Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Новейший геодинамический режим и обстановки четвертичной седиментации Восточно-Уральского плато

ВАК РФ 25.00.03, Геотектоника и геодинамика

Автореферат диссертации по теме "Новейший геодинамический режим и обстановки четвертичной седиментации Восточно-Уральского плато"

На правах рукописи

00344Э365 ГЕОРГИЕВСКИЙ Борис Владимирович

НОВЕЙШИЙ ГЕОДИНАМИЧЕСКИЙ РЕЖИМ И ОБСТАНОВКИ ЧЕТВЕРТИЧНОЙ СЕДИМЕНТАЦИИ ВОСТОЧНО-УРАЛЬСКОГО ПЛАТО

Специальность 25 00 03 - геотектоника и геодинамика

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

1 6 0КГ 2008

Москва 2008

003449365

Работа выполнена на кафедре динамической геологии геологического факультета Московского государственного университета имени М В Ломоносова

Научный руководитель доктор геолого-минералогических наук, вед научн сотр

Тееелев Аркадий Вениаминович

Официальные оппоненты доктор геолого-минералогических наук

Сим Лидия Андреевна

кандидат геолого-минералогических наук Зыков Дмитрий Сергеевич

Ведущая организация Российский государственный геологоразведочный

университет имени Серго Орджоникидзе

Защита диссертации состоится 24 октября 2008 г в 16 час 30 мин на заседании диссертационного совета Д 501 001 39 при Московском государственном университете имени M В Ломоносова по адресу 119991, Москва, ГСП-1, Ленинские горы, Главное здание МГУ, геологический факультет, аудитория 415

С диссертацией можно ознакомиться в научной бибтиотеке геологического факультета МГУ имени M В Ломоносова (Главное здание МГУ, сектор «А», 6 этаж)

Автореферат разослан 23 сентября 2008 г

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор геол -мин наук, профессор

А Г Рябухин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность темы Последнее десятилетие стало временем коренного пересмотра представлений о геологическом строении и истории развития Южного Урала, как комплексов фундамента, так и новейших образований Этот пересмотр связан, прежде всего, с введением в геологическую практику современных методов исследований при проведении геолого-съемочных и тематических работ Новые данные о новейшем геодинамическом режиме, стратиграфии новейших отложений и обстановках четвертичной седиментации Восточно-Уральского плато оказываются ключевыми для понимания альпийского развития Уральского горно-складчатого сооружения и имеют важное практическое значение в связи с подготовкой второго издания Государственных геологических карт Южного Урала масштаба 1 200000 Существенным дополнением к полевым исследованиям региона явились работы по аналитическому и компьютерному моделированию новейших геологических и тектонических процессов Впервые для изучения неотектоники Восточно-Уральского плато применены комплексные средства исследований, основанные на системном использовании результатов компьютерного морфометрического анализа, обработки материалов дистанционного зондирования и численного моделирования рельефа

Цель и задачи исследования. Цель работы заключалась в изучении новейшего геодинамического режима и обстановок четвертичной седиментации в пределах Восточно-Уральского плато Для достижения этой цели необходимо было решить следующие задачи

1 Изучить четвертичный покров Восточно-Уральского плато, выработать стратиграфическую схему четвертичных образований, основанную на детальном описании и анализе нескольких сотен разрезов, с привлечением современных палинологических методов, геологическом картировании с площадной корреляцией четвертичных комплексов и обобщении литературных данных,

2 Изучить геоморфологическое строение Восточно-Уральского плато Составить геоморфологическую схему масштаба 1 400000 и серию геоморфологических профилей Восточно-Уральского плато, установить возраст геоморфологических элементов и последовательность их образования,

3 Выявить и изучить характерные особенности новейшего геодинамического режима Восточно-Уральского плато на основе геологических и структурно-геоморфологических исследований и сравнительного анализа механизмов формирования новейших структур Выявить особенности четвертичного сейсмического режима региона и изучить вещественные комплексы-индикаторы сейсмичности (сейсмиты) Восточно-Уральского плато,

4 Выявить закономерности развития и определить динамические параметры процессов линейной эрозии на Восточно-Уральском плато в четвертичное время,

5 Выявить и дать характеристику современным деформациям горных пород Восточно-Уральского плато на основе материалов дистанционных съемок,

6 Численно смоделировать процессы рельефообразования на Восточно-Уральском плато и оценить вклад новейших деформаций при формировании рельефа

Фактический материал. Основу диссертации составляет фактический материал, полученный автором в процессе полевых и камеральных исследований по подготовке двух листов Государственных геологических карт масштаба 1 200000 (ГДП-200), проводимых Уральской геолого-съемочной партией геологического факультета МГУ по контракту с МПР РФ в период с 2001 по 2006 годы Обобщен огромный массив отечественных и зарубежных литературных данных по заявленной тематике Кроме того, в работе использованы многочисленные материалы дистанционного зондирования (аэро- и космоснимки, радарная топографическая съемка), а также авторская программа по численному моделированию процессов рельефообразования

Научная новизна. Построена схема геоморфологического строения всей территории Восточно-Уральского плато в масштабе 1 400000 Датировки геоморфологических единиц основаны, прежде всего, на детальной стратиграфической схеме четвертичных образований, разработанной с участием автора при геологическом картировании листов Государственной геологической карты масштаба 1 200000 и обоснованной новыми объемными палинологическими данными Выявлен характер тектонического развития региона на протяжении четвертичного времени Впервые описаны комшексы сейсмитов в четвертичном чехле Выявлены и охарактеризованы новейшие поднятия в пределах Восточно-Уральского плато, предложены кинематические схемы их развития Впервые выполнено численное моделирование процессов формирования рельефа для поднятий Восточно-Уральского плато

ЗАЩИЩАЕМЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1 Согласно построенной автором схеме геоморфологического строения Восточно-Уральского плато масштаба 1 400000 денудационные поверхности выравнивания формировались (за исключением отдельных останцовых форм) с миоцена до позднего неоплейстоцена На протяжении четвертичного времени Восточно-Уральское плато характеризовалось сводовыми и дифференцированными вертикальными тектоническими движениями, которые привели к формированию Урало-Тобольского водораздела В среднем неоплейстоцене произошла структурная перестройка эрозионной (дренажной) сети восточного склона Южного Урала

2 Стратиграфическая схема четвертичных образований Восточно-Уральского плато была разработана и применялась при геологическом картировании двух листов

Государственной геотогической карты масштаба 1 200000 Четвертичный покров представлен всеми подразделениями плейстоцена и голоцена, образованиями различных генетических типов Стратиграфические единицы четвертичных образований Восточно-Уральскою плато выделены и обоснованы методами детального геологического картирования, данными структурно-I еоморфологических и палинологических исследований

3 Новейший геодинамический режим развития Восточно-Уральского плато характеризовался сейсмическими событиями на протяжении среднего и позднего неоплейстоцена, о чем свидетельствуют многочисленные находки сейсмитов в толщах соответствующего возраста Деформационный режим на протяжении четвертичного периода определял специфику экзогенных геологических процессов, что проявилось в заложении нескольких систем эрозионных долин В настоящее время деформационный режим проявляется в специфике современных гидрологических процессов и закономерных изменениях водной массы водоемов

4 Структурно-геоморфологический анализ Восточно-Уральского плато, а также численное моделирование процессов рельефообразования территории позволили выделить серию новейших линейных поднятий, развитых в западной части Восточно-Уральского плато Особенности их морфологии, закономерности развития экзогенных геологических процессов и современных тектонических деформаций в их пределах позволили интерпретировать эти поднятия как неотектопические, сопоставимые по морфотектоническому стилю со структурными дугами молодых коллизионных сооружений

Практическое и научное значение. Детальная стратиграфическая схема четвертичных образований модифицирует и детализирует серийную легенду ЮжноУральской серии листов и использована при картировании двух листов Государственной геологической карты масштаба 1 200000 Полученные результаты по новейшей тектонике и структурно-геоморфологическому строению региона позволяют сделать заключение о направленности и стиле продолжающихся на новейшем этапе движений, обусловивших рост горно-складчатого сооружения Южного Урала, что может иметь существенное значение для ориентировки прогнозно-поисковых работ

Публикации и апробация работы. По теме диссертации автором лично и в соавторстве подготовлено 29 работ, в том числе 2 статьи в реферируемых журналах, 1 статья на английском языке Результаты и основные защищаемые положения работы докладывались на всероссийских и международных конференциях, в том числе на 33-м Международном Геологическом конгрессе (Осло, 2008), 5-м Европейском Конгрессе по региональному картографированию (Барсетона, 2006), конференции «Геоморфология и Науки о Земле» (Университет Лафброу, Великобритания, 2006),

встрече рабочей группы «Воздействие человека на ландшафт» (Венгрия, Печ, 2006), Тектонических совещаниях (Москва, 2003, 2004, 2005, 2006), Сергеевских чтениях (Москва, 2008), Международных конференциях студентов, аспирантов и молодых ученых «Ломоносов» (Москва, 2006, 2008) и др

Благодарности. Автор глубоко признателен своему научному руководителю, доктору геол-мин наук, вед научн сотр Аркадию Вениаминовичу Тевелеву за предоставленную возможность работать вместе, за возможность использовать собранный им за десятилетия материал, а также за постоянную и разностороннюю помощь в ходе подготовки диссертации Особую благодарность автор выражает начальнику Уральской геолого-съемочной партии геологического факультета МГУ доктору геол-мин наук Ал В Тевелеву, а также всему коллективу геологов, с которым автору посчастливилось работать на Южном Урале И А Кошелевой, И Е Кузнецову, М В Коротаеву, Н В Правиковой, Е А Базилевской и всем друзьям и коллегам, принимавшим участие в полевых работах

Слова признательности за постоянное внимание к работе и ценные консультации автор выражает заведующему кафедрой динамической геологии геологического факутьтета МГУ профессору НВ Короновскому и профессорам кафедры МГ Ломизе, А Г Рябухину и НА Божко, а также сотрудникам и преподавателям кафедры Н В Макаровой, В С Захарову, М А Гончарову, Г В Брянцевой, Л В Паниной, В А Зайцеву, А И Полетаеву, А Н Стафееву, А И Гущину, Н С Фроловой, Л И Деминой, А А Наймарку Автор искренне благодарен Г Н Шиловой, В Л Косорукову и Н В Лубниной за глубокий анализ полевых материалов, существенно повлиявший на результаты проведенных исследований

Особую благодарность за разностороннюю помощь и консультации при подготовке работы автор выражает директору Института Геоэкологии РАН академику Осипову В И и сотрудникам института А С Викторову, В И Макарову, С А Несмеянову, НА Румянцевой, ОН Трапезниковой, МВ Архиповой, Т В Орлову, В Н Капраловой, А А Викторову

Автор чтит память своего первого учителя и наставника Всеволода Николаевича Вадковского Идеи и советы этого замечательного человека оказали решающее влияние на выбор научной деятельности, а оптимизм и поддержка помогали во многих трудных ситуациях

Структура и объем диссертации. Работа состоит из введения, пяти глав, заключения и трех приложений, а также схемы геоморфологического строения Восточно-Уральского плато масштаба 1 400000 и серии геоморфологических профилей Объем работы составляет 235 страниц, включая 92 рисунка и 6 таблиц, библиографический список включает 201 наименование

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении охарактеризовано расположение изучаемого района - Восточно-Уральского плато, сформулированы цель и задачи исследований, актуальность и научная новизна работы Приведены сведения по фактическому материалу, личному вкладу автора в получение научных результатов, структуре и объему диссертации, апробации результатов и основных защищаемых положений

Глава I. Геологическое строение и геодинамическая обстановка формирования Восточно-Уральского плато. В главе приведены сведения по геологическому строению Восточно-Уральского плато, изученному достаточно полно, главным образом, благодаря современным работам по геологическому доизученгоо листов Государственных геологических карт масштаба 1 200000

Восточно-Уральское плато расположено в пределах Магнитогорской мегазоны (с корой островодужного типа), Восточно-Уральской (с корой континентального типа) и Зауральской мегазоны Восточно-Уральская мегазона, представляющая собой крупную антиформу, известна под названием «Главная гранитная ось Урала» (Тевелев и др, 2006) В целом, в геологическом строении дочетвертичных образований преобладают палеозойские комплексы В соответствии со схемой районирования Южно-Уральской серии карт для образований палеозоя выделяются Восточно-Магнитогорская зона (и ее подзоны - Магнитогорская, Учалипо-Александринская, Кипчакская, Гумбейская), Уйско-Новооренбургская зона (подзоны- Уйская, Полоцко-Аркаимская, Амурская), Сухтелинская, Кочкарско-Адамовская зона (подзоны - Западная, Центральная, Восточная), Копейская, Нижнесанарско-Текельдытауская, Троицко-Буруктальская и Денисовская зоны

В геологическом строении района участвуют осадочные, магматические и метаморфические образования различных этапов развития палеозоид и разнообразных геодинамических обстановок, а также докембрийские метаморфические комплексы На площади под маломощным прерывистым покровом мезозойско-кайнозойских образований развиты неравномерно преобразованные и деформированные палеозойские породы, среди которых преобладают магматиты

В геологической истории региона выделяется несколько основных тектонических этапов, каждый из которых завершался активизацией движений и существенной перестройкой тектонической структуры, после чего следовала более или менее продолжительная стабилизация тектонического режима (Тевелев и др, 2006) Выделяются этапы протерозойский, таконский, тельбесский, судетский, уральский, киммерийский и альпийский

Тектонофизическая модель земной коры Южного Урала по геотраверсу Уралсейс (Берзин и др, 2001) показала бивергентную структуру орогена Такая структура Южного Урала образовалась за счет встречной субдукции Сибирской и

Восточно-Европейской плит (Пучков и др, 199В) и наследована от герцинских деформаций Земная кора Южного Урала осложнена системой дизъюнктивных дислокаций, имеющих веерное, симметричное строение и определяющих физические параметры среды

Глава II. Стратиграфия четвертичных образований Восточно-Уральского плато и обстановки их накопления. В настоящее время схемы стратиграфического расчленения четвертичных отложений Южного Урала разработаны весьма детально (Легенда , 1999, Стефановский, 1997), с четким определением для каждой единицы стратотипического разреза, однако для территории Восточно-Уральского плато по-прежнему наблюдаются существенные расхождения в возрастной характеристике четвертичных образований

Основой детального стратиграфического описания четвертичных образований Восточно-Уральского плато послужили данные палинологического анализа опорных разрезов, описанных и опробованных нами в период полевых работ Опорные разрезы четвертичных образований расположены в долинах Нижнего Тогузака (бассейн Тогузака), Каратал-Аят, Сухой, Акмуллы, Камышлы-Аят (бассейн Аята), Малой Караганки, Суундука, Крыклы, Бахтыбая (бассейн Урала), реки Урал

Методика стратиграфического расчленения полигенетических четвертичных образований сводилась к следующему 1) непосредственная корреляция спорово-пыльцевых спектров террасовых комплексов рек и чехлов придолинных поверхностей, 2) сравнительный структурно-геоморфологический анализ областей развития аккумулятивных форм высоких водораздельных и приводораздельных областей плато Кроме того, для стратиграфического расчленения и полномерного описания были использованы результаты рентгеноструктурного анализа (выполненные В Л Косоруковым) и для отдельных опорных разрезов были произведены палеомагнитные измерения (Н В Лубниной и М В Алексютиным)

Неоплейстоцен Нижнее звено Озерно-делювиальные отложения кундравинской свиты (1,с11кп) залегают в погребенных впадинах древнего рельефа (Стефановский, 1997), в эрозионно-структурных депрессиях типа Бессоновской и переуглубленных речных долинах и эрозионных врезах древней ложковой сети Сложены глинами бурыми, красноватыми, с линзами глинистых песков, с редкими крупными карбонатными конкрециями и единичными линзами торфяников Аналогичные образования занимают водораздельные пространства притоков-составляющих Аят Схожие породы залегают (Тевелев и др, 2005) в основании первой и второй террасы Нижнего Тогузака в районе пос Солнце Аллювиальные образования чернореченской свиты (а!сг) залегают в переуглубленных речных долинах в основании четвертичного аллювиального разреза (Стефановский, 1997) и на поверхности не обнажены Наиболее близки по облику и литологии к

стратотипическим образованиям чернореченского горизонта описанные нами породы, вскрытые небольшими карьерами в дельте руч Ольховка По результатам палинологического анализа в период формирования этих отложений господствовали лесостепи Отложения сформировались в межледниковье раннего неоплейстоцена Q]3 Неоплейстоцен Среднее звено К аллювиальным отложениям среднего неоплеистоцена (all) нами отнесены две регионально распространенные толщи Нижняя толща, отвечающая сылвицкому и вильгортовскому горизонтам, представлена переслаиванием очень характерных светлых и рыжих песков, содержащих наиболее выразительные сейсмиты, глин и суглинков, обнаруженных в нескольких новых небольших карьерах в долинах Карагайлы-Аята, Караталы-Аята и Сухой Верхняя толща сопоставляется с ницинским и леплинеким горизонтами

Аллювиальные отложения нижней части разреза сылвидкого и вильгортовского горизонтов можно датировать лихвинским межледниковьем, которому в Уральской региональной шкале отвечает сылвицкое время, а в Западной Сибири - тобольское Выше по разрезу отложения формировались в условиях похолодания климата, связанного с ранним среднснеоплейстоценовым оледенением

Аллювиальные оттожения ницинского и леплинского горизонтов слагают третью (исетскую) надпойменную террасу (высотой 5 - 8 м над урезом), имеющую принципиальную значимость как для структурно-геоморфологических, так и для стратиграфических исследований Это обусловлено тем, что терраса представляет собой своеобразный «маркирующий» геоморфологический элемент и позволяет даже при отсутствии палинологических определили весьма четко стратиграфически расчленять четвертичные образования долинных впадин Нижняя часть разреза террасы сформировалась в одинцовское межледниковье, соответствующее ниципскому времени, в менее континентальных и более влажных условиях, чем современные Отложения верхней части исетской террасы сформировались при похолодании и увлажнении климата во время московского оледенения (леплинское время по Уральской региональной шкале) Аллювиальные образования среднего неоплейстоцена включают промышленные россыпи зотота (Казанцевские прииски)

Алтовиально-пролювиальные отложения ницинского и леплинского горизонтов представлены древними конусами выноса, наиболее представительный из которых (сложенный щебенниками, галькой, суглинками) был описан в долине р Малая Караганка Озерно-аллювиальные образования среднего неоплейстоцена (lallsr) распространены преимущественно в восточной части плато под чехлом покровных суглинков и глин, мощностью до 4-5 м Озерно-делювиальные образования среднеуральского надгоризонта (ldllsr) распространены в восточной части плато, где счагают обширные площади слившихся цепочек озерных котловин Неотейстоцен Верхнее звено Мощность аллювия стрелецкого и ханмейского

горизонтов (аШвЙш) варьирует от 2 5м до 5 м Комплекс слагает вторую -камышловскую - надпойменную террасу всех основных водотоков Восточно-Уральского плато и представлен различными типами разрезов, весьма устойчиво выраженными на всей территории, среди которых в процессе полевых картировочных работ были выделены (Тевелев и др, 2005, 2008) следующие (1) «Фация камышлы», с характерной резкой вертикальной изменчивостью, горизонтами контрастных по размерности и окатанности кластитов и резкими угловыми несогласиями (2) «Тогузакская фация», характеризующаяся переслаиванием серых глин и глинистых песков, послойно и пятнисто обохренных и имеющих от этого очень своеобразный "мармеладный" облик, формировавшихся в частных долинных впадинах в условиях постоянного подтопления (3) Темно-бурые мелкоземные толщи «бахтыбайской фации», вскрытые в узких депрессиях, прорабатываемых современными потоками (4) «Курасанская фация», образовавшаяся в застойных условиях, возможно в старицах в крупных долинных расширениях

Нижняя часть аллювиальных комплексов камышловской террасы образовалась в условиях микулинского (казанцевского) межледниковья, в стрелецкое время Спорово-пыльцевые спектры верхних частей камышловской террасы характеризуют лесостепную растительность и отложения датируются временем калининского оледенения (ханмейским временем) Делювиально-аллювиальные отложения стрелецкого - ханмейского горизонтов (с^аПкИт) слагают поверхность выравнивания, коррелятную камышловской террасе, а также чехол террасоувалов камышловской террасы Этот же комплекс пород перекрывает и третью террасу

Аллювиальные отложения невьянского и полярноуральского горизонтов (аШпу-ри) слагают первую, режевскую надпойменную террасу Мощность отложений до 3 - 3 5 м, представлены они переслаиванием глин, суглинков, супесей, иногда с горизонтами песков и гравийников Отложения нижней части датируются молого-шекснинским - осташковским временем, а спорово-пыльцевые спектры верхней части указывают на иссушение и похолодание климата, во время поздневалдайского (осташковского) оледенения

Делювиальные отложения североуральского надгоризонта (сШГэу) перекрывают верхние части склонов речных долин и выполняют понижения рельефа на низких поверхностях выравнивания

Среднее-верхнее звенья неоплейстоцена, нерасчлененные Элювиально-делювиальные образования (е(Ш-Ш) широко распространены на водораздельных пространствах района, датируются по геоморфологическому положению (Тевелев и др , 2006) Десерпционные образования среднего-верхнего неоплейсггоцена (<1гИ-Ш) развиты в центральной части плато на склонах нижних поверхностей выравнивания и долинных склонах

Нижнее-верхнее звенья неоплейстоцена, нерасчлененные Плейстог^н нерасчлененный Элювиально-делювиальные образования неоплейстоцена распространены широко в центральной части Восточно-Уральского плато, на Джабыкском водоразделе, где они образуют обширные ареалы, а также фрагментарно в восточной части территории Элювиальные толщи образуются в районе главным образом над массивами гранитов и кристаллических сланцев, а в некоторых случаях и над основными-ультраосновными породами, причем мощность элювия может достигать многих метров Плейстоценовые элювиально-делювиальные образования (с<1 Р) покрывают вершинные ярусы рельефа

Гочоцен Аллювиальные отложения горбуновского горизонта (аН§г) формируют высокую и низкую поймы современных рек Отложения высокой поймы сформировались в условиях менее континентального климата, чем современный, вероятно, в атлантический период голоцена Болотные образования горбуновского горизонта (р1^г), мощностью 1-3 м, приурочены к ложбинам верховьев притоков, в которые происходит разгрузка грунтовых вод, приводящая к заболачиванию русла и образованию низинных торфяников Основные площади их распространения находятся в верховьях бассейна Кызыл-Чилика, а также в Бессоновской депрессиии, Карталинской впадине, в бассейне Нижнего Тогузака Озерные осадки (1IV) имеют ограниченное распространение на юге и юго-востоке площади - оз Устрашим и др Это реликты крупных озерных бассейнов Озерные осадки сложены илами и сапропелями Мощность от 1-3 м до 5 м Техногенные образования верхней части горбуновского горизонта образуют отвалы карьеров, эфели и валы отстойников близ промывочных установок, насыпи шоссейных и железных дорог, плотины на реках Характерно широкое развитие площадных аккумулятивных техногенных образований (шламы на золоторудных приисках, продукты почвенной эрозии)

Неоплейстоцен, верхнее звено - голоцен нерасчлененные Десерпционные образования верхнего неоплейстоцена - голоцена распространены спорадически на крутых склонах низких террас всех рек региона Озерно-болотные образования выделены только в восточной части территории, в районах, тяготеющих к области распространения средненеоплейстоценовых озерно-аллювиальных и делювиально-озерных образований Делювиально-аллювиальные образования невьянского -горбуновского горизонтов распространены в районе очень широко Они выполняют молодые эрозионные ложбины, а также перекрывают их склоны

Четвертичная система нерасчлененная Элювиально-делювиальные образования четвертичной системы выделяются в самой западной части территории В целом они образуют чехол самой высокой поверхности выравнивания и представлены суглинками, супесями, неокатанными кластитами (механическим делювием) и глинами (химическим элювием) мощностью несколько метров

Глава III. Геоморфологическое строение Восточно-Уральского плато. С

целью характеристики и анализа геоморфологического строения автором была построена схема геоморфологического строения Восточно-Уральского плато масштаба 1 400000 и серия геоморфологических профилей по известным методикам (например, Костенко, 1999) Возраст элементов рельефа определен, с одной стороны, на основе данных по стратиграфии слагающих геоморфологические элементы образований, а с другой стороны, - на основе литературных данных по формированию горно-складчатого сооружения Южного Урала

Формирование и тектоническое развитие Южно-Уральского орогена По существующим в настоящее время представлениям до олигоцена, то есть в позднем мелу - эоцене, никакого сильного сноса с Южного Урала не было, и он, вероятно, почти целиком заливался морем (Копп, 20056) В середине эоцена началась регрессия, а на территориях к востоку оформилась низменная аккумулятивная равнина (Изменение , 1999) Западнее, по MJI Коппу, в Зауралье и Тургайском прогибе вплоть до конца раннего олигоцена существовал шельфовый бассейн Складчатость началась после раннего олигоцена, а закончилась в конце олигоцена либо в раннем миоцене Этот временной интервал соответствует савской и, может быть, штирийской орогеническим фазам В среднем олигоцене прервалась связь Среднеазиатского и Западно-Сибирского бассейнов и окончательно установились континентальные условия (Копп, 2005а, 20056) Новейшая активизация Южного Урала началась в раннем олигоцене и интенсивно продолжилась в миоцене, она сопровождалась также складкообразованием савской и штирийской фаз Поднятие Южного Урала в миоцене было медленным - конденудационным, только на рубеже миоцена-плиоцена началось конэрозионное развитие, когда появились первые конусы выноса, подчеркнувшие новообразованный Сакмарский уступ восточной экспозиции Между миоценом и плиоценом произошли аттическая и роданская фазы, а в плейстоцене произошло резкое усиление орогенического подъема (Лидер, 1976) Новейшее воздымание происходило одновременно с орогенезом в соседней части Альпийского пояса Главная коллизия там началась в раннем миоцене (штирийская фаза) Коллизия на рубеже миоцена - плиоцена в аттическую фазу фиксируется появлением грубых моллас, а горообразование позже усилилось в плейстоцене (валахская фаза) В Н Пучков (2004) также аргументирует позднекайнозойский возраст высоких поверхностей выравнивания Ритмический рисунок орогенической кривой Южного Урала подобен таковому южной коллизионной зоны (Копп, 2005а), а сам регион входит (Тевелев, 2003) в динамический ансамбль Индо-Азиатской коллизионной области, и в своем развитии испытал все основные фазы альпийских движений

Схема геоморфологического строения Восточно-Уральского плато На геоморфологической схеме выделены следующие элементы рельефа Поверхности

выравнивания, относящиеся к денудационному типу рельефа древняя останцовая, Бабарыкинская, Джабыкская, Родничковская, Березиновская, их возраст охватывает временной интервал от олигоцена до раннего неоплейстоцена Денудационно-аккумулятивные элементы рельефа Ключевская, Бородиновская, Озернинская и Ясненская поверхности выравнивания, средне- и поздненеоплейстоценовые Склоновые элементы рельефа представлены склонами Ключевской и Бородиновской поверхностей, а также нерасчтененными средне-поздненеоплейстоценовыми (склоны высоких поверхностей - от Бабарыкинской до Родничковской - показаны единым с самими поверхностями знаком) Морфологические элементы впадин речных долин представлены эрозионно-аккумулятивными либо эрозионными уровнями ранне-средненеоплейстоценовых террас, поверхностями исетской аккумулятивной и исетской и уфимской цокольных террас и их эрозионными уровнями Показаны поздненеоплейстоценовые террасы и их склоны, поздненеоплейстоцен-голоценовые склоны нерасчлененные, а также озерные котловины и поверхности современного эрозионного вреза, пойменных и низких надпойменных террас нерасчлененных

В центральной части территории Восточно-Уральского плато субмеридионально проходит основной водораздел, разграничивающий бассейны р Урал и р Тобол Сводовый изгиб поверхностей выравнивания в центральной части, а также веерный изгиб уровней поверхностей выравнивания в пределах отдельных структур обусловлен динамикой новейшего развития Изгиб прослеживается между каждыми двумя соседними поверхностями, то есть вертикальные движения имели перманентный характер и происходили на протяжении всего четвертичного времени

Древняя останцовая поверхность выравнивания (О pN) развита лишь в северозападной части плато, а также приурочена к вершине Чекинского хребта Поверхность датируется весьма условно - олигоценовым временем, ее формирование может быть связано с первыми этапами активизации Южно-Уральского орогена, соответствующей савской фазе Останцовая поверхность резко выделяется в рельефе и характеризуется высотами от 500 м до 780 м Бабарыкинская поверхность выравнивания (N ВЬ) высотой 460 - 500 м датируется миоценом, распространена в северо-западной части плато, а также приурочена к вершинам шиханов карабулакской и сыртинской групп Возраст поверхности коррелируется с событиями аттической и роданской фаз складчатости Джабыкская плиоцен-эоплейстоценовая поверхность (N-Q Dj) имеет существенно более широкое распространение Образование этой поверхности (с высотами 420 - 460 м) коррелируется с одной из главных в регионе - валахской - фазой складчатости Сопоставляется с VII (увельской) террасой уральских рек Родничковская поверхность выравнивания (Qird) характеризуется приуроченностью к высоте 400 м, коррелируется с VI (миасской) террасой транзитных рек Южного Урала Березиновская поверхность выравнивания

(Qibz) является наиболее низкой из группы поверхностей выравнивания денудационного типа рельефа и характеризуется высотными отметками на всей территории от 360 - 380 м в центральной части до 320 м в восточной части плато Коррелируется с V (черноскутовской) террасой крупных рек Урала и датируется второй половиной раннего плейстоцена

Ключевская поверхность выравнивания (QnkL) относится к типу денудационно-аккумулятивного рельефа и датируется первой половиной среднего неоплейстоцена Ее образование относится к периоду четвертичной перестройки направления дренажа на Восточно-Уральском плато с субмеридионального к субширотному, а в климатическом смысле частично синхронно крупному теплому и влажному эпизоду климатической истории - сылвицкому (тобольскому, лихвинскому) межледниковью Породы, вышедшие в рельеф при образовании Ключевской поверхности, обычно глубоко переработаны и представляют собой разнообразные элювиальные комплексы вплоть до глинистых кор выветривания Бородиновская поверхность выравнивания (Qnb) второй половины среднего неоплейстоцена характеризуется обстановкой формирования в современной -субширотной структуре дренажной сети Сопоставляется с III (исетскои) террасой транзитных рек Урала и датируется среднеуральским временем Озернинская (Qmoz) и Ясненская (Qmys) поверхности распространены исключительно в восточной части территории и представляют собой самые нижние элементы денудационно-аккумулятивного рельефа Восточно-Уральского плато Первая коррелируется с камышловской террасой (первая половина позднего неоплейстоцена), вторая -режевской и отвечает второй половине позднего неоплейстоцена

Склоновый рельеф (С Ila-b и С II-III) образует врезы, соединяющие поверхности выравнивания Морфология склонов, их геометрические и литологические характеристики пространственно очень изменчивы Крупные формы склонового рельефа развиты в зонах перехода от денудационного к аккумулятивному рельефу, в меньшей степени они представлены молодыми придолинными склонами К аккумулятивному типу рельефа относятся ранне-средненеоплейстоценовые террасы нерасчлененные долины р Урал (в том числе выделяемые В М Мосейчуком и др (2000а, 20006) комплексы миасской и черноскутовской террас), средненеоялейстоценовые надпойменные террасы (исетская, уфимская), а также поздненеоплейстоценовые (камышловская и режевская террасы) и поздненеоплейстоцен-голоценовые речные террасы и озерные котловины

На схеме геоморфологического строения Восточно-Уральского плато отображены основные линейные структурно-морфологические элементы К ним относятся водораздел каспийского и полярноморского бассейнов, который окончательно сформировался в середине среднего неоплейстоцена, новейшие

разломы и линеаменты Ре^ефообразующие активные разломы, ограничивающие новейшие поднятия, приурочены к долгоживущим и (или) реактивированным разломным зонам Структурно-обусловленные морфологические линеаменты выражены спрямленными участками долин рек либо их притоков Выраженные в рельефе новейшие разломы представлены уступами и на схеме они часто маркируются спрямленными границами поверхностей выравнивания В восточной части территории некоторые новейшие разломы совпадают с границей Восточно-Уральского плато Также отображены основные структурно-обусловленные вершины Морфология речных долин Восточно-Уральского плато Речные долины восточного склона Южного Урала отчетливо сегментированы Сегментация долин проявляется как в особенностях морфологического строения долины, так и в строении аллювиальных комплексов В ряде случаев прослеживается закономерная позиция разновозрастных комплексов аккумулятивных террас в зависимости от локальной морфологии долинных впадин Достоверно показано, что сегментация речных долин обусловлена не литологическими факторами (составом подстилающих коренных), а структурными, динамическими и тектоническими факторами Это продемонстрировано на примере двух долнн - р Мал Караганки, принадлежащей бассейну Урала, и реки Акмулла с ее продолжением Карагайлы-Аят, относящейся к бассейну Тобола Наиболее характерные особенности сегментации прослеживаются и для остальных речных долин Восточно-Уральского плато Кроме структурно-морфологической дифференциации сегментов единой речной долины, в ряде случаев устанавливается и возрастная дифференциация, проявляющаяся в различиях в возрасте заложения и скорости морфологического преобразования (перестройки) отдельных участков долины В частности, это объясняется различием скоростей эрозионно-аккумулятивных процессов на участках различного простирания

Средненеоплейстоценовая перестройка орографической сети восточного склона Южного Урала Вопрос о перестройке эрозионной речной сети с субмеридиональной на субширотную затрагивался многими исследователями Южного Урала (Сигов и др , 1968, Трифонов, 1960, Лидер, 1976, Тевелев, 2003 и др), однако датировка этого события существенно различается (от границы олигоцена-миоцена до среднего плейстоцена) Основываясь на результатах полевого изучения и структурно-морфологического анализа Восточно-Уральского плато, можно утверждать, что перестройка всей орографической сети восточного склона Южного Урала происходила между первой и второй половинами среднего неоплейстоцена Уфимский аллювиальный комплекс формировался либо в меридиональных долинах, либо в условиях более сложного гидрографического режима Во всех изученных случаях он вскрыт на значительном удалении от молодой долины, в сегментах, характеризующихся наличием ослабленных субмеридиональных зон Механизм

перестройки мог быть выражен в заложении по ослабленным зонам новых речных долин либо в разрастании уже существующих притоковых долин и русловых форм высоких порядков Исетский аллювий (второй половины среднего неоплейстоцена) накапливался уже в условиях, близких к современным

Глава IV. Новейший геодинамический режим развития восточного склона Южного Урала. Поле современных напряжений на восточном склоне Южного Урала фиксируется инструментально (Зубков и др, 1997) и характеризуется относительным ССЗ-ЮЮВ сжатием Это также подтверждается перемещением GPS-станций, входящих в состав деформационной сети северной Евразии NEDA (Стеблов и др, 2005) Влияние омоложенных киммерийских разломов на неотектоническом этапе на морфологию всего Южного Урала подчеркивалось многими исследователями (Лидер, 1976, Тевелев, 2003 и др) Современные движения земной коры (Глубинное , 2001) сопровождаются своеобразными сводообразными поднятиями до 2 мм/год

IV 1 Новейшие поднятия восточного склона Южного Урала. С целью структурно-геоморфологического изучения верхних ярусов рельефа, особенно в пределах высокоподнятых интрузивных массивов, включая Богдановский массив, Чекинскую группу массивов, Малочекинскую группу массивов, Айдырлинский массив, исследовались проявления новейшей и современной тектонической активности на территории наиболее высоких одиночных гор (шиханов)

К шиханам Богдановско-Чекинской группы относятся вершины Чекинского хребта (основного высотного морфологического элемента на обрамлении Восточно-Уральского плато), а также вершины, продолжающие хребет на юг и на север поднятие Богдановского массива, ярко выраженные вершины к северу от Чеки -Безымянная, Придорожная, северная и южная вершины г Разборной, г Мохнатая К шиханам Малочекинской группы относятся Малая Чека, Малая Коптиха, Коптиха и Аркаим К Сыртинской группе шиханов относятся массивы г Острой и г Длинной, расположенных к востоку от пос Сыртинский на левом берегу Урала и образующих линию вершин, сдвинутых к западу от основной Чекинской дуги, и гору Карабулак к востоку от них Для всех хребтов и поднятий характерна совокупность признаков их новейшей активности - оползневые и обвальные тела со стенками отрыва и современными каменными завалами, выходы подземных вод, свежие породы на вершинах поднятий, свидетельствующие о значительных скоростях денудации, морфологически выраженные прямолинейные овраги

Вдоль простирания Чекинский хребет представляет собой систему разновысотных блоков с наивысшей точкой 558 м Детальные структурно-геоморфологические исследования доказывают неотектоническую активность Чекинского хребта Наклоны поверхностей выравнивания противоположных знаков к западу и востоку от хребта подтверждают новейшие движения, в процессе которых

произошел излом уровня вдоль оси поднятия Наличие выраженного перегиба при переходе к высоким )ровням и одновременное отсутствие мощного покрова на низких уровнях указывает на отсутствие фиксированного базиса аккумуляции, другими словами, доказывает факт регионального поднятия с мигрирующей областью аккумуляции осадков (Георгиевский и др , 2006) Границы Чекинского поднятия на участке, примыкающем к левому берегу р Урал, совпадают с границами одноименного интрузивного комплекса По данным магниторазведки (Фурина и др, 2006) Чекинский хребет на востоке ограничен крупным разрывным нарушением с западным (-50°) падением Выделенный нами разлом уже был описан в литературе как Карабулакский (Чайко и др, 1982ф), но рассматривался как древний, тектонически пассивный в альпийское время В результате изучения Чекинского разрывного нарушения удалось доказать его сдвиго-надвиговую кинематику и активность в альпийское время Чекинский хребет, таким образом, представляет собой поднятое висячее крыло протяженного активного сдвиго-надвига, образовавшегося в обстановке левосторонней транспрессии

В пределах хребтов и гряд выделяется второй тип активных разрывных нарушений, выраженный в речьефе поперечными и диагональными крутыми тектоническими склонами высотой в десятки метров с преобладающим северозападным направлением простирания Большинство из них имеет сбросовую, сдвиго-сбросовую кинематику Указанные разрывы расположены косо или даже нормально к ыавной оси деформаций, имеющей здесь ориентировку, близкую к ССЗ-ЮЮВ То есть весь восточный склон Южного Урала представляет собой дробно-полосчатую мозаику из субмеридиональных разломов - надвигов и трассирующих их, осложненных сдвиго-сбросами поднятий в приподнятых крыльях надвигов

Морфотектоника хребтов и гряд восточного склона Южного Урала дала основания объединить данные структуры термином «тектонические дуги» Этот термин близок к термину «структурные дуги», включающему в себя широко распространенные деформационные единицы с близкими характеристиками тектонически-зависимого рельефа Морфологическое подобие тектонических дуг восточного склона Южного Урала и сгруктурных дуг, изученных во многих регионах мира, позволило предположить близкий механизм и условия их образования

На фронтах альпийских горных сооружений структурные дуги представлены новейшими принадвиговыми выраженными в рельефе складками Выявленные альпийские деформации в складчато-надвиговом парагенезисе восточного склона Южного Урала доказывают подновление разрывных нарушений, что выражает реактивацию левосторонних транспрессивных напряжений Последнее позволяет сделать заключение о продолжающихся коллизионных движениях, которые на новейшем этапе обусловливают рост горно-складчатого сооружения Южного Урала

IV. 2 Сейсмические условия Восточно-Уральского плато. В разделе изложены результаты работы, целью которой являлось изучение сейсмитов, найденных в процессе полевых работ на Восточно-Уральском плато, анализ геодинамических обстановок и времени их образования Сейсмиты представляют собой приповерхностные рыхлые образования, структура которых обусловлена процессами разжижения (Вознесенский, 1997, 1998, Грунтоведение, 2005) вследствие сейсмических событий, происходивших на Южном Урале в четвертичное время

Морфологически структуры разжижения представлены двумя обширными группами разнообразными кластическими дайками (или «песчаными интрузиями») и складчатыми и складчато-разрывными пакетами (Корженков и др , 2007, Tribe, 2000, Lagerback et al, 2004, Bowman et al, 2004 и др) Учитывая весьма четкое стратиграфическое положение сейсмитов, данные структуры используют для точной датировки палеосейсмических событий На восточном склоне Южного Урала, в пределах Восточно-Уральского плато, нами были описаны многочисленные находки сейсмитов в разновозрастных четвертичных образованиях, свидетельствующие о сейсмической активности региона на протяжении четвертичного времени (Георгиевский и др, 2007) Места находок сейсмитов показаны на рис 1

Наибольшее разнообразие таких структур было описано в аллювиальных либо озерно-аллювиальных осадках, датируемых первой половиной среднего неоплейстоцена (Тевелев и др, 2006), то есть образованных во время лихвинского межледниковья (сылвицкий горизонт по Уральской стратиграфической шкале) Разрезы, содержащие структуры разжижения рыхлых осадков, были описаны в пределах речных до тин р Караталы-Аят, р Сухая, в бассейне Нижнего Тогузака, а также в долине Карабутака - правого притока реки Суундук Во всех случаях разрезы представлены литологически контрастными образованиями, от тонких глинистых прослоев до гравийников и галечников Для датировки сейсмических событий важно, что в тех случаях, когда в долинах одновременно развиты и более молодые аккумулятивные террасы, структуры разжижения в последних не прослеживаются Все это позвотяет предположить относитечьно узкий временной интервал сейсмической активности Южного Урала - первую половину среднего неоплейстоцена, то есть время накопления аллювия либо время следующей непосредственно за ним эпохи врезания Этот вывод независимо подтверждают находки кластических даек в долине реки Нижний Тогузак около пос Кызыл-Маяк, вскрытых в верхней части высокой надпойменной террасы и перекрытых чехлом средне-верхпенеоплейстоценовых образований Большинство разрезов сылвицкого горизонта, содержащих сейсмиты, располагается вблизи зоны перехода Зауральского пенеплена и Западно-Сибирской низменности, характеризующейся активностью на новейшем этапе

Рис. 1. Места находок разновозрастных сейсмитов на восточном склоне Южного Урала,

Многочисленные кластические дайки были описаны в аллювиальных образованиях среднеуральского (среднерусского) надгоризонта, слагающих третью надпойменную террасу всех основных водотоков. Кластические дайки и мелкомасштабные дизъюнктивные деформационные структуры в разрезах верхней части среднего неоплейстоцена изучены в долинах южных притоков Аята (долины рек Камышлы-Аят, Карагайлы-Аят, Акмулла, Сухая), а также в долине р. Урал и ее крупных притоков (р. Малая Караганка). Мелкомасштабные складчатые структуры сейсмитов были описаны в разрезах третьей надпойменной террасы в долине реки Б. Караганка. Накопление аллювия во второй половине среднего неоплейстоцена происходило в обстановке новообразованной гидрографической сети, вызванной общим воздыманием Южно-Уральского орогена. С этим может быть связана продолжающаяся сейсмичность, обусловившая образование сейсмитов в пределах ослабленных зон (наследуемых речными долинами). При этом возрастная датировка сейсмических событий весьма определенная, так как деформационные структуры располагаются внутри разрезов и перекрыты аллювиальными отложениями, датируемыми верхами среднеуральского надгоризонта (Тевелев и др., 2006).

Свидетельства поздненеоплейстоценовых сейсмических событий представлены сейсмитами в аллювиальных отложениях, а также в покровных рыхлых образованиях на придолинных поверхностях р. Каратаяы-Аят около пос. Аннеяское и р. Кг>\<ушлы-

Аят близ пос Могутовский Кроме того, повсеместно развитые приповерхностные маломощные кластические дайки и некоторые характерные остроугольные фациальные границы в разрезах голоценовых речных террас также могут быть обусловлены позднеплейстоцен-голоценовыми сейсмическими событиями

IV. 3 Плейстоцен-голоценовая динамика и закономерности развития процессов линейной эрозии на Восточно-Уральском плато В разделе приведены результаты проведенного автором ГИС-анализа, нацеленного на обнаружение пространственных закономерностей расположения эрозионных структур - балочных, овражных и речных долин Для выявления особенностей развития эрозионных форм во времени были проанализированы долины разных порядков, в предположении об относительном омоложении структур от более высоких до более низких порядков

Исходная матрица рельефа, построенная по данным радарной топографической съемки с пространственным разрешением 3" (SRTM), была гидрологически скорректирована, были вычислены ее производные - матрицы направления стока и кумулятивного потока После этого была получена модель водных потоков и вычислен порядок для каждого элемента сети потоков (рис 2) Долины, не имеющие притоков, принимаются за долины первого порядка, при слиянии двух долин первого порядка образуется долина второго порядка и т д, то есть долина более старшего порядка образуется только при слиянии двух долин на единицу меньшего порядка (Strahler, 1957, Философов, 1960) На следующем этапе были определены азимуты (простирание) для каждого элемента полученной модели потоков и построены розы-диаграммы для элементов речной системы (потоковой модели) каждого порядка (рис 2) В описанной схеме единая речная долина разделяется на множество элементов в точках впадения притоков (долин) меньшего порядка, то есть подразумевается, что эти элементы являются структурными единицами

Для долин низких порядков имеются пики для широтного и меридионального азимутов Но преобладание этих направлений незначительное и, вероятнее всего, возникает вследствие прямоугольной формы ячеек исходной матрицы рельефа Однако имеет место смена преобладающего простирания элементов потоковой системы от первого порядка до шестого Но в этом случае различие уже существенное и не может быть объяснено погрешностями алгоритма расчета

Факт смены доминирующих азимутов для элементов разнопорядковых речных долин отражает смену условий заложения и развития региона Принимая во внимание относительную молодость всех долин на рассматриваемой территории, можно заключить, что на протяжении новейшего этапа имела место смена условий протекания эрозионных процессов Судя по диаграммам простирания долинных форм, условия менялись неоднократно, что отразилось в существенно различающейся конфигурации диаграмм для долин низких, средних и высоких порядков

Рис. 2. Модель многопорядковой речной системы (на примере бассейнов притоков р. Урал), схема определения порядков долин и диаграммы частот простираний долин (и их порядок).

Практически на всей изучаемой территории реализован сценарий, в котором составляющие овражно-балочной сети долины раскрываются в основную долину, не достигая при этом базиса эрозии последней - то есть тальвеги долин-притоков расположены на уровне молодых террас основных водотоков. Это может свидетельствовать о быстрой трансформации эрозионной сети, при которой происходит перескок либо перехват основного речного русла с последующей интенсивной донной и боковой эрозией, в то время как высокопорядковые долины притоков начинают характеризоваться уменьшающейся водностью, следовательно, редуцируется их транспортирующая способность и, как следствие, происходит их выполнение рыхлым материалом делювиально-пролюзиальных фаций. Наиболее характерные примеры были описаны в долинах р. Карагайлы-Аят и руч. Бахтыбай.

Динамика процессов линейной эрозии и общее морфологическое развитие поверхности Восточно-Уральского плато имеют весьма тесную зависимость, что проявляется в конфигурации крупных современных речных долин. Единая долина может состоять из сегментов, наследующих как древние, досреднечетвертичные эрозионные ложбины, так и молодые, поздненеоплейстоценовые. То есть одним из ключевых моментов при этом является растянутое во времени «посегментное» формирование речных долин и продолжающееся во времени приспособление к различным фазам геодинамических условий. Заложение более молодых систем долин с отличающимся по сравнению с более древними простиранием может быть

19

объяснено региональными условиями геодинамического развития Южного Урала В целом, Южный Урал развивается в условиях косого левосдвигового сжатия (левосторонней транспрессии), а новейшие поднятия восточного склона Южного Урала демонстрируют левосдвиговые и надвиговые деформации Согласно данной модели, по мере развития деформаций могут закладываться и обновляться ослабленные зоны и системы разрывных нарушений с дискретно различающимися азимутами простирания

IV. 4. Современные деформации горных пород Восточно-Уральского плато и их проявление в динамике развития водохранилищ. Специфика современных геодинамических условий Восточно-Уральского плато заключается в доменном характере деформирования среды, определяя при этом морфологическую структуру с одной стороны и интенсивность протекающих гидрологических процессов с другой Синтез результатов дешифрирования данных дистанционного зондирования и морфометрических параметров рельефа позволил выявить закономерности в размещении зон с различным соотношением элементов гидрографической сети Динамический режим развития водохранилищ во многих случаях определяется наличием геодинамически активных зон, конфигурация которых соответствует региональной структуре и режиму новейшего деформирования Южного Урала

Основой для данных исследований послужили данные дистанционного зондирования, представленные космическими снимками нескольких съемочных систем и включающими съемку разных лет На первом этапе была получена схема расположения водохранилищ с различной тенденцией изменения водной массы, выражающейся в изменении площади водной поверхности 284 водохранилищ (рис 3) Влияние климатического фактора при этом играет побочную роль, так как одна часть водохранилищ увеличивает водную массу одновременно с уменьшающейся водностью других На втором этапе была построена схема латеральной изменчивости соотношения размеров (площадей) существующих водных объектов и величин естественной топографической увлажненности, выражающейся коэффициентом увлажненности или топографическим индексом (Всусп й а1,1979)

Водохранилища с различной динамикой изменения водности расположены не хаотично, а в виде некоторых кластеров, группируясь в массивы Расположение областей со схожими по динамическому режиму развития водохранилищами, как правило, не ограничивается локальными водоразделами, а эти области объединяют отрезки рядом расположенных долин В ряде случаев водохранилища со схожей динамикой объединяются в меридионально вытянутые цепочки либо резко асимметричные скопления В большинстве случаев простирание таких зон -субмеридиональное Так как режим питания всех водотоков на рассматриваемой территории близкий, то различная динамика уровня водохранилищ, которая

выражается площадью зеркала водной поверхности, обусловлена, вероятно, структурными и динамическими факторами.

©

/Л

У

® I ® V ^

д /• I *аэ I 1 ^--о - > ♦ _

—ч-^®' . у 5к® ♦

*

I ♦ @ ^

0

х „ 1 ®/' ®

¡V-

О 5 10 20 30 40

»Г—Километры

© >

<зУ

площадь водной поверхности увеличилась

площадь водной поверхности уменьшилась

площадь водной поверхности осталась неизменной

Рис. 3. Динамика изменения во времени площади водной поверхности малых водохранилищ Восточно-Уральского плато.

Новейший (современный) деформационный режим может проявляться в увеличении или уменьшении напряженного состояния в зонах трещиноватости (Несмеянов, 2004), к которым приурочены горизонты подземных вод. То есть под влиянием напряженного состояния могут проявляться деформации, вследствие чего изменяются фильтрационные потоки грунтовых вод и емкостные свойства горных пород (Шестаков, 1995), которые характеризуют способность пород к водонасыщению или водоотдаче путем изменения степени заполнения трещин водой в результате упругого сжатия или растяжения (Основы..., 1983).

Структурированное представлеиие реальной геологической среды весьма коррелированно с пространственными вариациями величины отношения емкости водоемов к естественной увлажненности их ареалов. Области с большим или

меньшим соотношением величины площади водоемов и величины топографической увлажненности расположены не хаотично, а упорядоченно, в виде закономерно чередующихся доменов Причем эти зоны меридионально вытянуты и диагонально примыкают друг к другу, прослеживаясь через 2-3 смежные речные долины В этом проявляется аналогия с характером доменов, объединяющих смежные долины и имеющих поперечное к ним простирание, обнаруживаемых при анализе распределения водохранилищ с одинаковой динамикой развития

Таким образом, анализ построенных схем дает основание предполагать весьма существенное влияние новейшего геодинамического развития всего Восточно-Уральского плато на строение и динамику развития поверхностных структур и протекающих в них процессов Конфигурация ослабленных зон с изменяющейся во времени степенью водонасьпцения определяется тектонической структурой и кинематической схемой неотектонического развития региона и обусловливает пространственные закономерности расположения областей с различной степенью интенсивности экзогенных процессов Вероятно, реальные механизмы деформирования геологической среды Восточно-Уральского плато весьма сложны и требуют детального крупномасштабного изучения Но в целом развитие региона можно представить как мозаичное, локальное изменение морфологии поверхности, сопровождающееся миграцией областей максимальных вертикальных и горизонтальных градиентов, и, как следствие, закономерным смещением во времени зон максимальной интенсивности экзогенных геологических процессов В связи с этим, расположение малых водохранилищ и динамический режим их развития определяются peí иональным геодинамическим режимом Южного Урала

Глава V. Моделирование процессов рельефообразования Южного Урала в аспекте характеристики неотектонического режима развития. В данном разделе приведены результаты авторского моделирования рельефообразующих процессов участка Пекинского хребта на восточном склоне Южного Урала Основная цель моделирования заключалась в анализе моделей развития рельефа и в ответе на вопрос о возможном применении единой схемы рельефообразования ко всей области в целом Другими словами, численное моделирование рельефа в данном случае выступает как независимый инструмент для анализа новейшей геодинамики структур Восточно-Уральского нлато, а общие принципы при этом сводятся к анализу возможных схем и стиля морфологического преобразования и сопоставлению модельного развития и реального, данные о котором получены в процессе полевых наблюдений В случае положительного ответа о применимости единой схемы рельефообразования геоморфологическое строение области Пекинского поднятия можно считать однородным, а рельеф рассматриваемой области остаточным Отрицательный ответ будет означать неоднородные условия протекания процессов

рельефообразованш, го есть коссишо ссидететьстсовагь об активно и неот екюнике региона, а таклсе о том, что неоднородные усчовия и различия в процессах рельефообразованш обусловлены активным геодинамическнм режимом

В разделе рассмотрены методика и принципы моделирования для двумерных и для трехмерных моделей, приведен обзор мирового опыта моделирования рельефа Для обоснования корректности численного моделирования структур в пределах Восточно-Уральского плато показано, что на рассматриваемой территории по совокупности морфометрических показателей между собой различаются группы долин, развитие которых определяется различными новейшими структурами, то есть геодинамический режим действительно определяет одновременно целый комплекс морфологических показателей, описывающих поверхность рельефа

Чекинский хребет был выбран в качестве модельного участка по следующим причинам 1) Этот участок достаточно хорошо и разносторонне изучен нами в процессе полевых работ 2) На восточном склоне Южного Урала имеется целая серия поднятий, структурно и морфологически схожих с поднятием данного хребта, характеристика геодинамического режима развития которых имеет принципиальную важность для характеристики неотектоники всего Южного Урала 3) На достаточно ограниченном по площади участке здесь представтены различные по структурно-морфологической позиции и возрасту элементы водораздельные поверхности, склоны, террасовидные уступы, речные долины и молодые эрозионные врезы

Основу модели составляют соотношения для диффузионного массопереноса и для русловой эрозии Последняя определяется соотношением, используемым в ряде других моделей (Whipple, 2001, Tucker, Shngerland, 1996, Howard, Kerby, 1983, Георгиевский, 2006, 2008a) Модель развития рельефа описывается следующим образом dz/dt = д (32z/3x2+ d2zJdy2) - е Ас S", где z - значение высоты, t - время, х, у - прямоугольные координаты, А - площадь водосбора, S - локальный уклон, g, е, с, п - коэффициенты Первое слагаемое отвечает за склоновые процессы | («диффузионная» компонента), а второе - за русловые процессы («эрозионная» компонента) С использованием конечно-разностных схем решения (Калиткин, 1978), алгоритм решения был реализован автором в модуле Visual Basic В результате была построена серия моделей развития рельефа для территории Чекинского хребга

В качестве исходной модельной морфологии взята реальная современная топографическая поверхность Таким образом, моделируется стиль, характер морфологического преобразования поверхности, которые наблюдались бы при воздействии рельефообразующих агентов В этом случае чрезвычайное значение имеют данные полевых наблюдений, а точнее - сведения об интенсивности развития тех или иных экзогенных процессов (участках интенсивной локальной эрозии, наличии областей аккумуляции, полевые наблюдения касательно тенденций развития

рельефа, в том числе о процессах речного террасообразования, особенностях гидрологических процессов и других) Далее, рассмотрение реальной поверхности в качестве исходной модельной поверхности позволяет отвечать на вопрос о возможном генезисе современного рельефа как остаточного Важно, что при моделировании показательными являются именно соотношения морфологических структур, эрозионный рисунок и общая конфигурация дренажной сети, но не абсолютные значения высот и даже не простое подобие поверхностей, так как последние величины определяются только значением коэффициентов в уравнениях модели и модельным временем развития рельефа

В результате моделирования при попытке описать процессы рельефообразования единой схемой, с тождественными параметрами, как для развития высоких водораздельных морфологических структур, так и для низких базисных уровней наблюдаются существенные расхождения модельного и реального рельефа Причем существенно расходятся с реальными наблюдениями тенденции и участки локализации экзогенных рельефообразующих процессов Это позволяет сделать вывод о том, что различные структуры в районе Чекинского хребта различаются не только по геоморфологии, но также и по режиму новейшего развития, который, в частности, и определяет интенсивность экзогенных геологических процессов, преобразующих рельеф Другими словами, все это является косвенным подтверждением того, что область Чекинского поднятия характеризовалась аюивным геодинамическим режимом на новейшем этапе, который контролировал области локализации экзогенных рельефообразующих факторов, создавая при этом неоднородные по площади в целом условия развития рельефа

Заключение

Новейший геодинамический режим и обстановки четвертичной седиментации Восточно-Уральского плато исследованы с использованием комплексных данных, основанных на полевом изучении геоморфологии и четвертичных образований, с использованием данных по геологическому строению, дистанционных материалов и морфометрического компьютерного анализа и моделирования Детально изучено геоморфологическое строение, описаны и датированы все основные структурно-морфологические элементы Восточно-Уральского плато Подробно описаны и стратиграфически охарактеризованы четвертичные образования, развитые на всех элементах рельефа Изучена геодинамика новейших поднятий и сейсмический режим в четвертичное время Выявлены закономерности развития, динамические параметры и специфика деформационного режима на новейшем этапе, охарактеризованы современные деформации горных пород Восточно-Уральского плато Проведено численное моделирование развития рельефа областей новейших поднятий и оценен вклад новейших деформаций при формировании рельефа

Список основных работ, опубликованных по теме диссертации

1 Георгиевский Б В Особенности неоднородных деформаций горных пород и их воздействие на динамику развития малых водохранилищ Восточно-Уральского плато II Геоэкология Инженерная геология Гидрогеология Геокриология 2008, № 2 С 141-151

2 Тевелев А В, Шилова Г И, Георгиевский Б В, Гаврилова Е В Четвертичные отложения восточного склона Южного Урала БМОИП.отд геологии, 2006, т 81, выл 1. с 37-51

3 Georgievskiy В V, Teveiev А V Dynamically induced patterns of distribution of minor reservoirs on the East Uralian Plateau (Russia) II Geografía Física e Dinamica Quatemana, vol 30,2007, pp 167-173

4 Георгиевский Б В, Тевелев А В Структурные и динамические факторы сегментации речных долин восточного склона Южного Урала II Тектоника земной коры и мантии Тектонические закономерности размещения полезных ископаемых Мат-лы XXXVIII тектонического совещания Т1 М ГЕОС, 2005, с 133-136

5 Георгиевский Б В Новейший геодинамический режим развития Восточно-Уральского плато II Сборник тезисов XIII Международной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Ломоносов», т 2 М Изд-во МГУ, 2006, с 51

6 Георгиевский Б В, Тевелев А В Сейсмиты Южно-Уральского плато и геодинамические обстановки их образования II Доклады VIII Международной конференции «Новые идеи в науках о Земле» - М РГГРУ,2007 - Том 1-С 69-72

7 Георгиевский Б В, Базилевская Е А, Тевелев А В Геодинамика и морфология Малочекинского новейшего поднятия (Южный Урал) II Области активного текгогенеза в современной и древней истории Земли Мат-лы XXXIX тектонического совещания И М ГЕОС, 2006, с 145-149

8 Тевелев А В, Георгиевский Б В, Гаврилова Е В Тектонические факторы деформирования четвертичных отложений Южного Урала II Мат-лы XX Всероссийской молодежной конференции «Строение литосферы и геодинамика», Иркутск, ИЗК СО РАН, 2003, с 35-37

9 Георгиевский Б В Численное моделирование режимов развития новейших геоморфологических структур // Области активного текгогенеза в современной и древней истории Земли Мат-лы XXXIX тектонического совещания Т1 М ГЕОС, 2006, с 142-145

10 Георгиевский Б В Особенности развития и стадийность эрозионных процессов на восточном склоне Южного Урала II Международный год планеты Земля задачи геоэкологии, инженерной геологии и гидрогеологии Сергеевские чтения Вып 10 М ГЕОС, 2008 С 116-120

11 Георгиевский Б В Морфотектоника долинных впадин Восточно-Уральского плато интерпретация результатов кластерного анализа Тезисы докладов научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Молодые - наукам о Земле» (Москва 23-24 марта 2006г) Москва, РГГУ им С Орджоникидзе, 2006г, с 41

12 Георгиевский Б В Моделирование процессов рельефообразования Восточно-Уральского плато в аспекте характеристики неотектонического режима развития I Матер XV мевдунар конф «Ломоносов», М МГУ, 2008

13 Тевелев АркВ, Базилевская ЕА, Георгиевский Б В Пост-коллизионные структурные дуги в новейшей тектоники Южного Урала I Общие и региональные проблемы тектоники и геодинамики Материалы XLI Тектонического совещания Том 2 -М ГЕОС, 2008 С 321-325

14 Georgievskiy BV Investigation of neotectonics of South Urals based on geological mapping, remote sensing data and digital elevation models II 33rd IGC, Oslo 2008 Abstracts, STN-01

15 Georgievskiy BV, Teveiev AV Alpine geodynamics of the Eastern Ural II 33rd IGC, Oslo 2008 Abstracts, ASI-01

16 Georgievskiy В V, Teveiev A V Dynamical groups of the small stream valleys of the East Uralian Plateau as derived from cluster analysis of their morphologies II Geomorphology and Earth System Science British Geomorphological Research Group Abstracts Loughborough University, UK, 2006, p 56

17 Georgievskiy В V, Teveiev A V Impact of ponds on small stream valleys within the East Uralian Plateau analysis of local influence and regional connections // Human Impact on the Landscape IAC/AIC Working Group Meeting Abstracts Published by University of Pecs, Pecs, 2006, p 39

18 Teveiev AV, Georgievskiy BV Investigation of the Eastern Ural alpine dynamics using regional geological mapping II 5th European Congress on Regional Geoscientific Cartography and Information Systems Earth and Water Proceedings, volume 2 Published by Institut Cartografic de Catalunya, Instituí Geologic de Catalunya, Barcelona, 2006, pp 154-155

Подписано в печать 12 09 2008 г

Печать трафаретная

Заказ №731 Тираж 100 экз

Содержание диссертации, кандидата геолого-минералогических наук, Георгиевский, Борис Владимирович

ВВЕДЕНИЕ

I. ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ И ГЕОДИНАМИЧЕСКАЯ ОБСТАНОВКА 9 ФОРМИРОВАНИЯ ВОСТОЧНО-УРАЛЬСКОГО ПЛАТО

Геологическое строение Восточно-Уральского плато

Геодинамическая обстановка формирования Восточно-Уральского плато

Тектонофизическая модель земной коры Южного Урала

Выводы

II. СТРАТИГРАФИЯ ЧЕТВЕРТИЧНЫХ ОБРАЗОВАНИЙ ВОСТОЧНО- 32 УРАЛЬСКОГО ПЛАТО И ОБСТАНОВКИ ИХ НАКОПЛЕНИЯ

Методика стратиграфического описания четвертичных образований 37 Восточно-Уральского плато

Неоплейстоцен. Нижнее звено

Неоплейстоцен. Среднее звено

Неоплейстоцен. Верхнее звено

Среднее - верхнее звенья неоплейстоцена, нерасчлененные

Плейстоцен нерасчлененный

Голоцен

Выводы

III. ГЕОМОРФОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ ВОСТОЧНО-УРАЛЬСКОГО ПЛАТО

Формирование и тектоническое развитие Южно-Уральского орогена

Схема геоморфологического строения Восточно-Уральского плато

Морфология речных долин Восточно-Уральского плато

Средненеоплейстоценовая перестройка орографической сети восточного 94 склона Южного Урала

Выводы

IV. НОВЕЙШИЙ ГЕОДИНАМИЧЕСКИЙ РЕЖИМ РАЗВИТИЯ ВОСТОЧНОГО 99 СКЛОНА ЮЖНОГО УРАЛА

IV. 1. НОВЕЙШИЕ ПОДНЯТИЯ ВОСТОЧНОГО СКЛОНА ЮЖНОГО УРАЛА

Геолого-геоморфологическое строение восточного склона Южного Урала

Проявления новейших и современных движений в высоких элементах 113 рельефа восточного склона Южного Урала

Тектонические дуги» восточного склона Южного Урала

Мировые аналоги морфотектопики восточного склона Южного Урала

Выводы

IV. 2. СЕЙСМИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ ВОСТОЧНО-УРАЛЬСКОГО ПЛАТО

Современная сейсмичность Южного Урала 135 Сейсмические условия развития Восточно-Уральского плато в четвертичное 139 время

Выводы 155 IV. 3. ПЛЕЙСТОЦЕН-ГОЛОЦЕНОВАЯ ДИНАМИКА И ЗАКОНОМЕРНОСТИ 156 РАЗВИТИЯ ПРОЦЕССОВ ЛИНЕЙНОЙ ЭРОЗИИ НА ВОСТОЧНО-УРАЛЬСКОМ ПЛАТО

Методика работ

Результаты морфометрического ГИС-анализа и их обсуждение

Выводы

IV. 4. СОВРЕМЕННЫЕ ДЕФОРМАЦИЙ ГОРНЫХ ПОРОД ВОСТОЧНО- 173 УРАЛЬСКОГО ПЛАТО И ИХ ПРОЯВЛЕНИЕ В ДИНАМИКЕ РАЗВИТИЯ ВОДОХРАНИЛИЩ

Фактический материал

Методика работ

Результаты анализа динамики и пространственного расположения 177 водохранилищ

Примеры динамического режима развития малых водохранилищ

Выводы

V. МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ РЕЛЬЕФООБРАЗОВАНИЯ ЮЖНОГО 191 УРАЛА В АСПЕКТЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ НЕОТЕКТОНИЧЕСКОГО РЕЖИМА РАЗВИТИЯ

Методика и принципы моделирования

Обзор опыта мирового моделирования рельефа

Морфометрический анализ рельефа Восточно-Уральского плато

Моделирование рельефообразования Чекинского хребта

Выводы

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Новейший геодинамический режим и обстановки четвертичной седиментации Восточно-Уральского плато"

Район работ - Восточно-Уральское плато - расположен на восточном склоне Южного Урала (рис. 1). Исследуемая территория ограничена р. Урал на западе, р. Уй -на севере и Западно-Сибирской низменностью на востоке. В политико-административном отношении занимает южную часть Челябинской области и северовосточную часть Оренбургской области.

Целью настоящей работы явилось изучение новейшего геодинамического режима и обстановок четвертичной седиментации в пределах Восточно-Уральского плато. Для достижения этой цели необходимо было решить следующие задачи:

1. Изучить четвертичный покров Восточно-Уральского плато, выработать стратиграфическую схему четвертичных образований, основанную на детальном описании и анализе нескольких сотен разрезов, с привлечением современных палинологических методов, геологическом картировании с площадной корреляцией четвертичных комплексов и обобщении литературных данных.

2. Изучить геоморфологическое строение Восточно-Уральского плато. Составить геоморфологическую схему масштаба 1:400 ООО и серию геоморфологических профилей Восточно-Уральского плато, установить возраст геоморфологических элементов и последовательность их образования;

3. Выявить и изучить характерные особенности новейшего геодинамического режима Восточно-Уральского плато на основе геологических и структурно-геоморфологических исследований и сравнительного анализа механизмов формирования новейших структур. Выявить особенности четвертичного сейсмического режима региона и изучить вещественные комплексы-индикаторы сейсмичности (сейсмиты) Восточно-Уральского плато;

4. Выявить закономерности развития и определить динамические параметры процессов линейной эрозии на Восточно-Уральском плато в четвертичное время;

5. Выявить и дать характеристику современным деформациям горных пород Восточно-Уральского плато на основе материалов дистанционных съемок;

6. Численно смоделировать процессы рельефообразования на Восточно-Уральском плато и оценить вклад новейших деформаций при формировании рельефа.

В основу настоящей работы положен фактический материал, полученный автором в процессе полевых и камеральных исследований по подготовке двух листов Государственных геологических карт масштаба 1:200 ООО (ГДП-200), проводимых Уральской геолого-съемочной партией геологического факультета МГУ по контракту с МПР РФ в период с 2001 по 2006 годы. Обобщен огромный массив отечественных и зарубежных литературных данных по заявленной тематике. Кроме того, в работе использованы многочисленные материалы дистанционного зондирования (аэро- и космоснимки, радарная топографическая съемка), а также авторская программа по численному моделированию процессов рельефообразования. t

ИЧЧЩЦ!

1 KpaCfWHtp jfft Sep Aw урал bt»' ж

TtV «■нл 'ед рК<Фи ItegE**^" ■ —4si»/ 1 Г

Кацбазссмий И*Рлп tug

1 J

ММУИНцА

- V Р*ш0

Покойно* о

4£J i/0 tyo>

Акмсяск*

Qt

Креды,.

55 *N

40'

55 "N

20'

35 *N

54"N

40"

54 "H

20'

54*N

53 "N to

53-N

20'

53 "N

52 f» 40*

52 *N

20'

52 *N

56-£30' 57*6 57"E30' 53 "С 0в*ЕЭ0' 50 "E 5в"Е30' SO»E 50*Е30" 01 "Е

Рис, I. Схема расположения района работ

Полевые работы включали съемочные маршрутные исследования на Восточно-Уральском плато, а также ряд увязочных маршрутов на соседних территориях Схема фактического материала приведена на рис. 2.

Актуальность темы: Последнее десятилетие стало временем коренного пересмотра представлений о геологическом строении и истории развития Южного Урала, как комплексов фундамента, так и новейших образований. Этот пересмотр связан, прежде всего, с введением в геологическую практику современных методов исследований при проведении геолого-съемочных и тематических работ. Новые данные о новейшем геодинамическом режиме, стратиграфии новейших отложений и обстановках четвертичной седиментации Восточно-Уральского плато оказываются ключевыми для понимания альпийского развития Уральского горно-складчатого сооружения и имеют важное практическое значение в связи с подготовкой второго издания Государственных геологических карт Южного Урала масштаба 1:200 000. Существенным дополнением к полевым исследованиям региона явились работы по аналитическому и компьютерному моделированию новейших геологических и тектонических процессов Впервые для изучения неотектоники Восточно-Уральского плато применены комплексные средства исследований, основанные на системном использовании результатов компьютерного морфометрического анализа, обработки материалов дистанционного зондирования и численного моделирования рельефа.

Рис. 2. Схема фактического материала. Черным показаны авторские точки полевых наблюдений, в процессе работ 2001 - 2006 гг.

Научная новизна работы: Построена схема геоморфологического строения всей территории Восточно-Уральского плато в масштабе 1:400 000. Датировки геоморфологических единиц основаны, прежде всего, на детальной стратиграфической схеме четвертичных образований, разработанной с участием автора при геологическом картировании листов Государственной геологической карты масштаба 1:200 000 и обоснованной новыми объемными палинологическими данными. Выявлен характер тектонического развития региона на протяжении четвертичного времени. Впервые описаны комплексы сейсмитов в четвертичном чехле. Выявлены и охарактеризованы новейшие поднятия в пределах Восточно-Уральского плато, предложены кинематические схемы их развития. Впервые выполнено численное моделирование процессов формирования рельефа для поднятий Восточно-Уральского плато.

Практическое и научное значение. Детальная стратиграфическая схема четвертичных образований модифицирует и детализирует серийную легенду ЮжноУральской серии листов и использована при картировании двух листов Государственной геологической карты масштаба 1:200 000. Полученные результаты по новейшей тектонике и структурно-геоморфологическому строению региона позволяют сделать заключение о направленности и стиле продолжающихся на новейшем этапе движений, обусловивших рост горно-складчатого сооружения Южного Урала, что может иметь существенное значение для ориентировки прогнозно-поисковых работ.

Вклад автора: Автор принимал непосредственное участие в полевых и камеральных исследованиях, проводимых Уральской геологосъемочной партией геологического факультета МГУ по Государственному контракту с МПР РФ, в период с 2001 по 2006 годы. Автором построена и проанализирована схема геоморфологического строения Восточно-Уральского плато масштаба 1:400 000. На основании находок сейсмитов охарактеризованы временные интервалы значимой сейсмичности региона. На основании дистанционных материалов выявлены особенности деформационного режима Восточно-Уральского плато, в том числе определяющие гидрологические процессы малых водоемов. Построена численная модель рельефообразования и охарактеризован новейший геодинамический режим развития Чекинского хребта.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заключения и трех приложений, а также схемы геоморфологического строения Восточно-Уральского плато масштаба 1:400 000 и серии геоморфологических профилей. Объем работы составляет 235 страниц, включая 92 рисунка и 6 таблиц; библиографический список включает 201 наименование.

Заключение Диссертация по теме "Геотектоника и геодинамика", Георгиевский, Борис Владимирович

Выводы

На основе анализа мирового опыта численного моделирования процессов рельефообразования создана авторская модель для развития участка Восточно-Уральского плато: Чекинского хребта.

Рассмотренные и проиллюстрированные выше пять схем развития модельного рельефа, а также анализ множества других, менее показательных результатов, позволяет сформулировать одно чрезвычайно важное заключение. При попытке описать процессы рельефообразования единой схемой, с тождественными параметрами, как для развития высоких водораздельных морфологических структур, так и для низких базисных уровней наблюдаются существенные расхождения модельного и реального рельефа. Причем существенно расходятся с реальными наблюдениями тенденции и участки локализации экзогенных рельефообразующих процессов.

Все это позволяет сделать вывод о том, что различные структуры в районе Чекинского хребта различаются не только по геоморфологии, но также и по режиму новейшего развития, который, в частности, и определяет интенсивность экзогенных геологических процессов, преобразующих рельеф. Другими словами, все это является косвенным подтверждением того, что область Чекинского поднятия характеризовалась активным геодинамическим режимом на новейшем этапе, который контролировал области локализации экзогенных рельефообразующих факторов, создавая при этом неоднородные по площади в целом условия развития рельефа.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ЗАЩИЩАЕМЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Проведенные исследования по геоморфологии, стратиграфии четвертичных образований, новейшему геодинамическому развитию и численному моделированию развития рельефа Восточно-Уральского плато позволяют сформулировать следующее заключение и защищаемые положения.

Согласно построенным схеме геоморфологического строения и геоморфологическим профилям Восточно-Уральского плато в рельефе выделяются следующие типы рельефа: 1) денудационный тип; 2) денудационно-аккумулятивный; 3) склоновый; 4) аккумулятивный тип рельефа. Денудационный тип включает пять поверхностей выравнивания (одна из которых имеет останцовый характер) с возрастом образования от олигоцена до второй половины раннего неоплейстоцена. Денудационно-аккумулятивный тип включает четыре поверхности более молодого возраста — от среднего до позднего неоплейстоцена (второй половины). Склоновый рельеф образует врезы, соединяющие поверхности выравнивания. Морфология склонов, их геометрические и литологические характеристики пространственно очень изменчивы. Крупные формы склонового рельефа развиты в зонах перехода от денудационного к аккумулятивному рельефу, в меньшей степени они представлены молодыми придолинными склонами. Аккумулятивный тип рельефа включает ранне-средненеоплейстоценовые террасы долины р. Урал, средненеоплейстоценовые надпойменные террасы, а также поздненеоплейстоценовые и поздненеоплейстоцен-голоценовые речные террасы и озерные котловины, а также голоценовые долины рек и их основных притоков.

Уровни регионально прослеживаемых поверхностей выравнивания обнаруживают сводовый изгиб в центральной части плато, совпадающей с водоразделом бассейнов рек Урала и Тобола, а также в западной части, в ареалах распространения высоких элементов рельефа. Принимая во внимание характер изгиба, обнаруживающий нарастание степени кривизны от низких к высоким уровням, можно заключить, что данная деформация представляет собой геоморфологическое выражение продолжающихся на протяжении всего четвертичного времени новейших движений (поднятий). Они имеют общий, сводовый характер, а также представлены дифференцированными движениями отдельных структур.

Перестройка всей орографической сети восточного склона Южного Урала происходила между первой и второй половинами среднего неоплейстоцена. Во всех изученных случаях уфимский аллювиальный комплекс (первой половины среднего неоплейстоцена) вскрыт на значительном удалении от молодой долины, все описанные разрезы расположены на площадях, географически соответствующих участкам структурных депрессий. То есть комплекс уфимского аллювия формировался в условиях меридиональных транзитных водотоков, а исетский аллювий (второй половины среднего неоплейстоцена) накапливался уже в принципиально отличающихся условиях, близких к современным. Таким образом, первое защищаемое положение следующее. 1. Согласно построенной автором схеме геоморфологического строения Восточно-Уральского плато масштаба 1:400 ООО денудационные поверхности выравнивания формировались (за исключением отдельных останцовых форм) с миоцена до позднего неоплейстоцена. На протяжении четвертичного времени Восточно-Уральское плато характеризовалось сводовыми и дифференцированными вертикальными тектоническими движениями, которые привели к формированию Урало-Тобольского водораздела. В среднем неоплейстоцене произошла структурная перестройка эрозионной (дренажной) сети восточного склона Южного Урала.

Данные геологического картирования, палинологические и палеонтологические данные позволили разработать детальную стратиграфию покровных образований Восточно-Уральского плато. Обильные спорово-пыльцевые спектры во всех опорных разрезах четвертичных отложений изучаемого района, позволяющие палинологически охарактеризовать основные стратиграфические единицы четвертичного разреза, составляют практически непрерывную последовательность. Отложения, залегающие в цоколе камышловской и исетской террас, датируются лихвинским межледниковьем (сылвицкий горизонт по Уральской стратиграфической шкале, тобольский - по ЗападноСибирской), во время их формирования преобладали более влажные и менее континентальные условия первой половины среднего неоплейстоцена. Нижняя часть аллювиальных и пролювиальных отложений третьей надпойменной террасы датируются одинцовским межледниковьем (ницинский и ширтинский горизонты, соответственно), они формировались в континентальном степном климате. Нижняя часть отложений, представленных аллювиальным комплексом второй надпойменной террасы (камышловской) датируются микулинским межледниковьем (стрелецкий и казанцевский горизонты), - временем более мягких климатических условий. Верхняя их часть формировалась при похолодании и увеличении континентальности климата во время калининского оледенения (ханмейский и ермаковский горизонты). Формирование нижней части отложений первой надпойменной террасы - режевской - происходило при потеплении и увлажнении климата молого-шекснинского межледниковья (невьянский и каргинский горизонты), а верхней части - в условиях иссушения и похолодания климата, во время поздневалдайского - осташковского оледенения (полярноуральский и сартанский горизонты, соответственно, по Уральской и Западно-Сибирской стратиграфическим шкалам). Таким образом, второе защищаемое положение следующее.

2. Стратиграфическая схема четвертичных образований Восточно-Уральского плато была разработана и применялась при геологическом картировании двух листов Государственной геологической карты масштаба 1:200 ООО. Четвертичный покров представлен всеми подразделениями плейстоцена и голоцена, образованиями различных генетических типов. Стратиграфические единицы четвертичных образований Восточно-Уральского плато выделены и обоснованы методами детального геологического картирования, данными структурно-геоморфологических и палинологических исследований.

Новейший геодинамический режим Восточно-Уральское плато в значительной степени определял специфику и интенсивность экзогенных процессов и, в частности, пространственные закономерности их распространения. То есть на специфику обстановок четвертичной седиментации оказывал влияние тектонический режим развития рассматриваемой территории в четвертичное время. Достоверное выявлено, что асейсмичный в настоящее время восточный склон Южного Урала характеризовался сейсмической активностью на протяжении среднего и позднего неоплейстоцена. Это подтверждают многочисленные находки сейсмитов — приповерхностных рыхлых образований, структура которых обусловлена процессами разжижения вследствие сейсмических событий. Описаны сейсмиты многих генераций: средненеоплейстоценовые, средне-поздненеоплейстоценовые, поздненеоплейстоценовые и неоплейстоцен-голоценовые.

Характер и формы проявления неотектонической активности Южного Урала обусловлены, с одной стороны, геологическим и структурно-геоморфологическим строением, а с другой стороны - региональной деформационной обстановкой. Последний фактор обусловил последовательное заложение нескольких эрозионных (речных, овражных, балочных) систем с дискретно различающимися азимутами простирания, в настоящее время представленными многопорядковой эрозионной сетью. Их заложение подчиняется общему, постоянному во времени (на новейшем этапе) деформационному полю, которое и определило расположение ослабленных зон - эрозионных долин с характерными для них обстановками четвертичной седиментации. Более глубинное проявление напряженного состояния и новейших деформаций горных пород выражается в настоящее время изменением емкостных, фильтрационных свойств горных пород и степени их водонасыщения зон повышенной трещиноватости. Последний фактор определяет динамический режим водоемов Восточно-Уральского плато и их водность, которая может быть прослежена современными методами. Подтверждением влияния регионального поля напряжений на специфику экзогенных (гидрологических) процессов служит закономерное расположение схожих по динамике водоемов. Все вышесказанное позволят сформулировать третье защищаемое положение.

3. Новейший геодинамический режим развития Восточно-Уральского плато характеризовался сейсмическими событиями на протяжении среднего и позднего неоплейстоцена, о чем свидетельствуют многочисленные находки еейемитов в толщах соответствующего возраста. Деформационный режим на протяжении четвертичного периода определял специфику экзогенных геологических процессов, что проявилось в заложении нескольких систем эрозионных долин. В настоящее время деформационный редким проявляется в специфике современных гидрологических процессов и закономерных изменениях водной массы водоемов.

Структурно-геоморфологический анализ территории и, в частности, высоких элементов рельефа - хребтов и поднятий Восточно-Уральского плато, составляющих систему морфологически выраженных «тектонических дуг», показал, что по своей природе они являются структурными. Аналогично современным коллизионным дугам они формируются в молодой (альпийской) тектонической зоне взаимодействия полого-расчлененного Восточно-Уральское плато с осевыми горными сооружениями Южного Урала. Анализ материалов по структурно-геоморфологическому строению и новейшим деформациям наиболее высоких элементов рельефа района, показал, что хребты представляют собой поднятия в висячем крыле сдвиго-надвигов, образовавшихся в обстановке левосторонней транспрессии, в условиях реактивированных тектонических подвижек по разрывным нарушениям в новейший этап.

Независимые подтверждения тектонически-зависимого рельефа в пределах наиболее характерного участка структурных дуг — Чекинского хребта — были получены с помощью численного моделирования процессов рельефообразования. Моделирование показало, что специфику морфологии данного участка невозможно объяснить без привлечения неотектонического механизма формирования хребта. То есть геоморфологическое строение поднятия не может быть обусловлено экзогенными факторами - склоновыми и русловыми процессами, а также ими не может быть объяснен реальный наблюдаемый характер локализации и интенсивности рельефообразующих процессов. Таким образом, сказанное позволяет сформулировать четвертое защищаемое положение.

4. Структурно-геоморфологический анализ Восточно-Уральского плато, а также численное моделирование процессов рельефообразования территории позволили выделить серию новейших линейных поднятий, развитых в западной части Восточно-Уральского плато. Особенности их морфологии, закономерности развития экзогенных геологических процессов и современных тектонических деформаций в их пределах позволили интерпретировать эти поднятия как иеотектонические, сопоставимые по морфотектоническому стилю со структурными дугами молодых коллизионных сооружений.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата геолого-минералогических наук, Георгиевский, Борис Владимирович, Москва

1. Грунтоведение / Под ред. В.Т. Трофимова (6-е изд.) — М.: Изд-во МГУ, 2005. -1024 с.

2. Шлыков В.Г. Рентгеновский анализ минерального состава дисперсных грунтов. М.: ГЕОС, 2006.-176 с.

3. Рис. В1. Складчатые цепи Кельпинтаг в зоне косого пододвигания Таримской плиты под Центральный Тянь-Шань.

4. Многочисленные примеры структурных дуг, складчатых и сдвиговых структур I приведены на сайте: http://students. web. ru/dynamo/personalAevelev/fldwrid.htm

5. Ананьев Г.С. О поверхностях выравнивания в Южном Зауралье. В кн. «Проблемы поверхностей выравнивания». М.: Наука, 1964. с. 171-176.

6. Антуфьев A.M., Левин В.Я. Геологическая карта Урала масштаба 1:50 ООО, листы N-41-109-А,В и Г. // Отчет Брединского ГСО о результатах работ за 1961-62 гг. в Полтавском и Брединском районах Челябинской области. 1965.

7. Аржанникова А.В. Тектонические деформации в рыхлых отложениях юга иркутского амфитеатра (юг сибирской платформы) // Современные вопросы геологии, М.: Научный мир, 2002, с. 75-78

8. Базилевская Е.А., Тевелев А.В., Георгиевский Б.В. Образование структурных дуг как результат новейших подцвиговых деформаций (на примере восточного склона Южного Урала) // Матер. ХХХХ Тектонического Совещания. Т. 1. М.: ГЕОС, 2007. С. 289-293.

9. Баранников А.Г., Морозов В.Н. и др. Отчет Миасского геоморфологического отряда по результатам полевых работ 1965 г. (Пластовский и Брединский районы Челябинской обл., листы N-41-50, 61, 62, 109, 110, 121, 122). УГУ. Свердловск, 1966.

10. Баранников А.Г., Шуб И.З., Сигов А.П. и др. Отчет Миасского геоморфологического отряда по результатам полевых работ 1966-1967 гг. (листы N-41-61, 73, 74, 85, 86, 97, 98), Астафьевская, Архангельская и Редутовская депрессии. УГУ. Свердловск, 1968.

11. Бердюгин Ю.П., Малолетко И.Г., Денисов В.Г. и др. (ред. Соболев И.Д.). Государственная геологическая карта СССР масштаба 1:200 000, лист N-41-XIX. Объяснительная записка. Уралгеология, Св., 1986.

12. Берзин Р.Г., Аккуратова JI.JL, Керимова И.К. Тектонофизическая модель земной коры Южного Урала по геотраверсу Уралсейс. // В кн.: Глубинное строение и геодинамика Южного Урала (проект Уралсейс). Тверь: ГЕРС, 2001. с. 215-221.

13. Великанов М.А. Гидрология суши. JL: Гидрометеорологическое изд-во, 1948. -530 с.

14. Вознесенский Е.А. Землетрясения и динамика грунтов // Соросовский образовательный журнал, 1998, № 2. с. 101-108.

15. Вознесенский Е.А. Поведение грунтов при динамических нагрузках. М.: Изд-во МГУ, 1997-288 с.

16. Гансер А. Геология Гималаев. Пер. с англ. М: Мир, 1967. 351 с.

17. Геологический словарь в 2-х т. / Отв. ред. К.Н. Паффенгольц. М.: Недра, 1978.

18. Геология СССР. Том XIII. Башкирская АССР и Оренбургская область. Часть 1 -Геологическое описание. Под ред. Д.Г. Ожигова. М.: Недра, 1964. 655 с.

19. Георгиевский Б.В. Моделирование процессов рельефообразования Восточно-Уральского плато в аспекте характеристики неотектонического режима развития / Матер. XV междунар. конф. «Ломоносов», М.: МГУ, 2008а

20. Георгиевский Б.В. Особенности неоднородных деформаций горных пород и их воздействие на динамику развития малых водохранилищ Восточно-Уральского плато // Геоэкология. Инженерная геология. Гидрогеология. Геокриология. 2008, № 2. С. 141-151.

21. Георгиевский Б.В. Численное моделирование режимов развития новейших геоморфологических структур // Области активного тектогенеза в современной и древней истории Земли. Мат-лы XXXIX тектонического совещания. T.l. М.: ГЕОС, 2006. С. 142-145.

22. Глубинное строение и геодинамика Южного Урала. Проект Уралсейс. Тверь, 2001, 286 с.

23. Грунтоведение / Под ред. В.Т. Трофимова (6-е изд.) М.: Изд-во МГУ, 2005. -1024 с.

24. Зубков А.В., Липин Я.И. Напряженное состояние верхней части земной коры Урала. //ДАН, 1997, т. 356, №6, с. 792-793.

25. Изменение климата и ландшафтов за последние 65 миллионов лет (кайнозой: от палеогена до голоцена) / Под ред. А.А. Величко. М.: ГЕОС, 1999. - 260 с.

26. Информационный бюллетень о состоянии недр на территории Российской Федерации в 2004 г., 2005. Вып. 28. М.: ООО «Геоинформмарк». 176 с.

27. Казанцев Ю.В., Казанцева Т.Т. Современная тектоническая активность древних дислокаций земной коры // Информационные материалы ИГ УНЦ РАН, 2004, Геологический сборник № 4. С. 49-50.

28. Калиткин Н.Н. Численные методы. — М.: Наука, 1978. 512 с.

29. Карта современных вертикальных движений земной коры по геодезическим данным на территорию СССР. Масштаб 1 : 5000000. М.: ГУГК, 1989.

30. Кваснюк Л.Н. Прогнозно-поисковые работы на золото на площади листа N-40-XXXVI (суундукская площадь). Информационный отчет Орской партии. Оренбург, 2002.

31. Клевцов Е.И. Отчет по поисково-разведочным работам Варшавской ПРП за 19421943 гг. Свердловск, 1943.

32. Клевцов Е.И. Отчет по поисковым работам Северного отряда Великопетровской ГРП (материалы к отчету по разведке Великопетровского вольфрамового месторождения на Южном Урале). Свердловск, 1946.

33. Кондорская Н.В., Шебалин Н.В. (ред.) Новый каталог сильных землетрясений на территории СССР с древнейших времен до 1975 г. Наука, Москва, 1977, 536 с.

34. Копп М.Л. Мобилистическая неотектоника платформ Юго-Восточной Европы. М.: Наука, 2005.-340 с.

35. Копп М.Л. Новейшие деформации Южного Урала и Мугоджар и их вероятное происхождение // Геотектоника, 2005а, № 5. С. 36-61.

36. Копылова Г.Н. Изменения уровня воды в скважинах под влиянием землетрясений // Вестник КРАУНЦ. Сер. Науки о Земле. 2005. №5. С. 113-126.

37. Корженков A.M., Поволоцкая И.Э., Мамыров Э. Морфологическое выражение четвертичной деформации в северо-западных предгорьях Иссыккульской впадины Тянь-Шаня // Геотектоника, № 2, 2007, С. 53-72.

38. Короновский Н.В. Общая геология. М.: Изд-во Московского университета, 2002.

39. Костенко Н.П. Геоморфология. М.: Изд-во МГУ, 1999.

40. Костенко Н.П., Макарова Н.В., Корчуганова Н.И. Выражение в рельефе складчатых и разрывных деформаций. М.: Изд-во МГУ, 1999.

41. Легенда Южно-Уральской серии листов государственной геологической карты Российской Федерации масштаба 1:200000. Объяснительная записка. Ред. Беккер Ю.Р. Издание второе. Санкт-Петербург: ВСЕГЕИ, 1999.

42. Ленных И.В., Артамонова В.А. и др. Великопетровское вольфрамовое месторождение на Южном Урале. (Отчет о геологоразведочных работах в 1941-42 гг.). 1943.

43. Лидер В.А. Четвертичные отложения Урала. М., «Недра», 1976, 144 с.

44. Лидер В.А., Стефановский В.В. Четвертичные отложения Южного Урала и Зауралья. Информационный отчет о работе четвертичного отряда № 4 за 1961-62 гг. Листы N-41-А, Б и N-40-Б, Г. Челябинская и Курганская области и северная часть Казахской ССР. 1962.

45. Макарова Н.В., Суханова Т.В. Геоморфология. Изд-во «КДУ», 2007. - 414 с.

46. Маккавеев Н.И. Русло реки и эрозия в ее бассейне. — М.: МГУ, 2003. 355 с.

47. Маккавеев Н.И., Хмелева Н.В., Заитов И.Р., Лебедева Н.В. Экспериментальная геология. -М.: МГУ, 1961.

48. Малахов А.А., Сигов, А.П. Геоморфология и четвертичные отложения Урала. «Геология СССР», т. XII, «Урал», 1944.

49. Марков К.К., Лазуков Г.И., Николаев В.А. Четвертичный период (Ледниковый период антропогеновый период). Том П. Территория СССР. М.: МГУ, 1965, 436 с.

50. Мизенс Г.А. Осадочные комплексы позднего девона карбона на юге Урала и проблема коллизии континентальных плит // Палеозоны субдукции: тектоника, магматизм, метаморфизм, седиментогенез. Екатеринбург: УрО РАН, 2000, с. 65-84.

51. Мизенс Г.А. Седиментационные бассейны и геодинамические обстановки в позднем девоне ранней перми Южного Урала. Екатеринбург: ИГГ УрО РАН, 2002. 190 с.

52. Моделирование эрозионных процессов на территории малого водосборного бассейна. М.: Наука, 2006. 224 с.

53. Монин А.С. История Земли Ленинград: Наука, 1977 - с. 228

54. Морозова А.С. О новом методе косвенного геологического датирования палеосейсмодислокаций // Современные вопросы геологии, М.: Научный мир, 2002, с. 398-402

55. Мосейчук В.М., Яркова А.В., Михайлов И.Г. и др. Государственная геологическая карта Российской Федерации масштаба 1:200000. Серия Южно-Уральская. Лист N-40-XXIV. Объяснительная записка. Челябинск, 2000а.

56. Мосейчук В.М., Яркова А.В., Михайлов И.Г. и др. Государственная геологическая карта Российской Федерации масштаба 1:200000. Серия Южно-Уральская. Лист N-40-ХХХ. Объяснительная записка. Челябинск, 20006.

57. Мосейчук В.М., Яркова А.В., Михайлов И.Г. и др. Отчет о геологическом доизучении масштаба 1:200 000 листов N-40-XXTV, N-40-XXX (новая серия). Магнитогорская площадь. Челябинск, 2000. 248 с.

58. Несмеянов С.А. Инженерная геотектоника. М.: Наука, 2004. - 780 с.

59. Никонов А. А. Современные движения земной коры. М., 2006. - 183 с.

60. Новейшая тектоника и геодинамика: области сочленения Восточно-Европейской платформы и Скифской плиты / В.И. Макаров, Н.В. Макарова, С.А. Несмеянов и др.; отв. Ред. Ю.К. Щукин; Ин-т геоэкологии РАН. М.: Наука, 2006. - 206 с.

61. Основы гидрогеологии: Гидрогеодинамика / Под ред. И.С. Зекцера, Новосибирск: Наука, 1983. 242 с.

62. Панжин А.А., Панжина Н.А. использование данных постоянно действующих GPS станций для диагностики геодинамической активности массива на больших базах, 2005. Интернет-ресурс: http://www.igd.uran.ru/geomech/articles/pna 002/index.htm

63. Пучков В.Н. Палеогеодинамика Южного и Среднего Урала. Уфа: Даурия, 2000, 146 с.

64. Пучков В.Н., Данукалова Г.А. Новые данные о характере неотектонической деформации мел-палеогенового пенеплена на Южном Урале // Информационные материалы ИГ УНЦ РАН, 2004, Геологический сборник № 4. С. 184-185.

65. Серавкин И.Б., Знаменский С.Е., Косарев A.M. Разрывная тектоника и рудоносность Башкирского Зауралья. Уфа: Полиграфкомбинат, 2001. 318 с.

66. Саркисян B.C., Мкртчян В.А. Об оценке транспортирующей способности потока горных рек. // Изв. НАН Армении и Государственного и Инженерного университета Армении, Сер. техн. наук, 2007, №2.

67. Сейсмические события Уральского региона за 1914-2002 гг. Составители: Ломакин B.C., Годзиковская А.А., Прибылова Н.Е., Силина И.К., Митенкова Н.В., М.: ОИФЗ РАН, 2002, 84 с.

68. Сигов А.П. Металлогения кайнозой и мезозоя Урала. М.: «Недра». 1969. 296 с.

69. Сигов А.П., Шуб B.C., Гузовский Л.А., Сигов В.А., Якушев В.М., Комплексное геолого-геоморфологическое картирование Урала с целью поисков гипергенных полезных ископаемых, Из-во Саратовского ун-та, 1968, 252 с.

70. Сигов В.А. Карта новейшей тектоники Урала. («Проблемы неотектоники», тез. докл.) Изд. Геоморфологической Комиссии АН СССР. 1964.

71. Стеблов Г.М., Фролов Д.И., Куксенко B.C. Кинематика движения материков Земли // Физика твердого тела ,т. 47, вып. 6, 2005, с. 1009-1014.

72. Стефановский В.В. Схема стратиграфии четвертичных отложений Урала. В кн. «Объяснительная записка к стратиграфическим схемам Урала (мезозой, кайнозой)». Екатеринбург, 1997. с. 93-139.

73. Стратиграфия СССР. Четвертичная система. Ред. Шанцер Е.В., М.: 1982

74. Тевелев А.В. Альпийская тектоника Южного Урала // Тектоника и геодинамика континентальной литосферы. Мат-лы XXXVI Тектонического Совещания, М.: ГЕОС, 2003, т.2, с. 230-234.

75. Тевелев А.В. Сдвиговая тектоника. М.: МГУ. 2005. 254 с.

76. Тевелев А.В. Средне-палеозойское развитие Урало-Казахстанской складчатой системы. Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора геолого-минералогических наук. М.: 2003

77. Тевелев А.В. Строение, история развития и модели деформирования Юго-Западного Гиссара // В кн. «Эволюция тектонических процессов в истории Земли. Мат-лы XXXVII тектонического совещания», Новосибирск, изд. СОР АН, 2004, т.2. с. 210 — 213.

78. Тевелев А.В., Кошелева И.А., Геологическое строение и история развития Южного Урала (Восточно-Уральское поднятие и Зауралье). М.: МГУ. 2002. 123 с.

79. Тевелев А.В., Кошелева И.А., Попов B.C., Кузнецов И.Е. и др. Палеозоиды зоны сочленения восточного Урала и Заура-лья. Под ред. проф. A.M. Никишина. М.: МГУ, 2006.-290 с.

80. Тевелев А.В., Шилова Г.И., Георгиевский Б.В., Гаврилова Е.В. Четвертичные отложения восточного склона Южного Урала // БМОИП, отд. геологии, 2006. Т. 81. Вып. 1. С. 37-51.

81. Тевелев Ал.В. Палеозойские зоны субдукции на Южном Урале (опыт обзора с анализом) // Тектоника неогея: общие и региональные аспекты. Том 2. Мат-лы XXXIV Тектон. совещ. М.: Геос, 2001. - С. 220-223.

82. Тевелев Ал.В., Кошелева И.А., Бурштейн Е.Ф., Тевелев Арк.В. Кузнецов И.Е., Попов B.C. Государственная геологическая карта Российской Федерации масштаба 1:200000. Серия Южно-Уральская. Лист N-41-XIX. Объяснительная записка. М., 2002.

83. Тевелев Ал.В., Кошелева И.А., Тевелев Арк.В. и др. Государственная геологическая карта Российской Федерации масштаба 1:200000. Серия Южно-Уральская. Лист N-41-XXV. Объяснительная записка. Спб., 2005 (В печати).

84. Тевелев Ал.В., Кошелева И.А., Тевелев Арк.В. и др. Государственная геологическая карта Российской Федерации масштаба 1:200000. Серия Южно-Уральская. Лист N-40-XXXVI. Объяснительная записка, 2008 (В печати).

85. Трифонов В.Г., Соболева О.В., Трифонов Р.Г. Востриков Г.А. Современная геодинамика Альпийско-Гималайского коллизионного пояса. — М.: ГЕОС, 2002. -225 с.

86. Трифонов В.П. Основные особенности неотектоники Урала. В кн. «Геоморфология и новейшая тектоника Волго-Уральской области и Южного Урала», Уфа, 1960, с. 293-300.

87. Федоров Т.О., Подгорнова С.Т. Строение и геологическое картирование магматических тел: Учебное пособие. М: Изд-во МГУ, 2004, 50 с.

88. Философов В.П. Краткое руководство по морфометрическому методу поисков тектонических структур. Изд-во СГУ, 1960, 96 с.

89. Фурина М.А., Тевелев Ал.В., Кошелева И.А. Особенности триасового магматизма Ю.Урала. Мат-лы научной конференции «Ломоносовские чтения», М.: МГУ, 2008.

90. Хаин В.Е., Ломизе М.Г. Геотектоника с основами геодинамики. М.: Изд-во МГУ, 1995.480 с.

91. Цаур Г.И, Якушев В.М. Отчет по теме: "Литология, стратиграфия и металлоносность континентальных мезозойско-кайнозойских россыпей Урала: Брединской, Режевской, Тагильской, Велсовской (Верхневелсовское месторождение) групп" за 1982-84 гг. 1984.

92. Чайко Г.И., Яркова А.В. Отчет Обручевского ГСО о результатах геологического доизучения групповым методом масштаба 1:50000 Обручевской площади в Кизильском районе Челябинской области за 1978-82 гг., 1982ф.

93. Чернова И.Ю., Хасанов Д.И., Бильданов P.P., Каширина Т.С. Обнаружение и исследование зон новейших движений земной коры инструментами ГИС // Arcreview, 2005, 1 (32). С. 6-7.

94. Чипизубов А.В., Смекалин О.П., Семенов P.M. Палеосейсмодислокации и связанные с ними палеоземлетрясения в зоне Тункинского разлома. // Геология и геофизика, 2003; 44(6), с. 587-602.

95. Чистяков А.А., Макарова Н.В., Макаров В.И. Четвертичная геология. М.: ГЕОС, 2000. 303 с.

96. Шалагинов Э.В., Денисов В.Г. и др. Отчет о геологическом доизучении Неплюевской площади в масштабе 1:200 000 листов N-41-XXV (зап. пол.) и N-41-XXXI (сев.-зап. часть). Уралгеология, ЧГРЭ. Челябинск, 1988.

97. Шамов Г.И. Речные наносы. Л.: Гидрометеоиздат, 1959. - 378 с.

98. Шестаков В.М. Гидрогеодинамика. М.: МГУ. 1995. 368 с.

99. Шуб И.З. и др. Отчет по поисково-геоморфологическим работам на россыпное золото. Свердловск, 1980.

100. Шуб И.З., Гагин С.И. Отчет по теме: "Стратиграфия рыхлых отложений, геоморфология и гипергенные полезные ископаемые Аргаяшского, Сосновского, Чебаркульского и Брединского районов Челябинской области". 1977.

101. Щулькин Е.П., Юрецкий В.Н., Турбанова Л.И. и др. Ред. A.M. Мареичев. Государственная геологическая карта СССР. Масштаб 1:200 000. Серия Среднеуральская. Лист N-41-XXV. Объяснительная записка. Уралгеология. Свердловск, 1990.

102. Эделыдтейн Я.С, Основы геоморфологии. М., Госгеолиздат, 1947, 399 с.

103. Язева Р.Г., Бочкарев В.В. Сейсмофокальные палеозоны в геологической истории Урала // Палеозоны субдукции: тектоника, магматизм, метаморфизм, седиментогенез. Екатеринбург: УрО РАН, 2000. с. 105-120.

104. Янкелевич Б.А., Иванов В.Ф. Геологическая карта Урала масштаба 1:50 000, листы N-41-98-B и Г. Отчет Варненского ГСО о результатах геолого-съемочных работ в Карталинском и Варненском районах Челябинской области в 1967-71 гг. УГУ. Челябинск, 1971.

105. ASCE-54: American Society of Civil Engineers (ASCE). Sedimentation Engineering, Manuals and Reports on Engineering Practice No. 54, Vito A. Vanoni, ed., New York, 1975.

106. Avouac J. P. Mountain building, erosion, and the seismic cycle in the Nepal Himalaya, Adv. Geophys., 46, 2003, pp. 1-80.

107. Baldwin J.A., Whipple K.X, Tucker G.E. Implications of the stream-power river incision model for the post-orogenic decay of topography. Journal of Geophysical Research, 2003, v. 108: doi 10.1029/2001JB000550.

108. Beaumont C., Ellis S., Hamilton J. Fullsack P. Mechanical model for subduction-collision tectonics of alpine-type compressional orogens. Geology, 24(8), 1996, 675-678.

109. Becker, A., Ferry, M., Monecke, K., Schnellmann, M., Giardini., D. Multiarchive paleoseismic record of late Pleistocene and Holocene strong earthquakes in Switzerland, Tectonophysics 400, 2005, pp. 153- 177.

110. Beven K. J., Kirkby M. J.: A physically based, variable contributing area model of basin hydrology// Hydrol. Sci. Bull., 1979. V. 24, Pp. 43-69,

111. Fu В., Lin А., Капо K., Maruyama Т., Guo J. Quaternary folding of the eastern Tian Shan, northwest China. Tectonophysics, 369, 2003, 79-101.

112. BogaartP.W., Tucker G.E., Vries J.J. Channel network morphology and sediment dynamics under alternating periglacial and temperate regimes: a numerical simulation study, Geomorphology, v. 54, 2003, pp. 257-277.

113. Bollinger L., Henry P., Avouac J.P. Mountain building in the Nepal Himalaya: Thermal and kinematic model. Earth and Planetary Science Letters, 2006, 24458-24471.

114. Bowman, D., Koijenkov, A., Porat, N. Late-Pleistocene seismites from Lake Issyk-Kul, the Tien Shan range, Kyrghyzstan, Sedimentary Geology 163, 2004, pp. 211 -228.

115. Burtman V.S. Origin of structural arcs of the Carpathian-Balkan region. Tectonophysics, 127, 1986, 245-260.

116. Butler R. W. H. Thrust sequences. Journal of the Geological Society of London, 144(4), 1987, 619-634.

117. Chanson H. The Hydraulics of Open Channel Flow. Published in 1999 by Arnold, 338 Euston Road, London NW1 3BH, UK, 1999, pp. 195-209.

118. COE-1994: U.S. Army Corps of Engineers (СОЕ). Engineering and Design: Channel Stability Assessment for Flood Control Projects. EM 1110-2-1418. U.S. Army Engineer Waterways Experiment Station, Vicksburg, MS. 1994, 117 p.

119. Couzens-Schultz В., Vendeville В., Wiltschko D. Duplex style and triangle zone formation: insights from physical modeling, Journal of Structural Geology 25, 2003, pp. 1623-1644

120. Dahlen F. A. Critical taper model of fold-and-thrust belts and accretionary wedges. Annual Review of Earth and Planetary Sciences, 88, 1990, pp. 55-99.

121. Davies, N.S., Turner, P., Sansom, IJ. Soft-sediment deformation structures in the Late Silurian Stubdal Formation: the result of seismic triggering, Norwegian Journal of Geology, Vol. 85, 2004, pp. 233 243.

122. Davis D., Suppe J., Dahlen F. A. Mechanics of fold-and-thrust belts and accretionary wedges. Journal of Geophysical Research, B, 88(2), 1983, pp. 1153-1172.

123. Fan G., Ni J.F., Wallace T.C. Active tectonics of the Pamirs and Karakorum. Journal of Geophysical Research, 99, 1994, pp. 7131-7160.

124. Florinsky I. V. Combined analysis of digital terrain models and remotely sensed data in . landscape investigations // Progress in Physical Geography, 1998. V. 22. № 1 Pp. 33-60.

125. Georgievskiy B.V., Tevelev A.V. Dynamically induced patterns of distribution of minor reservoirs on the East Uralian Plateau (Russia) // Geografia Fisica e Dinamica Quaternaria, vol. 30, 2007, pp. 167-173

126. Hjulstrom F. Studies of the Morphological Activity of Rivers as Illustrated by the River Fyris. Bulletin, Geological Institute of Upsala, 1935, Vol. XXV, Upsala, Sweden.

127. Howard A.D. A detachment-limited model of drainage basin evolution, Water Resources Research, v. 30, 1994, pp. 2261-2285.

128. Howard A.D., Dietrich W.E., Seidl M.A. Modeling fluvial erosion on regional to continental scales: Journal of Geophysical Research, 1994, v. 99, pp. 13971-13986.

129. Howard A. D., Kerb у G. Channel changes in badlands. Geological Society of America Bulletin 94, 1983, pp. 739-752.

130. Jolly, R.J.H., Lonergan, L. Mechanisms and controls on the formation of sand intrusions, Journal of the Geological Society, London, Vol. 159, 2002, pp. 605-617.

131. Katz Y., Weinberger R. Strain localization in sandstone during embryonic stages of shear-zone evolution, Terra Nova, 00, 2005, pp. 1-6.

132. Kotlia, B.S., Rawat, K.S. Soft sediment deformation structures in the Garbyang palaeolake: evidence for the past shaking events in the Kumaun Tethys Himalaya, Current Science, Vol.87, N.3, 10 August, 2004, 377-379.

133. Lagerback, R., Sundh, M. Johansson, H. (2004), Searching for evidence of late- or postglacial faulting in the Forsmark region: Results from 2003, www.skb.se, 2004, P-04-123.

134. LagueD., Crave A., Davy P. Laboratory experiments simulating the geomorphic response to tectonic uplift, J. Geophys. Res., 108(B1), 2008, doi:10.1029/2002JB001785, 2003.

135. Larson K., Btirgmann R., Bilham R., Freymueller J.T. Kinematics of the India-Eurasia collision zone from GPS measurements, J. Geophys. Res., 104, 1999, 1077-1093.

136. Lave J., Avouac J.P. Fluvial incision and tectonic uplift across the Himalayas of Central Nepal, J. Geophys. Res., 106, 2001, pp. 26,561-26,592.

137. Lee E.M., Meadowcroft I.C., Hall J.W., WalkdenM. Coastal landslide activity: a probabilistic simulation model // Bull. Eng. Geol. Env., 2002. v. 61, pp. 347-355.

138. Levi, Т., Weinberger, R., Eyal, Y., Marco, S. Earthquake-induced clastic dikes detected by anisotropy of magnetic susceptibility, Geological Society of America, Geology; February 2006; v. 34, no. 2, 2006, pp. 69-72, doi: 10.1130/G22001.1.

139. MacBroom J.G. Factors Affecting the Stability of Structures Erected Along Water Courses: Applied Fluvial Geomorphology, Report No. 31, Institute of water resources, The University of Connecticut, 1981, 167 p.

140. Marco, S., Agnon, A. High-resolution stratigraphy reveals repeated earthquake faulting in the Masada Fault Zone, Dead Sea Transform, Tectonophysics 408, 2005, pp. 101-112.

141. Mazumber, R., van Loon, A.J., Arima, M. Soft-sediment deformation structures in the Earth's oldest seismites, Sedimentary Geology 186, 2006, p. 19-26.

142. McBratncya A.B., Mendonc Santos M.L., Minasnya B. On digital soil mapping // Geoderma, 2003. V. 117. pp. 3-52.

143. McClay K. R. Glossary of thrust tectonics terms. In McClay, K. R., editor, Thrust tectonics, 1992, Chapman and Hall, London, United Kingdom, pp. 419—433.

144. McClay К., Bonora M. Analog models of restraining stepovers in strike-slip fault systems // AAPG Bulletin, 2001. V. 85. № 2, pp. 233-260.

145. Meyer, M.C., G. Wiesmayr, M. Brauner, H. Hausler, Wangda D. Active tectonics in Eastern Lunana (NW Bhutan): Implications for the seismic and glacial hazard potential of the Bhutan Himalaya, Tectonics, 25, TC3001, 2006, doi:10.1029/2005TC001858. '

146. Montgomery D.R, Buffmgton J.M. Channel processes, classification, and response, in River Ecology and Management, edited by R. Naiman and R. Bilby, Springer-Verlag, New York, 1998, pp. 13-42.

147. Morley С. K. Out-of-sequence thrusts. Tectonics, 7(3), 1988, 539-561.

148. Nash D.B. Morphologic dating of degraded normal fault scarps, Journal of Geology, 1980, v. 88, p. 353-360.

149. Nishidai Т., Berry J.L. Structure and hydrocarbon potential of Tarim basin (NW China) from satellite imagery. Journal of Petroleum Geology, 13, 1990, 35- 58.

150. Obermeier, S.F., Olson, S.M., Green, R.A. Field occurrences of liquefaction-induced features: a primer for engineering geologic analysis of paleoseismic shaking, Engineering Geology 76, 2005, pp. 209-234.

151. Olson, S.M., Green R.A., Obermeier S.F. Engineering Geologic and Geotechnical Analysis of Paleoseismic Shaking Using Liquefaction Effects: A Major Updating, Engineering Geology, Elsevier Science, 76, 2005, pp 235-261.

152. Parker G. ID Sediment transport morphodynamics with applications to rivers and turbidity currents. E-book (web-pecypc http://cee.uiuc.edu/people/parkerg/morphodynamics e-book.htm)

153. Peacock, D.C.P. A Simple Experiment to Demonstrate Overpressured Fluids and Soft Sediment Deformation, Journal of Geoscience Education, v. 51, n. 4, September, 2003, pp. 410-414.

154. Pope, M.C., Read, J.F., Bambach, R., Hofmann, H.J. Late Middle to Late Ordovician seismites of Kentucky, southwest Ohio and Virginia: Sedimentary recorders of earthquakes in the Appalachian basin, GSA Bulletin; v.109 (April); no.4; 1997, pp. 489-503.

155. Power, M.S., Holzer, T.L. Liquefaction Maps, Applied Technology Council TechBrief, ATC-35 Research Utilization Project, U.S. Geological Survey (http://www.atcouncil.org'), 1996.

156. Quinn J. W. Band Combinations, 2001, http://web.pdx.edu/~emch/ipl/ bandcombinations.html

157. Raj, R., Mulchandani, N., Bhandari, S., Maurya, D. M., Chamyal, L. S. Evidence of a Mid-Late Holocene seismic event from Dhadhar river basin, Gujarat alluvial plain, western India, Current Science, vol. 85, no. 6, 2003, 812-815.

158. Snyder N.P., Whipple K.X., Tucker G.E., MerrittsDJ. Channel response to tectonic forcing: field analysis of stream morphology and hydrology in the Mendocino triple junction region, northern California, Geomorphology, v. 53, 2003, pp. 97-127.

159. SnyderN.P., WhippleK.X., TuckerG.E., MerrittsDJ. Landscape response to tectonic forcing: DEM analysis of stream profiles in the Mendocino triple junction region, northern California. Geological Society of America Bulletin 112, 2000, pp. 1250-1263.

160. Sorensen R., Zinko U., Seibert J. On the calculation of the topographic wetness index: evaluation of different methods based on field observations // Hydrol. Earth Sys. Sci. Discuss., 2005. № 2. Pp. 1807-1834.

161. Stock J., Dietrich W.E. Valley incision by debris flows: Evidence of a topographic signature, Water Resour. Res., 39(4), 1089, doi:10.1029/2001WR001057, 2003.

162. Storti F., Salvini F., McClay, K. R. Synchronous and velocity-partitioned thrusting and thrust polarity reversal in experimentally produced, doubly-vergent thrust wedges; implications for natural orogens. Tectonics, 19(2), 2000, 378-396.

163. Strahler A. N. Quantitative Analysis of Watershed Geomorphology // Transactions of the American Geophysical Union, 1957 Vol. 8, № 6, pp. 913-920.

164. Stream Corridor Restoration. Principles, Processes, and Practices. By The Federal Interagency Stream Restoration Working Group (FISRWG). GPO Item No. 0120-A; SuDocs No. A 57.6/2:EN3/PT.653. ISBN-0-934213-59-3, 2001.

165. Tomkin J.H., Brandon M.T., Pazzaglia F.J., Barbour J.R., WillettS.D. Quantitative testing of bedrock incision models for the Clearwater River, NW Washington State, J. Geophys. Res., 108(B6), 2308, doi:10.1029/2001JB000862,2003.

166. Tribe, S. and Grimm, K. Sand dykes in late Pleistocene deltaic sediments, Fraser Lowland, British Columbia; Geological Survey of Canada, Current Research 2000-E3; 2000, 8 p.

167. Tucker G.E., Slingerland R. Predicting sediment flux from fold and thrust belts, Basin Research, Vol. 8, N. 3, 1996 , pp. 329-349.

168. Tucker G.E., Slingerland R.L. Drainage basin response to climate change, Water Resour. Res., 33, 1997, pp. 2031-2047.

169. Tucker G.E., Whipple K.X. Topographic outcomes predicted by stream erosion models: Sensitivity analysis and intermodel comparison, J. Geophys. Res., 2002, v. 107(B9), 2179, doi 10.1029/2001JB000162.

170. Tuttle M.P. Towards a Paleoearthquake Chronology for the New Madrid Seismic Zone: Collaborative Research, M. Tuttle & Associates and Central Region Geologic Hazards Team, USGS, USGS Award No: 1434-HQ-97-GR-03082.

171. Van der BeekP.A., BraunJ., LambeckK. The post-palaeozoic uplift history of southeastern Australia revisited: results from a process-based model of landscape evolution. Aust. J. Earth Sci. 46, 1999, pp. 157-172.

172. Vigny, C., Socquet A., Rangin C., Chamot-Rooke N., Pubellier M., Bouiil M., Bertrand G., Becker M. Present-day crustal deformation around Sagaing fault, Myanmar, J. Geophys. Res., 108(B11), 2533, 2003, doi: 10.1029/2002JB001999.

173. Web-based Interactive Landform Simulation Model (WILSIM). Luo W., DuffmK.L., PeronjaE., Stravers J.A., Henry G.M. WEB-pecypc: http://www.niu.edu/landform/home.html.

174. Weldon, R., Scharer, K., Fumal, Т., Biasi, G. Wrightwood and the earthquake cycle: What a long recurrence record tells us about how faults work, GSA Today; v. 14, no.9, doi: 10.1130/1052-5173, 2004, pp. 4-10.

175. Whipple K.X. Fluvial landscape response time; how plausible is steady-state denudation? In The steady-state orogen; concepts, field observations, and models. Yale University Kline Geology Laboratory: New Haven, CT; 2001, pp. 313-325.

176. Whipple K.X., Tucker G.E. Implications of sediment-flux-dependent river incision models for landscape evolution, J. Geophys. Res., 107(B2), 2039, doi: 10.1029/2000JB000044, 2002.

177. Willett S., Beaumont C., Fullsack, P. Mechanical model for the tectonics of doubly vergent compressional orogens. Geology, 21(4), 1993, 371—374.

178. Wolf, L. W., Lee, M.-K., Browning, S., Tuttle, M. P. Numerical Analysis of Overpressure Development in the New Madrid Seismic Zone, Bulletin of the Seismological Society of America, Vol. 95, No. 1, 2005, pp. 135-144, doi: 10.1785/0120040054.