ГЕОТЕКТОНИКА, 2007, № 2, с. 53-72
УДК 551.24.052
МОРФОЛОГИЧЕСКОЕ ВЫРАЖЕНИЕ ЧЕТВЕРТИЧНОЙ ДЕФОРМАЦИИ В СЕВЕРО-ЗАПАДНЫХ ПРЕДГОРЬЯХ ИССЫККУЛЬСКОЙ ВПАДИНЫ ТЯНЬ-ШАНЯ
© 2007 г. А. М. Корженков, И. Э. Поволоцкая, Э. Мамыров
Институт сейсмологии Национальной академии наук Кыргызской Республики, 720060, Кыргызстан, Бишкек, м-р-н Асанбай 52/1 Поступила в редакцию 28.11.2005 г.
Тянь-Шань является одним из наиболее активных внутриконтинентальных горных поясов мира с многочисленными примерами четвертичного складкообразования, обусловленного разрывами. Для улучшения нашего понимания деформации четвертичных внутригорных впадин, мы исследовали территорию северо-западного Прииссыккулья, где растущая Ак-Текинская антиклиналь разделила предгорный шлейф аллювиально-пролювиальных конусов выноса. Мы показали, что образовавшиеся холмы Ак-Теке являются резко асимметричной антиклиналью, обусловленной подвижками по Южно-Актекинскому надвигу, которая сформировалась в результате процессов тектонического воздымания и эрозии. Тектоническое воздымание вызвало местное отклонение речной сети перед северным крылом складки. Люминесцентное датирование предполагает, что период тектонического поднятия молодой антиклинальной структуры и антецедентного вреза начался 157 тыс. лет назад. Последний тектонический импульс: взбрасывание отложений высокой поймы р. Тору-Айгыр, имел место 1300 лет назад. Строение зоны активного Южно-Актекинского разлома было изучено методами проходки и документации палеосейсмологических траншей и посредством малоглубинного сейсморазведочного профилирования, пройденных вкрест простирания дизъюнктивной структуры. С помощью лазерного тахеометра определены величины вертикальной деформации аллювиальных террас р. Тору-Айгыр в месте пересечения ее Южно-Актекинским разлом. Рассчитаны скорости вертикальной деформации и предполагаемое число сильных землетрясений, приведших к взбрасыванию на различную высоту четвертичных речных террас различного возраста. Изученная территория является примером изменения флювиальных систем на растущие складки в предгорных областях. Вследствие сокращения земной коры надвигового горного пояса происходит воздымание все новых территорий - участков бывшего осадконакопления. Отмечается постепенное омоложение тектонической активности: от обрамляющих хребтов в сторону осевых частей внутригорных впадин.
ВВЕДЕНИЕ
Тянь-Шань представляет собой активный внутриконтинентальный горный пояс, сформировавшийся в результате коллизии Индийской и Евроазиатской плит [48] и является уникальной природной лабораторией для изучения молодых тектонических структур. Тянь-Шань сложен палеозойскими породами фундамента и разделен межгорными бассейнами, заполненными кайнозойскими осадками [16]. В период с позднего палеозоя, в мезозое и палеогене данная территория представляла собой эпигерцинскую стабильную континентальную платформу с небольшой скоростью осадконакопления. В конце среднего олиго-цена Тянь-Шань был частью обширного пенеплена [26], который является указателем доорогенной стадии развития Тянь-Шаня. Горообразование началось в позднем палеогене [26].
Район озера Иссык-Куль в северной части Кыргызстана представляет собой тектоническую впадину размером 250 х 110 км, ограниченную конвергентными взбросами [27]. Иссыккульская
впадина (рис. 1) ограничена на севере группой эшелонированных разломов: Западным Тогуз-Булакским, Культорским, северной частью Ак-суйского и Талды-Булакским. На юге граница впадины и Терскей Ала-Тоо проходит по Пред-терскейской зоне разломов, где за неотектонический этап вертикальное смещение составило до 4000 м и горизонтальное смещение - до 7000 м [29]. Наполнение Иссыккульской впадины продуктами эрозионного расчленения проявившихся к тому времени в рельефе смежных хребтов началось в олигоцене и продолжается по настоящее время. В самом низу разреза это - олигоцен-мио-ценовые тонкозернистые и иловые осадки киргизской свиты (Р3 -^кг), мощностью до 1500 м [25]. Миоцен-плиоцен характеризуется усилением орогенических процессов в этом районе, которые привели к отложению толщ иссыккульской свиты (^-2 is) мощностью до 3000 м. Орогениче-ские поднятия в дальнейшем отразились в огрублении материала позднеплиоценовой - раннечет-вертичной шарпылдакской свиты :зг), име-
42.5°
42.0°
30
_I_
60
_I_
90 км
Рис. 1. Местоположение исследованной территории (заштрихованный прямоугольник) и ее позиция в общей структуре региона
1 - преимущественно породы докембрия и палеозоя; 2 - кайнозой, неоген; 3 - поверхность озера; 4 - главные разломы; 5 - реки; 6 - государственная граница
0
ющей мощность до 200 м [25]. Огрубление материала, заполняющего синклиналь, продолжается в плейстоцене и голоцене. В настоящее время палеозойский фундамент находится на глубине более, чем 4.5 км. В горном обрамлении впадины палеозойское основание поднято на высоту до 5 км, тем самым, образуя вертикальный размах высот до 10 км.
Мы изучали морфологию и четвертичную деформацию предгорных областей. Нашей главной целью было изучение особенностей пространственно-временного морфологического развития области сжатия, которую представляет собой Ис-сыккульская впадина, и реконструировать ее структурное развитие. Бассейн р. Тору-Айгыр был выбран как пример взаимосвязи четвертичных деформаций с геоморфологическими поверхностями и гидрографической сетью. Мы хотели бы улучшить наше понимание связи тектонической и эрозионной истории в зоне четвертичных разломов предгорных частей межгорных впадин.
Данная статья охватывает северо-западную часть Иссыккульской впадины, основные морфологические особенности района бассейна р. Тору-Айгыр, а именно: адыров (предгорий) Ак-Теке как антиклинали, сформированной в связи с подвижками по Южно-Актекинскому разлому (рис. 2). Далее, мы изучали отражение поднятия адыров Ак-Теке в изменении дренажной системы и сделали вывод об истории развития этих четвертичных деформаций с использованием данных по их абсолютному возрасту и временных построений.
РАЙОН ИССЛЕДОВАНИЙ
Изучаемая область занимает северо-западную часть Иссыккульской межгорной впадины, в пределах кайнозойских отложений, обрамляющих озеро Иссык-Куль, и пересечена реками Тору-Айгыр, Дюресу и Культор (рис. 2, 3). Названная территория была исследована геологами-съемщиками Киргизского геологоуправления -А.Е. Наперсткиным и Е.А. Стрельцовым и их группами, З.В. Алешинской и др. [1, 2], О.К. Че-дия и А.К. Трофимовым [29], О.К. Чедия [26, 27], Г.А. Шмидт [31], А.М. Корженковым [10, 1l], А.К. Трофимовым [20, 21], Д. Бауманом и др. [36] и многими другими исследователями.
Данный район является периферийным фор-ландом в форме аллювиальной предгорной области, состоящей из слившихся аллювиально-про-лювиальных конусов выноса - бахад. Предгорья достигают абсолютных высот 1700-2100 м над уровнем моря и возвышаются над уровнем озера от 100 до 500 м.
По данным геологов-съемщиков аллювиальные отложения в изучаемой области подразделяются на: раннеплейстоценовые, среднеплейсто-ценовые, позднеплейстоценовые и голоценовые. Выделяются три основные морфологические единицы: 1 - северная бахада, образованная слившимися конусами выноса рек палео-Культор и палео-Тору-Айгыр, пересекавших Кызыл-Куль-торское гранитное ядро (см. рис. 2, 3); 2 - Ак-Теке -хорошо выраженный пояс предгорий шириной до 3 км и вытягивающийся на расстояние до 15 км (см. рис. 2); 3 - южная бахада, расположенная к
76°30'
42°30'
Ми
о":.зА,.3р,
а .» о ■.£>.'?
г><рг> э.Ре,-'.о »;
«о»
оз. Иссык-Куль 1606 м
ш
+ + _+_+_
6 7 - 8
9
10 11 12
0
I_I_I_|_
5 км
_|_I
Рис. 2. Схематическая геологическая карта района исследований, по Корженкову [10] с изменениями 1 - поднятые пляжи и бары; пляжный известковистый песчаник; голоценовые отложения: галечник, пески, глина; 2 -бахада; аллювиально-пролювиальные конусы выноса; четвертичные аллювиально-пролювиальные отложения: галечник, песок, глина; 3 - миоцен-плиоценовая иссыккульская свита: галечники, мергели, конгломераты, песчаники; 4 - позднемеловой-раннемиоценовый киргизский комплекс: галечники, мергели песчаники, базальты; 5 - палеозойские граниты; эрозионная поверхность; 6 - геологический разрез; 7 - главные водотоки; 8-10 - разломы: 8 - краевой, 9 - межформационные, 10 - предполагаемые; 11 - стратиграфические контакты; 12 - оси антиклинальных складок
югу от гор Ак-Теке (см. рис. 3) и представляющая собой сглаженную аллювиальную поверхность, имеющую наклон по направлению к озеру Иссык-Куль. Высота предгорий изменяется от 1844 до 2041 м, увеличиваясь в северном направлении к холму Чон-Дёбё (см. рис. 3), откуда опускается в восточном и западном направлении.
МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
Полевые исследования
Нами были проанализированы работы, посвященные исследованию данного района, включая
данные кондиционной геологической съемки и сейсмического профилирования. Полевые исследования предварялись интерпретацией космических и аэрофотоснимков. Посредством лазерного тахеометра были измерены морфологические траверсы вдоль отдельных участков, а также были построены топографические профили с использованием детальных топографических карт местности. Геологическая структура была закар-тирована по обнажениям иссыккульской свиты. Были пройдены две траншеи вкрест зоны Южно-Актекинского разлома перпендикулярно южной границе предгорий Ак-Теке (см. рис. 3).
Рис. 3. Исследованная территория с указанием местоположения траншей и мест отбора образцов. Изолинии рельефа показаны выборочно для отражения общей топографии
1 - ручьи; 2 - датированные пробы; 3 - морфологические границы; 4 - главные вершины; 5 - задокументированные траншеи с датированными пробами: Ю - Южная, Т - Тору-Айгырская; 6 - геологический разрез; 7 - крутые склоны главных долин; 8 - аллювиально-пролювиальные конусы выноса
Сейсморазведочное профилирование
Для изучения глубинного строения зоны активного Южно-Актекинского разлома в 1999 г. Ю.Г. Тупчим и А. Степановым проводилась сейсмическая разведка с использованием возбуждения волн при помощи удара молотом об металли-
ческую пластину. Основной целью данных исследова
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.