CC BY
42
УДК 551.21 (234.86)
М.Ю. Промыслова1, Г.В. Брянцева2, Л.И. Демина3, Н.И. Косевич4
НОВЕЙШИЕ СТРУКТУРЫ ГЕРАКЛЕЙСКОГО ПОЛУОСТРОВА (ЮГО-ЗАПАДНЫЙ КРЫМ)
ФГБОУ ВО «Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова».
119991, Москва, ГСП-1, Ленинские горы, 1
Moscow State University, Faculty of Geology. 119991, Moscow, GSP-1, Leninskiye Gory, 1
Приведены результаты структурно-геоморфологического анализа Гераклейского полуострова Юго-Западного Крыма. Выделены Западный, Центральный и Юго-Восточный сегменты, отличающиеся густотой и направлением зон трещиноватости, разрывов, характером овражно-балочной сети, строением береговой зоны. Показано, что в верхнем структурном этаже неотектонические движения наиболее интенсивно проявлены над позднеюрско-раннемеловой коллизионной сутурой, образовавшейся при закрытии за-дугового бассейна с корой океанического типа.
Ключевые слова: неотектоника, структурно-геоморфологический анализ, разрывы, зоны трещиноватости, Гераклейский полуостров, Юго-западный Крым.
The article presents the results of the structural-geomorphological analysis of the Heraklion peninsula of the South-Western Crimea. The Western, Central and South-Eastern segments are distinguished, differing in density and direction of fracture zones, faults, the nature of the ravine-gulch net, and the structure of the coastal zone. It is shown that neotectonic movements in the upper structural floor are most intensively manifested over the Late Jurassic-Early Cretaceous collisional suture formed when the back-arc basin with the oceanic crust was closed.
Key words: neotectonics, structural-geomorphological analysis, fault, fracture zones, Heraclion peninsula, South-Western Crimea.
Введение. В Горном Крыму неотектонический этап начался по разным данным в олигоце-не [Юдин, 2011; Nikishin et al., 2017], плиоцене [Вольфман, 2014] и выражается в поднятии горного сооружения, которое только за четвертичное время оценивается в 700 м [Верховцев, 2007]. Кайнозойские структуры Крыма образовались и продолжают формироваться в настоящее время за счет поддвига субокеанической коры Черного моря под Крымский п-ов [Юдин, 2011]. В пределах Гераклейского п-ова, расположенного на крайнем юго-западе Крыма, неотектонические движения также проявлены довольно отчетливо.
Своеобразие геоморфологического строения полуострова обусловлено сложностью геологической структуры района и особенностью современных тектонических движений, что отмечали многие исследователи [Борисенко и др., 1982; Иванов и др., 2009; Ломакин и др., 2009, 2014; Юдин, 2011; Муровская и др., 2018]. На фоне общего поднятия в Юго-Западном Крыму отмечен ряд участков, испытывающих локальное опускание, что особенно отчетливо наблюдается в некоторых
прибрежных районах [Брянцева, Романовская, 2017]. Юго-восточная часть полуострова, ограниченная 100—200-метровыми отвесными обрывами, активно поднимается. Здесь сходятся Внешняя и Внутренняя гряды Крымских гор. Северо-западное побережье, напротив, опускается и изрезано затопленными морской водой балками. Строение береговой зоны, детально изученной А.Ю. Саниным [2014], свидетельствует о ее формировании за счет активных современных тектонических процессов, опережающих абразионные.
Гераклейский п-ов имеет сложное геологическое строение. Верхний структурный этаж сложен известняками и глинами неогена, залегающими субгоризонтально и образующими плато. Они подстилаются выклинивающейся на юго-запад маломощной меловой и палеогеновой толщей. Образования среднего структурного этажа обнажены в береговых обрывах района мыса Фиолент и представляют собой меланж, состоящий из кла-столитов и матрикса юрских магматитов. Нижний структурный этаж, выделяемый по геофизическим данным, представлен слоистой осадочной, пред-
1 Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова, геологический факультет, кафедра динамической геологии, ст. препод., канд. геол.-минер. н.; e-mail: [email protected]
2 Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова, геологический факультет, кафедра динамической геологии, Государственный университет «Дубна», кафедра экологии и наук о Земле, доцент, канд. геол.-минер. н.; e-mail: bryan. [email protected]
3 Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова, геологический факультет, кафедра динамической геологии, вед. науч. с., канд. геол.-минер. н.; e-mail: [email protected]
4 Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова, геологический факультет, кафедра динамической геологии, ассистент, канд. геогр. н.; e-mail: [email protected]
м. Каябаши бухта
Рис. 1. Структурно-геоморфологическая схема Гераклейского полуострова. Суммарные конэрозионные поднятия (м): 1 — <10, 2 — 10—20, 3 — 50—100, 4 — 100—200, 5 — >200; 6 — овражно-балочная сеть; 7 — разрывы; 8 — границы структур 1-го порядка; 9 — границы структур 2-го порядка; 10 — границы отдельных структур; 11 — зона Георгиевского разлома; 12 — линии профилей; 13 — номера точек фото обнажений береговых обрывов; I — Западный сегмент (I; — Прибрежная равнина, 12 — Николаевское поднятие); II — Центральный сегмент; III — Юго-Восточный сегмент (III х — Георгиевское поднятие, Ш2 — Каябашское поднятие, Ш3 — Балаклавская впадина)
положительно сложенной битакскими конгломератами, толщей, смятой в крупную Гераклейскую антиклиналь. Структуры полуострова относятся к неокиммеридам, сформировавшимся в неоген-четвертичное время [Юдин, 2011].
Гераклейский п-ов расположен в районе повышенной сейсмической опасности. Согласно Б.Г. Пустовитенко с соавторами [2006], большая его часть находится в зоне девятибалльной интенсивности сотрясений на средних грунтах, а южная — в десятибалльной зоне по шкале М8К-64. Здесь расположены города Севастополь и Балаклава, где ведется интенсивное строительство. В связи с этим выявление активных неотектонических структур представляет весьма актуальную задачу для этого региона.
Методы исследования. Для изучения новейшей тектоники Гераклейского п-ова Крыма выполнены структурно-геоморфологические исследования с выделением пликативных и разрывных новейших структур, методика которых была разработана Н.П. Костенко [Корчуганова, Костенко др., 2001]. Они позволяют анализировать деформации земной коры, образовавшиеся в неотектонический этап развития и различно проявленные в рельефе. Изучение таких орографически выраженных развивающихся деформаций проводится в плане путем специализированного дешифрирования топографических карт и в вертикальных сечениях, реализованных путем построения геолого-геоморфологических профилей. Определение динамической активности разрыва проводится
Рис. 2. Активизированная зона сдвига северо-западного простирания в районе мыса Броневой (точка 1 на рис. 1)
по комплексу орографических признаков: деформациям зоны плоскостной денудации; перекосам долин, разделяющих блоки; разновысотности блоков, сложенных породами примерно одинаковой противоденудационной устойчивости, или по их разному наклону, резкому изменению крутизны склонов.
Уникальность Гераклейского п-ова состоит в том, что связь новейших структур с активизированными древними разрывами можно наблюдать при полевых исследованиях непосредственно в обнажениях береговых обрывов.
Результаты исследований и их обсуждение. В результате дешифрирования топографической карты была простроена структурно-геоморфологическая схема Гераклейского п-ова (рис. 1). Береговая линия на некоторых участках совпадает
с зонами разрывов. Крупный субширотный разрыв расположен на северной границе Гераклейского п-ова и разрабатывается долиной р. Черная, образующей в нижнем течении Севастопольскую бухту. Согласно С.Л. Бызовой [1980], этот разрыв коррелирует с Симферопольским, который имеет субширотное простирание и проходит по долине р. Черная, а затем меняет простирание на северо-восточное. На юге полуострова картируется разрыв, который хорошо выражен в ориентировке побережья между мысами Херсонес и Фиолент. Разрыв, вероятно, наследует древнюю сдвиговую трансформную зону спредингового задугового бассейна с океанической корой [Промыслова и др., 2017]. Эта зона хорошо видна в клифе района мыса Броневой, где в подушечных лавах и дайках встречаются многочисленные зеркала скольжения,
Рис. 3. Зона разрыва в подушечных лавах, мыс Фиолент (точка 3 на рис. 1)
по которым интенсивно развивается ожелезнение (рис. 2).
В пределах Гераклейского п-ова в новейшей структуре можно выделить несколько сегментов (рис. 1): Западный (I), Центральный (II) и Юго-Восточный (III) (здесь и далее названия новейшим структурам даны условные), границами которых служат разрывные нарушения, а также зоны тре-щиноватости, проявляющиеся в рельефе над активизированными в настоящее время разрывными нарушениями нижних структурных этажей.
Западный сегмент (I), расположенный на крайнем юго-западе Крымского п-ова, имеет сложное геологическое строение. В его пределах можно выделить структуры 2-го порядка: Прибрежную равнину (I1) и Николаевское поднятие (I2).
Прибрежная равнина (I1) простирается вдоль юго-западного и северо-западного побережья полуострова и отделена от Николаевского поднятия зоной тектонических нарушений северо-восточного простирания. Здесь развит преимущественно аккумулятивный рельеф с высотой не более 50 м и небольшим клифом высотой всего несколько метров. Отчетливо видны признаки опускания побережья. Северный берег Гераклейского п-ова расчленен многочисленными глубоковрезанными
сухими каменистыми балками, переходящими в протяженные морские заливы — бухты Соленая, Казачья, Камышовая, Стрелецкая, Карантинная, Круглая и др. Морские воды далеко ингрессирова-ли в глубь полуострова. По мнению И.Э. Ломакина с соавторами [2009], структуры, определяющие конфигурацию и простирание севастопольских бухт и связанных с ними балок, были заложены, скорее всего, в среднем сармате.
Николаевское поднятие (Х2) расположено на востоке от Прибрежной равнины. В его пределах высота постепенно повышается, суммарные конэрозионные поднятия достигают 100 м. На поверхности это поднятие сложено сарматскими известняками миоцена, падающими на северо-запад под углами 2—3°. Известняки разбиты системами трещин северо-западного и север-северо-западного простирания, которые разрабатываются овражно-балочной сетью. Система трещин север-северо-восточного и северо-восточного простирания деформирует долины оврагов и балок, изменяя их простирание. Эти трещины могли возникнуть в кайнозойском сдвиговом поле напряжений с северо-восточной ориентировкой оси сжатия и северо-западной ориентировкой оси растяжения [Муровская и др., 2018]. Сочленения
Известняки неогена
Рис. 4. Разрывы в пластинах подушечных лав с разной степенью измененности, клиф в западной части Яшмовой бухты (точка 4
на рис. 1)
зон трещиноватости разного направления создают тектонические узлы [Ломакин и др., 2009].
Центральный сегмент (II) отделяется от Западного и Юго-Восточного протяженными разрывными нарушениями север-северо-восточного простирания, которые возникли, скорее всего, также в кайнозойском сдвиговом поле напряжений. Известняки миоцена, залегающие на высоте 200 м и более, разбиты системой трещин, разрабатываемой овражно-балочной сетью. В Центральном сегменте широко развита зона тектонических нарушений восток-северо-восточного простирания. Многочисленные трещины значительно деформируют долины оврагов и балок, изменяя их простирание. Особенно густая сеть разрывов наблюдается на севере и северо-востоке от мыса Фиолент. Она фиксирует, вероятно, неотектонические движения в пределах Предгорной сутуры, расположенной под мел-кайнозойскими отложениями, которая трактуется В.В. Юдиным [2011] как коллизионный шов от поглощения океанической коры древнего океана Мезотетис. Отметим, что, по В.В. Юдину [2011], окончание коллизионной сутуры в пределах Гераклейского п-ова находится на западе от скалы Утюг. Именно здесь в меланже были описаны коренные выходы аповерлитовых серпентинитов [Демина и др., 2015]. Магматиты, развитые в районе мыса Фиолент, согласно В.В. Юдину [2011], представлены глыбами в составе Симферопольского меланжа. М.Ю. Промысловой с соавторами [2016] показано, что эти глыбы представляют собой фрагменты офиолитовой ассоциации, сформированной в за-
дуговом бассейне, достигшем в своем развитии спрединговой стадии.
Зоны трещиноватости субширотной ориентировки незначительно распространены в районе мыса Фиолент. Южная береговая зона с высотой клифа, достигающей 100 м и более, по-видимому, в настоящее время испытывает значительное воздымание. Здесь формируются высокие обрывистые, практически вертикальные склоны, повсеместно наблюдаются грандиозные обвальные массы. Выделяется крупная зона трещиноватости северо-восточного простирания, берущая начало от мыса Фиолент. Она служит границей двух типов рельефа — расчлененного овражно-балочной сетью на западе, на востоке подобное расчленение практически отсутствует (рис. 1). Юго-западное окончание этой зоны находится непосредственно в районе мыса Фиолент, где породы офиолитовой ассоциации наиболее деформированы, что хорошо видно в клифах собственно мыса Фиолент (рис. 3) и прилегающей части Яшмовой бухты (рис. 4).
На восток от мыса Фиолент выделяется несколько параллельных зон разломов северо-восточного простирания, в которых подушечные лавы подверглись аналогичным изменениям. В основании мыса Лермонтова субвертикальное разрывное нарушение северо-западного простирания, по которому приподнят массив сильнотрещиноватых габбродолеритов, хорошо прослеживается и в вышележащих известняках неогена, что свидетельствует об активности этого разрыва в новейшее время. В вертикальных стенках 100-метровой высоты в районе мыса Сфинкс хорошо видны
Рис. 5. Цветковые структуры в подушечных лавах мыса Сфинкс (точка 2 на рис. 1)
субвертикальные разрывы, разбивающие толщи подушечных лав и образующие так называемые цветковые структуры, возникающие в условиях сдвиговых деформаций [Sylvester, 1988]. Этот левый сдвиг север-северо-восточного простирания хорошо выражен в пределах карбонатного плато (рис. 1). Разрывы прослеживаются и в вышележащих интенсивно разрушающихся сарматских известняках, менее устойчивых по сравнению с вулканическими толщами (рис. 5). Отметим, что ранее Л.С. Борисенко с соавторами [1982] также выделяли этот разрыв как сброс.
Юго-Восточный сегмент (III) включает структуры меньших порядков: Георгиевское (III1) и Каябашское поднятия (III2), а также Балаклавскую впадину (III3).
Георгиевское поднятие (III1) с высотой более 250 м расположено на востоке от Центрального сегмента и отделено от него крупным разрывом север-северо-восточного простирания. Поднятие практически не расчленено овражно-балочной сетью, а простирание трещин по сравнению с Центральным сегментом меняется на северо-восточное. В.В. Иванов с соавторами [2009] считают, что эта часть Гераклейского плато расположена в зоне влияния Георгиевского разлома. Восточная граница поднятия неровная и совпадает с Георгиевским разломом, представляющим собой до-
вольно широкую, хорошо выраженную в рельефе зону эшелонированных тектонических нарушений [Ломакин и др., 2009]. Эти нарушения, отличающиеся по кинематике и амплитуде, неоднократно оживлялись в периоды тектонической активизации территории [Иванов и др., 2009].
Известняки сарматского яруса неогена, залегающие полого на всей площади Гераклейского п-ова, в западном борту Мраморной балки и в районе мыса Айя-Бурун приобретают крутой угол падения на северо-запад, что свидетельствует об активных деформациях в новейшее время. Здесь также наблюдается большое количество вертикальных трещин в неогеновых известняках, а также в нижележащих подушечных лавах и брекчиях офиолитовой ассоциации [Промыслова и др., 2017]. В этом районе Гераклейского п-ова проявляются наиболее интенсивные обвальные процессы (рис. 6).
Каябашское поднятие (Ш2), расположенное между Мраморной балкой и Балаклавской бухтой, сложено верхнеюрскими известняками. Суммарное конэрозионное поднятие достигает высоты 200-250 м. Эта структура расчленена разрывами восток-северо-восточного простирания. Береговая зона совпадает с разрывами северо-западного и северо-восточного простирания. В.В. Юдин [2009] выделяет в этом районе Каябашский оли-
Рис. 6. Изменение угла наклона известняков неогена в зоне влияния Георгиевского разлома на северо-запад от мыса Айя-Бурун
(точка 5 на рис. 1)
Рис. 7. Геоморфологические профили через Гераклейский полуостров: А — по линии 1—1. Б — по линии 2—2': 1 — массив, затронутый эрозионным расчленением; 2 — массив, не затронутый процессами эрозии; 3 — сопоставительная линия, объединяющая глубину эрозионного расчленения крупными реками; 4 — границы блоков, установленные по геоморфологическим данным; 5 — региональные циклы эрозионного расчленения; 6 — сопоставительные линии реконструкции горного сооружения;
ГР — зона Георгиевского разлома
столит, ограниченный Мраморным ретронадви-гом с южным падением сместителя под углами 20-30°.
Балаклавская впадина (Ш3) протягивается от Балаклавской бухты до долины р. Черная и имеет ширину более 4 км. Она осложнена многочисленными частными поднятиями, высота которых не превышает 100-150 м. В районе Бакалавской бухты отмечено несколько субширотных разрывов, которые, по мнению В.А. Иванова с соавторами [2009], имеют сдвиговую составляющую. Этот тип перемещений подтверждается деформациями овражно-балочной сети (рис. 1).
Для уточнения выделенных структур были построены геоморфологические продольный (рис. 7, А) и поперечный (рис. 7, Б) профили. Элементы структурно обусловленного рельефа по данным анализа горизонтального расчленения подтверждаются при исследовании вертикального расчленения. На профилях хорошо виден куэсто-вый рельеф, образованный моноклинально залегающими неогеновыми породами. Поверхность куэсты осложнена зонами трещиноватости, которые разрабатываются овражно-балочной сетью. Наибольшей высоты эта структура достигает в пределах Георгиевского поднятия, представляющего собой зону влияния Георгиевского разлома. На поперечном профиле хорошо дешифрируется Балаклавская впадина, на склонах которой наблюдаются цикловые долины, сохранившиеся в
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Борисенко Л.С., Новик Н.Н., Тихоненков О.П., Че-баненко И.И. Особенности тектоники юго-западной части Горного Крыма в связи с прогнозом сейсмической опасности // Тектоника и стратиграфия, 1982. Вып. 23. С. 11-16.
Брянцева Г.В., Романовская М.А. Влияние разнонаправленных геотектонических движений южного берега Крыма на особенности развития склоновых процессов // Экологическое равновесие: геоэкология, краеведение, туризм: Мат-лы VIII междунар. науч.-практ. конф. СПб., 2017. С. 346-350.
Бызова С.Л. Некоторые вопросы тектоники Горного Крыма // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 4. Геология. 1980. № 6. С. 15-25.
Верховцев Б.Г. Новейшие платформенные геоструктуры Украины и динамика их развития: Автореф. докт. дисс. Киев, 2007. 20 с.
Вольфман Ю.М. Деформационные режимы и кинематические обстановки новейшего тектонического разрывообразования в пределах Горного Крыма // Геофизический журн. 2015. Т. 37, № 1. С. 100-120.
Демина Л.И., Промыслова М.Ю., Короновский Н.В., Царев В.В. Первая находка серпентинитов в коренных обнажениях Горного Крыма // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 4. Геология. 2015. № 5. С. 12-20.
Иванов В.Е., Ломакин И.Э., Тополюк А. С. и др. Особенности тектоники Юго-Западного Крыма // Геология и полезные ископаемые Мирового океана. 2009. № 4. С. 27-39.
виде уступов. Изменения в строении долин отражают неравномерное и быстрое возрастание скорости поднятия юго-восточной части Гераклей-ского п-ова, который в целом запрокидывается на северо-запад.
Выводы. 1. Структурно-геоморфологический анализ показал, что в пределах Гераклейского п-ова преобладают две системы разрывных нарушений: первая меняет направление с практически субмеридионального на северо-западное; вторая — с север-северо-восточного на северо-восточное.
2. Гераклейский п-ов разделен на три сегмента — Северо-Западный, Центральный и Северо-Восточный, различающиеся густотой и направлением зон трещиноватости и разрывов, характером овражно-балочной сети, строением береговой зоны.
3. В верхнем структурном этаже неотектонические процессы наиболее интенсивно проявлены над позднеюрско-раннемеловой коллизионной сутурой, образовавшейся при закрытии задугового бассейна с корой океанического типа
4. Выявленные структурно-геоморфологическим анализом разрывы и системы трещин хорошо согласуются с данными полевых исследований. Они играют важную роль при сейсмическом районировании полуострова.
Благодарности. Авторы признательны Л.А. Сим и Ю.А. Морозову за обсуждение статьи, что позволило существенно ее улучшить.
Корчуганова Н.И., Костенко Н.П., Межеловский И.Н. Неотектонические методы поисков полезных ископаемых. М.: МПР РФ, Геокарт, МГГА, 2001. 212 с.
Ломакин И.Э., Иванов В.Е. Кочелаб В.В. Тектонические факторы развития новейших геодинамических процессов Юго-Западного Крыма // Геология и полезные ископаемые Мирового океана. 2014. № 3. С. 61-74.
Ломакин И.Э., Иванов В.Е., Тополюк А.С., Ефимце-ва Л.Л. Новые данные о геологическом строении побережья Юго-Западного Крыма // Геология и полезные ископаемые Мирового океана. 2009. № 4. С. 30-39.
Муровская А., Ипполит Ж.-К., Шеремет Е., Егорова Т. Современные и палеонапряжения в пределах северной окраины Черного моря и Горного Крыма в мезо-кайнозое-квартере (по механизмам очагов землетрясений и полевым тектонофизическим данным) // Геофизический журн. 2018. Т. 40, № 1. С. 42-65.
Промыслова М.Ю., Демина Л.И., Бычков А.Ю. и др. Офиолитовая ассоциация Юго-Западного Крыма // Геотектоника. 2016. № 1. С. 25-40.
Промыслова М.Ю., Демина Л.И., Гущин А.И. Короновский Н.В. Типы брекчий офиолитовой ассоциации Юго-Западного Крыма и их значение для палеогеоди-намики региона // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 4. Геология. 2017. № 3. С. 35-40.
Пустовитенко Б.Г., Кульчицкий В.Е., Пустовитен-ко А.А. Новые карты сейсмического районирования тер-
ритории Украины. Особенности модели долговременной сейсмической опасности // Геофизический журн. 2006. Т. 28, № 3. С. 54-77.
Санин А.Ю. Береговые морфосистемы Крыма и их рекреационное использование: Автореф. канд. дисс. М., 2014. 30 с.
Юдин В.В. Геологическая карта и разрезы Горного, Предгорного Крыма. Масштаб 1:200 000. Симферополь, 2009.
Юдин В.В. Геодинамика Крыма. Симферополь: ДИАЙПИ, 2011. 333 с.
Nikisin A.M, Wannier M, Alekseev A.S. et al. Mezozoic to recent geological history of southern Crimea and the Eastern Black See region // Tectonic evolution of the Eastern Black See and Caucasus // Geol. Soc. London Spec. Publ. 2017. Vol. 428. P. 241-264.
Sylvester A.G. Strike-slip faults // Geol. Soc. Amer. Bull. 1988, Vol. 100. P. 1666-1703.
Поступила в редакцию 17.05.2018
Поступила с доработки 15.10.2018
Принята к публикации 31.10.2018
