Бесплатный автореферат и диссертация по географии на тему

Геоморфологическое строение и морфодинамика северо-западного побережья Сахалина

ВАК РФ 11.00.04, Геоморфология и эволюционная география

Текст научной работыДиссертация по географии, кандидата географических наук, Афанасьев, Виктор Викторович, Владивосток

Дальневосточный Государственный Университет Геофизический факультет

На правах рукописи

АФАНАСЬЕВ Виктор Викторович

ГЕОМОРФОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ И МОРФОДИНАМИКА СЕВЕРО-ЗАПАДНОГО

ПОБЕРЕЖЬЯ САХАЛИНА

11.00.04. - ГЕОМОРФОЛОГИЯ И ЭВОЛЮЦИОННАЯ ГЕОГРАФИЯ

Научный руководитель доктор географических наук, профессор П. Ф. Бровко

диссертация на соискание ученой степени

кандидата географических наук

Владивосток 1998

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ..............................................................................................................3

ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ О ПРИРОДНЫХ

*

УСЛОВИЯХ ФОРМИРОВАНИЯ ПОБЕРЕЖЬЯ................................8

1

ГЛАВА П. МОРФОСТРУКТУРНЫЕ УСЛОВИЯ.............................................23

ГЛАВА Ш. ГЕОМОРФОЛОГИЯ ПОБЕРЕЖЬЯ.................................................35

3.1 Основные черты геолого-геоморфологического строения

прибрежной низменности..............................................................36

3.2. Долинный комплекс.......................................................................49

3.3. Озерный комплекс..........................................................................59

ГЛАВА IV МОРФОДИТОДИНАМИКА БЕРЕГОВОЙ ЗОНЫ....................67

4.1. Размыв берегов северо-западного Сахалина...........................68

4.1.1. Основные особенности....................................................70

4.1.2. Оценка и прогноз размыва берегов....................................76

4.2. Динамика аккумулятивных образований..................................88

4.2.1. Аккумулятивная система кос "азовского" типа................88

4.2.2. Аккумулятивные образования устьев рек...........................93

4.3. Морфолитодинамика пляжа и подводного берегового

склона.........................................................................................103

4.3.1. Морфолитодинамика подводного берегового

склона..................................................................................104

4.3.2. Морфолитодинамика пляжевой зоны..............................111

ГЛАВА V. ЭВОЛЮЦИЯ ПОБЕРЕЖЬЯ СЕВЕРО-ЗАПАДНОГО

САХАЛИНА.

5.1 Изменение климата и растительности в позднем плейстоцене-

голоцене..!..............................................:........................................127

5.2. Колебания уровня моря и основные этапы формирования побережья.........................................................................................139

5.3. Основные тенденции развития берегов в

голоцене............................................................................................144

5.4. Особенности и прогноз развития побережья северо-западного Сахалина....*.......................................................................................154

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.............;......................................................................................160

ЛИТЕРАТУРА...............;......................................................................................163

ВВЕДЕНИЕ

Изучение побережий дальневосточных морей приобретает все большее научное и практическое значение в связи с развитием социально-экономических отношений. В частности, развитие трубопроводных коммуникаций Сахалин-материк, активизация судоходства через Амурский лиман из Охотского моря в Японское, потребовали конкретной информации о строении, развитии и современной морфолитодинамике побережья северо-западного Сахалина.

Результаты исследований представляют определенный теоретический интерес по ряду проблем геоморфологии и эволюционной географии морских побережий.

Целью работы является исследование геоморфологического строения, истории формирования и тенденций развития побережья северо-западного Сахалина.

В соответствии с этим решались следующие задачи:

1 Анализ условий и факторов, определяющих

геоморфологические особенности формирования и эволюции побережья.

2. Изучение морфолитодинамики берегов и подводного берегового склона . Выявление основных тенденций развития берегов.

3. Создание функциональных и формально-статистических моделей береговой зоны.

4. Палеогеографическая реконструкция развития побережья в позднем плейстоцене-голоцене и прогноз развития берегов. Фактическийматериал и методика исследований.

Фактический материал, положенный в основу работы, собран автором во время многолетних экспедиционных работ на побережье северо-западного Сахалина по госбюджетной тематике Берегового

исследовательского центра Дальневосточного госуниверситета ("Эколого-географическое изучение берегов Дальневосточных морей для целей гидротехнического строительства, рекреационного

освоения и марикультуры") и на основе хозяйственных договоров с объединением "Сахалинморнефтегаз", Институтом морской геологии и геофизики ДВО РАН. Фондовые материалы, аэрокосмическая информация, данные наблюдений сетевых метеостанций получены в следующих организациях: Тихоокеанский институт географии. Дальневосточное лесоустроительное предприятие, проектные

научно-исследовательские институты - СахНИПИнефтегаз, СоюзморНИИпроект, ДНИИМФ, ЛенморНИИпроект, объединение Сахалингеолопая, ДВНИГМИ, СахУГМС и др.

Экспедиционные исследования составили основу всего комплекса работ, обеспечили исходным материалом необходимые морфодинамические модели и палеогеографические реконструкции.

Научная новизна. Проведено крупномасштабное геоморфологическое исследование побережья аккумулятивной равнины северо-западного Сахалина.

Получены новые данные по геоморфологии и морфодинамике региона. На примере берегов с преимущественно вдольбереговым перемещением наносов получили дальнейшее развитие представления В.В. Шаркова, Л.Г. Никифорова, А.П. Кулакова о морфоструктурной обусловленности основных тенденций развития побережья. На основе корреляционно-регрессионного анализа получена формально-статистическая модель и выполнен прогноз размыва берегов. Выявлены определенные закономерности формирования и развития песчаных пляжей в условиях приливного моря. Установлены основные черты развития побережья в голоцене.

Практическое значение. Полученные результаты позволяют существенно уточнить балансовую модель наносов

Амурского лимана, используемую для определения условий заносимости фарватеров. Значительный объем фактического материала, представленного в работе, получен и использован для целей гидротехнического проектирования и строительства в рассматриваемом регионе при проведении хоздоговорных работ по заказу объединения "Сахалинморнефтегаз". Таким образом, определение характеристик и основных тенденций развития экзогеодинамической ситуации в береговой зоне является одним из основных практических приложений результатов исследования. Прогноз размыва берегов, полученный при корреляции гидрометеорологической информации по Камчатке, Северному и Южному Сахалину, Приморью , с учетом основных характеристик циклонов и данных по размыву, позволяет планировать хозяйственную деятельность на берегах и значительно снизить ущерб от ожидаемых изменений инженерно-геологических условий на побережьях. Материалы исследований автора изложены в девятнадцати научно-производственных отчетах и переданы для использования в научные, производственные и природоохранные организации.

Апробация работы. Результаты исследований по теме диссертации докладывались на Второй Тихоокеанской школе по морской геологии и геофизике (Южно-Сахалинск, 1985), XIX пленуме Географической комиссии АН СССР (Казань, 1988), XVII Всесоюзной береговой конференции (Москва, 1990), IV научно-практической конференции по экономическим основам рационального природопользования на Сахалине и Курильских островах (Южно-Сахалинск, 1990), XVIII Всесоюзной береговой конференции (Новосибирск, 1992), научном семинаре Лаборатории морской

геоморфологии МГУ, научных семинарах Проблемной лаборатории шельфа ДВГУ и Берегового исследовательского центра при ДВГУ.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 9 работ.

Объем и структура работы. Структура работы определяется целью и задачами исследования. В первой главе дана краткая характеристика представлений о природных условиях района исследований. Основные тенденции развития побережья северо-западного Сахалина в геологическом масштабе времени рассмотрены во второй главе. Третья глава посвящена анализу строения и формирования прибрежной равнины. В четвертой главе представлена информация по геоморфологии и морфолигодинамике современной береговой зоны. В заключительной главе определены основные закономерности развития побережья на последних этапах его эволюции (в позднем плейстоцене-голоцене).

Объем диссертации 185 стр., она содержит 47 рисунков и 13 таблиц. Список цитируемой литературы включает 217 наименований, в том числе 26 на иностранных языках.

Автор искренне признателен своему научному руководителю П.Ф. Бровко, а также А. П. Кулакову, B.C. Петренко, В.Ф. Рыбакову, Е.И. Арчикову, Г.В. Полунину, П.А. Каплину, Е.И. Игнатову, С.А. Лукьяновой за помощь, ценные консультации и критические замечания.

Автор выражает глубокую благодарность Т. С. Ивашинниковой, Г.Г. Разовой, И. Г. Гвоздевой, H.H. Печкиной, М.В. Черепановой, выполнившим аналитическую обработку (гранулометрический, радиоуглеродный, палинологический, химический и диатомовый анализы) многочисленных образцов. Автор считает своим долгом выразить благодарность Ю.А. Микишину за постоянную поддержку и сотрудничество.

ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ О ПРИРОДНЫХ УСЛОВИЯХ ФОРМИРОВАНИЯ ПОБЕРЕЖЬЯ

Район исследований охватывает Сахалинское побережье северной части Татарского пролива, Амурского лимана и Сахалинского залива (рис. 1), В геоморфологическом отношении территория является прибрежной низменностью Северо-Сахалинской равнины (Соловьев, 1958; Соловьев, Ганешин, 1971). На ландшафтной карте побережье выделяется в равнинный прибрежный округ подзоны светлохвойной тайги (Нефедов, 1967). Климатические особенности определяются принадлежностью к области муссонной циркуляции воздушных масс (Земцова, 1968).

Современное геоморфологическое строение побережья является результатом длительного и сложного взаимодействия эндогенных и экзогенных процессов рельефообразования. Это обусловливает соответственно широкий спектр методов, привлекаемых для анализа и раздвигает пространственно-временные рамки его применения. В частности, А.П. Кулаковым (1979) отмечено, что современные исследования берегов, наряду с изучением морфолитодинамики, на региональном уровне должны непременно включать детальный анализ морфотектоники и палеогеографии побережья и подводной окраины суши. Несмотря . на очевидную перспективность такого подхода к решению проблемы, работ в которых он был реализован в настоящее время явно недостаточно.

В качестве основных причин, наряду с непроработанностью многих вопросов теории, следует назвать, вероятно, необходимость унификации разнородных данных, что приводит к упрощению и потере информации и различную степень изученности отдельных аспектов проблемы.

История изучения природных условий района насчитывает уже более ста лет. Накоплен большой объем информации по широкому кругу вопросов геоморфологии, гидрометеорологии, геологии, географии. Значительная часть

Рис. I. Обзорная схема района исследований

этих материалов, главным образом, гидрометеорологические и геолого-геофизические данные интерпретирована в целях нашего исследования и представлена в соответствующих разделах. Некоторые факта и представления, имеющие отношение к поставленной проблеме, утратили научное значение и актуальность. В данной работе они используются главным образом при решении методических вопросов.

Первые сведения по морфологии района исследований получены в результате мензульной съемки территории военными топографами Павловичем - в 1865-1886 гг., Кокшайским и Роханским - в 1885-1886 гг. (Бражников, 1904). Более детальные топографические работы были проведены в начале века по заказу Геологического комитета (Д.Е. Панфилов) и Переселенческого управления (A.A. Грей). Результаты первого геоморфологического описания побережья H.H. Тихоновича и Г.И. Полевого (1915) представлены уже на этой картографической основе. Практически в то же время было выполнено детальное маршрутное описание берегового разреза и береговых образований района (Соколов, 1915). В дальнейшем получение геоморфологической, топографической и литологической информации обеспечивали геолого-съемочные, поисково-разведочные и изыскательские работы Здесь следует отметить исследования побережья к северу от м. Тык, выполненные Усть-Амурской геоморфологической партией Дальневосточного геологического управления (Филиппович, 1940), геологосъемочные работы под руководством Б.М. Штемпеля (1949-1950), инженерно-геологические изыскания в районе м. Погиби (Гриценко, 1951). При поисковых работах на россыпи золота и оценке запасов строительных песков изучались долинные террасовые комплексы рек Комулан, Ныйде, Теньги (Лавренов, 1965) и прибрежно-морские отложения на участке м. Вагис - м. Чингай (Гриценко и др., 1969; Лапшин, 1976). Начало собственно береговым исследованиям в районе было положено B.C. Медведевым (1959, 1961). В конце шестидесятых - начале семидесятых годов были проведены первые инструментальные измерения , морфодинамических параметров

береговой зоны (Кононов, 1972, 1973). Определены основные тенденции развития берегов (Кононов, 1969; Кононова, 1972, 1975). Отдельные вопросы геоморфологии побережья рассмотрены также в работах Ю.С. Мавринского (1959), С.М. Александрова (1973), В.В. Соловьева и Г.С. Ганешина (1971) и др. (рис. 2). Из работ последних десятилетий представляют интерес исследования эолового морфогенеза, выполненные H.H. Кононовой (1986) и системы кос "азовского" типа Ю.А. Микишина (1985). Однако несмотря на то, что нашими предшественниками в той или иной мере рассмотрен достаточно широкий круг вопросов, представления о геоморфологии и палеогеографии района отрывочны и во многом устарели.

Совершенно иная ситуация, вследствие высокой степени геофизической и стратиграфической изученности, сложилась в отношении структурно-геоморфологической информации. Детальное изучение гравитационных и магнитных полей, сейсмостратиграфические и электроразведочные работы, параметрическое и поисковое бурение, проводимые уже более тридцати лет, позволили накопить большое количество данных для морфоструктурных построений. Однако несмотря на это, роль и место района сближения Сихотэ-Алинской и Хоккайдо-Сахалинской складчатых областей в морфоструктурном плане зоны сочленения до настоящего времени определяются неоднозначно. Одни исследователи считают северо-западный Сахалин, Амурский лиман и побережье Нижнего Приамурья зоной затухания Восточно-Сихотэ-Алинского вулканогенного пояса (Меланхолина, Разницын, 1980; Куликов, Терещенков, 1989; Гальцев-Безюк и др., 1981 и др.). По мнению других, северо-западный Сахалин является составной частью Хоккайдо-Сахалинского складчатого сооружения (Плахотник, 1969; Мавринский и др., 1980; Гололобов, Мочалов, 1985 и др.). Указанные разногласия нашли отражение в различных подходах к анализу морфоструктурной информации по северному Сахалину (рис. 3, 4). Район исследований на представленных схемах отражен достаточно схематично, без должного учета результатов сейсмопрофнлирования MOB и детальных

Рис. 2 . Геолого-геомоуфологическое строение мористого края прибрежной

равнины (по Коноваленко, 1975) I - глины, 2 - пески разнозернистые, 3 - гравий, 4 - галька, 5 - торгр

Рис. 3 . Карта морфоструктур (на основе карты остаточного рельефа) (Терещенков A.A. и др., 1983)

Рис. 4. Морфоструктурная ■ схема

Северного Сахалина (Гололобов Ю.Н., Мочалов Н.И., 1988)

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ к рис. 3. Карта морфоструктур (на основе карты остаточного рельефа)

Цифры в кружках - названия морфоструктур. Отрицательные: I - Ту-гуро-Нимелено-Ульбанская, 2 - Ульбанская, 3 - Чля-Орельская, 4 - Удыль-Кизинская, 5 - Амурская, 6 - Сюркумская, 7 - Совгаван-ская, 8 - Бошняковская, 9 - Тымь-Поронайская, 10 - Пограничная,

11 - Южно-Татарская, 12 - Северо-Японская, 13 - Левенорновская,

14 - Абиссальная, 15 - Пегаса, 16 - Охотская, 17 - Дерюгинская. Положительные: 18 - Альская, 19 - Магу, 20 - Мевчанская, 21 -Омальская, 22 - Шмидтовская, 23 - Чаятынская, 24 - Богородская, 25 - Сизкманская, 26 - Приморская, 27 - Вагисская, 28 - Даехури-инская, 29 - Тихоновича, 30 - Коппинская, 31 - Нахтахская, 32 -Прибрежная, 33 - Камышовая, 34 - Богагинская, 35 - Мусаси, 36 -Монеронская, 37 - Южно-Камышовая, 38 - Тонино-Анивская, 39 - Тюлень, 40 ~ Котиковская, 41 - Поперечная

к рис. 4. Морфоструктурная схема Северного Сахалина

Контуры морфоструктур центрального типа: I, 2-1 порядка (I -Северо-Сахалинская, 2 - Ногликская); 3, 4 - П порядка, отвечающие поднятиям (Д - Дагинское) и депрессиям (П - Пильтунская, Ч - Чай-винская); 5, 6 - Ш порядка, соответствующие поднятиям (5) и впадинам (6); 7 - 1У порядка, соответствующие локальным складкам: I - Мыс Марии, 2 - Тумская, 3 Северо-Канская, 4 - Канская, 5 -Тюмская, 6 - Халганская, 7 - Южно-Некрасовская, 8 - Илистая, 9 -Северо-Шхунская, 10 - Восточно-Волчинская, II - Западно-Шхунская,

12 - Южно-Волчинская, 13 - Филипповская, 14 - Астрахановская,

15 - Сладкинская, 16 - Рыбновская, 17 - Полищукская, 18 - Бере-

зовская, 19 - Нижне-Глухарская, 20 - Аргонская, 21 - Черноречен-ская, 22 - Вулкунарская, 23 - Стланиковая, 24 - Встречная, 25 -Глухарская, 26 - Гыргыланьинская, 27 - Восточно-Обзорн