CC BY
135
Вестник ДВО РАН. 2010. № 3
УДК 550.34(571.62)
А.М. КОРОТКИЙ
Отражение сейсмических процессов в рельефе и геологических разрезах юга Дальнего Востока России
Представлены результаты поиска следов древних землетрясений на юге Дальнего Востока путем изучения форм рельефа и геологических комплексов (1964—2005 гг.). Сейсмообвалы установлены на территориях, где базальты перекрывают кайнозойские угленосные отложения, и в бассейнах рек Самарга и Партизанская. Класти-ческие дайки изучены на побережье зал. Восток, левобережье р. Раздольная и в морских террасах на островах Кунашир и Итуруп. В рельефе Сихотэ-Алиня как признак катастрофических доисторических землетрясений выделяются линейные структуры, хорошая выраженность которых позволяет предположить их структурнолитологическую природу с моделировкой мерзлотными процессами в течение последних 30 тыс. лет, что не соответствует существующему мнению о их доисторическом происхождении. При изучении разрезов кайнозоя во впадине зал. Восток и Раздольненской депрессии установлены следы катастрофических землетрясений, по времени приуроченных к олигоцен-миоценовому этапу заложения грабенов и активного вулканизма.
Ключевые слова: сейсмоструктуры, землетрясения, сейсмообвалы, кластические дайки, ультрамилониты, обрушения, сейсмические расседания.
Reflection of seismic processes in relief and geological sections of the South Far East. A.M.KOROTKY (Pacific Institute of Geography FEB RAS, Vladivostok).
Results of search of ancient earthquake tracks by means of investigation of relief forms and geological complexes of the South Far East (1964—2005) are presented in the paper. Seismic downfalls are disclosed at the territories, where basalts overlap Cenozoic coalfields, and in the basins of Samarga and Partizanskaya Rivers. Clastic dikes are studied on the coast of Vostok Bay, on the left bank of Razdolnaya River and in marine terraces of Kunashir and Iturup Islands. The linear structures are distinguished as traces of catastrophic prehistoric earthquakes in the relief of Sikhote-Alin Good expressiveness of these forms allows us to suspect their structural lithologic nature with modeling by congelation processes during the recent 30 thousand years that does not conform to prehistoric genesis of seismic structures. Traces of catastrophic earthquakes were revealed analyzing Cenozoic sections (neptunic dikes and ultramylonites). These structures were dated for Oligocene - Miocene stage of location ofgrabens and active volcanism.
Keywords: seismic structures, earthquakes, seismic downfalls, clastic dikes, ultramylonites, caving zone, seismic cracking.
Как известно, всякое сильное землетрясение оставляет на поверхности Земли остаточные деформации [16, 18]. В пределах Японского моря за 1300 лет известны
11 катастрофических землетрясений с магнитудой 7-8, вызвавших цунами. Так, землетрясение, произошедшее 1 августа 1940 г. в акватории Японского моря (район Рудной Пристани), имело интенсивность 8 баллов, высота волны цунами составила 3,5 м. Из мелкофокусных землетрясений в Приморье четыре произошли в бассейне р. Партизанская, два - на р. Илистая и у западного берега Амурского залива, три - в районе с. Покровка. На всей территории Приморья отмечены землетрясения с интенсивностью 5-7,5 балла с интервалом между ними до 30 лет [10, 17]. В 1865-1988 гг. в зоне перехода от Сихотэ-Алиня к Японскому морю по макросейсмическим проявлениям и инструментальным данным отмечены сотни землетрясений, что свидетельствует о сравнительно высокой сейсмичности данной территории. На новой схеме сейсмического районирования Приморья
КОРОТКИЙ Алексей Михайлович - доктор географических наук, главный научный сотрудник (Тихоокеанский институт географии ДВО РАН, Владивосток). E-mail: [email protected]
зона 7-балльных сотрясений расширена - сюда включены г. Владивосток и юго-западное Приморье [12].
Предполагается, что землетрясение, зафиксированное на поверхности земли остаточными деформациями, получает отражение в нижележащих отложениях. Цель настоящей работы - поиск следов землетрясений путем изучения форм рельефа и следов сейсмических процессов в четвертичных и кайнозойских отложениях на юге Дальнего Востока.
При детальном исследовании нескольких тысяч разрезов четвертичных отложений явные следы нарушений, подобных тем, что обнаружены на Курилах и Камчатке, не найдены. Признаки крупных сейсмических процессов установлены в местах обвально-оползневых накоплений в бассейнах рек Партизанская и Самарга - это объясняется тем, что для возникновения обрушений важное значение имеют другие факторы, а сейсмические исполняют роль «спускового крючка».
Для катастрофических землетрясений в рельефе характерны крупные гравитационные обвалы и оползни, глыбовые потоки и срыв осыпей со склонов с образованием аккумулятивных ступеней у подножия горстов, в геологических комплексах - трещины, смещения, нептунические дайки, ультрамилониты [16, 18, 20]. Все эти признаки обнаружены на юге Дальнего Востока; ниже приводим их описание.
Сейсмогенные гравитационные образования. Это явление в нашем регионе связывается прежде всего с землетрясениями, участки их распространения рассматриваются как зоны сейсмодислокаций [1, 2, 9]. Действительно, часть обвалов и оползней вблизи эпицентров землетрясений с магнитудой свыше 7 баллов являются сейсмогенными. Но при анализе следов катастроф должно учитываться сходство экзогенных и сейсмогенных дислокаций [3, 4, 18].
Предполагаемые сейсмообвалы в речных долинах и на морских побережьях
(рассматриваются только изученные автором случаи). Быстрое смещение масс на значительное расстояние от места отрыва в результате сейсмических процессов исследовано в бассейне р. Самарга [4]. Здесь в днище долины р. Иссими на абс. выс. 360 м эоплейстоце-новая терраса высотой 40 м перекрыта базальтами с ненарушенной структурой, которые в коренном залегании расположены на абс. выс. 1050 м. Внешне они напоминают геологические тела, образовавшиеся при сильных землетрясениях в результате движения блоков на «воздушной подушке» [20]. Подобное явление изучено автором при сходе снежной лавины на хр. Ям-Алинь, где возникла ударная волна, которая уничтожила на своем пути ельник и пересекла долину. В зоне торможения образовался вал из древесного материала, а на противоположном склоне долины ударной волной уничтожен рыхлый покров на высоту до 40 м. Такой эффект возникает, если происходит наращивание скорости движения волны без прямого соприкосновения с подстилающей поверхностью.
На левобережье р. Партизанская выше с. Слинкино обнаружены два крупных обвала, которые рассматриваются нами как сеймогенные образования (рис. 1). Доказательством обвально-сеймогенного происхождения этих толщ, перекрывающих 15-20-метровую террасу, служит следующее: 1) в оползне А в составе грубой части разреза преобладают глыбы базальтов с противоположного склона долины; 2) наклон слоев в оползне А свидетельствует о перемещении материала с противоположного склона долины; 3) пачки песчанистых и глинистых образований в нижней части обвала Б - продукт разрушения коры выветривания на породах мела, развитых на противоположном склоне долины; 4) в основании обвальных толщ выделен пласт прочных красных глин, образовавшихся в результате уплотнения осадочных пород мела.
Предположительный возраст перекрытого обвальными накоплениями аллювия в разрезе Б (рис. 1) - средний плейстоцен. В спорово-пыльцевом спектре из осадков этого разреза преобладает пыльца широколиственных пород (в сумме 51%) в сочетании с пыльцой сосен, что соответствует наличию формации кедрово-широколиственных лесов в зоне среднегорья Сихотэ-Алиня. Из озерных и обвальных накоплений в пачке «б» получены
Урокнь ВД1Ы в русле
12 Г^з ^4 ^7^81^19^10
1УАИ1|р|:И121Т^1з 1^4;] 4 Г^5)15 ГОТб[^7И1я[111]19
а а
Рис. 1. Сейсмогенные (?) оползни (обвалы) на левобережье р. Партизанская выше с. Слинкино. 1 - галечник с песком; 2 - галечник в глинистом песке; 3 - крупный щебень в суглинке; 4 - щебень в песчанистом суглинке; 5 - мелкий выветрелый щебень в суглинке; 6 - песчанистый алеврит с мелким щебнем; 7 - алеврит с мелким щебнем; 8 - алеврит; 9 - суглинок песчанистый; 10 - красная глина; 11 - суглинистые оползневые накопления с окатышами коренных пород; 12 - то же, песчанистые, обильно насыщенные крупными «валунами» коренных пород (в том числе базальтов); 13 - почвы; 14 - органические остатки (а - древесина, б - детрит); 15 - ожелезне-ние (а - пластовое, б - точечное); 16 - крупные глыбы базальтов; 17 - галька со щебнем в суглинке; 18 - окатанные «валуны» базальтов в суглинке; 19 - кора выветривания;
А - оползень в 0,4 км вверх по реке от с. Слинкино; Б - нижний оползень (на северной окраине с. Слинкино). Выделенные крупные пачки отложений: а - древние выветрелые эффузивно-осадочные породы с зонами мило-нитизации; А' - сильно выветрелые щебни с характерными тектоническими окатышами; б - озерно-склоновые отложения выше поперечного обвала; Б' - древняя осыпь со следами оползания; г - аллювий; • - места отбора проб на спорово-пыльцевой и диатомовый анализы
спорово-пыльцевые спектры с преобладанием пыльцы хвойных, древесных и кустарниковых форм мелколиственных пород [8]. Время образования сейсмообвала - первое похолодание климата среднего плейстоцена, чему соответствуют умеренно-фригидные споровопыльцевые комплексы из озерных и обвальных отложений и термолюминесцентная (ТЛ) дата (390 ± 7,5 тыс. л.н., ТЛ ИГН-3832).
Древние (кайнозойские) оползни - результат катастрофических землетрясений. Наиболее древние обвально-оползневые комплексы с большим разнообразием форм рельефа развиты на тех территориях, где базальты перекрывают кайнозойские угленосные отложения [4, 15]. Установленный при бурении в бассейне р. Артемовка погребенный оползень (мощностью до 88 м) состоит из двух тел, разделенных красноцветными щебнистыми
глинами. Остаточные тела крупнейших оползней в нижнем течении р. Шкотовка являются цоколем нижнечетвертичной (О:) и среднечетвертичной (О/) речных террас и позднечетвертичной морской террасы (01111). Это поле оползневых накоплений пересекается древней речной долиной, осадки которой соответствуют раннему плиоцену. Воздействие оползней на угленосные кайнозойские отложения приводит к образованию псевдодислокаций, описанных для отдельных кайнозойских впадин как следы тектонической активизации [15]. Признаком сейсмической природы оползней являются изменения характера напластования базальтов. Здесь встречены «отторженцы» с горизонтальными или слабонаклонными пластами и вертикально ориентированные блоки. Характерно, что наибольшее смятие осадочных пород с образованием пликативных и дизъюнктивных складок отмечается на фронте движения вертикальных блоков. Беспорядочное распределение блоков в междуречье Шкотовки и Суходола отвечает неоднократному обрушению базальтов и их перемещению в поле осадочных пород. О большой скорости движения оползней даже с горизонтальным залеганием свидетельствует насыщенность кровли осадочных пород крупными глыбами базальтов. Неровный контакт базальтов и осадочных пород отвечает срезанию кровли при быстром движении их блоков, что более соответствует сейсмическим, чем экзогенным оползневым процессам [4].
Катастрофические процессы на южных Курилах. Возникновению активизируемых сейсмическими процессами обрушений, обвалов, оползней и расседаний на Большой и Малой Курильских грядах способствуют абразия, штормовое волнение и цунами на морских побережьях, интенсивная эрозия в речных долинах, а также литологическая неоднородность геологических комплексов и сильное обводнение оснований.
Обрушения, обвалы, оползни и расседания, возникающие при землетрясениях в рельефе и внутри геолитокомплексов, изучены на островах Кунашир, Итуруп, Уруп и Параму-
шир (рис. 2 А, Б). Эти явления приурочены к вулканическим постройкам и денудационно-тектоническому рельефу. На о-ве Уруп установлены обвально-оползневые цирки, в которых данные процессы проявлялись неоднократно,
о чем свидетельствует наличие 10-12- и 15-20-метровых морских террас и мелких озер, расположенных в зоне ступенчатых обвалов [7].
На островах Кунашир и Итуруп в разрезах морских четвертичных террас в вулканогенно-осадочных отложениях установлены клиновидные нептунические дайки. На мысе Четверикова (о-в Кунашир) их ширина в верхней части составляет 5-8 м, длина более 20 м с углом наклона к северо-востоку около 70-80°. Характерная особенность - заполнение полости излившимися базальтами и их обломками (рис. 3).
б
а
Рис. 2. Следы крупных обрушений и сейсмических расседаний в цоколе 15-20- и 10-12- метровых террас на восточном побережье о-ва Кунашир (Курильские острова). Реконструкция по фотографиям. 1 - кислый эффузив; 2 - слоистый туф; 3 - псефитовый туф; 4а - глыбы; 4б - щебень; 5 - галечник с валунами; 6 - трещиноватость; 7 - смещения в коренных породах; 8 - слоистость; 9 - направление смещения блоков коренных пород. А, Б - расседания, В - обвал
На о-ве Итуруп в северной части зал. Касатка в отложениях среднечетвертичной морской террасы наблюдается наклонный пласт валунов, вероятно заполнивших сейсмическую полость в результате обвала.
На о-ве Кунашир осмотрены сейсмические дислокации, появившиеся после землетрясения 1994 г. На асфальтовом покрытии автодороги Южно-Курильск-Менделеево наблюдалась ортогональная система трещин, ширина которых в момент обследования составляла 5-12 см, глубина - не менее 70 см. Детальное обследование побережья в бухте Касатка в 1995 г. позволило выявить расседания эоловых гряд с образованием вертикальных гумусированных песчаных клиньев. В разрезе первой террасы ручья Горный появилась серия нептунических даек шириной до 0,3 м, заполненная бурым пойменным суглинком и почвой и рассекавшая старичную фацию на глубине в 1,5 м от кровли разреза.
Ультрамилониты. При геологической съемке побережья Татарского пролива к югу и северу от мыса Золотой в эндоконтактовой части Самаргинского массива гранитоидов встречены легкие светло-серые неплотные породы, по внешнему виду напоминающие базальты. При изучении шлифов из этих пород обнаружены катаклазированные гранодио-риты и почти полностью переплавленные брекчии (милониты по гранодиоритам), а также новообразованная порода - псевдотахилит [11].
Изучение псевдотахилитов в геологических разрезах и результаты экспериментов показывают, что эти породы образуются при довольно низком давлении и температуре плавления 700-1100°С. Появлению в зонах разломов псевдотахилитов, скорее всего, способствуют мелкофокусные землетрясения, поэтому не случайна локализация даек псевдо-тахилитов в зоне молодых грабенов с многочисленными разломами. Такие разломы представлены амплитудными сбросами или сдвигосбросами, и их взаимосвязь с вулканизмом района также не вызывает сомнения [11].
Кластические (нептунические) дайки. Установлены в валунно-галечных отложениях грабена зал. Восток (зал. Петра Великого), имеющих мощность до 136 м и плиоценовый возраст в верхней части разреза [19]. Возраст нижней части разреза, соответствующий миоцену, установлен палинологом Приморской геологической экспедиции Т.И. Демидовой, выделившей из пачки песчанистых алевролитов у мыса Козина более древний споровопыльцевой комплекс (устное сообщение, 1970-е годы). Для нижней толщи отмечается дислоцированность с углами падения пластов до 8° [13]. Наблюдения автора за пластом
^10Г^11[7^12Г^13Г^141=уЛ15[ВД 16
Рис. 3. Геологический разрез вулканогенно-осадочных пород с не-птуническими дайками (о-в Кунашир, мыс Четверикова). А - вулканогенно-осадочные породы: 1 - излившиеся вулканиты (а - базальты; б - дациты); 2 - крупные глыбы базальтов в песке; 3 - «валуны» в пепловом материале; 4 - «валуны» в вулканокластическом материале; 5 - щебни в тефре; 6 - мелкий щебень в тефре; 7 - песчаноалевритовая тефра; 8 - пеплы. Б - террасовые отложения: 9 - щебни в суглинке; 10 - валуны с галькой; 11 - гравий с песком; 12 - песок; 13 - суглинок; 14 - зоны закаливания и ожелезнения; 15 - морозо-бойные (?) клинья; 16 - возраст и генезис террасы (высотой 40 м). 1-111 - нептунические дайки
Рис. 4. Нептуническая дайка в разрезе кайнозойских слаболитифи-цированных конгломератов зал. Восток (реконструкция по фотографии). 1 - валуны и галька в разнозернистом песке; 2 - валуны и галька в разнозернистом глинистом каолинизированном песке; 3 - галечник в красноцветном суглинке; 4 - песок глинистый с гравием; 5 - галечник в суглинке; 6 - алеврит; 7 - красноцветная глина; 8 - граница зоны каолинизации интенсивно выветрелых валунов и галек; 9 - нептуническая дайка; 10 - пласт кальцита; 11 - плотно-сцементированный темно-зеленый алеврит с кристаллами кварца (?) и кальцита; 12 - места отбора проб на спорово-пыльцевой анализ. кл - зона каолинизации; кц - красноцветы
Рис. 5. Нептуническая дайка в северной части зал. Восток (зал. Петра Великого, Японское море). НД - нептуническая дайка, КВГ - крупные валуны и глыбы, МВ - мелкие валуны, ОП - оползень. Фото А.М. Короткого
плотных алевритов на участке мыс Козина-мыс Подо-сенова выявили его падение к северо-западу (азимут падения 290-310°, углы падения 3-12°). Дислокации в верхней части разреза зал. Восток связаны с оползневыми процессами, что подтверждается противоположным падением слоев на разных бортах долин ручьев [19].
При детальном изучении абразионных уступов на участке устья р. Тихангоу (мыс Козина) до устья р. Ку -ран в валунной толще выявлены вертикальные структуры с признаками нептунических даек. В клифе вблизи мыса Подосенова изучена нептуническая дайка высотой около 20 м и шириной в кровле около 1,2 м, выклинивающаяся по отношению к уровню моря (рис. 4). В ее поперечном разрезе последовательно с востока на запад описаны: 1) пласт кальцита с углом падения 74-76°; 2) плотносцементированный алеврит с прозрачными кристаллами кварца и кальцита; 3) мелкие валуны и гальки в глинистом песке и алеврите с вертикальной ориентировкой обломков по длинной оси; 4) на контакте с осадочными породами пласт светло-желтого кальцита с углом падения около 70° и азимутом падения 270°. В кровле дайки - плотные темно-зеленые алевриты, переходящие в фиолетово-розовую глину с комковатой структурой, сходную с почвой в кровле плиоценовой террасы на правобережье р. Одарка в Ханкай-ской депрессии [19].
Из разреза валунно-галечной толщи и почвы в кровле нептунической дайки изучено 6 спорово-пыльцевых проб. По мнению Т. И.Демидовой, предполагается олигоцен-миоценовый возраст толщи, включая и выполнение нептуниче-ской дайки (устное сообщение).
Крупная нептуническая дайка, перекрытая склоновыми отложениями,
установлена в коре выветривания по осадочным породам перми в южной части зал. Восток. Севернее мыса Подосенова в устье р. Куран в грубовалунной толще наблюдается клиновидное образование высотой до 9 м, шириной до 5 м в верхней части и до 1 м в основании, перекрытое хорошо окатанными валунниками. Вдоль южного контакта дайки выделяется вертикальная зона ожелезнения с раздробленными крупными обломками (рис. 5).
О древнем возрасте нептунических даек зал. Восток свидетельствует наличие зоны выветривания мощностью до 20-25 м, охватывающей красноцветы и умеренно-сцементированные конгломераты. Фактором, обусловившим выветривание валунов и галек, был не только климат, но и, предположительно, кислые дожди, связанные с интенсивным вулканизмом в южном Приморье [11].
Гематит-лимонитовые дайки в геологическом разрезе миоценовых отложений (Кипарисовский карьер). На левобережье р. Раздольная в верхнемиоценовых галечнопесчаных отложениях установлена серия вертикальных клиновидных нарушений. Для них характерно интенсивное ожелезнение вдоль бортов с разной степенью литификации пород (рис. 6). Эти нарушения с азимутом простирания 300-120° и углом падения 70-80° затухают вниз по разрезу. Общая ширина зоны клиновидных образований 15-20 м. Непосредственно центр вертикального клиновидного нарушения мощностью до 20-25 см, сложенный разуплотненной желтовато-серой супесью с редкой вертикально ориентированной галькой, ограничен пластами плотного черно-красного феррикрета с южной стороны и рыхлого феррикрета - с северной. Границы пластов внутри этой зоны вблизи вертикального пласта слегка опущены вниз. Для пласта туфодиатомитов на западном борту карьера характерно смещение с амплитудой в 30 см относительно темно-вишневого гематитового феррикрета на контактах смещенных блоков.
Второй тип ожелезнения наблюдается на восточном борту выемки. В ее верхней части отмечены наклонные пласты черного феррикрета с извилистой границей в галечниках слева и справа от общей пачки сильно ожелезненных галечников. Ширина пачки - от 30 см в кровле и подошве до 60-90 см в средней части. Для нее характерен наклон пластов к югу с углами падения от 5 до 15° (рис. 6). По всей видимости, дислокация образована во второй половине миоцена, так как в верхней части разреза подбазальтовых отложений сейсмические нарушения не установлены. Аналогичные образования обнаружены в разрезе сопки Клепочная (левобережье р. Раздольная) и подбазальтовой песчаной толще севернее с. Нежино.
м
0
1
2
3
4
5
Рис. 6. Следы сейсмических процессов в геологическом разрезе миоценовых отложений (левый борт долины р. Раздольная-Кипарисовский карьер). 1 - галечники с песком; 2 - песок с галькой; 3 - песок с алевритом; 4 - алеврит песчанистый (диатомит); 5 - почва; 6 - пласт плотного феррикрета; 7 - пласт рыхлого феррикрета; 8 - вишнево-красный умеренно-литифицированный галечник; 9 - нептуническая дайка; 10 - границы раздела с феррикретом; 11 - пятнистое и точечное ожелезнение; 12 - граница осыпи. Реконструкция по фотографии А М. Короткого
• о И-'
0.2
3 -- 4
5ГУЛб
~ш\ш*
ЕМ
10
іПіГМ 12
Анализ предполагаемых признаков землетрясений в рельефе вершинного пояса Сихотэ-Алиня. Изучение данного рельефа обусловлено тем, что именно здесь выделены сейсмогенные структуры с признаками катастрофических доисторических землетрясений [11]. Как показывает морфология рельефа среднегорья, общий облик рельефа вершинного пояса определяется интенсивностью эрозионно-денудационных процессов во время его формирования. Так как климат верхнего пояса гор на протяжении плейстоцена испытывал значительные ритмические колебания, возникшие здесь мезоформы рельефа соответствуют экзогенным геоморфологическим процессам в разных климатах [4, 6]. По предположению А.В.Олейникова, эти линейные образования рассматриваются как сейсмогенные структуры [11]. Отсюда следует необходимость полевого изучения конвергентных образований с использованием информации о конформных и коррелятных отложениях вершинного пояса, позволяющей обосновать генезис и возраст предполагаемых сейсмических структур или доказать другое их происхождение [4-6]. Эти работы проводились автором на тех же площадях, что и исследования А.В. и Н.А. Олейниковых [11].
Усиливающееся похолодание климата с минимальным снижением температур в позднем вюрме является одной из причин того, что в вершинном поясе гор возникли мерз-лотно-нивационные формы на соответствующих элементах рельефа [6]. Формы рельефа, связанные с действием мерзлотно-нивационных процессов и сходные с сейсмическими образованиями, детально изучены на севере Приморья в пределах сейсмоструктуры «Расставания». По мнению А.В.Олейникова, она отнесена к молодым образованиям, о чем свидетельствует хорошая сохранность дислокаций [11]. Для выяснения природы и возраста нарушений нами проведена геоморфологическая съемка с изучением рыхлых отложений.
Установлено, что вершина гольца состоит из уплощенной асимметрично-ступенчатой аккумулятивно-денудационной поверхности с наклоном к югу. На поверхности гольца протяженностью 1449,8 м (центральное место сейсмоструктуры «Расставания») наблюдается серия уплощенных останцов с разделяющими их седловинами, в которых развиты нагорные террасы с мерзлотными медальонами и крупными западинами. В одной из седловин вскрыты супеси мощностью 0,9 м с фригидным спорово-пыльцевым комплексом (палинозона ВеМа-Ршш) и черный суглинок с горелой древесиной (палинозона Р1сеа-ЛЫез-РтиБ-РиегсиБ) с 14С-датой 5665 ± 172 л.н., ТИГ-79. Спорово-пыльцевой комплекс из черного суглинка соответствует распространению в середине голоцена на высоте свыше 1400 м елово-кедровой тайги [12]. Грубогумусовый горизонт в кровле охарактеризован комплексом, соответствующим палинозоне ВеМа-РшиБ-Рюеа (14С-дата 1660 ± 90 л.н.; Ки-1913).
Таким образом, данные о типах почв и 14С-даты позволяют заключить, что лесная почва сформирована во второй половине атлантика, а грубогумусовый горизонт - в субатлан-тике, т.е. к моменту формирования гольцовой зоны. Следовательно, система предполагаемых сейсмодислокаций возникла задолго до голоцена. Асимметричное строение гольца и особенности мезорельефа труднообъяснимы с позиции их недавнего сейсмического происхождения [6, 8].
Анализ предполагаемых сейсмоструктур за пределами гольцовой зоны выполнен на склонах террасированной речной долины ручья Туртыгина (левый приток р. Оуми) с активным развитием криосолифлюкции, где выделена сейсмоструктура «Туртыгина» [11]. На этой территории в пределах поля обводненных меловых осадочных пород активная солифлюкция привела к возникновению бугристого рельефа, трещин отседания, небольших озер, достаточно многочисленных мочажин и хорошо выраженного «пьяного леса» с наклоненными стволами деревьев. Мерзлотно-нивационные процессы на этой территории во время похолоданий в позднем плейстоцене шли настолько активно, что в зоне смыкания отдельных линейных потоков и полей грубообломочного материала возникали замкнутые понижения с озерцами и болотами. В одном таком подпрудном озере, которое рассматривается как сейсмическая воронка [11], скважиной ручного бурения вскрыты
отложения мощностью 3,35 м. По данным пыльцевого анализа верхняя часть разреза датируется голоценом (14С-дата 1300 ± 50, 1800 ± 50, 2800 ± 80, 6350 ± 110, 8100 ± 110, 8950 ± 115, 10480 ± 150 л.н., Ки-2410), а средняя - поздним плейстоценом (14С-дата 10880 ± 150, 14980 ± 250, 24980 ± 250 л.н., Ки-2410). Основание разреза с палинозоной Р1сеа-АЫе8-БеШ1а-Шшш соответствует среднему вюрму. Время возникновения озера более 30 тыс. л.н. [14, 21].
На поверхности второй надпойменной террасы вблизи долины руч. Туртыгина бурением вскрыт разрез заболоченного округлого понижения. Возраст разреза - голоцен-позд-ний вюрм. На правобережье р. Оуми в среднем течении в озере между двумя языками курумов, где выделены сейсмодислокации, вскрыты аналогичные по структуре и возрасту осадки [21]. Широкое расползание базальтов определяется наличием в основании покрова меловых палагонитов.
Нивально-мерзлотные образования в вершинно-гольцовом поясе южного Си-хотэ-Алиня, сходные с сейсмическими структурами северного Приморья, изучены в истоках ручьев Медвежий (гора Облачная), Каменистый (гора Снежная), в верховьях р. Поворотная на склонах хребтов Алексеевский и Партизанский [6, 19]. К ступенчатым склонам по южному и восточному бортам истока р. Поворотная приурочены западины -микрокары; наиболее крупная из них на верхней площадке занята озером. Возраст основания слоя - ранний голоцен (палинозона БеШ1а-Р1сеа), в кровле 14С-дата 3960 ± 39 л.н., МГУ-65. Вдоль внешнего контура озера - терраса высотой до 1,5 м, сложенная светло-бурыми поздневюрмскими щебнистыми суглинками, возраст которых 13960 ± 560 л.н. (14С-дата Крил-270). Происхождение ступеней с западинами может быть объяснено развитием здесь крупных оползней или сейсмическими процессами. Морфологические особенности ниш позволяют предполагать нивационную обработку древних ступеней рельефа в позднем вюрме [6].
Своеобразные формы рельефа описаны на горе Ольховая (1669 м). Прослеженное вдоль восточного края вершины линейно вытянутое понижение с серией небольших западин, оконтуренное уступами коренных пород, рассматривается как мерзлотно-ниваци-онный ров. Ширина этого понижения от 10-15 до 80-100 м с максимумом в котловине оз. Алексеевское (абс. высота 1640 м). Хорошая выраженность в рельефе этой линейной формы позволяет предположить структурно-литологическую предопределенность понижения. Установлено, что среди измененных габброидов прослеживаются линейные зоны прокварцованных пород, которые при выветривании образуют выступающие в рельефе гряды [8]. Понижения между ними возникли за счет более быстрого разрушения пород, обильно насыщенных темноцветными минералами. Против сейсмического происхождения этой формы говорит возраст осадков в озерной котловине оз. Алексеевское в интервале голоцен-поздний вюрм [5].
Хорошая корреляция спорово-пыльцевого комплекса и диатомовой флоры разреза оз. Алексеевское в гольцовом поясе определяется значительным потеплением в оптимуме голоцена. Отсюда следует, что мерзлотно-нивационные образования на хр. Алексеевский возникли ранее голоцена, и их вряд ли можно рассматривать как следы доисторических, т.е. недавних, землетрясений, хотя первичная их природа могла быть обусловлена тектоническим происхождением [5].
Мерзлотно-нивационные структуры верхнего пояса Сихотэ-Алиня являются следами сейсмических процессов [11]. Для наиболее высоких горных массивов рассматриваемой территории характерный элемент рельефа - нивальные ниши, чья характерная особенность - крутой ограничивающий уступ и западины с небольшими озерами у его подножия. Возраст 2,5-метровой пачки отложений в каровом озере горы Снежная, по данным пыльцевого анализа, - средний вюрм-голоцен (14С-дата 35220 ± 1500 л.н., Ки-2410; 20090 ± 250 л.н., Ки-2400; 3390 ± 155 л.н., Ки-2161).
Денудационные формы рельефа Сихотэ-Алиня, связанные с действием мерзлотных процессов и принимаемые за сейсмические образования, приурочены к склонам северных
и северо-западных экспозиций. В то же время на склонах противоположных экспозиций в большей мере развиты нивально-солифлюкционные формы рельефа. Такое пространственное положение «сухих» и «мокрых» форм криогенного рельефа определяется перераспределением снега во время метелей на плоских водоразделах и пологих склонах, за счет чего и формируются нагорные террасы. Эти особенности мезорельефа в гольцовой зоне труднообъяснимы с позиции его сейсмического происхождения.
Нагорные террасы с обширной зоной морозного забоя широко распространены в гольцовой зоне Сихотэ-Алиня [4]. На юге Сихотэ-Алиня они приурочены к среднегорью, на севере - к низкогорью и среднегорью. Анализ морфологии древних нагорных террас, детально изученных в пределах сейсмоструктуры «Расставания», позволяет выделить по конфигурации помимо округлых забойных зон образования трех типов: 1) прямолинейные зоны, совпадающие с элементами геологической структуры или границами уступов отсе-дания вблизи водосборных воронок; 2) забойные зоны с резко изломанными очертаниями по обрамлению гольцовых выступов, которые на участках выделения сейсмоструктур рассматриваются как молодые разломы; 3) полукруглые забойные зоны, приуроченные к местам расчленения гольцовых плат водосборными воронками. Очень неровная поверхность, замкнутые понижения, бугры и увалы из грубого материала считаются результатом интенсивных землетрясений [11].
Из других элементов, относимых к проявлению сейсмики, рассматриваются мерзлотные рвы, имеющие достаточно широкое распространение в гольцовой зоне Сихотэ-Алиня (и на пологих поверхностях, и на крутых осыпных склонах). Наиболее хорошо они выражены на участках распространения кислых эффузивов, где их разворот соответствует изменению азимута простирания уступа останца. Образование рвов связано со смещением осыпей на крутых склонах в зонах обводнения контакта пологой поверхности и обломочного шлейфа.
Рвы другого типа глубиной до 1,5 и шириной 3,0-4,0 м наблюдали в верховьях ручьев с крутыми осыпными склонами, непосредственно на поверхности осыпей. Такие рвы рас-седания связаны с выходами пластово-трещинных вод.
Каменные моря, или площадные курумы, в вершинном поясе Сихотэ-Алиня, которые рассматриваются как сейсмообвалы, имеют широкое распространение на водоразделах, особенно на поверхностях, откопанных из-под базальтов с глинистой корой выветривания. Здесь курумовый процесс идет настолько активно, что в зоне смыкания потоков возникают понижения с озерами, возраст отложений в которых охватывает средний вюрм-го-лоцен (14С-даты 30900 ± 2500 л.н., Ки-2760; 13550 ± 750 л.н., ТИГ-56; 5660 ± 155 л.н., ТИГ-80). Сложный рисунок древних нагорных террас, курумовых шлейфов, замкнутых понижений с озерами и провальными воронками рассматривается как результат новейших сейсмических процессов [11]. Спорово-пыльцевые комплексы из погребенных почв и криотурбированных солифлюкционных и озерных отложений в вершинном поясе Сихотэ-Алиня отвечают позднему плейстоцену-голоцену [5, 8, 21].
Выводы
1. Анализ литературных данных о проявлении современных сейсмических процессов на территории Приморья приводит к выводу о преимущественно инструментальной фиксации здесь землетрясений; полевые наблюдения в большинстве случаев не проводились. Для определения балльности Приморского землетрясения использовались в основном опросные данные [12], поверхностные признаки Партизанского (Николаевского) землетрясения, (18.12.1971 г.) едва ли могли быть обнаружены в лесистой местности в условиях глубокого снега. Отдельные трещины на открытой местности в с. Николаевка, скорее всего, являлись морозобойными, столь характерными для зимнего времени [14].
Отсюда следует, что макросейсмические проявления силой 5-7 баллов в рельефе Приморского края практически не отражены. Поэтому проведен поиск следов древних землетрясений в разрезах кайнозойских и четвертичных отложений в Приморье и на сопредельных территориях. Исходили из предположения, что каждое из землетрясений, оставившее следы остаточных деформаций на поверхности земли, тем более должно получить отражение в нижележащих отложениях. Нами детально изучены несколько тысяч разрезов четвертичных отложений Приморья, но явных следов нарушений установить пока не удалось.
Следы макросейсмических проявлений, которые, по мнению авторов работы [11], относятся к доисторическим катастрофическим землетрясениям, установлены в вершинном поясе Сихотэ-Алиня. Но их природа как макросейсмических проявлений, близких к современности, осталась недоказанной. Поэтому при определении балльности землетрясений по поверхностным признаками пришлось согласиться с предположением В.П.Солоненко о том, что при силе землетрясения менее 8 баллов возникновение деформаций грунтов на поверхности проблематично, хотя сейсмические явления могут привести к обвалам и оползням [16].
2. Формирование мерзлотно-денудационного рельефа в вершинном поясе и на склонах речных долин Сихотэ-Алиня по времени совпадает со значительными похолоданиями климата [20]. Островное распространение современной островной и сплошной многолетней мерзлоты в позднем вюрме является одной из причин широкого развития в верхнем поясе гор образований, обусловленных процессами нивации, термокарста, солифлюкции и возникновением литоморфных форм рельефа. Установлено, что общий возраст мерзлотно-денудационного рельефа гольцов с многоэтапным формированием криогенных структур превышает 20 тыс. лет, что явно не соответствует доисторическому происхождению сейсмоструктур Сихотэ-Алиня. Анализ спорово-пыльцевых комплексов из отложений, перекрывающих эти перигляциальные образования, подтверждает следующую этапность их формирования: 1) возникновение криогенных форм (поздний плейстоцен-начало голоцена); 2) образование почв, соответствующих оптимальным климатам среднего вюрма и среднего голоцена (14С возраст 35220 ± 1500, 6800 ± 150, 5665 ± 155, 5665 ± 172 л.н., Ки-1913); 3) разрушение почв в результате криогенных процессов и сильных лесных пожаров; 4) образование верхней почвы к моменту формирования гольцовой зоны (1660 ± 90 л.н., Ки-1913) [4, 14]. Если выделенные элементы образовались в результате катастрофических землетрясений, то их воздействие было намного ранее позднего плейстоцена-голоцена. Активные мерзлотные процессы за тысячелетия полностью преобразовали следы сейс-могенного воздействия. Это заставляет сомневаться в том, что особенности современного рельефа гольцов являются результатом недавнего сейсмогенного воздействия, хотя автор не исключает, что здесь сказалось проявление крупных сейсмических явлений, имевших место на более ранних этапах плейстоцена.
3. На участках с древней глинистой корой возник весьма сложный по морфологии рельеф с хорошо выраженными крупными солифлюкционными нишами, валами выпирания и шлейфами, отседаниями на нижележащих участках склонов и небольшими провальными воронками по простиранию бестальвежных систем. Подобные изменения рельефа зафиксированы на разных участках экспонированной из-под базальтов поверхности, в том числе в местах выделяемых сейсмодислокаций и предполагаемых доисторических землетрясений [11]. Можно предположить, что значительная трансформация рельефа вершинного пояса происходила в результате активизации мерзлотных процессов на протяжении позднего плейстоцена. Поэтому достаточно древний возраст тектогенных, литоморфных и мерзлотных линейных образований в вершинном поясе и на склонах речных долин Сихотэ-Алиня обусловливает возникновение конвергентных форм мезорельефа. Именно такое сочетание генетически разнообразных линейных образований требует осторожного подхода к выделению следов доисторических, близких к современности катастрофических землетрясений.
При изучении разрезов кайнозоя получены результаты, позволившие автору прийти к выводу о неоднократном проявлении здесь катастрофических землетрясений, о чем свидетельствует наличие крупных нептунических даек и ультрамилонитов, приуроченных к олигоцен-миоценовому этапу заложения грабенов и активного вулканизма. Вероятно, значительные сейсмические явления могли влиять на рельеф Сихотэ-Алиня в позднем плиоцене-среднем плейстоцене, когда территория юга Дальнего Востока испытывала значительный тектонический подъем с амплитудой до 400-600 м [19]. Макросейсмиче-ские признаки в разрезах кайнозоя Приморья сходны с характерными для сейсмических процессов в Курило-Камчатской тектонической зоне, где активно развит современный вулканизм.
ЛИТЕРАТУРА
1. Алексеев М.Д., Онухов Ф.С., Уфимцев Г.Ф. Неотектонические дислокации хребта Джугджур // Геоморфология и неотектоника горных областей Дальнего Востока. Владивосток: ДВНЦ АН СССР, 1977. С. 74-81.
2. Важенин Б.П. Принципы, методы и результаты палеосейсмологических исследований на Северо-Востоке России. Магадан: СВКНИИ ДВО РАН, 2000. 205 с.
3. Галанин А.А., Глушкова О.Ю., Смирнов В.Н. и др. Неогляциальный морфолитогенез в горах Северного Приохотья // Страницы четвертичной истории Северо-Восточной Азии. Магадан: СВКНИИ ДВО РАН, 2005. С. 40-61.
4. Короткий А.М. Анализ рельефа и осадков горных стран (на примере Дальнего Востока). М.: Наука, 1983. 246 с.
5. Короткий А.М., Караулова Л.П., Пушкарь В.С. Климат и колебания вертикальных ландшафтных зон Сихотэ-Алиня в голоцене // Геоморфология и четвертичная геология Дальнего Востока. Владивосток: ДВНЦ АН СССР, 1976. С. 112-119.
6. Короткий А. М. Мерзлотные и нивационные образования в вершинном поясе Сихотэ-Алиня // Климатическая геоморфология Дальнего Востока. Владивосток: ТИГ ДВНЦ АН СССР, 1976. С. 100-123.
7. Короткий А.М., Макарова Т.Р. Основные особенности рельефа и экзогенных геоморфологических процессов Курильских островов (проблемные аспекты) // Геоморфология. 2006. № 2. С. 82-92.
8. Короткий А.М., Караулова Л.П., Троицкая Т.С. Четвертичные отложения Приморья: Стратиграфия и палеогеография. Новосибирск: Наука, 1980. 234 с.
9. Кулаков А.П. Морфотектоника и палеогеография материкового побережья Охотского и Японского морей в антропогене. М.: Наука, 1980. 175 с.
10. Куликова В.В. Стихийные и катастрофические процессы и их экологические последствия (на примере юга Дальнего Востока). Находка: Изд-во ИТиБ, 2006. 129 с.
11. Олейников А.В., Олейников Н.А. Палеосейсмогеология. Владивосток: Дальнаука, 2009. 164 с.
12. Органова Н.М. О прогнозе сейсмичности Приморья // Климоморфогенез и региональный географический прогноз. Владивосток: ДВНЦ АН СССР, 1980. С. 169-178.
13. Органова Н.М. Сейсмическое микрорайонирование полуострова Трудного (Южное Приморье) // Бюл. Совета по сейсмологии АН СССР. 1960. № 8. С. 184-188.
14. Развитие природной среды юга Дальнего Востока (поздний плейстоцен-голоцен) / А.М.Короткий, С.П.Плетнев, В.С.Пушкарь и др. М.: Наука, 1988. 240 с.
15. Седых А. К., Анисимов И.С., Денисенко А. Д., Чугуевский В.Г. Неотектонические явления на буроугольных месторождениях Приморья // Морфоструктура и палеогеография Дальнего Востока. Владивосток: ДВНЦ АН СССР, 1979. С. 80-84.
16. Солоненко В.П.Определение эпицентральных зон землетрясений по геологическим признакам // Изв. АН СССР. Сер. геол. 1962. № 11. С. 58-75.
17. Сушков Н.И. Сильнейшие землетрясения на территории Приморского края в 1867-1988 гг. // Сейсмология и сейсмостойкое строительство на Дальнем Востоке: тез. докл. Всесоюз. конф. совместно с VIII Науч. сессией Дальневосточной секции МСССС. Владивосток: ДальНИИС Госстрой СССР, 1989. Ч. 1. С. 102-106.
18. Флоренсов Н.А. Очерки структурной геоморфологии. М.: Наука, 1978. 93 с.
19. Худяков Г.И., Денисов Е.П., Короткий А.М. и др. История развития рельефа Сибири и Дальнего Востока. Юг Дальнего Востока. М.: Наука, 1972. 424 с.
20. Чернов ГА. К изучению сейсмогеологии и неотектоники Алтае-Саянской горной области // Сейсмогеология восточной части Алтае-Саянской горной области. Новосибирск: Наука, 1978. С. 6-27.
21. Korotky A.M. Palynological characteristics and radiocarbon data of late Quarternary deposits of the Russian Far East (Lower Amur valley, Primor’ye, Sakhalin Island, Kuril Islands) // Late Quarternary Vegetation and Climate of Siberia and the Russian Far East (Palynological and Radiocarbon Database). Magadan: NESC FEB RAS, 2004. P. 257-369.
