Бесплатный автореферат и диссертация по географии на тему

Геоморфология зоны перехода от Байкальского рифта к Сибирской платформе

ВАК РФ 11.00.04, Геоморфология и эволюционная география

Текст научной работыДиссертация по географии, кандидата географических наук, Перевозников, Дмитрий Дмитриевич, Иркутск

| а Я

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК СИБИРСКОЕ ОТДЕЛЕНИЕ ИНСТИТУТ ГЕОГРАФИИ

На правах рукописи

ПЕРЕВОЗНИКОВ ДМИТРИЙ ДМИТРИЕВИЧ

ГЕОМОРФОЛОГИЯ ЗОНЫ ПЕРЕХОДА ОТ БАЙКАЛЬСКОГО РИФТА К

СИБИРСКОЙ ПЛАТФОРМЕ

Специальность 11.00.04 - геоморфология и эволюционная география

Диссертация на соискание ученой степени кандидата географических наук

Научные руководители: доктор географических наук, профессор Л.Н. Ивановский доктор геолого-минералогических наук, профессор Г.Ф. Уфимцев

Иркутск - 1999 год

СОДЕРЖАНИЕ

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

ГЛАВА 1. УСЛОВИЯ ФОРМИРОВАНИЯ РЕЛЬЕФА............................................8

1.1. Ороклиматическая характеристика Юго-Западного Прибайкалья ....8

1.2. Краткий геологический очерк..............................................................11

1.3. Главные события геологической истории кайнозоя..........................15

ГЛАВА 2. ОСНОВНЫЕ МОРФОСТРУКТУРЫ.....................................................19

2.1. Приморское поднятие............................................:....................................19

2.2. Прихребтовая депрессия......................................................................33.

2.3. Онотское плоское поднятие.................................................................38

ГЛАВА 3. ЭНДОГЕННЫЕ ПРОЦЕССЫ МОРФОГЕНЕЗА...................................44

3.1. Новейшие движения и обусловленные ими формы рельефа.......... 44

3.2. Современные тектонические движения.............................................5 4

3.3. Сейсмический режим и рельеф......................................................... 56

3.4. Землетрясения малой силы и экзогенные процессы...................... 59

ГЛАВА 4. РЕЛЬЕФ И ЭКЗОГЕННЫЕ ПРОЦЕССЫ............................................

4.1. Картографирование рельефа и экзогенных процессов....................6 9

4.2. Структурный рельеф...........................................................................71

4.3. Эрозионно-денудационные поверхности............................................77

4.4. Денудационные поверхности...............................................................84

4.5. Флювиальные поверхности..................................................................94

4.6. Поверхности склоновой аккумуляции................................................103

ЗАКЛЮЧЕНИЕ....................................................................................................109

ЛИТЕРАТУРА.......................................................................................................111

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. За последнее время в исследовании геологии и геоморфологии Байкальской рифтовой зоны (БРЗ), сделаны значительные успехи, которые основаны преимущественно на изучении ее внутренних областей - рифтовых долин и их бортов. В значительно меньшей мере уделялось внимание геоморфологии пограничных районов рифтовой зоны и Сибирской платформы.

Изучение пограничных или переходных зон является необходимым условием для познания процессов взаимодействия и эволюции рифта и платформы, поскольку в них отражаются пространственно-временные взаимоотношения этих главных элементов рельефа Сибири. Установление таких закономерностей вносит определенный вклад в решение проблемы Байкальского рифта.

Зоны сочленения рифтовых областей и платформы являются носителями ряда полезных ископаемых и, следовательно, их всестороннее изучение представляет практический интерес. _

Малоизученность этой значительной по площади территории предполагает ее исследование и в общенаучных целях.

Одним из недостаток 'освещенных вопросов экзогенной геоморфологии является проблема связи новейших тектонических движений и пространственной и временной структур экзогенных процессов. С этих позиций изучение переходных зон актуально потому, что именно в них происходит изменение структуры нисходящего литодинамического потока как ответной реакции на действие эндогенных сил.

Знание изменения пространственного положения пограничной зоны дает возможность определить историческую направленность развития неотектонических структур, что является важным для прогнозирования возникновения опасных и катастрофических геологических процессов.

Цель работы - изучение строения рельефа и процессов его формирования в зоне перехода от Байкальского рифта к Сибирской платформе, на примере Юго-Западного Прибайкалья.

Для достижения поставленной цели потребовалось решить следующие задачи: провести анализ морфотектоники и выявить закономерности построения морфо-структур в зоне перехода от рифта к платформе; оценить степень воздействия современных эндогенных процессов на рельеф; выявить распространение основных

генетических категорий рельефа в граничных морфоструктурах рифта и платформы; изучить распространение и особенности проявления экзогенных процессов, связанных с формированием рельефа окраин рифтовой зоны и платформы; охарактеризовать закономерности пространственного построения новейших структур переходных зон и связанных с этим изменений структур экзогенных процессов.

Объект исследования. Формы рельефа, рыхлые отложения и экзогенные процессы Юго-Западного Прибайкалья, изучаемые детально на опорных участках в бассейнах рек Бугульдейки, Олхи и районов, примыкающих к Кругобайкальской железной дороге (рис. 1).

Фактический материал. В основу диссертационной работы положены материалы полевых исследований, проведенных автором в Прибайкалье в 1988-1992 гг., в составе лаборатории геоморфологии Института географии СО РАН. Использованы данные работ 1972 года, полученные автором в процессе полевых исследований в составе лаборатории палеомагнетизма ИГиГ СО РАН г. Новосибирска, в Предбай-кальском прогибе, о. Ольхон и Бугульдейско-Манзурской палеодолине. Материалы самостоятельного изучения рельефа опорных участков в 1993-1996 гг. также легли в основу работы. Использовались фондовые данные, крупно- и среднемасштабные картматериалы, аэрокосмоснимки и литературные источники.

Методы исследований. Широкий круг поставленных задач, вытекающих из темы диссертации, потребовал применения наземных, дистанционных и специальных методов исследования.

Во время экспедиционных маршрутных обследований проводились: морфо-метрические измерения форм рельефа, описание их морфологии и взаимоотношений, характеризовались коррелятные формам рыхлые отложения с анализом их вещественного состава.

Результаты полевых наблюдений служили базовым материалом, который в совокупности с результатами дистанционных исследований интерпретировался и обобщался на более обширную территорию.

Специальными морфометрическими методами исследовалась новейшая структура Юго-Западного Прибайкалья: карта тектоморфоизогипс, анализ деформаций мел-палеогеновой поверхности выравнивания, геоморфологическое профилирование, карта энергии рельефа и др. В совокупности с уже имеющимися материа-

Рис. / * Схема района исследования и опорных участков.

лами по геоморфологии и рыхлым отложениям синтезировались представления о новейшей структуре территории и связанных с ней экзогенных процессов.

Научная новизна. В результате проведенной работы установлен закономерный ряд морфоструктур, составляющих зону перехода от рифта к платформе. Выявлены морфологические особенности морфоструктур зоны перехода. Впервые для Юго-Западного Прибайкалья охарактеризованы в совокупности их проявления эндогенные и экзогенные процессы в пограничной области рифта и платформы.

Исследовано воздействие слабых и средних по силе землетрясений на изменение интенсивности гравитационно-склоновых процессов. Определено количественное значение этого воздействия. Выяснена структура склоновых процессов, участвующих в деструкции тектонических склонов северо-западного борта Байкальской впадины. Впервые экспериментально определена скорость отступания этих склонов.

Установлено закономерное изменение структур экзогенных процессов от рифта к платформе. Отмечена асимметрия пространственного распределения и интенсивности проявления экзогенных процессов в Юго-Западном Прибайкалье. Впервые обоснованы региональные закономерности перестройки гидросети западного крыла Байкальской рифтовой зоны.

Защищаемые положения.

1. Ведущая роль в формировании морфоструктур зоны перехода от Байкальского рифта к Сибирской платформе принадлежит блоковым тектоническим движениям западного фланга рифтовой зоны.

2. Стержневым структурным элементом в рельефе переходной зоны является впадина - Прихребтовая депрессия, генетически связанная с развитием наклонного горста плеча рифта. Она послужила структурной основой для заложения и дальнейшего преобразования гидрографической сети Юго-Западного Прибайкалья. С геоморфологическим развитием депрессии связано становление морфоскульптуры северо-западных и северо-восточных склонов Приморского и Онотского поднятий, накопление рыхлых осадков и россыпей золота.

3. Наиболее сложное сочетание экзогенных процессов характерно для тектонических структур плеча рифта, более простое в пределах поднятого края

у

платформы. Общая направленность изменения структур экзогенных процессов от рифта к платформе состоит в их упрощении.

Практическое значение работы определяется возможностью использования при постановке поисковых и поисково-оценочных работ на россыпные полезные ископаемые, коры выветривания и строительные материалы, проектирования и развития рекреационных зон в Юго-Западном Прибайкалье.

Апробация работы. Результаты исследований докладывались на Региональной конференции по тематической картографии «Эколого-географическое картографирование и оптимизации природопользования в Сибири» (Иркутск, 1989); на Всесоюзной конференции «Развитие склонов тектонически активных орогенных областей и методы их изучения» (Ереван, 1990); на Иркутском геоморфологическом семинаре «Время и возраст рельефа» (Иркутск, 1991), «Геоморфологический риск» (Иркутск, 1993); «Байкал и горы вокруг него» (Иркутск, 1994); «Генезис рельефа» (Иркутск, 1995); на общероссийской конференции «Гидрология и геоморфология речных систем» (Иркутск, 1997).

Публикации. Основное содержание диссертации опубликовано в 14 печатных работах.

Объем и структура диссертации. Объем диссертации /2/ страниц машинописного текста, она содержит 20 рисунков, 2 таблицы. В списке литературы 141 источник. Работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованной литературы.

Работа выполнена под руководством профессора, д.г.н. Л.Н. Ивановского и профессора, д. г.-м. н. Г.Ф. Уфимцева, которым автор выражает свою искреннюю признательность; также автор благодарен д.г.н В.Б. Выркину, к.г.н. Ю.В. Рыжову, к.г.н. В.М. Плюснину, к.г.-м.н В.Г. Рыбакову за творческие контакты, советы и рекомендации, профессору, д.г.н. В.А. Снытко, к.г.н. О.И. Баженовой за содействие в исследованиях, инж. Т.Н. Тужиковой за помощь при оформлении диссертации.

ГЛАВА I. УСЛОВИЯ ФОРМИРОВАНИЯ РЕЛЬЕФА 1.1. Ороклиматическая характеристика Юго-Западного Прибайкалья

Юго-Западное Прибайкалье расположено на стыке южного выступа СреднеСибирского плоскогорья с обрамляющими его горными хребтами Восточного Саяна и Байкальской горной области. К подножию Восточного Саяна Средне-Сибиркое плоскогорье примыкает широкой полосой понижений, которые образуют в совокупности Иркут-ско-Черемховскую предгорную равнину. Плоские поверхности междуречий имеют высоту 550-650 м. У подножия Восточного Саяна, высоты их снижаются до 500 м. Здесь располагается самая пониженная заболоченная часть Иркутско-Черемховской равнины, выполненная кайнозойскими озерно-аллювиальными осадками.

Вдоль края Байкальской горной области в бассейнах рек Куды, Мурин, Каменка и Ходонца, как и в Присаянье, широкой полосой протягивается понижение - Предбай-кальская впадина. Она отличается характерным грядовым рельефом, причем гряды и разделяющие их понижения вытянуты параллельно краю горной области. Для впадины, по сравнению с плоскими и невысокими предсаянскими равнинами, свойственны более резкие изменения высот. Абсолютные отметки гряд изменяются от 500-600 до 800 м. Днища межгрядовых понижений заняты долинами рек, находящихся на 120-300 м ниже водоразделов. Перечисленные, наиболее опущенные части территории расположены по периферии Средне-Сибирского плоскогорья и отделяют его от горных областей.

Предгорья Восточного Саяна уступом возвышаются над Иркутско-Черемховской равниной. Вблизи горного уступа они представляют собой сильно расчлененное плоскогорье с высотами 850-1500 м. Параллельно краю уступа, в 60-70 км, поднимается интенсивно расчлененный Передовой хребет Восточного Саяна. На юго-востоке Передовой хребет начинается у Зыркузунской петли р. Иркута, протягиваясь на северо-запад на расстояние около 500 км.

На востоке от Предбайкальской впадины воздымается Онотская возвышенность с абсолютными высотами плоских водоразделов 960-1000 м. Её восточный склон дренируется реками Бугульдейка и Голоустная. Участки долин этих рек, северо-восточного простирания, отделяют Онотскую плоскую возвышенность от Приморского хребта.

Приморский хребет образует западное обрамление Байкальской впадины, являясь наиболее высоким орографическим элементом Юго-Западного Прибайкалья (г.

Трехголовый голец 1729 м). С запада он ограничивает Среднебайкальскую и Южнобайкальскую котловины, протягиваясь от широты п-ова Св. Нос до Култука, т.е. на 360 км (Флоренсов, 1960; Атлас Иркутской ..., 1962). По другим источникам (Геология СССР, Иркутская ..., 1962; Ламакин, 1968; Байкал, атлас ..., 1993), Приморский хребет оканчивается на правобережье истока р. Ангары, а самая низкая ступень Восточного Саяна, представляющая собой предгорья, на востоке открывается к берегу Байкала между истоком Ангары и Култукским заливом (Геология СССР, Иркутская ..., 1962). В более поздних публикациях, территория заключенная между истоком Ангары и р. Иркут характеризовалась как Олхинское плоскогорье (Проблемы эндогенного 1976; Уфимцев, 1992).

Самые низкие отметки осевой части Приморского хребта наблюдаются на правобережье истока р. Ангары и достигают 900 м. На северо-восток абсолютные высоты плоских вершин с отдельными останцами возрастают до 1000-1100 м. Высотные отметки Приморского хребта в 1200-1600 м, наблюдаются уже северо-восточнее р. Анги.

В целом, это плосковершинный, слегка наклонный на северо-запад хребет с многочисленными останцами на выровненном денудационном водоразделе. Восточный склон Байкальского хребта круто обрывается к впадине оз. Байкал.

Юго-западнее, на левобережье Ангары рельеф представлен выровненной денудационной поверхностью, ступенеобразно понижающейся к платформе. Благодаря близкому расположению базисов денудации - Байкала и Ангары, краевые части этого единого плоского поднятия интенсивно расчленены эрозией. Центральные части, куда не проникла эрозия, с высотой 800-900 м, выровнены, а на плоских водоразделах располагаются многочисленные останцы выветривания.

При, казалось бы, морфологическом единстве описываемых орографических участков, территория левого берега истока р. Ангары имеет одно существенное орографическое отличие от Приморского хребта. На ней отсутствует четко выраженный линейный водораздел. Второе отличие заключается в том, что этот участок рельефа сохраняет морфологическую монолитность. Главной особенностью рельефа Юго-Западного Прибайкалья является последовательное чередование положительных и отрицательных линейных форм северо-восточного простирания.

Климат рассматриваемого района резко континентальный. Характерно для него почти повсеместное отрицательное значение годовой температуры воздуха и сравнительно высокая летняя температура, суровая продолжительная зима, большие ампли-

туды колебания суточных и годовых температур, малые годовые суммы атмосферных осадков, в среднем 300-400 мм. Лишь для побережья оз. Байкал континентальность снижена. Здесь более мягкая зима и прохладное лето.

В тесной зависимости от циклонической деятельности находится выпадение атмосферных осадков, как в холодное так и в теплое время года. Большая их часть приходится на лето. Зимние осадки в виде снега составляют 10% от годовой нормы.

Горные хребты на пути воздушных масс, а именно их склоны, обращенные на запад и северо-запад, получают осадков значительно больше. На противоположных, подветренных, склонах их значительно меньше. Годовая сумма атмосферных осадков в Баяндае составляет в среднем 250-300 мм. На Онотской возвышенности выпадает в среднем 350-400 мм. В устье Голоустной-Бугульдейки годовые суммы составляют уже 250-300 мм, а в Еланцах эта сумма уменьшается до 200 мм/год.

При пересечении Олхинского плоскогорья эта закономерность не меняется. Для района Иркутска и среднего течения Олхи годовые суммы осадков составляют 400-500 мм. В верховье рекОлхи-Бол. Половинной, на водоразделе с Байкалом, годовые суммы увеличиваются до 500-600 мм. Побережье Байкала, Маритуй-Култук характеризуются годовыми суммами осадков в 300-400 мм.

Распределению снежного покрова свойственна та же зависимость, как и для жидких осадков. Наибольшие его средние мощности 40-60 см зафиксированы на Приморском хр�