Современные методы и результаты изучения неотектоники центральной части Восточно-Европейской платформы
В.А. Зайцев1, Л.В. Панина2, Е.А. Мануилова3, А.А. Сенцов4
1 – МГУ имени М.В. Ломоносова, Москва, Россия, v.zaitsev@mail.ru
2 – МГУ имени М.В. Ломоносова, Москва, Россия, panina53@mail.ru
3 – МГУ имени М.В. Ломоносова, Москва, Россия, manuilovaekaterina139@gmail.com
4 – МГУ имени М.В. Ломоносова, Москва, Россия, alekssencov@yandex.ru
Рис. 1. Структурно-геоморфологическая карта Центральной части Восточно-Европейской платформы
Район исследования охватывает южный склон Московской синеклизы и центральную часть Воронежской антеклизы. В геоморфологическом отношении здесь расположены Средне-Русская и Московская возвышенности (Клинско-Дмитровская гряда) с максимальными абсолютными отметками 250-290 м, Мещерская низменность и Окско-Донская равнина, где отметки рельефа не превышают 170 м.
Целью работы являлось изучение неотектонического строения и геодинамики района, установление взаимоотношения глубинных структур разного ранга, включая фундамент, с рельефом дневной поверхности, определение тенденций развития региона. Был проведен структурно-геоморфологический анализ, направленный на выявление новейших, выраженных в рельефе дислокаций как пликативных, так и дизъюнктивных. Метод предполагает дешифрирование топографических карт, аэро- и космоснимков, а также построение геолого-геоморфологических профилей. Основные положения методики построения структурно-геоморфологических карт и геоморфологических профилей изложены в [1]. Использование этого метода в равнинных районах, где перепады абсолютных отметок рельефа малы, обнаружение конэрозионных (с момента становления структурных форм в рельефе) дислокаций завуалированы чехлом рыхлых четвертичных отложений, встречается с определенными трудностями. Главными критериями выявления дислокаций являются эрозионныя сеть, абсолютные отметки рельефа и конфигурация его горизонталей. Гидросеть часто использует зоны разрывов, трещиноватости, дробления и повышенной проницаемости пород, которые можно интерпретировать как «слабые зоны» [1]. Эти зоны являются результатом избирательного процесса линейной и склоновой денудации и контролируют границы новейших структурных форм. Маркерами слабых зон служат крупные речные долины и их притоки, овраги, седловины и др. Однако следует помнить, что речная сеть разрабатывает не только новейшие, но и древние разрывы и трещины, а речные долины приурочены к слабым зонам избирательно, т.е. фрагментарно. Степень достоверности выявленных слабых зон повышается при комплексном использовании перечисленных геоморфологических признаков и увязке полученной информации по топографической карте с геоморфологическими профилями. Интерпретация профилей позволяет перевести некоторые слабые зоны в ранг новейших разрывов и оценить амплитуды смещения по ним.
Появление в последнее время космических радарных снимков высокого разрешения, которые позволяют, с одной стороны, повысить детальность работ, а с другой ─ обзорность, существенно расширяют наши представления о новейших дислокациях равнинных территорий, а современные способы компьютерной обработки выявляют даже небольшие колебания амплитуд рельефа. Применение автоматизированной обработки радарных изображений с помощью программы LESSA позволяет увидеть скрытые, не различимые визуально, особенности рельефа, как например, плотность гидросети, изменение роз-диаграмм линеаментов, линий вытянутости гидросети и др.
Использование при структурно-геоморфологическом дешифрировании ГИС-технологий, позволяющих одновременно рассматривать привязанные друг к другу разного рода материалы, меняя масштабы изображения, существенно повышает точность и степень достоверности полученных результатов. Автоматизированное создание геоморфологических профилей существенно сокращает время их построения.
Описанный выше комплекс методов положен в основу проведенных исследований. Были выполнены: визуальное дешифрирование топографических карт, космических снимков, радарных изображений, полученных сенсором Aster, и автоматизированное дешифрирование радарных космических изображений с помощью специализированной программы ″Lessa″. Кроме этого, произведена статистическая компьютерная обработка данных, включавшая построение роз-диаграмм и карт направления их вытянутости. В качестве примера использования этого метода можно привести район Окско-Цнинского вала (рис.1А). Видно как слабые зоны и разломы фундамента следуют вдоль линий вытянутости или являются границами изменения их простираний.
На итоговой структурно-геоморфологической карте масштаба 1:1 000000 показаны новейшие структуры: поднятия и впадины первого ранга, осложненные частными поднятиями, а также слабые зоны (разрывов, трещиноватости и т.д.) (рис.2). На севере расположено субширотное Московско-Дмитровское поднятие с максимальными абсолютными отметками рельефа до 295 м. В его пределах выделен ряд частных поднятий различных по морфологии и размерам, которые часто прослеживаются в дочетвертичных комплексах (районы Хотьково, Яхрома, Дмитрова, Льялово, Менделеево,Истры и др). Московско-Дмитровское поднятие нарушено серией слабых зон преимущественно северо-западного и северо-восточного простираний. Северо-восточные соответствуют зонам разломов фундамента (рис. 1). На юге поднятие граничит с Клязьминским долинообразным понижением, которое контролируется субширотными слабыми зонами, наиболее протяженные из которых совпадают с разломами Подмосковного авлакогена. Расположенные южнее разноранговые поднятия Средне-Русской возвышенности нарушены системами слабых зон различных ориентировок. Наиболее преобладающими простираниями являются северо-западные, отражающие, по-видимому, влияние Пачелмского авлакогена. Ранее здесь выделялась Московско-Рязанская линеаментная зона [3]. Протяженные северо-западные слабые зоны наследуют зоны разломов фундамента, продолжаясь в область Окско-Донского прогиба. Этими зонами контролируются и конфигурации поднятий на северо-востоке района: Чеховского, Калужского, Веневского, Зарайского, Плавского (рис.1). Зарайское, Голдинское, Милославское, юго-восточная часть Плавского прослеживается в дочетвертичных комплексах, где также обнаружены взбросы субширотного простирания, которые выражены в рельефе слабыми зонами. Слабые зоны северо-восточного простирания также хорошо дешифрируются, подчеркивая морфологию поднятий: Олымского, Кочетовского, Оскольского, Белогорско-Калачского. В области Обояньского и Оскольского поднятий, где фундамент расположен близко к поверхности, ранее нами отмечена наибольшая корреляция новейших структур с древними [2]. Субмеридиональный новейший Окско-Донской прогиб представляет собой сочетание частных поднятий и впадин, причем поднятия преобладают (рис.2). Наиболее ярко выраженный в рельефе Окско-Цнинский вал (максимальная абсолютная отметка рельефа 184 м) прослеживается и по поверхностям девонских отложений и верейского горизонта, а его субмеридиональная ориентировка контролируется зоной разлома фундамента, выраженной в рельефе слабой зоной (рис.1А). Слабые зоны северо-западного простирания на юге вала отражают разломы Пачелмского авлакогена.
Сравнение результатов структурно-геоморфологического анализа с гравитационными и магнитными аномалиями позволило выявить некоторые соответствия (рис. 1).
С целью оценки геодинамической активности привлекались данные о сейсмичности и распределению теплового потока. На рис.1 видно, что эпицентры низкомагнитудных землетрясений приурочены к границам новейших поднятий, а также маркируют слабые зоны.
Таким образом, использование комплекса современных методов позволило уточнить, а где-то и по-новому представить новейший структурный план центральной части Восточно-Европейской платформы. Показано, что район исследования испытывает на новейшем этапе активизацию, выражающуюся в росте поднятий, который сопровождается образованием зон трещиноватости и разрывных дислокаций. Последние проявляются в рельефе в виде слабых зон, которые отражают структурные неоднородности и дислокации фундамента или их простирания. Некоторые слабые зоны фрагментарно наследуют разломы фундамента и подтверждаются газовой эманационной съемкой, результатами космической геодезии, проявлениями сейсмичности и другими методами. Соответствие выраженных в рельефе структур глубинным дислокациям, вплоть до фундамента, может указывать на его существенную роль в формировании новейшего плана платформы.
Литература
1. Костенко Н.П. Геоморфология. М.: МГУ,1999. 384 с.
2. Панина Л.В., Зайцев В.А. Новейшая тектоника восточной части Воронежской антеклизы // Геологическая среда, минерагенические и сейсмотектонические процессы. Воронеж: Научная книга, 2012. С. 256-260
3. Юдахин Ф.Н., Щукин Ю.К., Макаров В.И. Глубинное строение и современные геодинамические процессы в литосфере Восточно-Европейской платформы. Екатеринбург: УРО РАН, 2003. 299 с.