Значение геоморфологического метода для восстановления геологической истории поверхности Земли
Известно, что для более отдаленных геологических периодов, чем неоген — антропоген, восстановление истории геологического развития осуществляется с помощью комплекса геологических методов, путем изучения осадочных, магматических и метаморфических пород и форм их залегания. Однако этот комплекс оказывается недостаточным для расшифровки последних страниц геологической истории, когда с начала неогена (20—25 млн. лет назад) в основных чертах сформировалась современная суша. Все это время на суше господствовало осадконакопление в континентальных условиях, и на обширных пространствах шли денудационные процессы с повсеместным образованием рельефа. В результате этого формы рельефа становятся основным предметом историко-геологического анализа. В связи с этим расшифровка геологической истории континентального этапа естественно может осуществляться лишь при совместном использовании геологической и геоморфологической методик.
В основе историко-геологического анализа лежит изучение истории долин, и прежде всего истории речных террас, изучение береговых линий морей и озер, поверхностей выравнивания и синхронных им аккумулятивных образований, изучение следов ледникового рельефа прошлого. Ценные данные дает исследование склонов методом морфологического анализа (по В. Пенку). Важнейшее значение имеет выявление генетических типов отложений с использованием при их изучении всего арсенала геологических методов.
Применение геоморфологической методики для прогноза глу бинного геологического строения. На основе обширных региональных геоморфологических исследований накопился огромный фактический материал, неоспоримо свидетельствующий о том, что рельеф Земли в большой степени является структурно-обусловленным (независимо от того, имеет ли он денудационный или аккумулятивный характер). В результате открылась возможность прогноза геологического строения структурных комплексов, перекрытых более молодыми образованиями на основе использования геоморфологических признаков. Подобный прогноз может осуществляться и в районах сложного (многоярусного) геологического строения благодаря значительному консерватизму разновозрастных структурных планов (особенно отчетливо проявляющемуся на платформах),
191
Значение этого метода в настоящее время особенно возрастает, так как геологические исследования все больше концентрируются на закрытых территориях, все чаще обращаются к глубоко залегающим комплексам пород. В этой связи возрастает роль геоморфологических или, точнее, «структурно-геоморфологических» методов.
Указанная методика широко применяется для выявления раз рывных нарушений, систем и рангов этих нарушений, их пространственного и временного соотношения между собой и со складчатой структурой. Геоморфологические критерии, позволяющие прогнозировать разрывные нарушения, проявляются в целом ряде признаков. Это спрямленные участки речных русел и долин, прямолинейные проходные и погребенные долины, сгущенная план-параллельная ориентировка речных стволов, резкая асимметрия речных долин и бассейнов, прямолинейные очертания тыловых швов террас и границ между другими генетическими разностями отложений флювиального ряда, наследование прямолинейных участков погребенных долин, приуроченность карстовых, суффо-зионных и оползневых форм к определенным линиям, резкая смена мощностей неогеновых и четвертичных отложений вдоль узкой зоны, резкая смена интенсивности экзогенных процессов, резкий скачок градиентов современных и неоген-четвертичных движений в узкой полосовой зоне, и т. д. Морфологически большинство этих признаков имеет отчетливо выраженный линейный характер. Как и другие линейные элементы природной обстановки (прямолинейные участки границ растительности, почв, болот и т. п.), они известны в литературе под названиями «мегатрещиноватости» и «следов трещин», а Г. И. Раскатовым выделены как «линевенты».
Сопоставление данных геоморфологических, геологических и геофизических исследований позволяет осуществить их взаимную корректировку и выделить наиболее достоверные разрывные нарушения, а также подойти к решению вопроса о морфолого-гене-тической природе и истории формирования разрывов.
Можно говорить о геоморфологических признаках региональных и глубинных разломов (коровых и проникающих в мантию), разрывных нарушений неглубокого залегания и тектонических трещин. Первым отвечают крупные линейно-полосовые линевенты большой протяженности — резкие контрасты в рельефе и мощностях новейших отложений, цепи локальных поднятий, желобооб-разные прогибы. Разрывные нарушения неглубокого залегания выражены более мелкими линевентами. Контрастность геоморфологических характеристик по обе стороны от данного нарушения выражена слабо. Трещины отображены локальными линевентами. Сдвиги хорошо выявляются резкими плановыми смещениями русел (рис. 63).
Многие из перечисленных выше геоморфологических признаков разрывов позволяют выделить погребенные речные долины, зало-, жившиеся вдоль разрывных нарушений. Пересечение крупных ли-невентов указывает на местоположение структурных узлов, в ко-
192
Ряс. 63. Некоторые геоморфологические признаки, позволяющие выделять разрывные нарушения (по Г. И. Раскатову).
1—гидросеть; 2—линии предполагаемых разрывных нарушений
торых могут локализоваться магматические тела, рудные столбы и т. д.
Прогноз блоковой структуры. Сетка выделенных геоморфологически крупных разрывных нарушений в основном предопределяет конфигурацию блоковых структур. Уточнение ее производится путем привлечения морфометрических данных и морфологии рельефа с использованием аэроснимков (различия фототона и рисунка фотоизображения микрорельефа), данных о рельефе ложа четвертичных отложений и т. д. В зависимости от ранга ограничивающих разрывных нарушений устанавливается и порядок блоковых структур, их соподчиненность. При этом используются и сведения по геоморфологическому районированию, поскольку установлено, что геоморфологическим единицам — областям, подобластям, районам и подрайонам — отвечают тектонические блоки соответствующего ранга. Все эти данные должны быть увязаны с геологическими и геофизическими материалами,
193
Прогноз складчатой структуры. Наиболее сложным оказывается выявление линейных складчатых структур интенсивно дислоцированных комплексов основания подвижных поясов или фундамента платформ. Отображение таких структур в рельефе происходит или за счет тектонической активности ограничивающих их разрывов, или в результате «просвечивания» пластов, слагающих складчатую структуру, вследствие избирательной денудации выступающих на поверхности несогласия и влияющих на свойства пород чехла. Таким образом скрытая на глубине складчатая структура фрагментно намечается в рисунке гидросети и рельефа прямыми и плавно изгибающимися линейными элементами. Наиболее четко выявляются крупные структуры типа антиклинориев, но достаточно хорошо выявляются и более мелкие складки в районах с развитием пород резко неоднородного состава. Яркий пример этого — узкие синклинальные троги Курской магнитной аномалии (КМА), сложенные нижнепротерозойскими сланцами и железистыми кварцитами. Последние вследствие своей большей устойчивости к выветриванию образуют в палеорельефе резко выступающие гребни (с превышением до 50 м), влияющие на строение покрывающего их осадочного чехла и рельефа поверхности.
Наиболее полно разработана методика прогнозирования брахиморфных платформенных структур, что связано с ее использованием при поисках поднятий, перспективных на нефть и газ. Локальные структуры хорошо выявляются морфологически. Особенно эффективен при этом анализ рисунка гидросети (подковообразные изгибы рек и согласованные изгибы параллельных рек, радиальный рисунок гидросети и т. д.). Четко трассируются локальные структуры микроформами рельефа, в плане располагающимися в виде прерывистых овалов и зонально-концентрическим рисунком ландшафтных элементов на аэроснимках.
На основе методики В. П. Философова по морфометрическим данным локальные поднятия выделяются: 1) на основании анализа рисунка изобазит, или линий равных отметок тальвегов од-нопорядковых долин (каплевидная форма изобазит при сгущении последних), 2) в пределах овалов, вписанных в контур, обозначенный максимумами остаточного рельефа (разность между дневным рельефом и изобазитами), 3) по минимальным значениям изолонг (линий равных длин однопорядковых долин), 4) по максимумам значений плотности гидросети, 5) по максимумам энергии рельефа и другим показателям.
К числу морфолого-генетических признаков локальных поднятий относятся: 1) сокращение мощности аллювия, 2) погрубение фаций, 3) локальное увеличение превышений террас, 4) локальная смена аккумулятивных террас цокольными или эрозионными, б) депрессии над солянокупольными структурами, 6) скопления барханных песков среди грядовых.
Геоморфологические методы успешно используются также при уточнении структурных карт, фациальных, палеотектонических и
194
палеогеографических границ. Важную роль они призваны сыграть при изучении геологического строения шельфа и океанического
дна.
Решение всех перечисленных выше задач обеспечивает переход к использованию геоморфологических критериев при прогнозировании структурных форм и форм погребенного структурного рельефа, контролирующих размещение полезных ископаемых. Все большую роль геоморфологические исследования начинают играть в изучении структур рудных районов и рудных полей, в особенности при выявлении блоковой тектоники.
Геоморфологическая графика
Итогом специальных геоморфологических исследований, а также геоморфологических наблюдений, обязательно сопровождающих геологосъемочные работы, согласно инструкции по съемке в масштабах 1 : 200 000 и 1 : 100 000, является геоморфологическая карта, которая входит в комплект графики геологического отчета. Геоморфологическая карта сопровождается геоморфологическими разрезами, колонками, блок-диаграммами и другой графикой. Да« ется также геоморфологическое описание в виде главы «геоморфология» в геологическом отчете, или в виде самостоятельного отчета в случае специализированных геоморфологических исследований.
Типы геоморфологических карт. В общей классификации геоморфологические карты рассматриваются как специальные, различаясь по масштабу, содержанию и назначению. Геоморфологические карты также, как и геологические, целесообразно классифицировать по масштабу, поскольку геоморфологические исследования включаются в комплексную геологическую съемку: обзорные (от 1:10 000 000 до 1:1500 000), мелкомасштабные (1 : 1 000 000 — 1 : 500 000), среднемасштабные (1 : 200 000 — 1 :100 000) и крупномасштабные (1 : 50 000 — 1 : 25 000 и крупнее). Классификация геоморфологических карт наиболее подробно и обоснованно изложена в работах А. И. Спиридонова. По содержанию геоморфологические карты разделяются на общие и частные.
Частные геоморфологические карты составляются на основе необобщенных или мало обобщенных частных показателей, относящихся только к морфографии, морфометрии, происхождению, возрасту рельефа, современным рельефообразующим процессам и т. д. Соответственно различают карты: морфографические, мор-фометрические (карты густоты расчленения, глубины расчленения, крутизны земной поверхности и др.), структурно-геоморфологические, морфоскульптурные (флювиального, ледникового; карстового и суффозионного, эолового, вулканического рельефа и т. п.), морфохронологические, морфодинамические и т. д. Такие карты называются также аналитическими.