11. Бронгулеев В.Вад. Двумерная кинематическая модель образования подгорной лестницы // ДАН. 2008. Т. 422. № 7. С. 1097-1100.
12. Ройхваргер З.Б., Махинов А.Н. Влияние неоднородности литологического состава пород на развитие рельефа // Геоморфология. 1984. № 1. С. 79-85.
13. Хаин В.Е. Региональная геотектоника. Альпийский Средиземноморский пояс. М.: Недра, 1984. 344 с.
14. Геологические карты. http://www.onegeology.org
Ин-т географии РАН Поступила в редакцию
17.01.2012
INTERACTION OF ENDOGENOUS AND EXOGENOUS PROCESSES IN THE COURSE OF LOCAL MORPHOSTRUCTURES GROWTH
V.VAD. BRONGULEYEV
Summary
Cinematic model based on parabolic equation was used to demonstrate the interaction of endogenous and exogenous processes. Some characteristic morphological features of concurrently degrading and tectonically deforming slopes were described. Par example domed morphostructures pass into cone-like ones, monoclinal slopes are transferred into concave ones; maximal height of the morphostructure does not reach its value conditioned by tectonics. These effects manifestation is proportional to the ratio of exogenous/endogenous deformation rates. As the rise of block morphostructures is equivalent in certain respect to the lowering of denudation basis, these results are applicable to the development of erosion remnants and inselbergs.
УДК 551.4.05
© 2013 г. С.А. БУЛАНОВ, Я.И. ТРИХУНКОВ
ИНВЕРСИЯ СКЛАДЧАТОГО РЕЛЬЕФА КАК ПОКАЗАТЕЛЬ ТАНГЕНЦИАЛЬНОГО СЖАТИЯ ЗЕМНОЙ КОРЫ
Постановка вопроса
Складчатый ороген - понятие, неоднозначно трактующееся в науках о Земле. Его наполнение напрямую зависит от представления о соотношении процессов складко- и горообразования, которое установлено либо предполагается для того или иного горного сооружения. Обязательным и объединяющим обе стороны фактом служит наличие собственно складчатой структуры, а пликативные дислокации в той или иной степени развития устанавливаются в большинстве орогенических областей Земли. Однако далеко не все орогены с такой структурой считаются складчатыми. Более того, в геолого-геоморфологических работах они рассматриваются в морфоструктуре Земли скорее как исключение, чем как правило.
Причиной служит представление о разделении во времени и следовании друг за другом процессов структуро- (складко-) и рельефо- (горо-) образования и выделении соответственно геологического и геоморфологического (неотектонического) этапов в развитии того или иного горного региона. Такова классическая парадигма геоморфологии, которая была подробно разработана С.С. Шульцем, Н.И. Николаевым, И.П. Герасимовым и др. в середине XX в. Согласно этой парадигме, на последнем, горообразовательном этапе пликативные дислокации не допускаются, складчатая структура считается окончательно сформированной ранее и рассматривается далее только как пассивное образование. Предполагается, что она поднимается либо массивно (еп
block), либо дифференцированно, будучи разбита разломами, которым обычно предписывается субвертикальное положение. Подобная морфоструктура обычно интерпретируется как сводовая/глыбовая/блоковая в соответствии с ведущим стилем дизъюнктивной тектоники. Иногда употребляется термин "складчато-глыбовая/блоковая морфоструктура", учитывающий складчатую структуру субстрата и ее литоморфное выражение в рельефе, но не геодинамическую компоненту орогенеза. В качестве примера можно привести Геоморфологическую карту СССР м-ба 1 : 2500000 [1], в горной части легенды которой преобладают морфоструктуры дизъюнктивного характера.
Такие представления появились еще на ранних этапах становления геоморфологии - в начале XX в., в качестве предпосылок были взяты хрестоматийные представления В. Дэвиса, В. Пенка и других исследователей. Тогда же были созданы и известные схемы развития горного рельефа с "застывшей" складчатой структурой, которые иллюстрируют последовательность его денудационного разрушения. Такова, например, схема В. Гроссгейма, до сих пор встречающаяся в неизменном виде в учебниках геоморфологии [2, с. 190].
В то же время понятие "складчатый рельеф" широко применяется для областей, где пликативная структура имеет четкое выражение в морфологии. Иногда в таких случаях применяется термин "вторичный (структурно-денудационный) складчатый рельеф", чтобы отделить его от "первичного" складчатого, созданного собственно эндогенными (пликативными) деформациями, сфера действия которых - по мнению упомянутых ранее исследователей - должна была ограничиваться ранними стадиями1 развития региона. В отношении расчлененного складчатого орогена можно говорить об относительно жестком контроле форм рельефа как со стороны структурных элементов (соответствие положительных форм антиклиналям и отрицательных - синклиналям, составляющим так называемый "прямой складчатый рельеф"), так и на уровне отдельных пластов (структурные склоны, куэсты и т.п.). Был разработан достаточно подробный терминологический аппарат: субсеквентные, обсеквентные, консеквентные и т.п. долины, шатровый рельеф и т.д. [3].
Одновременно был выявлен феномен широкого распространения так называемого обращенного, или инверсионного, складчатого рельефа, когда антиклиналям соответствуют долины, а синклиналям - хребты. Примером тому является так называемый апшеронский тип рельефа, выделенный И.С. Щукиным [4] (рис. 1).
Для объяснения этого парадокса предлагались разные схемы, как правило, весьма сложные по механизму реализации и алогичные по существу. Еще в начале XIX в. Э. Мартонн [5] попытался объяснить явление чисто экзогенными факторами и высказал предположение о проникновении эрозии в ядро антиклинали, которое должно быть сложено более податливыми породами, чем ее крылья. Последующий усиленный размыв ядра должен был обеспечивать коренную перестройку рельефа, в результате чего на месте синклинальных долин возникают хребты в силу денудационной устойчивости ядер синклиналей. Несколько позже Ж. Турманн [6] предложил эндогенный вариант решения, полагая, что при подъеме свод антиклинали растягивается и разрывается. Однако эта гипотеза практически сразу была подвергнута обоснованной критике [3],
1 Их иногда еще называют "геологическими стадиями развития".
а потому практически забыта в отличие от построений Э. Мартонна, которые популярны до сих пор и в различных вариантах повторяются в учебниках и монографиях.
По поводу сказанного относительно инверсии возникают следующие возражения. Во-первых, до сих пор не приведено ни одного примера показанных на схемах промежуточных стадий перестройки складчатого рельефа. Во-вторых, строение синклинальных хребтов весьма различно, и далеко не всегда они сложены самыми прочными породами. Более того, авторами данной статьи в двух существенно различных геолого-геоморфологических обстановках (зона сочленения Памира и Тянь-Шаня, Западный Кавказ) были обнаружены примеры синклинальных хребтов, гребневая зона которых сложена наименее устойчивыми к денудации породами; нам известны примеры подобных образований и в других регионах. Рассмотрению и объяснению этого феномена посвящена данная статья.
Методическая основа исследования
Сразу надо заметить, что приведенные выше и другие классические примеры инверсионного рельефа с синклинальными гребнями, сложенными устойчивыми породами (Апшерон, Юра, Дагестан, Балхан, Загрос, Сулеймановы горы и др.), как правило, имеют относительно простую структуру и представлены, главным образом, низкогорьями, реже среднегорьями. В противоположность этому предлагаемые нами к рассмотрению складчатые морфоструктуры относятся к высокогорьям и имеют более сложное, вплоть до изоклинального, строение. Как выясняется при общих обзорах, такого рода соответствие высоты горного сооружения сложности складчатого субстрата - скорее правило, чем исключение. В обоих предлагаемых к рассмотрению геолого-геоморфологических обстановках устанавливаются своеобразные гомологические ряды, начинающиеся простыми и низкими формами и заканчивающиеся высокогорьями с интенсивно дислоцированной структурой [7-10].
В основу нашего исследования положен морфоструктурный анализ в классическом понимании И.П. Герасимова и Ю.А. Мещерякова. Для обоих регионов были составлены соответствующие карты и схемы, на которых отражено взаимоотношение структуры и орографии. Такова, например, морфоструктурная карта наиболее показательной части зоны сочленения Памира и Тянь-Шаня - западной ветви хребта Петра Первого и прилегающей к нему части Вахшского хребта (рис. 2). На ней видно, что большинство продольных орографических элементов имеет четкую структурную предопределенность при общем преобладании инверсионных морфоструктур: синклинальных хребтов и антиклинальных долин, что свидетельствует о том, что данное явление имеет неслучайный характер.
Для объяснения складчатой морфоструктуры зоны сочленения Памира и Тянь-Шаня нами был предложен комплекс механизмов [7], который предусматривает существенно иную геодинамику и историю развития рельефа, нежели традиционная геоморфологическая парадигма [11]. Прежде всего, мы исходили из того, что, согласно установленным геолого-тектоническим закономерностям, складчатый комплекс мезо-кайнозоя в зоне сочленения слагает аллохтон, представляющий собой сорванный с основания осадочный чехол. Скольжению способствует вязкопластичный солегипсо-носный горизонт верхней юры, движение осуществляется преимущественно на ССЗ, оно обусловливается давлением с юга так называемого Памирского выступа.
В принципе, давление реализуется не только и не столько в смещении аллохтона в сторону Гиссаро-Алая, а в большей степени в его сжатии и укорочении в субгоризонтальном направлении и, соответственно, увеличении мощности зажатой между прочными сближающимися кристаллическими блоками осадочной призмы. Этот процесс вызывает рост абсолютных высот, несмотря на то, что фундамент под аллохтоном продолжает погружаться, как это имело место на этапе осадконакопления. Ведущим механизмом, обусловливающим такого рода горообразование, мы полагаем продолжающееся складкообразование в сминающейся массе.
Рис. 2. Географическое положение района исследов
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.