Бесплатный автореферат и диссертация по географии на тему

Механизмы формирования рельефа хребта Петра I

ВАК РФ 11.00.04, Геоморфология и эволюционная география

Автореферат диссертации по теме "Механизмы формирования рельефа хребта Петра I"

АКАДЕМИЯ НАУК ССОР ИНСТИТУТ ГЕОГРАФИИ

на правах рукописи

БУЛАНОВ Сергей Анатольевич

МЕХАНИЗМЫ НОРМИРОВАНИЯ РЕЛЬЕФА ХРЕБТА ПЕТРА 1

11.00.04. - геоморфология и эволюционная география

Автореферат диссертации на соискйние ученой степени кандидата географических наук

Москва - 1990

Работа выполнена в Институте географии АН СССР

Научные руководители: доктор географических наук. Профессор Л. Л. Асеев; кандидат географических наук, старший научный сотрудник Е. А. Финько

Официальное онМоненты: доктор географических наук П. А. Растворова кандидат геолого-минералогических на.ук С.Ф.Скобелев

Ведущая организация - МГУ им. М. Р. .Ломоносова, Географический

факультет

Защита диссертации состоится "«¿о /¿^Яо ______1990г. в

№_часов на заседании специализированного совета по геоморфологии и эволюционной географии (Д. 003.19.04) при Институте географии АН СССР по адресу: 109017, Москва, Старомонетный пер., дом 29.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института географии АН СССР.

Автореферат разослан -Я- ¿7<Г715 <5^? 1930 г.

Учений секретарь специализированного совета,

А. К. Маркова

кандидат географических наук /7, 9

Интенсивное освоение горних территорий требует от географической науки создания теоретического фундамента для решения задач оптимального испольвования горных геосистем и бесконфликтного взаимодействия человека с природной средой. Полноценное решение такой задачи возможно лишь при комплексном исследовании территории.

Рассматривая степень изученности одного иа самых мобильных регионов Земли - зоны сочленения Памира и Тянь-Шаня -, нельзя не этметить некоторое отставание комплексных геоморфологических исследований от уровня разработок по смежным географическим и геологическим дисциплинам. В то же время в решении широкого круга региональных проблем - от прогнозирования сейсмических событий до охраны природы и строительства новых объектов - геоморфология, как тавёстно, играет далеко не последнюю роль. Особую актуальность при зтом приобретает научение закономерностей формирования горного эельефа.

Это определило основную цель данной работы - комплексное иэу-тение формирования рельефа горного сооружения в пределах зоны сочинения Памира и Тянь-Шаня. В качестве объекта исследования выбран (ребет Петра 1 - наиболее значительное горное сооружение, нацело ¡ложенное дислоцированными осадочными породами мезозоя-кайнозоя, по является отличительным признаком для геологического строения юны сочленения.

В ходе исследования выявилось, что для обстоятельного объяс-1ения динамики рельефа необходимо раскрыть соответствующие меха-шзмы, что позволило бы связать в единую систему рельефообразова-!ня. явления разного масштаба и генезиса. Разработка представления ) механизме рельефообразования (как специального приема для изуче-1ия горного рельефа) на конкретном региональном материале явилось )торой целью работы.

Достижение поставленных целей потребовало решения следующих 1адач: 1) Составление серии геоморфологических карт хребта Петра 1 ! выявление основных процессов, сформировавших его рельеф. 2) Нэб-исдение за геоморфологическими процессами и измерение скорости их [ротекания. 3) Обобщение литературных и фондовых материалов по вучению рельефа и внутреннего строения территории. 4) Анализ про-

тиворечий и преодоление однобокости в изучении геоморфологии региона. 5) Разработка принципов выделения и описания геоморфологических механизмов. 6) сойдание представлений о механизмах формирования рельефа хребта Петра 1.

Предмет исследования составляет механизмы формирования рельефа хребта Петра 1. '

Материалы для написания работы собраны автором во время полевых исследований в экспедициях Института географии АН СССР в Таджикской ССР в 1981-1988 г. !\ а также при анализе опубликованных литературных и фондовых источников.

В работе использованы следующие методы: крупномасштабное геоморфологическое -картографирование и профилирование, дешифрирование аэрофотоснимков, морфоструктурный анализ, наземная стереофотограм-метрическая съёмка.

Научная новизна работы состоит прежде всего в разработке и применении- . представления о геоморфологическом механизме - в методическом приёме, который позволил критически осмыслить и в значительной степени пересмотреть взгляды на формирование рельефа исследуемой территории. Составлена серия геоморфологических карт хребта Петра 1 и произведено его комплексное геоморфологическое описание. Установлены скорости протекания катастрофических эрозионных процессов. Подвергнуты анализу существующие точки зрения на историю развития рельефа зоны сочленения Памира и Тянь-Шаня и дана их оценка в свете новейших данных по внутреннему строению и геодинамике региона. В каждом из выделенных и изученных механизмов содержатся элементы новизны по отношению к прежним представлениям о формировании рельефа региона. Так, например, на региональном уровне разработана модель горообразования, вызванного горизонтальными движениями земной коры. Выявлены и описаны явления -тектонической деструкции орогена и связанной с ней планации рельефа. Установлены стадии развития и основные приданы важнейших изменений рельефа.

Практическая значимость диссертации заключается в возможности использования её результатов при решении актуальных вопросов природопользования на территории хребта Пет1*а 1 и сопредельных горных сооружений. Составленная серия геоморфологических карт может быть

использована при планировании мероприятий, для проведения которых необходима оценка природных условий. В частности, они могут быть применены при установлении мест и времени прохождения катастрофических процессов селе-, оползне- и лавинообразования; при оценке последствий хозяйственной деятельности человека и при выявлении тенденций развития рельефа и других компонентов горных геосистем.

Апробация работы. .Основные положения диссертационной работы были доложены на заседаниях отдела геоморфологии ИГ АН СССР (декабрь 1983 г., май 1985 г., апрель 1987 г., март 1988 г. , февраль 1989 г.), на заседании отдела ЛЭИГ ИГ АН СССР (апрель 1984 г.), в Московском филиале Географического общества АН СССР (май 1985 г. март 1990 г.), на 11-м междуведомственном совещании по изучению современных движений земной коры на геодинамических полигонах (Звенигород, декабрь, 1985 т.), на ХУ111 пленуме Геоморфологической комиссии АН-СССР (Тбилиси, ноябрь, 1986 г.), на 1У Всесоюзной научной конференции "Закономерности проявления эрозионных и русловых процессов в различных природных условиях" (Москва, декабрь 1987 г.), на XIX пленуме Геоморфологической комиссии АН СССР (Казань; ноябрь 1988 г.), на Всесоюзном совещании "Активные разломы -методы их изучения, морфология, кинематика и геодинамическое значение" (Иркутск, апрель 1989 г.).

По теме диссертации -опубликованы б работ обшцм объемом 1,6

1. л.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 5 "лав и заключения, изложенных на 13$ страницах машинописного текста, включает 51 рисунок. Список литературы

включает 202 названия, из них б на иностранном языке.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ.

РАЗВИТИЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЙ О РЕЛЬЕФЕ И ВНУТРЕННЕМ СТРОЕНИИ ХРЕБТА

ПЕТРА 1.

Хребет был назван в честь Петра 1 В. Ф. Ошаниным, посетившим Зурхобскую долину в 1878 г. В 191Я г. Р. ф. Клебельсберг дал первое

- б -

развернутое геолого-геоморфологическое описание района и определил принадлежность хребта к зоне молодых дислокаций мезозой-кайнозойских осадочных пород, вытянутой вдоль северной окраины Памира на границе с Алаем. Перые исследвания Памиро-Алайской горной страны связаны с именами И. В. Мушкетова, Д. В. Наливкина, Д. И. Мушкетова, Я С. Эдельштейна, Я 'С. Щукина.

В 30-е годы а П. Херасковым введено понятие "Таджикская депрессия" применительно к области распространения мезозойских и третичных отложений между северным Памиром и Гиссарским хребтом. В 40-е годы И. Е. Губин, основываясь на резком различии одновозрастных толщ мезозоя и кайнозоя на севере Памира и в Алае, установил факт значительного надвигания Памирских фаций, слагающих хребет Петра 1, на опущенный форланд южного Тянь-Шаня по крупному надвигу, названному им Вахшским. Выделив его в качестве одного из главных региональных дизъюнктивов, он отвёл ему роль геологической границы между Памиром и Тянь-Шанем. И. Е. Губиним била определена и южная граница зоны молодых дислокаций - Дарваз-Каракульский разлом.

С первых шагов изучения определилось разногласие по основному вопросу регионального тектогенеза: какие движения земной коры были (и остаются до сих пор) ведущими - горизонтальные или вертикальные? С этих принципиальных позиций по-разному дается ответ на то, каким образом сформированы горные сооружения с молодой складчатой структурой (в том числе и хребет №тра 1). С основным вопросом также связано и решение других вопросов регионального тектогенеза, теснейшим образом переплетающихся с историей развития рельефа. Соответственно выделяется две точки зрения, которые условно модно назвать фиксистской и мобилистской концепциями регионального тектогенеза.

Первая подразумевает, что формы, размеры и относительное расположение основных структурных подразделений региона (дугообрач-ность, ширина и т. п.) первичны и существенно не изменяется со времени их заложения. История геологического развития диктуется вертикальными колебательными движениями структур домезоэойской консолидации. Чехол мезозой-кайнозойских осадочных пород латерально неподвижен относительно фундамента и пассивно повторяет его верти-

кальные движения. Формирование морфоструктур контролируется вертикальными зонами разрывных нарушений, проникающими из фундамента в чехол. Возникновение и рост горных сооружений пограничной области связаны со сменой знака колебательных движений фундамента на новейшем этале(Резвой, 1959; Леонов, 1961; Крестников, 1962).

Мобилистская концепция предполагает, что формы, размеры и взаимное расположение морфоструктур в ходе развития претерпевают значительные изменения, причиной чего считаются горизонтальные движения различных частей земной коры. Существует резкая дисгармония между структурами чехла и фундамента и относительная автономия развития первых по отношению ко вторым. Горизонтальные движения реализуются в сорванном чехле прогиба преимущественно складчатыми дислокациями. Для последних характерна унаследованность, преемственность со времени конседиментационного заложения до настоящего времени (Мушкетов, 1919; Губин, 1960; Захаров, 1970, 1979; Скобелев, 1977; Степанов, 1977).

Следует заметить, что эклектичные концепции, включающие положения из обеих точек зрения или допускающие попеременное включение горизонтальных и вертикальных подвижек, встречают неразрешимые трудности как при логической увязке этих положений, так и при интерпретации фактического материала.

Исследования последних десятилетий убедительно подтверждают значительную латеральную подвижность региона и связанные с ней особенности тектоники и геодинамики. Вместе с тем в решении вопроса о горообразовании доминирует фиксистская точка зрения, отдающая предпочтение вертикальным подвижкам нижнего структурного этажа, но ныне оказывается несостоятельной в свете аргументированного перехода на позицию мобилизма. Вместе о тем в рамках мобилизма вопрос о горообразовании для хребта Петра 1 оставался открытым и должным образом не рассматривался.

. ОСНОВНЫЕ ЧЕРТЫ РЕЛЬЕФА ХРЕБТА ПЕТРА 1.

Хребет вытянут на 135 км с ЗКВ на ВСВ вдоль СЗ периферии Памира между реками Сурхоб и Обихингоу. Занимаемая им плошадь - око-

ло 2200 кв. км - составляет около 1,5% территории Таджикской ССР. По высоте (высшая точка - пик Сагунаки 4793 м, второй по высоте -пик Каудаль 4778 м) он занимает среднее положение в системе хребтов Памиро-Алая. Принадлежность к зоне дислоцированных мезо-кайно-зойских отложений, находящихся в аллохтонном состоянии, определяет морфоструктурную позицию хребта Петра 1 как денудационно-тектони-ческого складчато-надвигового хребта высотой 3000-4500 м. Хребет распадается на две морфоструктурные зоны, которые в первом- приближении соответствуют его макросклонам. Морфоструктурная дифференциация обусловлена тектоникой сорванного мезо-кайнозойского чехла. Более точно морфоструктурные и тектонические зоны совпадают с двумя основными типами рельефа: ступенчато-платооОразным и резкорасчленённым. Первый характерен для надвиговых чеиуй Вахиского тектонического покрова, второй - для интенсивной линейной складчатости Внешней зоны Памиро-Куньлуня.

В строении хребта Петра 1 участвует комплекс осадочных пород мезозоя и кайнозоя общей мощностью .до 10000 м, смятый в линейные складки и перемещённый на север относительно фундамента по гипсо-носному горизонту верхней юры. На севере складки нарушены густой сеткой разрывов и трансформированы в систему надвиговых чеиуй и покровов, образующих Вахшский тектонический покров. На юге складки сгруппированы в два субантиклинория, отчётливо различающиеся на западе и постепенно сливающиеся на востоке. Разрез дисгармонично смятой толщи образуется переслаиванием относительно жестких террн-генных красноцветных (песчаники нижнего мела и олигоцен-неогеновая моласса) и хемогенных (известняки верхнего мела) пород с пл-г-мг! ■ ными гипсами и глинами верхней юры и верхнего мела-эоцена.

Для хребта Петра 1 характерно обилие тектонически обусловленных форм рельефа среднего и малого размера, причем на северном его макросклоне преобладают микроблоковые морфоструктуры, свяванмие г; разрывами сбросового, сдвигового, надвигового и раздьигового характера; а на южном макросклоне и в главком гребне - складчатые морфоструктуры и литоморфная препарировка пластов на скальных обнажениях.

Элементы складчатой структуры выражаются в ре.^ефе неодног.! •

начно: имеет место прямое выражение, когда антиклинали соответствует гребень, а синклинали - долина или седловина на междуречье; обращенное (обратное соотношение); литоморфное, когда гребень представлен гомоклинально ' залегающей пачкой пластов на крыле складки, а долины имеют преимущественно субсеквентный характер.

Различное'выражение складчатости в рельефе означает наличие в пределах рассматриваемой территории складчатых морфосгруктур, находящихся в разных стадиях развития: прямое выражение в рельефе характерно для более простых складок, начавших формироваться позже и размытых меньше. Обращение характерно для зрелых изоклинальных складок, формирующихся дольше и размытых' на большую глубину.

Горизонтальная составляющая современных движений по геодезическим наблюдениям указывает на продолжение перемещения сорванного чехла депрессии: его надвигание на опущенный форланд южного Тянь-Шаня параллельно со смещением на KB ("истечением" в сторону складчатых низкогорий южного Таджикистана пластичных толщ, зажатых между сближающимися Памиром и Тянь-Шанем).

Современная подвижность обнаруживается не только по фронту надвигания аллохтона, но и внутри него, причём на северном макросклоне хребта доминируют активные блоковые подвижки по разрывам разнообразной кинематики, а на южном макросклоне, и в главном гребНе продолжаются складчатые дислокации, унаследованно развивающиеся в условиях регионального сжатия.

Фронт надвигания сорванного чехла мезо-кайнозоя совпадает с перегибом рельефа, определяющим северное подножие хребта и тыловой пов.долинного комплекса р. Сурхоб. По этому контакту отмечены надвиги аллохтона на позднеплейстоценовый и голоценовый аллювий.

Степень развития шрфоструктур увеличивается с запада на восток и с юга на север. Для формирования морфоструктуры хребта Петра L большое значение имеет литологическая неоднородность слагающего зго комплекса мезо-кайнозойских отложений. Пластичные горизонты тонтролируют главные надвиговые плоскости, разделы дисгармонии лежду фундаментом и сорванным чехлом и внутри последнего, а вначит ■ и положение соответствующих уступов и складчатых морфоструктур. ^ипсоносные толщи вследствие своей пластичности обладают самостоя-

тельной подвижностью, перетекая из недр наверх как вследствие горизонтального сдавливания сорванного чехла, так п под давлением пс стороны вышележащих толщ, а также собственного веса (последнее ,! близ поверхностных условиях и при наличии резких перепадов высот).

В ряде рельефообразупцих геодинамических процессов параллельно и взаимосвязанно действуют и горизонт: иъни>.> дскжения земной коры и гравитационные силы, например при формировании надвиговых I сбросовых уступов северного макросклона и гипсовых глетчеров.

Формы рельефа хребта Петра 1, обусловленные экзогенными процессами, весьма разнообразны по генезису, возрасту, размерам 1 тенденциям развития. Скульптурное разнообразия рельефа обусловлен совместным действием морфоотруктурн, вертикальной поясности и хозяйственной деятельности человека.

Яа северном макросклоне молодая разрывная тектоника знергичне вмешивается в протекание склоновых и русловых процессов, обусловливая многочисленные перестройки речной сети, возникновение полузамкнутых и замкнутых понижений. В результате этого обломочный материал, поступающий из гребневой части, а также с северного макросклона, не в полном объеме доносится до местного базиса эрозии •• долины Сурхоба

Выделяются 3 яруса экзогенного моногенеза; верхний (выше 3300-3500 м), где господствуют нивально-гляциальные процессы; нижний (шик 2400-С800 мУ, где господствуют эрозионные процессы; I средний, между указанными высотными рубежами, в пределах ксторогс . сочетаются те и другие процессы.

Для и^следуемой территории характерно энергичное протекание экзогенных процессов, быстро меняющих ее облик. Реликтовые форм*, не типичны и в настоящее время подвержены интенсивному разрушении. Возраст реликтов невелик: он не древнее позднего плейстоцена и ча-■ще всего голоценовый.

Наиболее значительным по силе воздействия и по охватываемое плонади экзогенным фактором выступает снежные лавины. Вгорь-м пс значению является эрозионно-аккумулятивная деятельность селевых потоков и крупных транзитных рек. Местные ледники невелики по размерам, рассредоточены по отдельным очагам и имеют специфически"

- и -

зрты (туркестанский тип). Влияние их значительно, но только на граииченной площади (центральный участок главного гребня). Ни-1лыю- криогенные процессы протекают только в благоприятных для -IX условиях (выше 2400 м и' на склонах положе 15° и ведут к выглаживанию рельефа вершинного пояса главного гребня . и отрогов, ючие процессы имеют подчиненное значение.

На исследуемой территории нет поверхностей выравнивания (в ядиционном понимании этого геоморфологического термина). Лишь ¡значительная часть площади хребта действительно ровна, и это ак-гмулятивные образования. Имеющиеся платообразные междуречья и по-)гие склоны выровнены лишь относительно, и эта их относительная фовненность имеет в каждом конкретном случае свою причину, не ¡язаннуто с региональной планацией рельефа в прошлом, так как ре-юналыше процессы, ведущие к выравниванию, продолжаются и насто-цзе время. В их-числе! криопланация малоконтрастного расчленения, авитационное перераспределение гипсоносных пород.

МЕХАНИЗМЫ ФОРМИРОВАНИЯ РЕЛЬЕФА ХРЕБТА ПЕТРА 1.

Рельеф зоны сочленения Памира и Тянь-Шаня в ходе геологичес-го развития претерпел несколько изменений, в результате которых л сформирован современный облик хребта Петра 1. Специфика хребта ключаегся в том, что, будучи единым в орографическом плане, он едставляет собой в морфоструктурном отношении гетерогенное гор-з сооружение. Отражение эндогенных сил в горообразовательном эцессе зафиксировано в резкой асимметрии хребта. Помимо созида-ньной горообразовательной тенденции, она отражает также тектони-жи предопределённое разрушение сформированного орогена. Это зволяет нам наметить две главные линии в развитии горного рель-1 хребта Петра 1: конструктивную и деструктивную. Указанные иа-?ения рельефа на разных иерархических уровнях происходят однов-«экно. Конструктивная линия включает а) обпщй рост горного соо-гения и формирование хребта Петра 1 кик положительной макрофор-и б) формирование мезоморфэлогии поднимающейся части хребта, •орая определяется глубоким расчленением высокогорного облика.

Деструктивная линия обозначает: в) общее разрушение орогена, происходящее на макроуровне; и г) выполаживание высотных контрастов, характерных для расчленения растущей его части, что в совокупности формирует специфический макроступенчатый и платообразно пыровненньМ рельеф северного макросклона. Деструктивная линия развития включает в себя-также и д) вторичное расчленение формирующихся полувыровненных пространств. Совокупность этих пяти явлений и определяет формирование и дальнейшее развитие наиболее существенных черт рельефа хребта Петра 1: его ориентацию, размеры и абсолютную высоту; асимметрию поперечного профиля, специфику расчленения макросклонов и мезорельефа выровненных пространств.

Соответственно выделяется 5 геоморфологических механизмов.

Механизм складчатого горообразования трансформирует аккумулятивную равнину, существовавшую в мезозое и кайнозое в межгорном прогибе мевду Памиром и Тянь-Шанем, в горное сооружение с абсолютными высотами 3-5 км. Механизм действует в сорванном чехле мезозой-кайнозойских отложений южнее Петровской ступени фундамента.

Инверсия прогиба имеет глубокие исторические корни и проявилась в зоне сочленения неодновременно. Орогенные движения вызваны боковым давлением с юга на осадочную толшу прогиба. Ведущие .про-, цессы, составляющие механизм горообразования, начали действовать е раннем мелу, когда- отложившиеся на пластичную гипсоносную толку верхней юры плотные песчаники начали перемещаться и дисгармонично сминаться. Это явление вызвано одновременным гравитационным перераспределением нижележащих гипсов и давлением с юга на формирующийся жестклй пласт песчаников. Последнее обстоятельство обусловило общий срыв надсолевого горизонта и его перемещение на север.

Структурная неоднородность фундамента на севере' (Петровская ступень) явилась тем препятствием, которое помешало свободному продвижению сорванных горизонтов формируемого осадочного комплекса и заставила их дисгармонично сминаться, приспосабливаясь к уменьшающейся ширине занимаемого пространства (зоны сочленения). В результате складкообразования осадочные толщи сорванного чехла испытывают автономный подъем над фундаментом, что ведет сначала к прекращению седиментации, а затем.и к росту горного'сооружения.

Имеются местные причины ускорения роста горного сооружения в процессе смятия сорванного чехла: интенсивность инверсионного подъема сминаемой пластины осадков увеличивается по мере возрастания её толщины и уменьшения ширины. Интенсивность подъема конкретного участка складчатой зоны зависит также и от абсолютной его. высоты: наиболее высокие поднимаются быстрее расположенных ниже.

Первоначально происходило. формирование прямого складчатого рельефа, где антиклинали выражались грядоеыми поднятиями среди синклинальных понижений. По мере'накопления осадочных толщ и развития структур складкообразование претерпевает изменения, непосредственно отражающиеся в рельефе. Воздымание антиклиналей при продолжающемся сжатии дополняется подъёмом синклиналей. Это явление связано с раздавливанием накопившихся в некогда широких синклиналях пластичных пород верхнего мела- эоцена, выжиманием их вверх и формированием в конечном итоге клиновидных горстов выжимания (по К а Степанову, 1977). Подъем ядер синклиналей, особенно сложенных пластичными породами, осуществляется быстрее, чем антиклиналей. Разные стадии этого подъёма запечатлены в прямых и обращенных складчатых морфоструктурах хребта Петра. 1.

Таким образом, хребет Петра 1 обязан своим существованием, с одной стороны, последовательному сближению массивов домезозойской консолидации Памира, и Тянь-ВЬня, а с другой - наличию в, разрезе мезс- кайнозоя горизонтов пластичных толщ. Горизонтальные движения жесткой рамы прогиба действуют, однако, не напрямую, а опосредовали!"', через цепь ьыэдзгемых ими явлений. Эту цепь можно охарактеризовать' следующим образом: сближение (сокращение пространства- вместилища мезо-кайнозойских толщ) - региональный стресс - срыв надеолевого комплекса с основания - движение его_ на север - складчатость - близповерхностная инверсия (утолщение пластины сорванного чехла) - горообразование. Складчатость здесь является ключевым звеном - непосредственным трансформатором горизонтальных движений в вертикальные. Поэтому мы.считаем, что горообразование в данном случае имеет складчатую природу. ■

Механизм расчленения раптуасго орогена преобразует первично ровнкй рельеф складчатых -поднятий, конформный верхним горизонтам

накопленных перед инверсией в прогибе осадков, в резко расчлененное высокогорье с характерным и-образным поперечным профилем долин . и с относительными превышениями до 2 км. Механизм действует в над-базисном объёме горных пород сорванного чехла.

Расчленение происходит одновременно с ростом орогена. Оно столь же непрерывно и необратимо. При достижении относительных превышений 0,5-1 км в процессе расчленения начинает активно проявляться эндогенный фактор, связанный с региональным сжатием зоны сочленения и неравномерным подъемом сорванного чехла.

Сжатие • сорванного чехла реализуется посредством разворота крыльев складок и сопровождающих его межпластовых, послойных и внутрислойных взбросов на периклинали. В условиях расчленения и глубокого размыва структур это приводит к увеличению высотных контрастов ва счёт опережающего воздымания выталкиваемых вверх гребней относительно долин и к увеличению крутизны склонов как за счёт указанного выше явления, так и в результате горизонтального сближения гребней, выработанных в сжимающейся складчатой структуре.

Ш мере развития тектонических деформаций экзогенные процессы меняют своё отношение к расчленению и в новых условиях стремятся к уменьшению высотных контрастов. Русловые процессы не успевают удалять весь материал, поступающий со склонов, поэтому происходит аккумуляция в днищах долин. Равновесие между поступлением материала со склонов и его перемещением вниз по долине восстанавливается только с появлением долинных ледников,' поэтому район современного оледенения хребта Петра 1 мы рассматриваем как находящийся'в наиболее врелой стадии расчленения.

Относительные превышения в пределах хребта, глубина и конфигурация расчленения сказывается на новейшем и современном складкообразовании в надбазисном объёме горных пород, приводя к ундуляции шарниров, наклонам осей и крыльев складок, а также к валожэнию коротких малоамплитудных разрывов в верхних горизонтах сорванного чехла и.локальных покровных структур.

Долины, разработанные в плейстоцене ледниками туркестанского типе и укаследованко развивающиеся в настоящее время, представляют наиболее врелую стадию расчленения растущего орогена Наиболее по-

казателен с этой точки зрения рельеф гребневой зоны хребта Петра 1 между двумя его высочайшими вершинами - пиками Оагунаки и Каудаль. Этот участок можно рассматривать как пример кульминационной стадии, к которой стремится развитие рельефа хребта Петра 1 в рамках конструктивной линии. Характерные черты такого рельефа: пилообразные островершинмме гребни с вершинами-карлингами, с крутыми - до 35-65* - прямыми склонами и глубокие - 1-2 км глубиной доли-иы-троги с широкими - 0,2-0,8 км - днищами, занятыми ледниками или заваленными моренным материалом.

Механизм тектоно-гравитационного разрушения орогеиа по фронту надвигания преобразует складчатые гребни, возникшие в условиях регионального сжатия, в хаотически ступенчатый макросклон. Механизм действует в части сорванного чехла, находящейся севернее Петровской ступени фундамента.

Появление внутридепрессионного горного сооружения вносит изменение во взаимоотношения' чехла и Фундамента. То, что в мезозое было непреодолимым препятствием для движения субгоризонтально залегающих толщ, впоследствии оказалось преодолимым для приподнятых складчатых масс. Они начинают продвигаться далее на север,"переваливая" ступень в фундаменте. Этот процесс вносит существенные коррективы в дальнейшую эволюцию сорванного чехла. Поскольку впереди больше нет прежнего препятствия, обеспечивающего региональный стресс, в части чехла, преодолевшей ступень, прекращается присущее обстановке сжатия складкообразование и Олизповерхностная инверсия. Можно сказать, что выросший в высоту складчатый массив как бы спотыкается о ступень и обрушивается на её поднятое крыло. Происходящее при этом запрокидывание,на север изоклинальных складок приводит к формированию чешуйчато-надвиговых структур. Вяакопластичные деформации, присущие обстановке сжатия, сменяются хрупкими, более .'свойственными обстановке растяжения, что . приводит к появлению большого числа разрывши нарушений. Дальнейшее продвижение покрова идёт в значительной степени под действием гравитации, которая использует потенциальную энергию складчатых масс, накопленную при их подъеме южнее ступени.

Не следует понимать явление надвигания как чисто гравитацион-

ное. Это не одноактный процесс частичного обрушения однажды созданного горного сооружения. Это процесс постоянного разрушения растущего орогена по фронту надвигания. На место "перешагнувших" через рубеж масс к Петровской структурной ступени с юга придвигаются новые массы сорванного чехла, ещё более приподнятые. Они в свою очередь запрокидываются на предыдущие, надвигаясь на них, и подталкивают их вперёд. Таким образом, тектоническая составляющая в этом процессе несомненна. Сущность самого процесса определяет однонаправленность эндогенного и экзогенного факторов в трансформации как внутренного строения (структуры), так и внешнего облика (рельефа) сорванного чехла депрессии.

Главная орографическая ось является своеобразным разделом между растущей и разрушаемой частями хребта Петра 1. Главный гребень знаменует собой одновременно и высшую степень развития орогеничес-кого процесса, и первую стадию разрушения орогена. Начало разрушения запечатлено непосредственно с северной стороны главного гребня. Оно неоднозначно. Можно выделить по крайней мере 4 его типа в зависимости от кинематики и морфологического эффекта:

1. ГЬлогое надвигание утончённого клина - лежачей складки с формированием сглаженного куполовидного междуречья. Характерно для западного (район оз. Каракуль) и восточного (урочища Ала-Кусрок, Яшилькуль, Харыкуль) окончаний хребта

2. Огседание крупных блоков с формированием в тылу грабенов растяжения, которые заполняются выжатыми гипсами (перевал Камчи-рак, урочивдз Хазрети- Полима, долины И^рак Западный, Дара-и-Наза-рак, Обишурак).

3. Оползание пластичных ядер синклиналей с формированием в тылу сбросовых уступов по известнякам верхнего мела (перевал Душо-кахак, урочище Пккерга).

4. ГЬлогое надвигание относительно монолитного складчатого массива, нарушаемого новообразованная» дизъюнктивами. Характерно для островершинного гребня центральной части между верховьями p.p. Щурак Западный и ШИкерга

Специфика разрушения обуславливается структурой переваливающих черев ступень гребней: третий тип характерен для синклинальных

гребней, второй - для антиклинальных долин. Существенно также и то, какой орографический элемент начинает .трансформироваться: первый тип представляет тот случай, когда очередной гребекь полностью охвачен разрушением, а над ступенью в фундаменте находится ограничивающая его с юга продольная долина. Четвёртый тип демонстрирует гребень, только подступивший к ступени и начинающий разрушаться.

Механизм тектонического выравнивания в вершинном поясе хребта трансформирует резкое расчленение, присущее растущей части ороге-на, в полувыровненный рельеф широких междуречий с хаотически расположенными неровностями.

Наиболее полно стадии трансформации расчленения запечатлены на восточном и западном флангах хребта, где главный гребень понижается до 3600 м и ниже, образуя широкий уплощённый вершинный пояс. Это явление связано с трансформацией очередной складчатой структуры, подступившей к ступени в фундаменте, в верхнюю составляющую Вахтового тектонического покрова. Её запрокидывание на север и- торошение (раскалывание на микроблоки) вызывает появление системы сбросовых уступов со сдвиговой составляющей, по которым верхние звенья эрозионной сети южного макросклона оказываются под-пруженными; а затем и полностью оторванными от бассейна р. Обихин-гоу. Образующиеся микроэападииы, потерявшие связь с региональным базисом эрозии, заполняется осадками, сносимыми с окрестных возвы-Ее!п;осге>}. Первичная резкость граней расчленения и крутизна его склонов уничтожается также процессами криопланации и оползания.

Выравниванию рельефа также способствует смена тектонического режима в массах, "перешагнувших" ступень в фундаменте. Они более не подвержены сжатию (которое, как было сказано выше, способствует увеличению высотных контрастов). На смену приходит обстановка локального растяжения, связанная с общим гравитационным сползанием на север (действующим в том же направлении, что и эндогенный импульс общего смещения сорванного чехла) высоко поднятых над автохтоном (на 1-3 кч над руслом р. Сурхоб) аллохтонных масс, слагающих главный гребень хребта В этих условиях свободно- перемещающиеся микроблоки стремятся занять одновысотное положение посредством вращения, в результате которого бнвпгае днища врезов и гребни сбли-

жают свои высотные. отметки. •

Поскольку выравнивание происходит при ведущей роли эндогенного фактора, его предлагается назвать тектоническим.

Механизм повторного расчленения северного макросклона преобразует вторично выровненные междуречные пространства на северно», макросклоне хребта в густое неглубокое расчленение типа бедленда. Данное явление затрагивает надбазисный объём аллохтона в его фронтальной части.

Расчленение пологих склонов и выровненных плошддок начинается с задожеция 'инициальной борозды. Как показали наши исследования, н этому причастен человек; неудачная распашка, проложение скотопрогонных троп и автодорог нарушает изначально достаточно прочньпр дерновый покров, после чего концентрированный сток талых и дождевых вод начинает углублять и продлевать искусственную борозду. Еще больший эрозионный эффект производят арыки, особенно заброшенные, которые оставались без присмотра в 30-е г 50-е годы нашего столетия во время шчти поголовного выселения местных жителей.

Прогрессирующее развитие вреза до глубины 50-80 м приводит ь формированию оврага с V-образным профилем. Дальнейшее углубление вызывает принципиальную перестройку процессов, участвующих в формировании вреза; включается механизм отрыва крупных масс и переработки бортов оврага оползнями.

Отсюда начинается формирование расширения в поперечном профиле оврага Процессы денудации приобретают импульсивный, катастрофический характер, всё возрастающую роль начинают играть оползневые подвижки и связанный с ними массовый вынос обломочного материала, преимущественно в виде селей. Перестройка процессов приводит к появлению новой формы рельефа - эрозионного цирка, по размерам * морфологии заметно отличающейся от предшествующих ей. С возникновением эрозионного цирка возникает своеобразная вторая волна регрессивной эрозии, вначительно более мощная и интенсивная, чек предшествующая. Она начинает расширять и углублять овраг путёк вовлечения в сферу активного морфогенеза всё новых масс коренны) пород, как правило каждый раз более крупных, чем предыдущие.

Инструментально установлено, что с 1967 по 1982 г. г. в эрози-

ином цирке "Гарм" отступание бровок составило в среднем 7-8 м, [аксимум 22 м, при этом плошддь вреза увеличилась на 6000 кв. м. внутри цирка изменение высот за это время составило в среднем -0,4 [, колеблясь от -22 до +7 м. Крупные оползни передвинулись к TfMb.-егу на 10-15 м.

Ещё большие изменения произошли в эрозионном цирке "Лябид-гар". Здесь с 1971 по 1983 г. г. отступание восточной бровки соста-1Ило й среднем- 30 м, максимум со м, а площадь возросла на 30000 :в. м. В 1983 г. пришёл в движение громадный внутренний блок внут->и цирка площадью с?коло 10000 юз. м, активность которого не • прек->атилась до сих пор.

Приведенные примеры демонстрируют кульминационную фазу разви-■ия расчленения на северном макросклоне, когда эрозия получает как >ы второе дыхание. По существу - это вторая волна регрессивной фозии, заметно превосходявда по масштабам линейную эрозию пред-гествующих стадий. Формирувазтеся эрозионные цирки выглядят как не-¡аживающие язвы посреди плодородных полей и пастбищ, совершенно не гправляемь!е в своём развитии. Генерируемые ими сели засыпают поля г подножия хребта и разрушают мосты.

Деятельность склоновых и русловых процессов внутри цирков не юегда прямо связана с внешними факторами. Иногда они однозначно )еагирова,ш на многоснежную зиму (1969 г.), но чаще проявляли ин-Швидуальность; например процессы в ОЕраге "Гарм" с 1982 г. .до .988 г. приостановились, в то время как цирк "Лябиджар" продолжал развиваться, а цирк''0бчака"значительно ускорил выброс материала. *го связано с постепенным накоплением напряжений и материала на ¡клонах. Поэтому весьма возможны неожиданные выбросы из цирков, ¡провоцированные незначительным ливнем, сейсмическим толчком или зесенним снеготаянием "обычных" размеров.

Механизм повторного расчленения в большей степени зависит от внутренней логики развития, которая также может определить частич-îy» или полную приостановку катастрофического роста эрозионного диска. Её следует связывать с исчезновением оползней на бортах зреза, что мы наблюдали в цирке "Лябидлар": к 1971 г. от них освободилась его западная периферия, после чего повторными съемками

-готам не зафиксировано изменений. К 1988 г. от оползней освободилась и его восточная часть, что привело к резкому ослаблению селевой деятельности дренирующего водотока.

ПРЕДСТАВЛЕНИЕ О.. МЕХАНИЗМЕ ФОРМИРОВАНИЯ РЕЛЬЕФА И ОПЫТ ЕГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПРИ ИЗУЧЕНИИ ГЕОМОРЮЛОГИИЧЕСКОГО СТРОЕНИЯ ХРЕБТА

ПЕТРА 1

Понятие "механизм" заимствовано из техники и широко применяется в различных науках о Земле. Необходимость его применения определяется тем, что наблюдаемое изменение состояния объекта не есть прямое следствие какой-либо одной причины, а является совокупным действием нескольких процессов и- явлений, осуществляемых системой тел. Не менее важно и то, что данное изменение закономерно . только для этого сочетания факторов и проходит ряд характерных стадий. Всё вышесказанное применимо и к изменению, происходящему в рельефе. То,, что его вызывает, целосообразно называть геоморфологическим механизмом, подразумевая под ним совокупность процессов в литосфере и явлений, их вызывающих, взаимосвязанное действие которых обуславливает закономерное протекание этого изменения.

Геоморфологический механизм - это природный феномен. Его изучение следует начинать с выделения результата - изменения рельефа. В данной работе мы остановили внимание на наиболее значимых качественных изменениях рельефа, ведущих к принципиальному преобразованию облика территории и в то же 'время определяемых однозначно. Выявление таких изменений достигается путём сопоставления исходных и конечных типов рельефа. Для хребта Петра 1 выбраны следующие пары типов рельефа: аккумулятивная равнина межгориой депрессии -. система высоких хребтов; пластовая равнина - резко расчленённое высокогорье; система высоких хребтов - система платообразных мевдуречий; расчленение высокогорного облика - псевдопенеплен; псевдопенеплен - густое расчленение типа бедленда.

Дополнение крайних'позиций рядом промежуточных состояний и составление ив них гомологического ряда позволяет избежать ошибки при определении исходного состояния. Этим обстоятельством была

продиктована необходимость анализа проблемы поверхностей выравнивания, который решил вопрос об исходном состоянии для растущего орогена и его расчленения в пользу аккумулятивной равнины межгорного прогиба. Эти же соображения повлекли за собой выделение механизмов деструктивной линии развития рельефа, поскольку рельеф отдельных частей хребта Петра 1 оказался второй, а иногда и третьей "производной" (расчленение северного макросклона) от первичной аккумулятивной равнины.

Следующий шаг -выделение геологического объема, изменяющегося вместе с рельефом и вызывающим его изменение. Для механизма складчатого горообразования таковым является сорванный чехол депрессии между её южным ограничением (Дарваз-Каракульским разломом) и Петровсюзй ступенью в Фундаменте. Для механизма расчленения растущего орогена - только та часть сорванного чехла, которая находится выше регионального базиса эрозии. Для механизма тектоно-гра-витацконного разрушения орогена по фронту надвигания - передовая часть сорванного чехла, которой удалось преодолеть ступень. Для механизма тектонического выравнивания - верхние составляющие над-виговой структуры аллохтона. Для механизма второй эрозионной волны - надбазисный объем аллохтона.

Содержание механизма определяется участвующими в нём процессами, что было выявлено при описании конкретных трансформаций рельефа хребта Петра 1. При этом была указана используемая в процессах энергия, что также необходимо для полноцепного представления о геоморфологическом механизме.

Изложение перечисленных выше моментор. увязывается с последовательностью изменения рельефа, то есть с историей его развития, ' устанавливается и изучается имеющимися в арсенале геоморфологии методами. Здесь представляется важным подтверждение соответствия предлагаемой схемы механизма каждому этапу развития, что подтверждает (или опровергает) правомочность данного построения. Последнее иллюстрируется единовременным показом- совместного действия процессов, производящих в итоге данное изменение рельефа.

Формирование представления о механизме завершается установлением основных причин его функционирования. Опыт изучения рельефа

хребта Петра 1 показывает/ что среди таковых целесообразно выделять обстановку и ведущий фактор.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ.

1. Современный облик хребта Петра 1 определяют 5 типов морфогенеза в зоне сочленения Памира и Тянь-Шаня. Они происходят на ме-во- и макроуровне и определяют размеры, ориентацию, асимметрию хребта, характер расчленения его макросклонов й мезоморфологию выровненных пространств. Изменения запечатлены в рельефе в разных стадиях своего развития и вызваны действием 5 соответствующих геоморфологических механизмов.

2. Геоморфологический механизм - это совокупность процессов е литосфере и явлений, их вызывающих, взаимосвязное действие которых вызывает закономерные иаменения в рельефе. Для получения полноценного представления о механизме формирования рельефа необходимо: выявить сменяющие друг друга во времени принципиально различные типы рельефа на исследуемой территории и произвести описание механизма по следующему плану: выделение геологического объема, трансформация которого происходит одновременно с трансформацией рельефа, обуславливая последнюю; указание источника энергии; перечисление процессов и явлений, участвующих в работе механизма; показ кинематики механизма, то есть каким образом движение тел и сред приводит к изменению в рельефе; установление основных причин, необходимых для функционирования механизма.

3. Основополагающими для формирования рельефа хребта Петра 1 являются горизонтальные движения земной коры, реализующиеся в осадочном чехле путём срыва его части по гипсоносному горизонту верхней юры и развития дисгармоничной складчатости. Структурообразова-ние в сорванном чехле происходит в целом унаследованно и наругается только во фронтальной части аллохтона по мере преодоления ступени в фундаменте. Два тектонических режима определяют деление хребта на две морфоструктурные зоны и обуславливают два пути развития горного рельефа в его пределах: конструктивный и деструктивный. В первом случае происходит рост обших и относительных высот и

создание системы островершинных пилообразных гребней высотой 3-5 во втором разрушается высокогорный рельеф хребта как путём об-цего снижения, так и посредством уничтожения высотных контрастов.

4. В рельефе хребта Петра 1 выделяется 3 яруса экзогенного морфогенеза: 1200 - 2400 (2800) м, 2400 ( 2800) - 3300 ( 3500) м, 3300 (3500) - 4800 м. В нижнем ярусе господствуют эрозионные процессы, в верхнем - нивально-гляциальные. Для среднего характерно сочетание тех и других.

" 5. Мэханизм складчатого горообразования преобразует «ходную аккумулятивную равнину межгорного прогиба в интенсивно эасчленённое высокогорье. Он действует в сорванном чехле мезо-кай-юзойских осадочных толщ южнее ступени в фундаменте в обстановке :жатия.

6. Расчленение сопровождает рост орогена на всех стадиях его )азвития. В вызывающем его механизме участвует эндогенный фактор, ¡вязанный с обстановкой регионального сжатия.

7. Массы сорванного чехла, преодолевшие ступень в фундаменте, 'рансформируются в надвиговые чешуи, что вызывает к жизни механизм "ектоно-гравитационной деструкции орогена по фронту надвигания.

8. Параллельно с общим разрушением на мезоурозне происходит 'ектонически предопределённая планация рельефа. Механизм её обус-гавлен дроблением верхней надвиговой чешуи в процессе её продвиже-[ия на север. .

9. На исследуемой территории нет поверхностей выравнивания, [латообразные междуречья и пологие склоны обязаны своим происхож-[ением комплексу процессов, большинство из которых продолжается и I настоящее время:

10. Формирующиеся гголувыровненные пространства подвергаются коричному расчленению, в котором большую роль играет хозяйствен-:ая деятельность человека. Механизм повторного расчленения форми-|ует гигантские овраги каплевидной формы - эрозионные цирки. Его ;еятельность связана с массовым оползнеобразованием на склонах реза.

2,4

По теме диссертации опубликованы следующие работы:

1. Механизм экзогенного преобразования северного склона хребта Петра Первого (Памиро-Алай). - Геоморфология, 1985, N 4, с. 52-60 (совместно с Е. А. Финько и ДГ. Цветковым) .

2. Тектоническое выравнивание в вершинном поясе складчатых хребтов и его связь с горизонтальными движениями верхних слоев литосферы. - Тез. докл. на ХУШ пленуме Гекоморфологической комиссии. Тбилиси, 1986, с. 162.

3. Стадии развития гигантских оврагов в Таджикистане. - Тез. докл. на 1У Всес. науч. конф.: "Закономерности проявления эрозионных и русловых процессов в различных природных условиях", и: МГУ, 1087, с. 178-179.

4. Сезонно-импульсный характер экзогенного морфогенеза в горных районах Средней Азии. - В сб.: Экзогенные процессы и окружающая среда. Казань, 1988, с. 25-26.

Б. Тектоническое выравнивание горного рельефа при формировании надвигов в складчатых поясах. - В кн.: Проблема геоморфологической корреляции. М.: Наука, 1989, с. 101-106.

6. Особенности проявления новейшей тектоники в условиях высокогорного рельефа ( на примере зоны перехода от Памира к Тянь-Шаню). - Тев. докл. на всес. совещ.: "Активные разломы - методы их изучения, морфология, кинематика и геодинамическое значение", ч. 2. Москва-Иркутск, 1989, с. 14-15.

0Ш1 ЦНИЙТБНлегпроы. Зак. 1&3 Тир¿00