Морфометрический и структурно-геоморфологический анализ морфоструктур (на примере горной части бассейнов рек Гирдыманчай и Ахсу)

Морфоструктуры образовались в результате эндогенных процессов, после этого под воздействием внешних (экзогенных) факторов происходит процесс дифференциации морфоструктур. Существует очень много методов исследования мор-фоструктур. Нами использованы морфометрический и структурногеоморфологический методы. Исследование морфоструктур очень важно для теоретических и практических работ. Морфометрическими методами выявляются основные особенности (активность, дифференциация, возраст и др.) морфоструктур, которые очень важны при районировании, поиске и разведке полезных ископаемых. Данная работа посвящена такой актуальной теме.

Объектом исследования является горная часть бассейнов Гирдыманчай и Ахсу, с общей площадью 1068,20 кв.км.

Предметом исследования являются морфоструктуры горной части бассейнов рек Гирдыманчай и Ахсу.

Целью исследования является морфометрический и структурно- геоморфологический анализ морфострук-тур.

Картографическими источниками послужили Морфоструктурная карта-схема д.г.н., член корр. НАНА, лауреат Государственной премии Азербайджана Ализаде Э.К., топографические карты масштаба 1:100000, составленные нами морфометрические карты масштаба 1:100000, Национальный Атлас Азербайджана и др.

Исследователи. Исследованием мор-фоструктур горной части бассейнов рек Гирдыманчай и Ахсу занимались Ализаде Э.К. [1], Будагов Б.А. [3, 4], Марда-нов И.Э. [5, 6], Мусеибов М.А. [7] и др.

Методика исследования. Исследование проведено картографическими и морфометрическими методами.

Применяемые методы. Картографические, сравнительно–описательные (визуальные), сопряженные, корреляционные и др.

Практическое значение исследований. Результаты исследований очень полезны при поиске месторождений полез- ных ископаемых, организации хозяйственных работ и т.д.

Научно-теоретическое значение исследований. Результаты исследований могут применяться при изучении движений Земной коры, закономерностей распространения полезных ископаемых, особенностей дифференциации морфоструктур и т.д.

Основные особенности морфострук-тур . Морфоструктуры, как известно, могут быть различного порядка. По М.А. Мусеибову [7], территория нашей Республики занимает восточную часть морфоструктуры первого порядка - Кавказского сегмента Альпийского орогени-ческого пояса. Исследуемая территория входит в состав эпигеосинклинального горного сооружения юго-восточной части Большого Кавказа.

На исследуемой территории Ализаде Э.К. выделил следующие морфоструктурные ступени [1].

• I.    Ковдаг-Сумгайытская синклинорная приподнятая ступень охватывает крайнюю северную часть исследуемой территории. Основными морфоструктурами этого региона являются Бабадагский горст-моноклинорный и Ковдагский горст-синклинорный хребты.

Ковдаг-Сумгайытская синклинорная приподнятая ступень сложена нижнемеловыми известняками, мергелями, песчаниками и глинами. Ступень характеризуется наибольшей тектонической активностью, разорвана разломами различной ориентировки и порядка. Везде наблюдается прямое соотношение рельефа с тектонической структурой.

Одной из структур ступени является Лагичский синклинорий, который в рельефе выражен двумя межгорными - Лагич-ской и Кюдринской котловинами. В рельефе хорошо выделяется Лагичский кольцевой линеамент. Исследуя геологическую природу линеамента, М.А. Мусеибов [7] и др. пришли к выводу , что он является структурой тектонического типа, отражающей погребенную под корневым тектоническим покровом глубинную структуру Лагичского наложенного прогиба, тес- но связанную вначале с Лагичской ступенью, а затем с одноименным прогибом.

• II.    Вандамская горст-антиклинальная ступень расположена южнее Ковдаг-Сумгайытской синклинорной приподнятой ступени и сложена средней, верхней юрой и мелом.

Вандамский антиклинорий испытывал в миоцене и плиоцене опускания, чередовавшиеся с поднятиями. Начиная с конца плиоцена (апшеронский век), он был вовлечен в воздымание с амплитудой 1,5-2,0 км. Таким образом, складчатая структура Вандамского антиклинория была сформирована к началу палеогена.

Ступень характеризуется развитием тектоно-гравитационных процессов и сильной расчлененностью различными разломами; наблюдаются обвалы и осыпи.

• III.    Алазано-Агричайская       грабен-

• синклинорная ступень охватывает крайнюю юго-западную часть исследуемой территории, в основном бассейн правого притока Гирдыманчая-Чайлаха. Поверхность ступени сильно расчленена разломами, оврагами, балками и суходолами. Ступень является районом не только древнего, но и молодого опускания.

• IV.    Шамахино-Гобустанская синкли-норная ступень охватывает восточную часть исследуемой территории, в основном бассейн реки Ахсу. Здесь широко распространены породы акчагыла, понта, палеогена и миоцена. В междуречье Гирдыман-чая и Ахсу выступают отложения коуна и майкопа.

Основным морфоструктурным элементом этой ступени является Баскальская покровная морфоструктура, которая расположена на западном участке Шамахино-Гобустанского синклинория. Здесь широко распространена шарьяжная тектоника.

• V.    Аджиноур-Ленгебиз-Алятский складчато-блоковый хребет (шовная зона) охватывает крайнюю южную часть исследуемой территории. В региональном плане её можно назвать переходной зоной между Куринской депрессией и мегантиклинори-ем Большого Кавказа.

От Шамахино-Гобустанской ступени он отделен Аджичайским надвигом. В пределах исследуемой территории основными элементами этой морфоструктуры являются Ленгебизский хребет и Гюрдживан-Ингарская гряда.

Морфоструктура в целом характеризуется относительной стабильностью, незначительными морфометрическими показателями. Имеются разломы различного направления, хребет сложен в основном известняками понта и мощной верхнеплиоценовой песчано-суглинистогалечниковой толщей.

Климат здесь аридный, хорошо развита овражно-балочная и долинная сеть. Глубина расчленения рельефа меняется от 100 до 500 метров, а густота расчленения от 0,5 до 2,5 км/км² . Преобладают участки с глубиной расчленения рельефа от 100 до 300 м.

Анализ морфоструктур. При анализе морфометрических и структурногеоморфологических особенностей мор-фоструктур нами в основном была использована карта-схема, составленная Э.К. Ализаде [1] на основе топографических карт масштаба 1:100000 с использованием материалов дешифрирования космических снимков, что в значительной степени обогатило ее содержание. Как сказано выше, на картосхеме выделено пять продольных морфоструктур:

• 1)    Ковдаг-Сумгайытская синклинорная приподнятая ступень;

• 2)    Вандамская горст-антиклинальная ступень;

• 3)    Алазано-Агричайская грабен-синклинорная ступень;

• 4)    Шамахино-Гобустанская синклинор-ная ступень;

• 5)    Аджиноур-Ленгебиз-Алятский складчато-блоковый хребет (шовная зона).

Выделены также три поперечных блоковых сегмента:

• 1)    Вандамчай-Гирды-манчайский наиболее приподнятый, интенсивно расчленённый поперечный блок;

• 2)    Гирдыманчай-Пирсагатчайский (Шамахинский) относительно поднятый, осложненный тектоническими покровами, поперечный блок;

• 3)    Джанги-Маразинский опущенный поперечный блок, осложненный шарьяжа-ми астраханской серии и грязевыми вул-

• канами, различные разрывные нарушения, границы тектонических покровов и крупные грязевые вулканы.

Исследование проведено в основном путем сопоставления морфометрических карт рельефа (густота и глубина расчленения, углы наклона) с карта-схемой морфо-структур. Масштабы сопоставленных карт одинаковы - 1:100000.

Основными особенностями морфост-руктур являются: асимметрия продольных и поперечных структур; отдельные участки отличаются различной складчатостью и сильной расчлененностью, они пересечены разломами различной ориентировки.

По исследуемой территории наблюдается морфоструктурная дифференциация, что подтверждается наличием здесь мор-фоструктур до четвертого порядка включительно.

Исследуемая территория расположена на юго-восточном погружении Большого Кавказа и характеризуется своеобразными геолого-геоморфологическими особенностями.

Большой Кавказ представляет собой морфоструктуру второго порядка-сводово-блоковое мегантиклинорное горное сооружение. Основные черты его современной морфоструктуры созданы на неотек-тоническом (поздне-орогенном) этапе [7] .

Длительная и интенсивная эрозия, денудация и гравитационные процессы внесли существенные морфометрические и морфологические изменения в развитие морфоструктур, в результате чего на исследуемой территории формировались как прямые, так и обращенные и покровные морфоструктуры, характеризующиеся неравномерным размещением и плотностью.

Морфометрические исследования нами проводились в целях класси-фикации морфоструктур по тектонической активности и структурно-геоморфологического районирования.

Для сопряженного анализа основными критериями послужили градиент, ориентировка и заложение изолиний.

Глубина (вертикальное) расчленения рельефа [8] является одним из основных морфометрических показателей, характеризующим некоторые геоморфологиче- ские особенности морфоструктур. В пределах исследуемой территории она меняется в больших пределах. Максимальное значение глубины расчленения равно 905 м, что наблюдается на Ковдаг-Сумгайытской синклинорной приподнятой ступени, которая испытывала интенсивные неотектонические и современные движения. Локальные максимальные значения глубины расчленения рельефа соответствуют локальным поднятиям морфострук-тур, что наблюдается в западной части горст-антиклинорного Кавказского хребта, Намазгяхской и Гендобской антиклиналях Вандамской горст-антиклинальной ступени.

Минимальное значение глубины расчленения достигает 20 м, что соответствует в основном отрицательным морфост-руктурам второго и третьего порядка, испытывающим относительные опускания, и наблюдающаяся в Кюрдмашинской гра-бен-синклинальной впадине Аджиноур-Ленгебиз-Алятского складчато-блокового хребта.

Визуальный анализ карты глубины расчленения рельефа показывает, что в целом по исследуемой территории общая ориентировка изолиний (они имеют субширотное направление) соответствует простиранию продольных структур, а нарушение такой ситуация объясняется физикогеографическими и геологогеоморфологическими условиями местности. Начиная с водораздельной зоны и до низкогорья густота, градиент и значения изолиний уменьшаются. Наибольшей густотой и наибольшими значениями изолиний характеризуется Ковдаг-Сумгайытская синклинорная приподнятая ступень, а наименьшими - Аджиноур-Ленгебиз-Алятский складчато-блоковый хребет (шовная зона).

По вышеуказанным особенностям (густота, заложение и градиент изолиний) на исследуемой территорий можно условно выделить три зоны: северную, среднюю и южную.

Северная зона характеризуется значительной величиной, густотой и градиентом изолиний, охватывая в основном Ковдаг-Сумгайытскую синклинорную приподня- тую ступень и северную часть Вандамской горст-антик-линальной ступени. Местами (Кюрдинская, Лагичская котловины, Зан-гинская антиклиналь и др.) наблюдается обратная картина, что объясняется неравномерным развитием морфоструктур в различных геологических периодах.

Средняя зона охватывает южную часть Вандамской горст-антик-линальной ступени и Баскальский тектонический покров, характеризуясь почти равномерным заложением, градиентом и густотой изолиний, что объясняется равномерным развитием морфоструктур.

Южная зона охватывает Аджиноур-Ленгебиз-Алятский складчато-блоковый хребет (шовная зона) и характеризуется наименьшей величиной, наибольшим заложением и густотой изолиний. Наименьшее значение глубины расчленения рельефа по исследуемой территории (20 м) наблюдается здесь. Глубина расчленения местами доходит до 500 м на Гюрдживан-ском горст-антиклинальном плато-южнее Кейвенлинской антиклинали, что обусловлено неравномерной интенсивностью тектонических движений.

Густоту горизонтального расчленения рельефа создают овраги, балки, суходолы, реки и др., которые в свою очередь связаны с атмосферными осадками, тектоникой местности и литологией слагающих пород. Поэтому при анализе горизонтального расчленения морфоструктур в отличие от вертикального расчленения, кроме тектонических движений, необходимо учитывать вышеуказанные факторы.

На исследуемой территории ориентировка, заложение и градиент изолиний горизонтального расчленения рельефа носят довольно сложный характер, в основном зависящий от преобладающего фактора. Преобладающими факторами в зависимости от местных условий могут явиться различные разломы, овраги, балки, суходолы, речная система и т.д.

Ориентировка изолиний по исследуемой территории различна. На Ковдаг-Сумгайытской синклинорной приподнятой ступени и северной части Вандамской горст-актиклинорной ступени преобладают разломы продоль-ного направления, здесь преобладающим фактором густоты горизонтального расчленения рельефа является новейшая и современная тектоника. Поэтому ориентировка изолиний соответствует простиранию разломов. Наибольшей густотой изолиний характеризуется зона Зангинского разлома, где наблюдается максимальное значение густоты горизонтального расчленения рельефа (3,6 км/км2).

На Баскальской покровной морфост-руктуре местность залесённая, очень мало разломов, слабая овражно-балочная сеть. Здесь основным фактором формирования густоты горизонтального расчленения рельефа является речная система. Поэтому ориентировка изолиний соответствует простиранию рек. Заложения и градиент изолиний незначительны.

Аджиноур-Ленгебиз-Алятский складчато-блоковый хребет характеризуется аридным климатом, слабой тектонической активностью, широким развитием овражно-балочной и долинной сети. В долине р. Ахсу (Гюрдживанское горст-антиклинальное плато, Шорадил-Керкенская горст-антиклинальная гряда) наряду с овражно-балочной сетью хорошо развита и речная система. В западной части изолинии характеризуются большими заложениями и в основном продольной ориентировкой, а в восточной части, наоборот. Градиент изолиний незначителен.

Углы наклона поверхности морфост-руктур меняются от 3° до 45°. Наряду с другими морфометрическими показателями рельефа, они тесно связаны с глубиной расчленения.

На исследуемой территория выделяется два района с углами наклона рельефа свыше 450 (скалы, обвалы, осыпи). Первый из них соответствует приводораздельной зоне Главного Кавказского хребта (Ковдаг-Сумга-йытская синклинорная приподнятая ступень), а второй-северной части Вандамской горст-антиклинальной ступени, характеризующиеся высокой тектонической активностью и глубиной расчленения рельефа. По всей исследуемой территории изоклины имеют продольную ориентировку. Почти во всех морфоструктурах часто встреча- ются маленькие замкнутые изоклины с величиной 200, что соответствует локальным тектоническим поднятиям.

Углы наклона свыше 200 характерны для района севернее Баскальской покровной морфоструктуры, являющегося наиболее тектонически активным с многочисленными' разломами. Углы наклона 120 характерны для самой Баскаль-ской покровной морфоструктуры, которая расчленена умеренно.

В западной части Баскальского тектонического покрова углы наклона местами уменьшаются до 3°.

Для Аджиноур-Ленгебиз-Алятского складчато-блокового хребта (шов-ная зона) характерно изменение углов наклона от 3° до 200. Основная часть поверхности морфоструктуры (бассейн р. Чайлах) имеет углы наклона до 12°. Отдельные участки с углами наклона 20° в виде островов характерны для Бурнувулдагского горст-антиклинального хребта, Гюрдживанского горст- антиклинального плато и Шорадил-Керкенской горст-антиклинальной гряды.

На основе составленных морфометрических карт и морфоструктурного анализа рельефа проведено структурногеоморфологическое районирование, сущность которого заключается в том, что в пределах морфоструктур выделяются ареалы с различной активностью новейших и современных тектонических движений. С этой целью нами использована методика балльной оценки. Основными морфометрическими показателями взяты густота (К), глубина расчленения рельефа (Н) и углы наклона поверхности ( α ), причем каждой градации дан один балл.

Проведенное структурногеоморфологическое районирование является схематичным, так как оценка количественных показателей в баллах приводит к их осреднению. В пределах любого выделенного района можно встретить различное выражение соотношений морфострук-тур и морфометрических показателей и локальных морфоструктур, ярким примером чего является Аджиноур-Ленгебиз-Алятский складчато-блоковый хребет (шовная зона), где наблюдаются отдель- ные локальные поднятия с углами наклона до 200, густотой горизонтального расчленения до 3,0 км/кв.км и глубиной расчленения до 400 метров. Глубина расчленения является наиболее объективным морфометрическим показателем при оценке степени тектонической активности зон. Например, на относительно стабильном Ад-жиноур-Ленгебиз-Алятском складчатоблоковом хребте (шовная зона) выделен тектонически активный участок.

Таким образом, морфометрические показатели могут характеризовать тектоническую активность морфоструктур, но при этом необходимо учитывать также местные геолого-геоморфологические особенности исследуемой территории.

Выводы:

• 1.    Прямое соотношение морфометрических показателей с характером морфост-руктур, новейшими и современными тектоническими движениями наблюдается почти повсюду. Изменения количественных показателей, обусловленные интенсивностью проявления современных и новейших тектонических движений в преде-

• лах морфоструктур и блоковых сегментов, дают возможность выяснить характер развития самих морфоструктур.

• 2.    Анализ ориентировки изолиний показывает, что они соответствуют простиранию морфоструктур. Преобладающее большинство морфоструктур в различной степени нашли свое отражение на морфометрических картах рельефа. Комплексный морфометрический анализ показывает, что тип морфоструктур (продольный, поперечный и др.) и его геолого-геоморфоло-гические особенности обуславливают величины и характер статистического распределения морфометрических показателей.

• 3.    Сопряженный анализ морфометрических показателей позволил выявить особенности развития и формирования мор-фоструктур во времени и пространстве и провести структурно-геоморфологическое районирование. Для активно растущих морфоструктур характерны значительные величины морфометрических показателей, а для других, наоборот.