S 1, 2, 3,
реклама
SOLONENKO 1, 2, 3, 4, 5. Рис. 3. Вид с севера на горы Бага-Богдо. Видна плоская вершинная поверхность, переходящая в «бэль» — горный пьедестал, сложенный выносами временных потоков. Снимок с самолета Н.А. Флоренсова Рис. 4. Вид на восточную часть горного массива Ихэ-Богдо. Плоская вершинная поверхность переходит в интенсивно расчлененные склоны (левая часть снимка). На заднем плане — массив Бага-Богдо. Снимок с самолета Н. А. Флоренсова большие по объему возвышенности в плане иногда имеют изометричные очертания (массив Цэцэн и др.). Довольно сложный рисунок горизонтального расчленения горной цепи в целом (см. рис. 11) отражает случай орографического распада единого в своей «корневой» основе линейно вытянутого горного тела. Этот распад нельзя рассматривать, как явление позднейшее, эпигенетическое; по-видимому, он развивался параллельно с общим ростом гор и явился функцией как неравномерных сводовых изгибов, так и разломов — продольных, поперечных и диагональных. 11 Внешний облик горных массивов Гурбан-Богдо весьма типичен для гор Центральной Азии (рис. 3, 4). При большом различии как абсолютных, так и относительных высот всем этим массивам свойственны следующие главные черты: 1 — платообразный характер вершинной поверхности, либо занимающей внутри массива центральное положение, либо сдвинутой в сторону более крутого склона; 2 — очень густая вертикальная и горизонтальная расчлененность горных скатов, возрастающая по мере их удаления от вершинных плато; 3 — наличие широкого, чрезвычайно мощно развитого предгорного шлейфа — «бэля». Рис. 5. Ландшафт дурных земель (бэдленд), развитый на отложениях пестроцветной гобийской серии. Район горной перемычки между Ихэ-Богдо и Бага-Богдо. Снимок с самолета В.П. Солоненко 6 января 1958 г. Совокупность этих черт и придает горным массивам Гурбан-Богдо тот облик, которым отличаются «пьедестальные горы» - характерные формы горных возвышенностей в пустынях и полупустынях Центральной Азии. Указанные зоны — ярусы (вершинные плато, промежуточный горнодолинный пояс, пьедестал, обтянутый множеством конусов выноса и предгорных шлейфов) — не связаны с общими для всей цепи гипсометрическими уровнями. Наибольшую сложность в морфологию гор вносят сочетания и переходы второй и третьей зон, граница которых извивается вверх и вниз самым причудливым образом. Выше указывалось, что густота и глубина эрозионной системы (средняя или вторая зона) возрастает к подножиям горных массивов; наибольшая интенсивность расчленения в низких горных отрогах, сложенных породами красноцветной гобийской серии. Здесь развиваются типичные, классические бэдленды (рис. 5). Они чрезвычайно характерны для многих предгорий и низкогорий восточной окраины Монгольского Алтая. Для обеих — северной и южной — покатостей цепи Гурбан-Богдо характерно основное положение плосковыпуклых бэдлендов среди плосковолнистой предгорной равнины. Именно такой характер имеют отделенные от основной горной цепи короткие продольные гряды, расположенные к югу от оз. Орог-нур и в других местах северных предгорий. Они словно протыкают плосковолнистые конические поверхности «бэля». Происхождение рельефа гор Гурбан-Богдо, его горизонтальная и вертикальная зональность находят следующее объяснение. 12 Вертикальная зональность определяется влиянием неотектонических и литологических факторов в сочетании с сухим климатом района. Так, платообразная вершинная поверхность, состоящая из двух-трех крупных ступеней, - естественный результат высокогорной планации. Вполне плоской является даже высочайшая вершина Гобийского Алтая, находящаяся в западной части массива Ихэ-Богдо (абс. высота 3957 м). Только на больших высотах задерживается тонкий снеговой покров, кое-где в карах есть снежники. Существование нагорных (солифлюкционных) террас в высокогорной зоне указывает на господство здесь климатической планации. Такие террасы наблюдались также на водоразделах Гурбан-Богдо-ула и хребта Хангай в количестве 13—15 низких последовательных уступов в пределах одного отрога. Наряду с этим в Гобий-ском Алтае, как и в хребтах Юго-Западного Прибайкалья, местами сказывается нивелирующая роль покровов кайнозойских базальтов. Покровы последних наблюдались нами на огромных высотах — до 2800 м -в массиве Ихэ-Богдо, близ вершины Джиран. Эффекты вулканической планации можно наблюдать также и на противоположном, северном борту Долины Озер, близ уступа педимента (например, к западу от с. Богдо-сомон). Множество подобных же примеров описано в соседних районах Берки и Моррисом (1927). Вторая — средняя — геоморфологическая зона отличается массовым развитием узких и глубоких ущелий, которые вызваны атмосферными осадками, крутизной горных склонов, отсутствием растительного и почвенного покрова. Густая эрозионная сеть бэдлендов — образование, связанное кроме указанных факторов, и с литологией гобийской серии. Пьедесталы гор (бэли), окутанные чехлом пролювия и коллювия, также исчерчены густой, ветвистой сетью оврагов, промоин, сухоречий. Их поверхности представляют результат временных ежегодно перемещаемых вниз накоплений песка, щебня, гравия, плохо окатанной гальки, а также результат той обтачивающей работы, которую испытывает при этом коренной цоколь гор. Поверхность бэлей не является только конической поверхностью предгорной аккумуляции, она отражает собой и форму поверхности коренных, дочетвертичных пород под наносами. На это указывает весьма малая мощность последних (0,4— 0,9 м), наблюдавшаяся нами в сухих долинах Хара-Уцзюрин и Тормхон. Здесь маломощные и сравнительно мелкообломочные (гравийные) отложения пролювия лежат на коренном цоколе, будучи обнажены современным взбросом (эффект землетрясения 4 декабря 1957 г.). Необходимо, наконец, отметить важнейшую роль в морфологии горных подножий, а также и в морфологии перемычек между отдельными горными массивами, слоистой структуры гобийской (мезо-кайнозойской) пестроцветной серии. По аэровизуальным наблюдениям общие направления и крутизна покатостей склонов по периферии высокогорных массивов соответствуют элементам залегания гобийских слоев. Это мы особенно хорошо наблюдали с самолета над перемычкой массивов Ихэ-Богдо и Бага-Богдо. Следовательно, влияние кайнозойской тектонической структуры на форму бэлей необходимо учитывать едва ли не в первую очередь. Общий план расположения горных массивов в цепи Гурбан-Богдо показан на рис. 9. НЕКОТОРЫЕ СВЕДЕНИЯ О ГЕОЛОГИЧЕСКОМ СТРОЕНИИ ПЛЕЙСТОСЕЙСТОВОЙ ОБЛАСТИ Для соответствующей интерпретации наблюдений, полученных при обследовании эпицентральной зоны землетрясения, крайне необходимы данные о геологическом строении цепи Гурбан-Богдо и примыкающей к ней Долины Озер. К сожалению, имеющиеся материалы скудны и 13 отрывочны. Маршруты В. А. Обручева (1892—1894) были сосредоточены в более восточных и южных районах Монголии и не достигли гор Гурбан-Богдо. Сотрудники экспедиции Р. Ч. Эндрьюса — геологи Ч.П. Берки и Ф. Моррис (1927) описали лишь восточную оконечность цепи — массив Бага-Богдо 1; для небольшого участка северного склона этого массива ими была составлена геологическая карта масштаба 1:100000. Позже Долина Озер и прилегающие к ней северные части цепи Гурбан-Богдо были обследованы советскими геологами и включены ими в сводную работу (В.В. Дельнов, Т.А. Додонова, А.Ф. Мушников, Е.М. Охримюк, П.А. Панкратов, Е.Г. Полякова, К.Д. Помазков, редактор сводки Ю.С. Желубовский, 1941). Часть интересующей нас области при этом вошла в рукописную геологическую карту мелкого масштаба. Затем район Гобийского Алтая был очень схематично закартирован В.С. Волхониным. В разные годы горы Гурбан-Богдо посещали и другие исследователи, но составить их описание и геологическую карту еще не удалось. Лишь самое общее представление о геологической позиции Гурбан-Богдо и соседних горных массивов дает обзорная геологическая карта Монгольской Народной Республики, составленная под ред. В. А. Обручева и Н.А. Маринова в масштабе 1:2500000 (1957). Мало ссылок на тот же район содержится и в последней работе Н. А. Маринова, посвященной стратиграфии МНР (1957). Таким образом, авторы лишены возможности привести в настоящей работе даже схематическую геологическую карту горной цепи Гурбан-Богдо. По-видимому, в разрезе этой цепи имеют основное значение четыре комплекса пород: морские геосинклинальные отложения среднего палеозоя, достигшие состояния метаморфических сланцев и кристаллических известняков, пермские континентальные угленосные отложения, включающие прослои эффузивов и туфов, континентальные песчано-сланцевые отложения и эффузивы нижнего мела и верхнемезозойско-кайнозонская серия пестроцветных континентальных отложений, включающая слои от верхнего мела до плиоцена. Четвертичные отложения имеют значительное распространение лишь в Долине Озер и межгорных впадинах к югу от Гурбан-Богдо, а также в нижних частях бэлей отдельных горных массивов. Кроме того, в рассматриваемом районе возможно присутствие метаморфических пород силура и осадочно-вулканогенной свиты юры. Толща среднего палеозоя (предположительно девона) протягивается почти по всей горной цепи; представителями ее являются серицито-кварцевые сланцы, хлорито-кварцевые сланцы и мелкозернистые серые и темно-серые известняки. Тектонические брекчии и милониты пород этого типа наблюдались нами по линии древнего разлома близ северного подножия Гурбан-Богдо, в бортах сухой долины Тормхон. В вершинной северной части массива Бага-Богдо и далее к западу известны выходы розовых порфировидных гранитов, которым приписывается герцинский возраст (Дельнов и др., 1941). Весьма вероятно, что выходы подобных или близких к ним гранитов имеются также в центральных и западных частях горного массива Ихэ-Богдо. В горах Бага-Богдо граниты прорваны жилами габбро-порфиров, которые, вероятно, имеют позднепалеозойский или, скорее, мезозойский возраст. Пермские отложения, судя по их общему характеру и по наблюдениям в других районах МНР, в том числе и в соседнем с описываемым 1 В 1925 г. Берки и Моррис поднялись на Ихэ-Богдо и провели специальные наблюдения, которые не вошли, однако, в их сводку, изданную в 1927 г. В 1927—1932 гг. эти исследователи опубликовали еще ряд статей (одну из них совместно с В. Гранге-ром), касающихся стратиграфии и геоморфологии района Гурбан -Богдо и Долины Озер. В первых статьях, опубликованных в 1927 г., кратко описаны ледниковые формы рельефа и ледниковые отложения Ихэ-Богдо. 14 массиве Арца-Богдо, лежат с резким угловым несогласием на отложениях девона. Наиболее полный разрез пермской вулканогенно-осадочной свиты описан В. В. Дельновым и Е. Г. Поляковой в восточной части массива ИхэБогдо. В разрезе преобладают плотные конгломераты с некрупной галькой, песчаным грубозернистым цементом и темноокрашенные трещиноватые андезито-базальты. Большую роль играют также разнозернистые песчаники, включающие прослои тонкослоистых глинистых сланцев. Песчаники, сланцы и даже конгломераты содержат обильные обугленные растительные остатки и пропластки угля до 0,7 м мощности. Видимая мощность всего разреза около 1000 м. Слои падают на юг под углом 55° . В западной части Арца-Богдо пермская осадочновулкано-генная свита имеет несколько другой состав (больше песчаников и сланцев, меньше конгломератов, а эффузивы относятся к порфирам) и сокращенную мощность около 600 м. В Ихэ-Богдо пермские отложения с юга срезаны разломом. Нижнемеловые отложения были найдены Берки и Моррисом на большой высоте в массивах Арца-Богдо и Бага-Богдо еще в 1922 г. Позже они обнаружены и на северном склоне Ихэ-Богдо. Отложения того же возраста широко распространены в прилегающих районах, где местами расчленены на цаганцабскую и дзунбаинскую свиты (Турищев, 1954; Маринов, 1957 и др.). В составе нижнего мела преобладают песчаники, глинистые сланцы, бумажные битуминозные сланцы, подчиненное значение имеют мергели, туфы и эффузивы основного и, местами, кислого состава. Сланцы содержат отпечатки эстерий, пслеципод, пресноводных рыб и насекомых, образующих характерный фаумистический комплекс для нижнемеловых отложений как МНР, так и соседних районов Советского Союза (Забайкалье). В районе Гурбан-Богдо нижнемеловые отложения несомненно отделены резким несогласием как от пермских, так, вероятно, и от юрских отложений, на наличие которых в виде толщи кварцевых и иных порфиров в восточной оконечности Бага-Богдо есть указания. На геологической карте МНР (1957) юра в виде нерасчлененных осадочновулкано-генных, частью угленосных отложений показана на северных склонах Ихэ-Богдо; пермские же отложения в этом районе на указанной карте отсутствуют возможно потому, что описанная выше пермская осадочно-вулканогенная толща Ихэ-Богдо первоначально считалась юрской (Дельнов и др., 1941). В рассматриваемом районе широко распространены пестроцветные отложения гобийской серии (свиты), в которую в настоящее время включаются слои, начиная с верхнего мела и кончая палеогеном. Раньше сюда же включался неоген, но на геологической карте МНР он отделен от нижележащих слоев. Верхнемеловые — палеогеновые отложения выполняют Долину Озер и обширную межгорную впадину между Гурбан-Богдо и следующей на юге цепью Гобийского Алтая; они слагают также горные подножия и местами довольно высоко поднимаются на склоны гор, а также слагают перемычки между отдельными горными массивами Гурбан-Богдо. Эти отложения не расчленены и состоят из песчаников, песков, глин, галечников, конгломератов, реже пресноводных известняков и мергелей. Общими чертами серии являются крайне непостоянный состав, фациальная изменчивость и пестрота окраски. Среди этих отложений Берки и Моррисом в соседних районах Монголии были выделены различные формации (Джадохта, Сайрим, Дохойн-Усу и др.). Исследованиями двух последних десятилетий серия местами расчленена; например, верхний мел — на две свиты: нижнюю сайншандинскую и верхнюю баинширэинскую. Палеонтологическая экспедиция Академии наук СССР находила отложения первой из них во впадине Ширэгин-Гашун, расположенной между 15 горами Нэмэгэту и Бага-Богдо (Маринов, 1957, стр. 195). Но в целом описываемые отложения в районе Гурбан-Богдо не расчленены и обозначаются, как «мезо-кайнозойские», с включением в их разрез как верхнемеловых, так и палеогеновых слоев. Данные о мощности всей серии весьма противоречивы: от десятков метров до 200 м, а в отдельных случаях даже 500—600 м. Берки и Моррис считают описываемую серию очень мошной (тысячи метров). Отложения палеогена поблизости от гор Гурбан-Богдо пока не отделены от верхнемеловых, но в соседних районах (например, ГурбанСайхан — к юго-востоку, Гичигинэ-Нуру — на северо-западе) первые содержат обильную фауну и описаны, как самостоятельные формации (Хашиату и др.), с подразделением на палеоцен и эоцен. Лишь по северным подножиям Бага-Богдо выделена формация Хсанда-Гол, принадлежащая олигоцену и состоящая из глин с песками и конгломератами в основании. Отложения олигоцеиа охарактеризованы богатой фауной млекопитающих: они лежат несогласно на породах нижнего мела (формация Ондап-Сапр) и достигают 990 м мощности (Берки и Моррис, 1927). Что касается неогена, то его отложения в виде глин, песков и галечников широко распространены в Долине Озер и были описаны американской экспедицией еще в 1922 г. Они выделены в виде самостоятельного контура на обзорной геологической карте МНР (1957). Фауна миоцена обнаружена в них в значительном удалении от ГурбанБогдо, а остатки плиоценовой фауны (в том числе Hipparion sp., Strulhlolithus) заключены в толщу песков и светло-серых глин, обнажающуюся в подножиях Бага-Богдо, к юго-востоку от оз. Цаган-нор. Мощность плиоценовых отложений (формация Хунг-Курэ) по данным американской экспедиции определяется в 660 м. К верхнетретичному или четвертичному времени относятся излияния базальтовых лав, наблюдавшихся нами с самолета в центральной части массива Ихэ-Богдо, к западу от горы Джиран, при наземных маршрутах — в правом склоне долины Тормхон, на перемычке между Ихэ- и Бага-Богдо, а также южнее гор Бахар и по обоим бортам сухой долины к югу от хребта Хара-Уцзюр. По периферии описываемой горной цепи широко развиты пролювиальные и коллювиальные отложения, образующие рыхлую покрышку бэлей — их своеобразную «мягкую одежду». Ледниковые отложения достоверно установлены лишь в массиве Ихэ-Богдо. Мощность древнего пролювия в предгорьях Бага-Богдо достигает 100 м и более (Дельнов и др., 1941). Метаморфизованные толщи среднего палеозоя смяты в крутые складки ЗСЗ простирания. Вместе с прорывающими их гранитами они образуют костяк гор Гурбан-Богдо. Один из таких древних разломов наблюдался нами в долине Тормхон (см. рис. 13). Пермские отложения Ихэ-Богдо также интенсивно дислоцированы: наклонены на юг под углом 55° и с южной стороны обрезаны разломом. Значительным дислокациям подвергнуты в свою очередь нижнемеловые отложения; в трещинах новообразованного Бахарского грабена видно, что битуминозные бумажные сланцы имеют почти широтное простирание, совпадающее с общим направлением бахарского тектонического блока. Вблизи подножия горы они очень круто (почти 90°) падают к югу, но уже в 1,5—2 км от горы углы падения уменьшаются до 15°. В пределах межгорных впадин — Долины Озер и других — нижний мел, по мнению изучавших этот район геологов, залегает резко несогласно на погребенном палеозойском фундаменте и смят в пологие складки. На осадках нижнего мела несогласно залегает серия «мезокайнозоя». Ее слои в пределах межгорных впадин располагаются горизонтально или почти горизонтально (углы падения до 6°), но вблизи горной 16 цепи наклон слоев увеличивается до 10—12°, а местами, близ молодых краевых разломов, даже до 60°. В последнем случае, у контактов с выходами палеозоя, верхнемеловые — третичные отложения собраны В крутые мелкие складки. Прямых указаний на наличие складчатых дислокаций в четвертичных отложениях подножий Гурбан-Богдо не имеется. По наблюдениям Е. Э. Разумовской (1946), в долине рч. Цатэнбургус, стекающей с хр. Бурхан-ула (район озера Беггернур), у подножия хребта нижнемеловые песчаники поставлены на голову, а в 1,5 км от подножия они залегают горизонтально; здесь же местами дислоцированы и четвертичные отложения (угол падения до 30°). Представления геологов о внутренней структуре этих гор и прилегающей Долины Озер отражены в схематическом разрезе (рис.6), заимствованном нами из упомянутой сводной работы (Дальнов и др.). Рис. 6. Схематический геологический разрез через северный склон массива Ихэ-Богдо и Долину Озер (по В.В. Дельнову и Е. Г. Поляковой) 1 — палеозойские метаморфические сланцы и известняки; 2 — герцинские гранитоиды; 3 — пермская континентальная осадочно-вулканогенная свита; 4 — нижнемеловые эффузивы; 5 — нижнемеловые песчаноглинистые отложения; 6 — верхнемеловые и третичные отложения По этим представлениям горные массивы имеют глыбовый характер, приподняты над окружающими равнинами по линиям мощных взбросов. Несколько отличным, хотя и близким к предыдущему, является представление о структуре тех же гор Берки и Морриса. Относя все горные массивы Гурбан-Богдо к типу глыбовых (fault-block mountains of the Altai type), американские авторы считают главным структурным элементом не взбросы, а нормальные сбросы (например, в строении хребта Гурбан-Сайхан и массива Бага-Богдо). Общая точка зрения всех исследователей заключается в том, что относительно древний приподнятый массив Гурбан-Богдо отделен от Долины Озер — обширного пологого синклинального прогиба — региональным разломом 1 и что строение этих гор асимметрично: поверхность донижнемелового фундамента наклонена на юг больше, чем на север. Наконец, у Берки и Морриса мы находим соображения о том, что в создании гор «алтайского типа» участвовали не только разломы, но и выпуклые изгибы или коробление (warping). Из-за кратковременности и отрывочности наблюдений авторы не берутся выдвигать какое-либо законченное собственное толкование структурного типа гор Гурбан-Богдо. Мы считаем лишь необходимым 1 Для регионального разлома, идущего по северному подножию цепи ГурбанБогдо и оказавшегося сейсмогенным, мы предлагаем название «разлом Богдо». 17 отметить следующие существенные обстоятельства. В горных хребтах Прибайкалья более древний и хрупкий, нежели в горах Монгольского Алтая, домезозойский фундамент испытал явственное коробление в неоген-четвертичное время (Павловский, 1948; Ламакин, 1952; Флоренсов, 1954, 1956 и др.). При этом пластические деформации в Прибайкалье происходили в тесной связи с разломами. Гобийская красноцветная серия мезо-кайнозоя как в предгорьях, так и на горных перемычках (наблюдение с самолета 6 января 1958 г.) постепенно и полого поднимается к главным высотам массивов Гурбан-Богдо, образуя плавный изгиб. Оба эти обстоятельства достаточно определенно указывают на участие крупных региональных изгибов (коробление) и крупных региональных разломов в создании современных гор ГурбанБогдо. Что касается относительной количественной роли, а также соотношения во времени (синхронность или асинхронность) этих типов дислокаций, то точному определению они пока не поддаются. ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫЕ ДАННЫЕ И НЕКОТОРЫЕ МАКРОСЕЙСМИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ Сейсмографами в Иркутске 4 декабря 1957 г. зарегистрировано слабое вступление сейсмических волн в 3 час. 39 мин. 43 сек. и последующее резкое вступление в 3 час. 39 мин. 48 сек. Амплитуды колебаний были настолько велики, что запись на всех приборах с 3 час. 42 мин. фактически исчезла, несмотря на то, что горизонтальные приборы Кирноса были автоматически загрублены (β = 10) и, одновременно, на всех приборах усилена яркость световых точек. Вертикальный сейсмограф Голицына, имевший до землетрясения нормальное положение нуль-пункта, при сильных смещениях потерял устойчивость и «лег». Сигнализатор отмечал сильные смещения в поверхностных волнах на протяжении более двух часов. После основного землетрясения 4 декабря было зарегистрировано 120 его повторных толчков. Все это достаточно убедительно свидетельствовало о силе происшедшего землетрясения. По сведениям Комитета Наук и Высшего Образования МНР, разрушения при землетрясении 4 декабря 1957 г. были максимальными в горном массиве Ихэ-Богдо, где первоначально и предполагался эпицентр. Однако в итоге обработки (в Иркутске) наблюдений 56 станций СССР, Китая и Монголии были получены следующие координаты эпицентра. φ = 45°, 1C; λ = 99°, 4В, хорошо согласующиеся с данными Страсбургского бюллетеня (BCJS): φ = 45°, 3С; и американскими данными (USCGS) φ = 451/2°С; λ=99°, 4В λ = 991/2°B Эти практически тождественные результаты определения эпицентра по инструментальным наблюдениям показывают, что первичный эпицентр землетрясения (определяемый по первым вступлениям) был расположен западнее Ихэ-Богдо, в районе гор Бахар и Цэцэн. Сейсмической станцией «Улан-Батор» были получены сведения о макросейсмических эффектах из ряда населенных пунктов. На основе этих сведений составлена карта (рис. 7) с учетом непосредственных наблюдении в ряде пунктов, расположенных на нашем пути из УланБатора к эпицентру (Арбай-Хэрэ, Баян-Хонгор, Богдо сомон Баянхонгорский), а также на маршрутах обследования эпицентральной зоны 18 Рис. 7. Схематическая карта Монголии с указанием силы землетрясения 4/ХII 1957 г. по фактическим макросейсмическим данным. Составили А.А. Тресков и В.П. Солоненко. Римскими цифрами показаны баллы. Рис. 8. Прямолинейные эпицентрали для повторных толчков Гоби-Алтайского землетрясения. Составила Л. А. Мишарина. SOLONENKO 1, 2, 3, 4, 5.
