процесса береговой зоны Чэрного моря // Проблемы комплексной автоматизации гидрофизических исследований. Тезисы докладов. Севастополь, 1989, С. 122-123. * Ломброзо Ц. Ю., Есин Е В. Современные абразионные процессы и эволюция шельфа северо-восточного сектора Черного моря.// Географические и экологические проблемы изучения и освоения южных морей Союза ССР. Тезисы докладов. Л. : Изд-во ГО СССР, 1987, С. 83-84. . Ломброзо îi. Е, Есин Е В. Реконструкция зволюций побережья и шельфа Болгарии в плиоцене я плейстоцене. - Деп. в УкрШ-НИТИ 5.05.88, « 1076 - УК.88. - 12 с. i. Esin N. V., Dirnltrov P. S., Lombrozo ML Vu. Evolution of the Bleak sea Western part of the self during the pleistocene // Conpes rendus de 1 Academíe bulgare dts Scieces. Ton 42, N 4, P. 87-90.

ФОЛ со Гоми. Злк. i , Тир%*с ЮОму