CC BY
0География жэне геоэкология мэселелер
7. Duisenov E. Selevye potoki v Zailiyskom Alatau.-Alma-Ata, 1971.-192p.
8. Degovec A.S. O masshtabah selei I strategii protivoselevoi zachshity v Kazakhstane // Vestnik AN Kaz.SSR, 1989, №1. p. 40-44.
9. Karta selevoi opasnosti territorii Respubliki Kazakhstan M 1:1000000.-Glav. Upr. po gidrometeorologii RK. Almaty, 1996.
10. Gorodeckiy V.D. Prichiny Alma-Atinskoi katastrofy 8 iyulya 1921g.//Vestnik centralnogo muzeya Kazakhstana, 1930. №8-9.-p.14-17.
11. Zhenzhurist E.M. Alma-Atinskaya katastrofa 8.IIV. 1921g.//Tashkent "Vestnik irrigacii", 1923. №1.-p.62-76.
Вопросы географии и геоэкологии
12. Palgov N.N. Katastroficheskie pavodki na lednikovyh rekah Zailiyskogo Alatau.-M., 1947. T. 79, vyp.2.-p.175-187.
13. Vinogradov Yu.B., Zems A.E., Honin R.V. Selevoi potok 15 iyulya 1973g. Na Maloi Almatinke.//Selevye potoki. 1976. Sb.1.p.60-72.
14. Gorbunov A.P., Severskiy E.V. Seli okrestnostei Almaty: Vzglyad v proshloe.-Almaty, 2001.-80p.
15. Gorbunov A.P. O vozraste Bolshogo Almatinskogo Ozera//Izv. AN Kaz SSR. ser. geolog. 1989.; 4. p.78-90.
УДК 551.3(574.5)
А. Р. МЕДЕУ, С. Б. КУАНЫШБАЕВ
СЕЙСМООБУСЛОВЛЕННЫЕ ОБВАЛЫ ИЛЕ АЛАТАУ: ОСОБЕННОСТИ РАСПРОСТРАНЕНИЯ И РАЗВИТИЯ
Мацалада 1ле Алатауындагы цатерлi экзогендж ydicmepd^ (селдер, квшктдер, сыргымалар, опырылымдыр) таралуы царастырылады.
Рассматриваются весьма мало изученные сейсмообусловленные процессы - обвалы Иле Алатау. Отмечается, что крупные обвалы приурочены к высоким склонам и разрывным нарушениям, как правило, регионального заложения.
In the article insignificantly studied seismogenic processes - collapses in the Ile Alatau are considered. It is established that great collapses are confined to the high slopes and geological breakages, as a rule, of local position.
Обвалы представляют собой обрушения пород (блоков, глыб) со склонов в условиях свободного падения, сопровождающиеся дроблением пород.
Изучение обвалов на северном склоне Иле Алатау показало, что наивысшей степени развития и распространения они достигают в высокогорной части хребта и значительно реже встречаются в нижележащих высотно-геоморфологических зонах. В большинстве случаев местами возникновения обвалов являются зоны тектонических нарушений и сейсмические зоны; сильнорасчлененный рельеф с высокими и крутыми склонами (4045° и более); участки значительной раздробленности скальных массивов с различными видами трещин (тектонических, выветривания отдельности); площадь интенсивного механического выветривания. При этом высота и крутизна склонов, трещиноватость и выветре- лость пород определяют интенсивность их обрушений. Часто реализация обвалов ускоряется наличием катаклазированных зон или трещин бокового отпора [1].
На исследованной территории обвалы
геологического субстрата на две группы.
Типичный состав обвалившихся масс следующий: обломков размером от 0,2 до 20,0 м - от 5 до 40%, щебня - 30-50%, дресвы - 1030%, супесчаного материала - 2-5%. Объем обвалившихся пород от 200 до 20 000, иногда до 50 000 м3.
Скальные грунты (граниты и в меньшей степени эффузивы), исключая сильно выветрелые или катаклазированные, обладают хорошей прочностью, поэтому крупные обвалы возможны лишь при интенсивных землетрясениях. Проведенные Н. Ф. Колотилиным исследования [1] поперечных профилей горных склонов в бассейнах рек К. и У. Алматы позволили ему сделать вывод о том, что все крупные деформации в скальных грунтах обусловлены здесь только сейсмическими явлениями. Поэтому сейсмичность региона является существенным региональным фактором, определяющим условия устойчивости горных склонов. Орогены Юго-Восточного Казахстана характеризуются 7-9-балльной фоновой сейсмичностью.
можно подразделить по характеру
-= 34
2010. № 3
Остаточные деформации склонов, как результат новейших и палеосейсмодислокаций, фиксируются в процессе геологического картирования и дешифрирования аэро- и космоснимков. Большое количество разнообразных сейсмодислокаций выявлено на северном склоне Иле Алатау. Обвалы различных размеров, связанные с катастрофическими землетрясениями,
подобными Верненскому, Кеминскому, установлены в скальных массивах коренных палеозойских пород и в неоген-плейстоценовых отложениях рыхлого чехла.
В бассейнах К. и У. Алматы обвалы крепких коренных пород (розовато-серые, биотит-рогово-обманковые граниты)
произошли преимущественно в долинах широтной или близкой к ней ориентировки в результате землетрясений 1887 и 1911 гг.
Н. Ф. Колотилиным [1] описаны обвалы в узких и глубоких ущельях Горельника и Батарейки. Приведем краткую характеристику одного из них.
Обвал в коренных породах на правом берегу р. Горельника. Ниша срыва чашеобразная, средний размер чаши 150 м. Высота падения глыб 150-175 м. Крутизна деформированного склона 58°. Отрыв произошел по плоскостям северовосточной и северо-западной ориентировки (углы падения трещин 70-77°).
Крупные деформации в глубоких долинах притоков К. Алматы и других рек Иле Алатау приурочены к склонам северной или близкой к ней экспозиции. При сильных землетрясениях подобные обвалы могут произойти в любой части Иле Алатау, особенно вблизи тектонических зон.
Обвалы сейсмического происхождения в условиях этого района в значительной степени предопределяются и геолого-тектоническими особенностями его строения. Наблюдения, проведенные нами в бассейнах рек северного склона Иле Алатау, и многочисленные факты, известные из литературы по другим регионам, свидетельствуют о том, что крупные деформации часто происходят на контактах пород разного литологического состава. Влияние смены литологического состава пород на сейсмический эффект разрушения отчетливо выражено на обвально-оползневых участках в бассейне р. Котурбулак. Ряд земляных обвалов, приуроченных к резким перегибам рельефа, произошли именно там, где плагиоклазовые порфириты сменяются лёссовидными
Природные опасности суглинками. Стенки срыва этих обвалов крутые (35-50°), имеют высоту 18-20 м. Эти деформации образовались в результате землетрясения 1911 г.
Большое значение имеет также фактор тектоники. В геоморфологическом строении Иле Алатау важную роль сыграли крупные разрывные нарушения, сопровождающиеся глыбовыми перемещениями и ярусным заложением разломов, фиксируемых мощными зонами дробления, милонитизации и резко выраженными уступами в орографическом профиле.
Так, при землетрясении 1887 г. максимальные разрушения горных склонов в Иле Алатау наблюдались вдоль разлома, ограничивающего горную ступень высотой 1600 м. К одному из узлов пересечения тектонических нарушений приурочен Акжарский обвал (долина р. Аксай в 25 км к западу от р. У. Алматы). В результате обвала объем сброшенной породы превысил 40 млн м3 [3]. Осыпь Акжарского обвала имеет свыше 2 км в длину и 150-200 м в ширину при мощности местами около 100 м и более. Обвальный участок в плане представляет две крупные эрозионные воронки, несколько смещенные относительно друг друга. Они разделены узким гребневидным водоразделом, резко снижающимся в северо-западном направлении. Бровка стенки отрыва обрывистая. Продольный профиль ступенчатый. Уклон обрыва возрастает от 35-45° в нижней части до 70-80° в верхней. Стенка отрыва сложена крупнозернистыми биотитовыми гранитами серого цвета с редкими дайками мелкозернистых серых диоритов. Породы сильно трещиноватые и местами выветрелые до состояния мелкого щебня, дресвы и глинистых частиц. В них выработаны многочисленные эрозионные лотки и борозды. Глубина врезов - 5-8 м, ширина - от 10 до 30 м. По бортам воронок, сложенных сильно трещиноватыми гранитами, выветривание проникает на значительную глубину. Это приводит к изменению первичных минералов гранитов и образованию вторичных (глинистых минералов). Вследствие этого силы сцепления между минеральными зернами уменьшаются на несколько порядков. Отдельные обломки легко разрушаются даже при надавливании на них руками.
По трещинам выветривания образуются элементарные плоскости скольжения между отдельными обломками, приводящие к образованию легко размываемого элювиального чехла. По
География жэне геоэкология мэселелер
более глубоким трещинам процессы химического выветривания формируют гравитационнонапряженные участки склонов, на которых возникают обрушения, осыпания и оползни.
Кроме Акжарского, несколько крупных обвалов, приуроченных к региональным разрывным нарушениям, известны в верховьях Шелека, в долинах Тургеня, Есика, Улькен Алматы и других рек.
Так, в бассейне р. Есик нами были обследованы два крупных обвала, образовавших мощные естественные подпруды одноименного озера в среднегорной зоне и оз. Акколь в высокогорной зоне соответственно на высотах 1760 и 3080 м.
Оз. Акколь подпружено
крупноглыбовой обвальной плотиной, перегораживающей долину и протянувшейся вниз по долине на 0,6 км. В зоне обрушения пород на склоне наблюдается крутая обнаженная обвальная стенка, врезанная в склон. Ниша отрыва заложена в зоне разломов и определяющих их трещин. Обвальные накопления представляют собой
беспорядочные нагромождения угловатых обломков различного размера (отдельные глыбы до 15-20 м в поперечнике) с неравномерно выполняющим пустоты заполнителем. Некоторые полости между обломками остались незаполненными. Благодаря этому древнее обвальное накопление оказалось частично сцементированным в глыбовые брекчии за счет отложений из вод, циркулирующих по пустотам. Обвальная плотина имеет ступенчатое строение и по внешним признакам является весьма устойчивым образованием.
С катастрофическим сейсмогенным явлением прошлого связан крупный обвал, образовавший подпругу бывшего (ныне частично восстанавливаемого) оз. Есик. Обвальная масса объемом 20-25 млн м3 образовала озерную плотину неправильной формы с холмисто-бугристой поверхностью. Поверхность обвала задернована и местами залесена, расчленена врезами. Глыбы не-окатанны, с резко очерченными формами, размером 0,7-1,2 м в поперечнике, встречаются отдельные крупные экземпляры до 3-4 м в поперечнике. Породы, слагающие плотину, сильно раздроблены. Как известно, плотина была прорвана в западной части, по контакту с коренными породами, во время Жарсайского селя 1963 г. в результате резкого опорожнения ледникового озера у ледника Жарсай. С
Вопросы географии и геоэкологии расходом 7000 - 12000 м3/с сель вышел в оз. Есик, внося в него 5,8 млн т грунта.
С востока над плотиной оз. Есик наблюдается нечетко выраженный обвальный цирк. В верхней части обвалившейся горы сохранился слабозадернованный участок склона с большим количеством мелких изолированных выходов коренных пород. Другой склон, обращенный к озеру, слегка вогнут, что подчеркнуто отходящими от краев обвальной ниши на СЗ и ЗЮЗ небольшими скальными выступами. Их направление соответствует линиям тектонических нарушений, четко ограничивающим нишу отрыва. Крутизна склонов 35-40°. Его вогнутая центральная часть сложена рыхлыми отложениями, с поверхности закрытыми глинисто-дресвяным шлейфом. Шлейф задернован и местами залесен. По подножию склон окаймлен средними глыбами. Уклон в этой части 25-30°. Этот обвал произошел по плоскости тектонического нарушения. В настоящее время плоскость скольжения осложнена мелкими обвалами и осыпями.
Уместно заметить, что относительно генезиса некоторых естественных плотин, в частности Большого Алматинского озера, существуют различные точки зрения. Озеро, по М. Ж. Жандаеву и некоторым другим ученым, считалось типично моренным. Морену относили к максимальной фазе последнего позднеплейстоценового оледенения. Однако, по данным А. П. Горбунова, радиоуглеродный анализ древесины из озерных отложений, взятых с глубины 2 м, показал, что один из самых нижних, а следовательно, и самых древних стволов был вынесен в озеро 1260 лет назад. Приняв во внимание время, которое потребовалось для накопления нижнего горизонта озерного ила, был вычислен примерный возраст самого озера - не менее 2000 лет. Следовательно, обломочный материал, сформировавший плотину озера, поступил с левого борта долины при грандиозном обвале около 2000 лет назад. Еще одним из аргументов сторонников обвального генезиса плотины является морфологический облик сравнительно однородного состава обломков.
Обвалы, произошедшие в результате активизации тектонических движений, были зафиксированы нами в среднегорной и низкогорной части бассейна р. Бельбулака. На крутых склонах (25-30°) глубоких эрозионных врезов (до 300400 м) фиксируются в основном мелкие обвалы,
2010. № 3
происходящие по трещиноватым скальным породам, а также в рыхлых отложениях. Выделяются обвалы по плоскости склона, без образования четко выраженных ниш отрыва. В верховьях р. Бельбулака выявлен обвал средних размеров (до 100 тыс. м3), называемый «Кызыл-жар». Обвал произошел в сильно трещиноватых красновато-розовых гранитах. Стенка отрыва имеет крутизну 70-80°, лишена растительного покрова. Обвал чашеобразной формы, шириной до 100 м, глубиной 80-90 м. Состав обрушившихся масс: обломки от 0,2 до 5-10 м - примерно 40%, щебня - 30%, дресвы -25%, супесчаного материала - 5%.
Значительно меньшим объемом (до 10 000 м3), большей частотой повторяемости и широким распространением характеризуются обвалы второй группы, происходящие преимущественно в четвертичных
гравийногалечниках, суглинках, супесях и реже в глинах и песчаниках неогена. Они приурочены к уступам разновозрастных морен и особенно к участкам боковой эрозии постоянных водотоков. Так как обвалы современные, растительный покров чаще всего отсутствует. Обычно обвалившиеся породы лишь частично перекрывают русло водотока. Высота таких плотин зависит от размера обрушения. Высота обрывистых берегов в долинах рек Иле Алатау достигает 20-30 м. Как правило, в этих местах пойма водотока примыкает к высоким террасам.
Борта каньона имеют крутые (45-48°) или почти отвесные стенки (70-85°) высотой 15-30 м и активно подрезаются боковой эрозией.
Природные опасности
При сильных сейсмических ударах обрушения бортов могут быть массовыми, что вызывает перекрытие русел рек на определенное время.
Вероятность проявления массовых обвалов, по нашим непосредственным наблюдениям, очень высока в долине р. К. Алматы, вдоль каньона образованного селем 1973 г., в бассейне р. Есика от верховьев р. Жарсай до устья р. Бескепе (правый приток р. Есика), долина р. Правого Талгара и его правого притока ( от истоков до слияния со Средним Талгаром) и в долине р. Ср. Талгара от альпийского лагеря до места впадения в Правый Талгар.
Таким образом, в Иле Алатау обвальные процессы развиты во всех высотных зонах. Наиболее крупные по размеру приурочены к региональным нарушениям. С оперяющими их разломами связаны обвалы небольших размеров. Обвальные массы, перекрывающие долины рек, являются потенциально опасными в плане формирования катастрофических селевых потоков, поэтому одна из задач дальнейших исследований -выяснение устойчивости подобных запруд.
ЛИТЕРАТУРА
1. Медеуов А., Нурланов М.Т. Селевые явления сейсмоактивных территорий Казахстана: (Проблемы управления). Алма-Ата: Каржы-Каражат, 1996. 204 с.
2. Колотилин Н.Ф. Деформации горных и береговых склонов Юго-Восточного Казахстана. Алма-Ата, 1961. 155 с.
3. Малахов В.Д. Морфология разломов на границе гор и межгорных впадин Тянь-Шаня // Советская геология. 1987 № 10. С. 78-84
