ГЕОТЕКТОНИКА, 2013, № 6, с. 84-94
УДК 550.3
СЛЕДЫ ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЙ ПОЗДНЕГО СРЕДНЕВЕКОВЬЯ В ЗОНЕ ТАЛАСО-ФЕРГАНСКОГО РАЗЛОМА, ТЯНЬ-ШАНЬ
© 2013 г. А. М. Корженков1, С. В. Абдиева2, В. С. Буртман3, Л. А. Орлова4, Д. Раст5, А. Тибальди6
1 Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН, 123995, Москва, Б. Грузинская ул., д. 10, Россия 2Киргизско-Российский Славянский Университет, 720000, Бишкек, ул. Киевская, д. 44, Кыргызстан 3Геологический институт РАН, 119017, Москва, Пыжевский пер., д. 7, Россия 4 Институт геологии и минералогии им. В.С. Соболева, СО РАН, 630090, Новосибирск, просп. Академика Коптюга, д. 3, Россия 5 School of Earth and Environmental Sciences, University of Portsmouth, Burnaby Bld., Portsmouth, PO13QL United Kingdom 6 University of Milan Biocca, Piazza della Scienza 4, Milan, 20126Italy Поступила в редакцию 18.03.13 г.
Проведенные палеосейсмологические исследования в зоне Таласо-Ферганского разлома Тянь-Шаня сопровождались определением возраста древних сейсмических событий. Калиброванные радиоуглеродные датировки современных и погребенных почв позволили выделить сегменты разлома, активизированные при сильных землетрясениях, произошедших в XIV—XVI веках н.э. Магнитуда палеосейсмического события XVI века — M > 7.0, его сейсмическая интенсивность — I0 > IX баллов.
Б01: 10.7868/80016853X13060076
ВВЕДЕНИЕ
Таласо-Ферганский разлом является крупнейшей сдвиговой дизъюнктивной структурой Средней Азии, формирующей границу между Западным и Центральным Тянь-Шанем (рис. 1). Это правосторонний сдвиг, заложившийся в поздне-палеозойское время. Движения вдоль этого разлома возобновились в позднем кайнозое при сокращении земной коры Тянь-Шаня после Индийско-Евразийской коллизии. В зоне Таласо-Ферганского разлома видны многочисленные прекрасно выраженные палеосейсмодислокации, как сейсмотектонического, так и сейсмогравита-ционного генезиса, описанные во многих публикациях [3—6, 9—14, 16—21, 24]. Два сильных сейсмических события произошли в XX веке вблизи разломной зоны (рис. 1): Кашгарское в 1902 г. и Чаткальское в 1946 г. [7]. Сведения о древних землетрясениях, произошедших в исследованном регионе, в исторических источниках не известны.
В ходе полевых исследований проведено геолого-геоморфологическое и палеосейсмологиче-ское изучение нескольких участков зоны Таласо-Ферганского разлома (рис. 2). При полевых исследованиях изучались разорванные разломом формы современного рельефа: небольшие долины временных водотоков и водоразделы между ними, части которых сдвинуты в горизонтальном
направлении вдоль разлома на десятки и сотни метров. Одинаковая ширина и морфология смещенных частей сухих долин выше и ниже линии сдвига свидетельствует о том, что смещение произошло быстро. Это позволяет связывать такие смещения с землетрясениями.
При сдвиговых смещениях вдоль линии разлома возникали местные условия подпруживания. Сдвинутый водораздельный отрожек становился преградой для воды, стекающей по склону и просачивающейся вдоль сместителя разлома, что создавало условия для заболачивания приразлом-ной ложбины. Начало формирования торфяника или мощного почвенного слоя у запруды или в сейсмогенном рве отмечает смещение по разлому и время вероятного землетрясения. Землетрясения вызывают также иные изменения обстановки (обвалы, оползни и др.), в результате которых начинается формирование почвы на новом скальном или пролювиально-коллювиальном фундаменте (ювенальная почва).
Для определения возраста этих образований отбирались пробы органического материала на радиоуглеродный анализ в шурфах, пройденных в подпруженных частях долин, сейсмогенных рвах и в других местах распространения ювенальной почвы в зоне разлома. Проведено изучение современной почвы и погребенной под осадками па-
75° _1_
45° Н
<250 1.25 2.25
4.25 5.25
Магнитуда О 5.0-5.9 О 6.0-6.9 >7.0
Казахская платформа
40°
Высота ' над ур. м.
о
®
1946 ,
О
О
и | о
Иссык-Кульская котл
80°
бет
оо
сЯ
котловина
м = 7.6 : т я Я ъ
о фе?гг1
о $ о со
_В5£<> °
V
Таримская платформа
* 1902 М = 8
г О
. О
ьЁ О
С
С
45°
- 40°
70°
75°
80°
Рис. 1. Современная сейсмичность Тянь-Шань
Пунктирная линия на карте — Таласо-Ферганский разлом. Кружками обозначены землетрясения с М > 5. Выделены два сильных землетрясения, произошедшие вблизи Таласо-Ферганского разлома в XX веке
леопочвы. Полученные радиоуглеродные датировки по сумме органического вещества, накапливающегося некоторое время, всегда моложе момента возникновения условий для заболачивания или начала формирования ювенальной почвы. Проба, взятая из основания торфяника или слоя почвы имеет возраст, близкий к сейсмическому событию. Ювенальная почва, погребенная под коллювиальными осадками, может свидетельствовать о двух сейсмических событиях, одно из которых вызвало формирование палеопочвы, а другое — прекратило этот процесс.
Изучение разрезов в шурфах, пройденных в зоне Таласо-Ферганского разлома показало [5, 16, 20], что в них нередко содержатся несколько слоев палеопочвы, что указывает на многократность землетрясений в регионе. Начало формирования сейсмогенных форм рельефа, обнаруженных на участке, близко к возрасту нижнего слоя палео-почвы в разрезе.
В изложенных ниже результатах исследования рассмотрены следы наиболее поздних землетрясений, произошедших в рассматриваемом регио-
не до современной эпохи инструментальной регистрации сейсмических событий.
РЕЗУЛЬТАТЫ ПАЛЕОСЕЙСМОЛОГИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИИ В ЗОНЕ ТАЛАСО-ФЕРГАНСКОГО РАЗЛОМА
Участок Карабура (1, см. рис. 2) расположен к юго-востоку от пер. Карабура в Таласском хребте — в верховьях р. Каракысмак. Здесь линия Таласо-Ферганского разлома сечет тела позднеплейсто-ценовых стадиальных морен. Разломная зона хорошо выражена в моренных и флювиогляциаль-ных отложениях сейсмогенным рвом и правосторонними искривлениями русел ручьев и водоразделов вдоль линии разлома.
С помощью электронного тахеометра была построена цифровая модель рельефа участка (рис. 3а), на которой видны правосторонние смещения по разлому элементов рельефа. Стадиальная морена, отложенная в конце позднего плейстоцена, смещена на 28 м. В теле стадиальной морены середины позднего плейстоцена выработана долина ручья, тальвег которого смещен по разлому вправо
72° 73° 74°
Рис. 2. Трасса Таласо-Ферганского разлома
ТФ — Таласо-Ферганский разлом, 1—9 —участки, на которых определены радиоуглродные возрасты землетрясений позднего средневековья: 1 — Карабура, 2 — Каракульджа, 3 — Кок-Бель, 4 — Карасу-1, 5 — Карасу-2, 6 -Карасу-3, 7 — Карасу-4, 8 — Кекликбель, 9 — Джилангач
на 35 м (А1-А2, см. рис. 3а). Восточный водораздел этого ручья смещен на 31 м.
В шурфах 1 и 2 (рис. 4), пройденных в обоих крыльях сейсмоуступа, образованного на линии Таласо-Ферганского разлома, в нижней части слоя торфа были отобраны пробы, которые показали калиброванный радиоуглеродный возраст 1429—1633 гг. нашей эры (н.э.) для пробы из поднятого крыла и 1419—1453 гг. н.э. для пробы из опущенного крыла сейсмоуступа (таблица). Вторая из этих датировок имеет небольшой возрастной интервал. Она указывают на возраст произошедшего в XV веке сейсмического события, которое вызвало местное подпруживание в разломной зоне, заболачивание и накопление торфа. Этот возраст подтверждается калиброванной радиоуглеродной датой 1419—1444 гг. н.э., полученной из нижней части современной почвы в шурфе 3 (см. рис. 4, табл.) на этом же участке. Возраст землетрясения, разорвавшего впоследствии горизонт торфяника, не известен. Очевидно, что оно произошло уже после XV века. Описанные два землетрясения не были единственными в описываемом районе. В основании разреза шурфа 3 залегают
песчано-щебнистые коллювиальные отложения, которые выполняют сейсмогенный грабен в морене. Радиоуглеродный возраст включений палеопоч-вы в этих осадках — 5910 ± 130 лет [21].
Участок Каракульджа (2, см. рис. 2) находится северо-западнее перевала Каракульджа через Чаткальский хребет в истоках р. Каракульджа-за-падная. Здесь хорошо видно смещение многочисленных русел временных водотоков по Таласо-Ферганскому разлому на расстояние от 20 до 60 метров. Калиброванный радиоуглеродный возраст (1523—1800 гг. н.э., см. табл.) пробы из верхней части торфяника, расположенного в сейсмическом рве на линии Таласо-Ферганского разлома, вероятно, близок палеосейсмическому событию в зоне этого разлома. В нескольких слоях палеопочвы, вскрытых шурфами на этом участке, были получены радиоуглеродные возрасты от 1150 ± 40 до 2020 ± 50 лет [5].
Участок Кокбель (3, см. рис 2, рис. 3в) находится к СВ от перевала Кокбель на склоне гор. Здесь наблюдается систематическое правостороннее смещение по Таласо-Ферганскому разлому небольших сухих ложбин и водоразделов между ни-
(а)
Сплошные горизонтали проведены через 0.5 м
(б)
- Таласо-Ферганский разлом
^ Ц) Шурф
0
150 м
Сплошные горизонтали проведены через 1 м
Рис. 3. Положение опробованных объектов на участках Карабура (а) и Кокбель (б)
ми. Калиброванные радиоуглеродные датировки проб (5 и 6, и 7, см. рис. 4 и табл.), отобранных в нижних частях ювенальной современной почвы, развитой на коллювиальном клине — 1486—1799, 1447—1633 и 1526—1802 гг. н.э. Если все они — следы одного палеоземлетрясения, то оно произошло XVI или XVII веке. В более низких слоях разрезов находятся палеопочвы, имеющие радиоуглеродный возраст от 2340 ± 120 лет до 4900 ± 230 лет [11].
Участок Карасу-1. В долине р. Карасу расположены четыре участка, на которых проведены исследования. На участке Карасу-1 (4 на рис. 2, рис. 5а) на левом берегу реки находятся два оползневых завала, за которыми распространены озерные отложения. Западный завал имеет более свежий облик.
Около более древнего восточного завала (см. рис. 5а) озерные отложения распространены как
позади завала, так и перед его фронтальной частью. Эти тонкие осадки, по-видимому, накопились в озере, возникшем в результате схождением более молодого западного оползня. После осушения озерного бассейна, вероятно связанного с сейсмическим событием, на озерных осадках началось образование современной почвы. П
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.