АКТУАЛЬНЫЕ ПРОБЛЕМЫ РЕГИОНАЛЬНОЙ ГЕОЛОГИИ И ГЕОДИНАМИКИ

О наличии активных тектонических разрывов на полуострове Шмидта – крайнем севере Сахалина, известно с 70-х годов прошлого века, когда они были описаны В.С. Рождественским [5,6]. Однако детальное изучение этих нарушений в специально пройденных траншеях начато только в последние годы, в ходе проведения работ по оценке сейсмических условий северного Сахалина. Работы проводились в 2006 – 2007 г.г. в рамках проекта по освоению нефтегазовых шельфовых месторождений Сахалин-5, в которых, помимо решения чисто прикладных задач, были получены новые данные о характере голоценовых тектонических деформаций.

К категории «активных разломов» мы относим тектонические нарушения, движения по которым происходили в течение позднего плейстоцена – голоцена, что выражается в смещении мелких форм рельефа и/или отложений соответствующего возраста [8].

Активные разломы, отчетливо выраженные в рельефе в виде уступов или горизонтальных сдвигов, рассматриваются как сейсмогенные, т.е. образовавшиеся при резких смещениях пород при сильных землетрясениях, в промежутках между которыми существенных перемещений не происходило. В ряде случаев это однозначно подтверждается характером деформаций отложений в зонах разломов, вскрытых траншеями.

При проведении работ использовалась стандартная методика палеосейсмологических работ [9], которая включает в себя изучение потенциально сейсмогенных форм рельефа наземными геоморфологическими и дистанционными методами, а также изучение строения разрывов в траншеях и естественных обнажениях.

Вдоль всего Сахалина в меридиональном направлении протягиваются три крупных региональных разлома: Западно-Сахалинский, Центрально-Сахалинский (Тымь-Поронайский) и Хоккайдо-Сахалинский (в ряде работ этот разлом назван Северо-Сахалинским [2] (Рис 1). Помимо них, крупные разломы выделены по геофизическим и буровым данным в акваториях Охотского (Восточно-Сахалинский разлом) и Японского (Монеронский разлом) морей, однако эти нарушения недоступны для прямого геолого-геоморфологического изучения [1]. Основной район работ – зона Хейтонского разлома, представляющего собой северный фрагмент Хоккайдо-Сахалинского разлома. На полуострове Шмидта выделяется также Лонгрийский активный разлом.

По мнению большинства исследователей, тектонические нарушения, образующие зону Хоккайдо-Сахалинского разлома, характеризуются значительной сдвиговой составляющей, однако о направлении сдвиговых перемещений существуют различные точки зрения. Так, в многочисленных работах В.С. Рождественского обосновывается право-сдвиговая природа всего Хоккайдо-Сахалинского разлома [5]. Ю.Н. Гололобов, напротив, предполагал, что некоторые разрывы в этой зоне развивались, как правые, а другие, как левые сдвиги [3,4]. При этом обе точки зрения базируются в значительной мере на анализе структурного рисунка острова. Однако, как показали детальные палеосейсмологические исследования, вдоль активных нарушений в зоне этого разлома установлены только право-сдвиговые перемещения, что согласуется с точкой зрения В.С. Рождественского.

Одной из особенностей строения Хоккайдо-Сахалинского разлома в целом является непостоянство направления вертикальных перемещений по разрыву. На разных участках наблюдаются разрывы с поднятыми как западными, так и восточными крыльями. В частности, восточные крылья подняты у Пильтунского и Лонгрийского разломов, а западные – у Восточно-Эхабинского и Горомайского. Такая изменчивость весьма характерна для крупных сдвигов.

Рис. 1 Основные разломы северной части о. Сахалин (по материалам ИМГиГ ДВО РАН, г. Южно-Сахалинск).

На полуострове Шмидта нами были исследованы два разлома: Хейтонский и Лонгрийский, которые субпараллельны в южной части полуострова, но сходятся к северу. Отметим, что Хейтонский разлом, как молодое тектоническое нарушение, не доходит до южного берега, но он, тем не менее, выражен в микрорельефе более ярко, чем Лонгрийский. Последний был лишь обследован в результате полевых рекогносцировочных работ.

Молодой разрыв в зоне Хейтонского разлома прослежен в поле на протяжении примерно 4 км. Морфологически выраженный уступ продолжается и севернее у перевала из долины р. Б. Лонгри в верховья долины р. Три Брата и далее на север. В ходе рекогносцировочного обследования установлено, что в нижнем ярусе рельефа, на левобережной террасе р. Б. Лонгри (рис. 2) и далее на юг, где разлом пересекает крутой поворот долины на восток, молодой разрыв выражен в рельефе в виде уступа высотой 0.5-2.5 м с поднятым западным крылом. В пойме высотой до 1 м над урезом реки видимых признаков разрыва не обнаружено.

Рис. 2. Схема местоположения траншеи через уступ молодого разрыва (простирание разрыва обозначено горизонтальными толстыми стрелками) в зоне Хейтонского разлома (по Кожурину А.И.). 1 – русло р. Б. Лонгри; 2 – высокая пойма; 3 – уступ первой террасы; 4 – Хейтонский разлом; 5 – место тренчинга в 2007 г; 6 – линии профилей через первую террасу; 7 – уступ разлома

Особенностью траншеи, пройденной через зону разлома (рис. 3) являются существенные различия в строении северной и южной стенок канавы. Возможно, это связано со значительной сдвиговой компонентой в сочетании с изменчивостью разреза вдоль приразломного уступа, наблюдаемой как в поднятом, так и в опущенном крыльях разрыва.

Непосредственно в зоне разлома находится блок пород, разрез которого в значительной степени соответствует разрезу поднятого крыла разрыва (показаны на рис 3). Отличие в том, что в этом блоке есть отдельные крупные плоские гальки, которых не видно в поднятом крыле, но их следы есть и там. Судя по этим соотношениям, рассматриваемый блок сместился относительно поднятого крыла практически по вертикали вниз на 0.5 м, хотя слабо-волнистая поверхность разделяющего их сместителя характерна, скорее, для сдвигов. Так как блок имеет хорошо выраженную слоистость, очевидно, что перед подвижкой, после которой он занял современное положение, его восточный край не размывался, т.е. на этом уровне породы были ниже основания уступа, если таковой уже присутствовал.

Иначе обстоит дело с переходом от этого блока к опущенному крылу разлома. Возможный аналог тонкослоистой пачки имеет здесь мощность, намного меньшую, чем и в поднятом крыле и во внутриразломном блоке. Прямое сопоставление крыльев здесь невозможно, как невозможно оно и в северной стенке канавы. Объяснить это можно, допуская значительную сдвиговую компоненту смещений, причем, скорее всего, правосдвиговую, так как мощность тонкослоистых отложений в поднятом крыле уменьшается к северу и, соответственно, именно оттуда могли быть перемещены отложения, вскрытые нами в южной стенке канавы. Из большинства упомянутых слоев были отобраны образцы на ¹⁴С анализ. Полученные в лаборатории ГИН РАН радиоуглеродные данные (10000 лет) убедительно свидетельствуют о голоценовом возрасте отложений, т.е. формально мы имеем дело с новейшими движениями.

Рис 3. Схематический разрез канавы, пройденной через Хейтонский разлом. Цифры в кружках: 1 - отложения, накопившиеся после подвижки, 2 – коллювиальный клин, состоящий из отложений различного генезиса, 3 – отложения, накопившиеся до последней подвижки по разлому, 4 – зона разлома (сами разрывные плоскости показаны пунктиром).

По результатам выполненных работ можно утверждать, что позднечетвертичные (голоценовые) смещения характерны для активных частей Хоккайдо-Сахалинского разлома – Хейтонского и Лонгрийского разломов. Данные, полученные в ходе траншейных исследований, свидетельствуют о том, что исследуемые молодые тектонические нарушения (сбросо-сдвиги) на полуострове Шмидта формировались в результате резких периодических подвижек с амплитудой до нескольких метров и эти подвижки сопровождались сильными землетрясениями.

Литература:

1. Булгаков РФ., Иващенко А.И., Ким Ч.У., Сергеев К.Ф., Стрельцов М.И., Кожурин А.И., Бесстрашнов В.М., Стром А.Л., Y. Suzuki, H.Tsutsumi, M.Watanabe, T.Ueki, T.Shimamoto, K.Okumura, H.Goto, Y.Kariya. Активные разломы Сахалина // Геотектоника. 2002, т. 36, вып. 3, с. 227 – 246.
2. Геология СССР, т. ХХХIII. Остров Сахалин (геологическое описание). – М.:Недра, 1970.
3. Гололобов Ю.Н., Харахинов В.В. Проявление горизонтальных движений на севере Сахалина. //Сб. трудов ВНИИГАЗ, 1973, вып. 46, с. 67 –74.
4. Гололобов Ю.Н. Роль сдвигов в формировании структуры Северного Сахалина.// Известия ВУЗов, Геология и Разведка, 1981, №11, с. 29 – 35.
5. Рождественский B.C. Сдвиги северо-восточного Сахалина. //Геотектоника. 1975, №2, с. 21 – 32.
6. Рождественский B.C. Сдвиги в Восточном хребте полуострова Шмидта на Сахалине. //Доклады АН СССР, 1979, т.240, с.230 – 241.
7. Стром А.Л., Никонов А.А. Соотношение между параметрами сейсмогенных разрывов и магнитудой землетрясений. //Физика Земли, 1997, № 12, с. 55 – 67.
8. Трифонов В.Г. Живые разломы земной коры.// Соросовский образовательный журнал, 2001, №7, с. 46 – 53.
9. McCalpin, J.P. (Ed), 1996. Paleoseismology. Academic Press, San Diego, 588 pp.

На территории Московского региона, расположенного на Восточно-Европейской платформе, основание которой сложено докембрийским кристаллическим фундаментом, а верхняя часть образована известняками, песчаниками и глинами фанерозойского осадочного чехла, с помощью линеаментного анализа выявлено большое количество тектонических нарушений разного простирания и разной протяжённости, выраженных в скрытой (латентной) форме.

Исходным материалом для линеаментного анализа послужила эрозионная сеть территории Московского региона в границах: г. Дмитров (север), г. Чехов (юг), ст. Тучково (запад), г. Воскресенск (восток).

Эрозионная сеть снята с топографической карты масштаба 1:300 000.

В результате визуального дешифрирования установлено, что линеаментная система Московского региона образована линеаментами ортогонального и диагонального простираний.

Ортогональная система представлена линеаментами широтного, субширотного и меридионального простираний.

Широтные линеаменты развиты практически по всей территории рассматриваемого региона с интервалом от 1 км (к югу от Москвы) до 6 км (к северу).

Среди линеаментов данного простирания визуализируются три основных зоны сгущения.

Первая зона простирается вдоль южной окраины Москвы по трассе Голицино – Видное – Гжель.

Сопоставление этой зоны со «схемой тектоники верхнего протерозоя и фанерозоя города Москвы» [Кузьменко, 1994] чётко демонстрирует её совпадение с северной границей Подмосковного авлакогена.

Вторая зона сгущения линеаментов широтного простирания протягивается южнее трассы Курсаково – Нахабино – Ногинск и севернее трассы Одинцово – Люберцы.

Проводя корреляцию данной зоны с «кластерной картой активных геодинамических зон на территории г. Москвы» [Кузнецов, Богословский, Кузьмина, 1995] и с «картой скоростей современных тектонических вертикальных движений земной коры Москвы и окрестности 1957 – 1978гг.» [Карасик, Певнев, 1997], ясно видно, что данная система является активной геодинамической зоной.

Третья зона располагается на севере от Москвы по трассе Поваровка – Пушкино.

Длина линеаментов широтного простирания от 1,5 до 8 км, плотность их сгущения во всех трех зонах приблизительно одинаковая.

На территории Москвы линеаменты данного простирания расположены с наименьшей густотой, в основном они развиваются на правом берегу реки Москвы, образуя зону, проходящую с северо-запада на юго-восток столицы, тем самым, подчеркивая распространение линеаментов северо-западного простирания на территории города Москвы.

Субширотные линеаменты В-СВ-го простирания развиты на территории Москвы и Московского региона очень фрагментарно. Наиболее упорядоченную структуру они представляют на юге региона по трассе Троицк – Подольск. Угол наклона линеаментов относительно горизонтали составляет 15 – 20º (или В – СВ 70 –75).

Меридиональные линеаменты также развиты практически по всей территории региона, но среди них можно выделить 5 зон сгущения.

Шаг между линеаментами составляет приблизительно 3 км, реже 5 км, а чаще всего чуть меньше.

Первая зона сгущения расположена на трассе Клин – Курсаково – Балабаново. В самом ее начале линеаменты не такие длинные – около 3 км, но располагающиеся относительно плотно друг к другу. В районе города Курсакого их сечёт зона широтных линеаментов; далее линеаменты первой меридиональной зоны образуют уже не такую густую систему, как в начале: здесь длина отдельных линеаментов достигает 5 км. Наибольшего сгущения линеаменты данной зоны достигают на юго-западной окраине данного региона.

Вторая зона меридиональных линеаментов начинается в районе Бородино, простираясь до столицы, местами проходя ее насквозь, местами огибая ее с западной стороны. К южной границе (в районе города Московский) линеаменты второй зоны состоят из небольшого количества линий, практически не связанных друг с другом какой-либо закономерностью.

Что касается третьей, четвертой и пятой зон линеаментов меридионального простирания, то они берут свое начало в окрестностях городов Хотьково, Сергиев-Посад и Карабаново. Эти три зоны достаточно упорядоченно простираются к югу Московского региона. Плотность сгущения составляющих данные зоны линеаментов вполне высокая. Расстояние между выделяющимися зонами примерно одно и то же и составляет около 8 км, но расстояние между третьей и четвертой, четвертой и пятой зонами меньше приблизительно на 3 км.

Таким образом, меридиональные линеаменты более густо занимают восточную часть выбранного региона.

Диагональная система представлена линеаментами СЗ, С – СЗ и СВ, С –СВ простирания.

Северо-западные линеаменты более-менее равномерно развиты по всей территории с шагом от 1 до 5 – 6 км. Данные линеаменты ориентированы на северо-запад под углом к горизонтали 50 – 60º (или СЗ 320 – 340).

Среди них выделяется зона, простирающаяся от Драчево (на северо-западе) до Пушкино (на юго-востоке), где наблюдаются линеаменты протяженностью до 15 км. Так же достаточно протяжённые линеаменты составляют зону, располагающуюся на юго-восточной границе Московского региона по трассе Рыболово – Черкизово.

Северо – северо-западные линеаменты развиты преимущественно в северной части региона, «упираясь» в зону широтных линеаментов по трассе Курсаково – Нахабино – Ногинск. И не такое большое их количество наблюдается на юго-востоке. На территории Москвы С – СЗ линеаментов достаточно мало. В среднем их длина достигает 3-4км. Но есть и крупные структуры, достигающие в длину 6 – 7 км, расположенные на северо – северо-востоке от столицы; они представляют собой достаточно плотную систему.

На основе визуального сравнения взаимного расположения СЗ и С-СЗ линеаментов, можно сделать вывод о том, что линеаменты СЗ простирания более «молодые», чем линеаменты С – СЗ простирания, так как чётко заметно, что вторые прерываются первыми.

В свою очередь, линеаменты С – СЗ-го простирания южнее линии Курсаково – Нахабино – Ногинск «утыкаются» в линеаменты широтного простирания, что свидетельствует об их – предположительно – более «древнем» возрасте.

Так же «утыкание» С – СЗ линеаментов в широтные лишний раз подчеркивает уже обозначенную выше зону, указывающую на крупное скрытое тектоническое нарушение, о котором, к тому же, упоминалось в работах О. Л. Кузнецова, В. А. Богословского, Э.Н. Кузьминой [1995] и И. Б. Карасика, А. К. Певнева [1997].

Северо-восточные линеаменты развиты более-менее равномерно по всей территории участка с шагом от 0,5 до 3 км.

Северо-северо-восточные линеаменты (СВ – 30°) развиваются с большей плотностью, чем линеаменты строго СВ-го простирания. Наибольшее их сгущение наблюдается на западе, юго-западе, а так же на юго-востоке от Москвы. На западе – это зона линеаментов, проходящая по трассе Курсаково – Клин, на юго-западе – по трассе Московский – Рогово, на юго-востоке – по трассе Видное – Балашиха.

Немаловажную роль в структуре скрытых тектонических нарушении играют узлы сочленения и / или пересечения различно ориентированных линеаментов. Такие структуры, как узлы – очень сложные и требующие отдельного рассмотрения объекты, быть может, в дальнейшем им и будет посвящена отдельная работа.

Таким образом, визуальное сопоставление описанных выше результатов линеаментного анализа земной коры Московского региона с «кластерной картой активных геодинамических зон на территории г. Москвы» [Кузнецов, Богословский, Кузьмина, 1995](рис.1) и с «картой скоростей современных тектонических вертикальных движений земной коры Москвы и окрестности 1957- 1978гг.» [Карасик, Певнев, 1997] демонстрирует, что наиболее чётко выраженное скрытое тектоническое нарушение в Московском регионе фиксируется в зоне, расположенной южнее широты Курсаково – Нахабино – Ногинск и севернее широты Одинцово – Люберцы.

Сопоставление описанной выше зоны широтных линеаментов, расположенной вдоль северной границы города Москвы по трассе Голицыно – Видное – Гжель, со «схемой тектоники верхнего протерозоя и фанерозоя города Москвы» [Кузьменко, 1994] чётко демонстрирует её совпадение с северной границей Подмосковного авлакогена.

В заключение хотелось бы отметить следующее: есть весьма обоснованное предположение, что линеаменты, проявленные в поверхности платформенного чехла, являются следствием существования в фундаменте «пассивных» разломов, вдоль которых прорывается высоконапорный флюид, создающий в чехле над разломом зону повышенной трещиноватости и проницаемости [Гончаров М.А., 2005].

Литература

1. Гончаров М.А. Не выраженные в рельефе природные линеаменты платформенного чехла как результат фильтрации высоконапорных флюидов вдоль пассивных разломов фундамента / Современная геодинамика и опасные природные процессы в Центральной Азии. Материалы Всероссийского совещания «Современная геодинамика и сейсмичность Центральной Азии: фундаментальный и прикладной аспекты» (Иркутск, Институт земной коры СО РАН, 20 – 23 сентября 2005г.). Вып.3. – Иркутск, 2005, с. 23 – 25.
2. Карасик И.Б., Певнев А.К.. О современных движениях земной коры в Москве // Геодезия и картография, 1997, №5, с. 25 – 31.
3. Кац Я.Г., Полетаев А.И., Румянцева Э.Ф. Основы линеаментной тектоники. – М.: Недра., 1986, 144с.
4. Полетаев А.И. Линеаментная тектоника земной коры – структурно-информационная основа карт новейшей геодинамики / Геология, ч.11. Университеты России. – М.: МГУ, 1994, с. 181 – 185.
5. Полетаев А.И. Линеаментный метод //Экологический вестник, 2001, №3, с.12 –28.
6. Кузнецов О.Л., Богословский В.А., Кузьмина Э.Н. Эколого-геофизические исследования Московского региона. – М.: 1995, 92с.
7. Кузьменко Ю.Т. Тектоника осадочного чехла и кристаллического основания района Москвы // Бюлл.МОИП.Отд. геол., 1994, т.69, вып.4, с.10 – 18.

Изучение структуры Земли в течение ХIХ и ХХ веков привело к однозначному выводу о том, что земная кора буквально пронизана многочисленными и разномасштабными линейными нарушениями (Анохин, Одесский, 2001), выраженными как в открытой (разрывы и трещины, доступные визуальному наблюдению и изучению), так и в латентной – скрытой – форме.

Под скрытыми (латентными) тектоническими нарушениями земной коры понимаются различные нарушения её слоёв, перекрытые (замаскированные) вышележащими отложениями и проявляющиеся в дневной поверхности земной коры не прямо, а косвенно.

Наиболее опасными для долговременного и устойчивого функционирования различных техногенных сооружений являются нарушения, имеющие сдвиговую, сдвигово-ротационную и ротационную (вращательную) составляющие.

Среди комплекса геолого-геофизических методов поиска и выявления скрытых тектонических нарушений наиболее эффективным является метод линеаментного анализа (Желобаев и др., 2005; Кочев, Махорин, Полетаев, 2005; Полетаев, 1991, 1992, 1994, 1994а, 1996, 1998; Полетаев, Кац, Леонов, 1991).

Основы этого метода, «нацеленного» на поиск и выделение линейных нарушений земной коры, развитых именно в скрытой форме, были заложены еще во второй половине Х1Х века в работах М.Бертрана (для континентов Земли), Э.Зюсса (для Южной Италии), Т.Кьерулфа (для Норвегии), А.П.Карпинского (для северо-запада Европейской части России), Н.И.Андрусова (для Понто-Каспийской области), Г.В.Абиха (для Каспийского региона) и других отечественных и зарубежных геологов, а сформулированы американским исследователем У.Хоббсом (Hobbs , 1904), который ввёл в геологический словарь термин «линеамент» (от лат. «lineamentum» – «прямая линия») и предложил графический алгоритм поиска и выделения линеаментов.

В настоящее время под линеаментами понимаются линии (границы) резкого (градиентного) изменения параметров географической среды, геологической структуры и геофизических полей (Полетаев, 1994).

В последнее время установлено, что: «Линеаменты на поверхности платформенного чехла, отличающиеся повышенной интенсивностью газовых эманаций и сопутствующими негеологическими явлениями (растительность и т.п.), в сочетании с отсутствием геоморфологических признаков (гряда, ложбина, уступ в рельефе и т.п.), являются следствием (и признаком) существования в фундаменте разлома, вдоль которого «прорывается» высоконапорный флюид, создающий в чехле над разломом зону повышенной трещиноватости и проницаемости» (Гончаров, 2005, с. 25).

Линеаментный анализ земной коры (ЛАЗК) представляет собой хорошо разработанную схему геологических исследований, суть которых заключается:

а) в визуальном (ручном), автоматизированном, т.е. машинном или компьютерном, и / или интерактивном, т.е. смешанном (человеко-машинном), дешифрировании – поиске, выявлении и трассировании (картировании) скрытых линейных гетерогенных образований земной коры – линеаментов – по разномасштабным физико-географическим и топографическим картам, космическим (КС) и аэрофотоснимкам (АФС), а также по геофизическим, геохимическим, сейсмическим и прочим материалам;

б) в пространственной корреляции выделенных линеаментов и их систем с имеющимися геологическими, геофизическими, сейсмическими и прочими материалами;

в) в идентификации линеаментов и их систем с разрывами, зонами трещиноватости, валами, флексурами и прочими линейными элементами геологического строения, установленными ранее в ходе наземных геологических или геофизических работ;

г) в выделении автономных линеаментов и их систем, требующих дальнейшего изучения с целью установления их генезиса;

д) в составлении разномасштабных схем линеаментной тектоники изучаемого региона и полевой (наземной и аэровизуальной) проверке ключевых элементов данных схем;

е) в геодинамической интерпретации результатов линеаментного анализа и построении результирующих схем линеаментно-блоковой тектоники, линеаментной делимости, линеаментной геодинамики и прочих, являющихся базовыми для уточнения и детализации закономерностей развития природных катастрофических явлений как эндогенных, например, сейсмических, вулканических, так и экзогенных, например, оползневых, карстовых процессов и явлений.

Накопленный опыт применения линеаментного анализа при изучении структурных особенностей различных регионов Земли – платформенных блоков, горно-складчатых сооружений, а также морских и океанских акваторий убедительно свидетельствует в пользу того, что:

– линеаменты и их системы вполне обоснованно могут считаться природными индикаторами глубинной тектонической делимости земной коры (Полетаев, 1994);

– линеаментный анализ представляет собой один из самых экономичных (малозатратных), скоростных (экспрессных), информативных и экологически чистых методов современных геологических исследований;

– схемы линеаментной тектоники и линеаментной геодинамики представляют достаточно объективные и достоверные структурно-информационные основы разномасштабного и, следовательно, разноглубинного геологического, сейсмологического, сейсмотектонического, инженерно-геологического районирования (Полетаев, 1994а).

Столь эффективное и разнообразное применение линеаментного анализа земной коры обусловлено особенной ролью линеаментов и их систем в процессе структурирования самых разных по глубине срезов и уровней Земли, ведь линеаменты и их системы:

а) отражают элементы глубинного строения не только земной коры, как считалось еще совсем недавно, но и значительно более глубоких сфер нашей планеты, вплоть до границы ядро-мантия;

б) трассируют глубинные, т.е. истинные, динамические границы древних платформ, молодых плит и разновозрастных горно-складчатых поясов, а не их «искажённые» проекции на дневную поверхность Земли;

в) разграничивают области, зоны, участки, различающиеся направленностью и активностью современных геологических процессов, как эндогенных, так и экзогенных;

г) «упорядочивают» современный гидрографический рисунок «лика Земли», обусловливая простирание океанических и морских побережий, ориентировку горных гряд и ущелий, направление долин рек, овражно-балочной сети и т. д.

С целью дальнейшего совершенствования линеаментного анализа земной коры в Лаборатории геологических исследований космическими методами кафедры динамической геологии Геологического факультета МГУ им. М.В.Ломоносова в рамках программы «ГЕОСИНТЕЗ» была разработана телескопическая схема линеаментного анализа – ТеСЛА, апробированная при изучении скрытых линейных нарушений, развитых на территории «точечных» техногенных объектов типа АЭС (Полетаев, Кац, Леонов, 1991).

Суть данной схемы заключается в том, что последовательные стадии линеаментного анализа – дешифрирование, корреляция, идентификация, интерпретация и составление результирующих схем и карт – проводятся таким образом, что в центре разномасштабных (от мелкомасштабных схем к крупномасштабным) построений постоянно находится территория исследуемого региона, мегаполиса, участка, даже единичного «точечного» объекта, например, площадки АЭС и пр.

Проведение линеаментного анализа по телескопической схеме имеет много технологических преимуществ:

– значительно объективизирует и повышает достоверность поиска и выделения как отдельных линеаментов, так и их сообществ – зон, систем и т.д.;

– исключает ошибку типа «пропуск цели», т.е. потерю информации о структуре и эволюции как линеаментного поля в целом, так и его отдельных составляющих, в частности;

– позволяет установить доминирующие (основные) и «угнетённые» (второстепенные) линеаменты и их системы, и выделить среди них «сквозные», развитые практически во всех срезах земной коры, и «мерцающие», отражающиеся лишь на некоторых структурных уровнях;

– способствует выявлению линейных нарушений, активизированных на новейшем и современном этапах развития земной коры;

– значительно сокращает время и площадь полевых исследований и резко снижает объёмы дорогостоящих и, что самое главное, экологически грязных работ, например, буровых и пр.;

– помогает целенаправленно и обоснованно сконцентрировать более детальные специальные исследования, например, буровые, геофизические, геохимические и другие, на ограниченных площадях.

В результате применения телескопической схемы линеаментного анализа земной коры:

– на мелкомасштабных (1:5 000 000 – 1:1 000 000) исходных материалах: физико-географических, топографических и батиметрических картах, КС и космо-фотокартах - выявляется суммарная линеаментная матрица земной коры, образованная за счёт интерференции ортогональной (О) и диагональной (Д) систем линеаментов и создающая структурный каркас (фон) линеаментного поля надрегионального масштаба;

– на среднемасштабных (1:500 000 – 1:200 000) картах и КС отражаются региональные линеаментные зоны ортогонального, диагонального и промежуточных простираний, маркирующие особенности регионального структурного плана;

– на крупномасштабных (1:100 000 – 1:25 000 и крупнее) картах и АФС картируются, как правило, локальные линеаменты или даже их фрагменты, часто имеющие аномальные простирания по отношению к простираниям основных систем надрегиональной линеаментной матрицы или региональных линеаментных зон.

Следует отметить, что интегральное линеаментное поле земной коры, образованное за счет наложения надрегиональной, региональной и локальной его составляющих, обладает мультилинеаментной структурой (Полетаев, 1998), характеризующейся разной глубиной заложения, разным временем образования и активизации линеаментов и их систем, а также разной степенью (интенсивностью) и разным шагом (интервалом) линеаментной делимости земной коры (Полетаев, 1994).

Перечисленные выше технологические возможности аппарата линеаментного анализа позволили с высокой степенью эффективности применять его в самых различных геологических исследованиях, но в первую очередь при поиске активных линейных нарушений, развитых на территории Сирийского побережья Средиземного моря (Желобаев и др., 2005; Кочев, Махорин, Полетаев, 2005), Московского мегаполиса (Махорин, Кучуков, Полетаев, 1999) и районов расположения объектов повышенной экологической и социальной ответственности, например, Смоленской (Полетаев, Кац, Леонов, 1991) и Курской АЭС.

Таким образом, линеаментный анализ земной коры позволяет получать новые данные о, казалось бы, хорошо изученных регионах, структурах и объектах земной коры.

Следует отметить, что объектами специального изучения могут быть площади так называемых узловых структур (Гласко, Ранцман, 1989, 1992; Полетаев, 1992), образованных в результате сочленения и/или пересечения разно ориентированных линеаментов и их систем и характеризующихся аномальной тектонической раздробленностью, геодинамической подвижностью, газо- и флюидопроницаемостью со всеми вытекающими отсюда положительными и отрицательными следствиями.

Известно, например, что именно к узловым структурам Восточно-Европейской платформы приурочено большинство исторически сложившихся человеческих поселений (Скворцов, 1991) – от старинных одиноких монастырей до небольших городов и даже мегаполисов типа Москвы.

К местам сочленения и/или пересечения линеаментов, т.е. скрытых тектонических нарушений, как правило, приурочены как природные катастрофические события типа землетрясений (Ашхабадского, 1948; Агадирского, 1960; Газлийского, 1976; Спитакского, 1988; Абруццо, 2009; Гаитянского, 2010, и др.), вулканов (Кракатау – Индонезия, Везувий – Италия, Эйяфьятлайокудль – Исландия, и др.), карстовых просадок, обвалов, оползней и других, так и наибольшее число техногенных аварий (Гласко, Ранцман, 1995).

– х –

Кроме того, именно с помощью линеаментного анализа удалось продвинуться и в вопросе изучения так называемых ротационных структур земной коры (Полетаев, 2000; Полетаев, Авдонин, Котов, 1999) и их возможного влияния на устойчивость функционирования техногенных сооружений.

Не следует забывать и о том, что при разработке принципов «инженерной защиты территорий и сооружений от опасных геологических процессов», предпринятой известным инженер-геологом Г.С. Золотарёвым (1989), к категории весьма сложных «инженерно-геологических условий», наряду с неоднородными комплексами пород и складчатостью, отнесены и «тектонические разрывы» (Золотарёв, 1989, с. 121).

И если разрывы, выраженные в структуре дневной поверхности Земли, могут учитываться при проектировании, строительстве и эксплуатации (функционировании) техногенных сооружений различного назначения, то тектонические нарушения, скрытые под толщей осадочного чехла, тем более должны привлекать внимание не только геологов-теоретиков, но геологов-практиков, хотя на самом деле, к сожалению, скрытые тектонические нарушения, чаще всего, совсем не принимаются во внимание по той причине, что их поиск, выявление и изучение представляется очень затратным – и по времени, и по средствам.

В связи с этим, для поиска и выявления скрытых тектонических нарушений и может быть предложен именно линеаментный анализ, зарекомендовавший себя как очень эффективный (по результатам), скоростной (по времени) и экологически чистый метод современных геологических исследований.

Как указано выше, линеаментный анализ успешно апробирован при изучении как платформенных (равнинных), так и горно-складчатых территорий, а также при исследовании как площадных (например, Московский мегаполис), так и точечных (например, Смоленская, Курская АЭС) объектов.

На территории Московского мегаполиса с помощью линеаментного анализа выявлена линейная структура, пересекающая столицу с С-СЗ (Химки) на Ю-ЮВ (Чертаново), к которой приурочены активные карстовые просадки в районе Хорошево-Мневники, а в зоне влияния которой находится Лужниковский метромост, в связи с чем устойчивое (длительное) функционирование которого может быть поставлена под вопрос.

х х х

Таким образом, применение линеаментного анализа, как базового метода поиска скрытых тектонических нарушений земной коры, вносит существенный вклад в процесс изучения литосферы, в целом, и её отдельных структур, в частности, на планетарном, региональном и локальном уровнях.

Это, безусловно, способствует, во-первых, разработке наиболее адекватных моделей устойчивого развития освоенных и осваиваемых территорий; во-вторых, более обоснованному и менее затратному выбору конкретных вариантов размещения тех или иных техногенных объектов, в первую очередь, социально и экологически ответственных: путе-, газо- и нефтепроводов, плотин, мостов, туннелей, хранилищ отходов ядерного топлива и пр.

Литература

1. Анохин В.М., Одесский И.А.Характеристики глобальной сети планетарной трещиноватости // Геотектоника, 2001, №5, с.3 – 9.
2. Гласко М.П., Ранцман Е.Я. О современной блоковой структуре платформенной территории (на примере Истринского морфоструктурного узла) //ДАН СССР, 1989, т.33, №6, с.1345 –1348.
3. Гласко М.П., Ранцман Е.Я. О морфоструктурных узлах - местах активизации современных рельефообразующих процессов // Геоморфология, 1992, №4, с.53 – 61.
4. Гласко М.П., Ранцман Е.Я. Влияние современной блоковой структуры земной коры равнинных территорий на сохранность технических объектов // Изв. РАН. Сер. географ.,1995, №2, с.76 – 80.
5. Гончаров М.А. Не выраженные в рельефе природные линеаменты платформенного чехла как результат фильтрации высоконапорных флюидов вдоль пассивных разломов фундамента / Современная геодинамика и опасные природные процессы в Центральной Азии. Материалы Всероссийского совещания «Современная геодинамика и сейсмичность Центральной Азии: фундаментальный и прикладной аспекты» (Иркутск, Институт земной коры СО РАН, 20 – 23 сентября 2005г.). Вып.3. – Иркутск, 2005, с. 23 – 25.
6. Желобаев А.А., Кочев Д.З., Махорин А. А., Полетаев А.И. Скрытые линейные нарушения Прибрежного района Сирии и их роль в деструкции земной коры.// Тектоника земной коры и мантии. Тектонические закономерности размещения полезных ископаемых. Т. 1. Материалы ХХХV111 Тектонического совещания, М.: ГЕОС, 2005, с. 227 – 230.
7. Золоторев Г.С.: Принципы инженерной защиты территорий и сооружений от опасных геологических процессов / Инженерная геология и геологическая среда. Докл. сов. геол. на XXVIII сессии МГК (Вашингтон, 1989). – Москва М.: ВСЕГИНГЕО, 1989, с. 117 – 125.
8. Кочев Д.З., Махорин А.А., Полетаев А.И. Опыт применения линеаментного анализа на ранних стадиях изысканий для гидротехнического строительства (в условиях САР) // Мелиорация и водное хозяйство, №2, 2005, с. 33 – 35.
9. Махорин А.А., Полетаев А.И., Кучуков Э.З. Инженерная линеаментология Московского региона //Теоретические проблемы инженерной геологии /Труды Международной научн. конференции (Россия, Москва, МГУ, 25 – 26мая 1999г.).– М.: МГУ,1999, с.69 –70.
10. Полетаев А.И. Линеаментный анализ как один из экологически чистых методов современных геологических исследований // Изв. вузов. Геол. и разведка, 1991, № 8, с.25 – 30.
11. Полетаев А.И. Узловые структуры земной коры. – М.: МГП «Геоинформмарк»,1992, 58с.
12. Полетаев А.И. Линеаментная делимость земной коры. – М.: МГП «Геоинформмарк»,1994, 48с.
13. Полетаев А.И. Линеаментная тектоника земной коры – структурно-информационная основа карт новейшей геодинамики / Геология, ч.11. Университеты России. – М.: МГУ, 1994а, с. 181 – 185.
14. Полетаев А.И. Линеаментная геодинамика Русской платформы / Ежегодная научн. конф. «Ломоносовские чтения», 23 – 29 апреля 1996г. Тез докл. – М.: МГУ, 1996, с. 49 – 50.
15. Полетаев А.И. Мультилинеаментная структура Русской платформы / Нетрадиционные вопросы геологии. V1научн. Семинар. Тез. докл. – М.: 1998, с.9.
16. Полетаев А.И. Сдвигово-ротационная модель структурной эволюции Русской платформы. – М.: ЗАО «Геоинформмарк», 2000, 44с.
17. Полетаев А.И., Авдонин А.В., Котов Ф.С. Девиантные структуры – как индикаторы ротационных движений земной коры //Актуальные проблемы региональной геологии и геодинамики. Материалы конференции, посвященной 90-летию Г.П.Горшкова (1909 –1984). Первые Горшковские чтения. – М.: МГУ.26 апреля 1999г., с.19 – 21.
18. Полетаев А.И., Кац Я.Г., Леонов Н.Н. Выявление активных разрывно-линеаментных структур района Смоленской АЭС (по данным визуального и автоматизированного линеаментного анализа) // Цифровая обработка видеоинформации при структурно-геологических и сейсмотектонических исследованиях. – Л.: ВСЕГЕИ,1991, с.42 – 55
19. Скворцов А.И. Краткий анализ связи географии городов с тектоникой на Русской платформе //Сборник трудов ВНИИ системных исследований.– М.:1991, №3,с.30 – 35.
20. Hobbs W.N. Lineaments of the Atlantic border region // Bull. Geol. Soc. Amer.,1904, vol. 15, p.483 – 506.
21. Zhelobaev A, Kochev D, Makhorin A., Poletaev A.Lineamentology: from facts to branch of Science // Science in Russia, 6/2005, p. 31 – 38.

Вращательные (ротационные или вихревые) процессы, широко развитые не только в космосе, но и в атмосфере, гидросфере и литосфере Земли, привлекали, привлекают и ещё долго будут привлекать внимание исследователей.

Так, уже в работах Н. Коперника (1473 – 1543), И. Кеплера (1571 – 1630) и Р. Декарта (1596 – 1650) было показано, что именно вращательное движение может рассматриваться как «характерное свойство всей Вселенной».

Впоследствии именно на базе вихревой космогонии была разработана гипотеза, известная ныне под именами И. Канта (1724 – 1804) – П. Лапласа (1749 – 1827).

В XVIII веке большое значение вращательным процессам в развитии Земли придавали Э. Галлей (1656 – 1742), Ж.Л. Бюффон (1707 – 1788) и Б. Герман[5].

В XIX-ом Бушпорн (1849), Ш.Шредер (1856), Е. Быханов (1877), Г. Веттштейн (1880) и другие исследователи [5] высказывали различные идеи о влиянии вращательных движений на развитие Земли.

В ХХ-ом веке в геологической печати стали постоянно появляться данные о роли вращательных движений в структурировании литосферы, т. е. твёрдой оболочки Земли [1–4, 6, 8 – 10].

Начало текущего – XXI – века отмечено повышенным интересом к данной проблеме, что отразилось в материалах ХХХV Тектонического совещания (29 января – 1 февраля 2002г.), практически каждый седьмой доклад которого был посвящён обсуждаемой теме, и XL – юбилейного – Тектонического совещания (30 января – 3 февраля 2007 г.), в программу которого ротационная проблематика была включена отдельной строкой, а также выход в свет многих работ, в том числе и сборника «Ротационные процессы в геологии и физике» [12], в котором опубликованы нетривиальные результаты исследований различных аспектов данной проблемы отечественными и зарубежными учёными.

Понимание важности данной проблемы было особо подчёркнуто в докладе академика РАН В.Е. Хаина (открывшем XL Тектоническое совещание), в котором были рассмотрены «Главные противоречия современной геотектоники и геодинамики и возможные пути их преодоления» [14] , а из четырёх главных вопросов первым был рассмотрен вопрос о том, «что является определяющим мотором в динамике и развитии нашей планеты, – внутренние, эндогенные, источники энергии или внешние по отношению к ней факторы» [с.324/325], среди которых был указан: «прежде всего, ротационный фактор, связанный с вращением Земли…»[там же, с.325], на значение которого «давно и настойчиво указывали многие исследователи, но с появлением теории тектоники литосферных плит он как бы был отодвинут на задний план и лишь в последние годы вновь стал привлекать к себе внимание»[там же].

Таким образом, анализ многовекового обмена мнениями между исследователями разных школ и направлений показывает, что современные геодинамические модели и построения не могут не учитывать такие базовые факторы, как:

• а) прямое влияние орбитального обращения Земли вокруг Солнца на формирование её современного облика и особенностей планетарной структуры,
• б) собственной ротации Земли – на образование разномасштабных линейных образований (неоднородностей, деформаций, дислокаций),
• в) тектонического вращения отдельных блоков – на развитие также разномасштабных сдвигово-ротационных и ротационно-сдвиговых структур[7, 11 – 13, 15].

Литература

1. Авдонин А.В., Полетаев А.И. Ротационные структуры Присонгкёлья ( Северный Тянь-Шань ) // Нетрадиционные вопросы геологии. VI научный семинар. Тезисы докладов. М.: 1998. С. 24 – 25.
2. Анохин В.М. Глобальная дизъюнктивная сеть земли: строение, происхождение и геологическое значение. СПб.: Недра, 2006.161с.
3. Воронов П.С. Ротационные силы земли как важнейший фактор её сдвиговой тектоники / Роль Сдвиговой тектоники в структуре литосфер Земли и планет Земной группы. СПб: Наука, 1997. С. 421 – 435.
4. Глуховский М.З. Ротационный фактор и некоторые проблемы геотектоники и сравнительной планетологии / Геотектоника, 2005, №6. С. 3 – 18.
5. Иогансон Л.И. Ротационные факторы тектогенеза – история вопроса и современное состояние / Ротационные процессы в геологии и физике. – М.: КомКнига, 2007. С. 495 – 512.
6. Ли Сыгуан Вихревые структуры Северо-западного Китая. М.:ИЛ, 1958. 129с.
7. Мельников О.А. Ротационный режим Земли – отправной пункт и основа численного и физического моделирования любых геологических процессов // Тектоника и геодинамика континентальной литосферы. Материалы ХХХV1 Тектонического совещания. М.:ГЕОС, т.2, 2003, С. 40 – 44.
8. Одесский И.А. Ротационно-пульсационный режим Земли и его геологические исследования. СПб.: Пангея, 2004. 27с.
9. Полетаев А.И. Сдвигово - ротационная мотивация структурной эволюции Земли // Тектоника и геофизика литосферы. Материалы ХХХV Тектонического совещания. Т.П. М.: ГЕОС, 2002. С.104 – 107.
10. Полетаев А.И. Ротационная тектоника земной коры // Тектоника земной коры и мантии. Тектонические закономерности размещения полезных ископаемых. Материалы ХХХV111 Тектонического совещания. М.: ГЕОС, 2005. Т.2. С. 97 – 100.
11. Полетаев А.И. Орбитальное обращение, ротация и тектоническое вращение – основные источники структурирования Земли и планет земной группы // Фундаментальные проблемы геотектоники. Материалы XL Тектонического совещания. Т.2. М.: ГЕОС, 2007. С. 102 – 107.
12. Ротационные процессы в геологии и физике. М.: КомКнига, 2007. 525с.
13. Стовас М.В. Неравномерность вращения Земли как планетарно - геотектонический и геоморфологический фактор // Геологический журнал АН УССР, 1957, т. 17, вып. 3.
14. Хаин В.Е. Главные противоречия современной геотектоники и геодинамики и возможные пути их преодоления // Фундаментальные проблемы геотектоники. Материалы XL Тектонического совещания. Т.2. М.: ГЕОС, 2007. С.324 – 329.
15. Хаин В.Е., Полетаев А.И. Ротационная тектоника Земли // Наука в России, 2007, №6. С. 14 – 21.