Руководство по морфомeтрическому методу поисков тектонических структур

Согласно данным Б. П. Панова [15], порядок (класс, по терминологии Б. П. Панова) одной и той же реки (точнее, ее долины) на одном и том же участке на карте масштаба 1:1000000 обычно на единицу меньше, чем на карте масштаба 1:100000. Следует указать, что Б.П. Панов, определяя порядки только речных долин, совершенно не принимал во внимание суходолы, т. е. балки, овраги и ложбины стока. Поэтому его данные требуют проверки с учетом всех долин.

Наши наблюдения показывают, что на «Гипсометрической карте Европейской части СССР» масштаба 1:1500000 речные долины первого порядка соответствуют, долинам четвертого порядка на карте масштаба 1:100000. В то же время долины первого порядка на картах масштаба 1:100000 обычно соответствуют долинам второго порядка, изображенным на картах масштаба 1:10000 или на уточненных фотосхемах масштаба, 1:10000 или 1:25000. Указанные соотношения являются приблизительными и требуют уточнения.

Чертеж 8 Эрозионная сеть в районе тектонического опускания (долины нанесены по аэрофотоснимкам). 1. Ложбины стока. 2. Балки 2-го порядка. 3. Балки 3-го порядка. 4. Балки 4-го порядка. 5. Балки 5-го порядка. 6. Долина 6-го порядка

Используя порядок долин в сочетании с их формой, можно судить о тектонике мёстности. Участкам новейших тектонических поднятий свойственен быстрый переход ложбин стока в овраги и балки, а затем в реки. Иногда долинная сеть прямо начинается с оврагов. Переход низких порядков долин в более высокие происходит также весьма быстро на сравнительно коротком расстоянии. Наоборот, в пределах тектонических опусканий нарастание порядков долин идет медленно. Наблюдаются ложбины стока не только пёрвого и второго, но даже третьего и более высоких порядков. Ложбины стока переходят в балки, а не в овраги. Реки начинаются с более высоких порядков долин, чем в пределах тектонических поднятий. Нарастание порядка речных долин происходит медленно.

Указанный метод позволяет выявлять лишь региональные тектонические движения и то без точного оконтуривания границ движущихся областей. Движения небольших участков земной коры этим приемом почти не выявляются.

После определения порядка долин переходят к водоразделам. На карте окрашивают в желтый цвет все холмы по нижней замкнутой горизонтали.

2. 
   Карта асимметрии долин и междуречий
   

На карту наносят асимметричные участки долин. Для этого вдоль высоких крутых берегов долин проводят зеленые точечные линии Красным цветом выделяются водораздельные линии для всех бассейнов, начиная с долин третьего порядка.

Симметричными долинами называются такие долины, у которых оба берега являются соизмеримыми, т.е. имеют одинаковые высоты и равные углы склонов. Такие долины или их участки встречаются редко и обычно относятся к долинам низших порядков. Но даже в таких долинах, в которых оба склона по своим очертаниям в общем одинаковы, поперечные профили могут быть на отдельных участках асимметричными из-за неодинакового подмыва правого и левого склонов излучинами русла. Асимметричные участки обычно хорошо заметны на гипсометрических картах не только крупного, но и среднего и даже мелкого масштаба. При этом, чем крупнее масштаб карты, тем ярче и точнее выражена асимметрия долин, в том числе и низших порядков. Формы асимметрии долин могут быть весьма различны. Но чаще всего они выражаются только в несходстве профилей противоположных склонов. Помимо асимметрии долин, различают асимметрию междуречий и бассейнов, а так же асимметрию речных систем.

Вопрос о причинах асимметрии долин, а также междуречий и речных бассейнов является весьма сложным. До сих пор отсутствует общепринятая, соответствующая объективной действительности теория, объясняющая происхождение этой асимметрии. Между, тем для рельефа платформ весьма характерна асимметрия долин и междуречий. Предполагают, что она зависит от геологических условий развития долин и междуречий или от внешних, в частности от климатических или гидрологических факторов, или, наконец, определяется более общими причинами астрономо-геофизического порядка.

Асимметричные долины часто возникают в районах моноклинального падения слоев. У этих долин склон совпадающий с падением пласта, пологий, а другой, наклон которого направлен в сторону противоположную падению пласта,— крутой. Такие долины составляют характерную черту куэстового рельефа. Подобными же особенностями отличаются часто долины, выработанные вдоль линий сбросов как вертикальных, так и, в особенности , косых. Асимметричные долины развиваются. При медленных подъемах отдельных участков земной коры.

Проведенные автором исследования асимметрии долин в пределах бассейнов рр. Днепра, Дона, Волги, Енисея и Урала подтверждают представление о связи асимметрии форм рельефа с тектоникой.

Так, Дон усиленно подмывает антиклинали, расположенные в пределах Донской излучины, Волга подмывает Жигулевскую антиклиналь, а не скатывается с нее в сторону Ставропольской впадины. Енисей усиленно подмывает Енисейскую антеклизу, Туруханское и Хаитайско-Рыбинское поднятия, расположенные вдоль правого высокого берега реки, а не перемещается в сторону Касской впадины и Обско-Тазовской синеклизы, совпадающих с низменным левым берегом долины.

В пределах южной части Оренбургской области крутые и короткие склоны широтно и субширотно ориентированных водоразделов и речных долин расположены, как правило, на крыльях антиклиналей, а более пологие и широкие склоны соответствуют -синклинальным понижениям. Указанная асимметрия характерна для рек Чагана (в верховьях), Иртека (в среднем течении), Самары, Урала (к востоку от впадения в него р. Кинделя), Илека, Черной, Утвы. Указанные реки подмывают крутые крылья Камелик-Чаганской, Самарской, Иртек-Уральской, Урало-Илекской и др. флексур и Утвинской антиклинали.

Многие авторы связывают асимметрию с наклонами пластов и движениями земной коры. Е.Г. Качугин [11], О.Ю. Пославская [17] и др. заявляют, что реки скатываются с антиклиналей в синклинали, а А.П. Павлов [14], В.Г. Бондарчук [3], В.П. Философов [25} утверждают противное, говоря, что реки часто отходят от синклинальных впадин и подмывают антиклинали.

Следует различать полную и неполную асимметрию рельефа, т. е. асимметрию долин, междуречий, речных систем и бассейнов. Полной асимметрией называется одновременное наличие асимметрии долин, междуречий и речных систем. Иначе полную асимметрию можно называть асимметрией рельефа. Полная асимметрия, в свою очередь, распадается на согласованную и несогласованную. Согласованной асимметрией, следует называть совпадение асимметрии долины с асимметрией междуречья и речной системы. Несогласованной асимметрией можно назвать несовпадение асимметрии долины с асимметрией водораздела и речной системы. Неполной асимметрией называются случаи, когда имеет место или асимметрия долины, или асимметрия водораздела или речной системы (см. черт. 9).

Согласованная асимметрия рельефа часто связана с платформенными валами, флексурами или крутыми крыльями антиклинальных складок. В этом случае прямолинейные участки долин обычно приурочены к сбросам или к другим видам разрывных нарушений. Обычно наиболее ярко выраженные случаи полной асимметрии рельефа приурочены к пограничным зонам, разделяющим различные тектонические структуры

Несогласованная, а также неполная асимметрия, связана с моноклинальным залеганием пород, но может быть обусловлена также инсоляцией или другими причинами. Этот вопрос требует дальнейших исследований. Характер связи асимметрии рельефа с залеганием горных пород можно более точно определить, используя для этой цели карту базисной поверхности, о чем будет сказано ниже.

О причине происхождения асимметрии рельефа можно высказать следующую гипотезу: реки подмывают тот берег, где горизонтальная составляющая силы тяжести больше. Этому помогает также и различие в вертикальной составляющей силы тяжести, обычно имеющей большую величину на валах и флексурах, чем на прилегающих к ним тектонических впадинах [25]. Проверка этой гипотезы на реках юго-западной части Оренбургской области, где довольно часто встречается асимметрия левых берегов, показала ее справедливость. Реки Урал, Бузулук, Самара и их притоки имеют высокие крутые берега на тех участках, где наблюдаются положительные аномалии силы тяжести. Там же, где реки рассекают под прямым или близким к нему углом положительные или отрицательные изоаномалы силы тяжести, асимметрия берегов отсутствует или выражена неотчетливо.

Помимо аномалий силы тяжести, на асимметрию оказывают влияние ускорение Кориолиса, центробежная сила, возникающая в русле реки на поворотах, а также центробежная сила вращения Земли. Указанные силы, выраженные в динах или миллигалах, алгебраически складываются, однако наибольшей составляющей обычно являются аномалии силы тяжести. Исходя из этого, можно считать, что реки подмывают антиклинальные или флексурные складки в том случае, когда они имеют положительные аномалии силы тяжести, и, наоборот, скатываются в синклинали, если последние характеризуются более повышенным значением гравитационного поля, чем прилегающая антиклинальная складка.

Чертеж 9 Асимметричные формы рельефа. 1. Горизонтали и подписи их высот. 2. Долины речные и балочные. 3. Симметричная долина. 4. Симметричный водораздел. 5. Асимметричный водораздел. 6. Крутой склон долины. 7. Согласованная асимметрия (асимметрия водораздела совпадает с асимметрией долины). 8. Несогласованная асимметрия (асимметрия водораздела не совпадает с асимметрией долины). 9. Неполная асимметрия (асимметрия водораздела без асимметрии долины или наоборот). 10. Водораздельный узел. И. Гидрографический узел. 12. Линия профиля.

Карту асимметрии рельефа следует совмещать с картой порядков долин, т. е. составлять на общей топографической основе. Образец составления карты асимметрии рельефа приведен на чертеже 10.

Чертеж 10 Показ тальвегов долин, водоразделов и асимметрии долин с указанием порядка долин 1. Горизонтали, 2. Тальвеги долин и их порядки. 3. Линии асимметрии долин. 4. Холмы.

3. 
   Карты базисных поверхностей
   

Базисная поверхность есть сложная кривая, огибающая поверхность, проведенную через тальвеги долин, которые являются ее остовом.

Порядок составления карты базисной поверхности следующий [24]. На топографическую основу наносят тальвеги всех долин. Обязательно поднимают (т. е. подписывают) абсолютные отметки уреза воды в реках. Так как на картах отметок уреза воды мало, то следует учитывать пересечения горизонталями речных русел, а так же тальвегов сухих долин: балок, оврагов, ложбин стока (см. черт. 11). Таким образом получают ряд точек рельефа с одинаковыми высотами, которые соединяют изолиниями, названными нами изобазитами, т. е. линиями равных базисов эрозии (см. черт. 12). Точки пересечения горизонталей с тальвегами долин соединяются плавными линиями, проходящими через водоразделы. Если невозможно провести плавные изобазиты, они проводятся ломаными. Изобазиты не могут быть проведены ниже одновысотных горизонталей или пересекать их, а лишь касаются данных горизонталей в точках встречи последними тальвегов долин. Но они пересекают горизонтали с более высокими отметками. Изобазиты имеют те же свойства, что и горизонтали, они не могут пересекаться. По обе стороны тальвегов и водораздельных линий обязательно проводятся одноименные ответные изобазиты. При этом они не могут дважды пересекать водораздельную линию или тальвег. Методика составления карты базисной поверхности видна на прилагаемых чертежах (см. черт. 11—12).

Рисунок изобазит зависит от характера продольных профилей долин, входящих в данную систему, и от форм долинных систем. Различают три типа продольных профилей долин: вогнутый, выпуклый и прямолинейный. Формы профилей долин определяются, согласно Д.А. Козловскому, в основном движениями земной коры [12, 13].

С.А. Трескинский [20, 21] указал, что при детальном анализе продольных профилей рек следует различать и учитывать два вида ступенчатого профиля, возникающего под влиянием различных причин. Небольшая, но частая ритмичная ступенчатость есть результат неравномерности внутренних турбулентных движений воды в реке. Напротив, перегибы продольного профиля, измеряемые метрами на километр, вызываются чаще всего тектоническими причинами и реже перехватами водоразделов, лавовыми перемычками и т. п. сравнительно случайными явлениями. С.А. Трескинский [21] подчеркивает, что только после исключения ритмичной ступенчатости продольный профиль реки может быть признан закономерным индикатором тектонических движений.

В.Е. Хаин считает, что «форма продольного профиля рек отражает не только характер современной тектонической деформации их русел, но а движения большей продолжительности» [26, стр. 42].

Следует указать, что форму продольного профиля рек можно установить по крупномасштабным топографическим картам.

Продольный профиль рек зависит не только от движений земной коры, но и от гидрологического режима, в частности, от количества воды в реке и от скорости ее течения, а также от характера горных пород и условий их залегания. Эти условия, в свою очередь, определяют режим твердого стока, а следовательно, и эрозионно-аккумулятивные процессы в пределах долин. Базисы эрозии, в том числе и местные, зависят как от движений земной коры, так и от процессов жидкого и твердого стока, протекающего по долинам. Однако при всех обстоятельствах ведущую роль в формировании продольных профилей долин играют тектонические движения.

При составлении карты базисной поверхности следует иметь в виду следующее: обычно изобазиты проводятся с учетом всех долин, кроме первого порядка, начиная от наиболее низко расположенных долин и постепенно переходя к их верховьям. Если местность расчленена достаточно густой сетью долин, то изобазиты проводятся без особого труда. Напротив, при плоском рельефе и редкой сети долин, представляющих

Чертеж 11 Определение высот тальвегов долин 2-го и боле высоких порядков. 1. Высоты тальвегов долин

Чертеж 12 Составление карты базисной поверхности по высотам тальвегов долин 2-го и более высокого порядка. 1. Горизонтали и их высоты. 2.Изобазиты и их высоты.

собой, в основном, неглубокие балки или ложбины стока, проведение изобазит становится затруднительным и от составителя требуется большая тщательность в работе. Если господствует редкая сеть длинных долин первого порядка, а между горизонталями имеются большие расстояния, то изобазиты следует проводить и по долинам первого порядка. Напротив, когда местность расчленена густой сетью долин, а заложения между горизонталями незначительны, изобазиты можно проводить, начиная с долин третьего порядка, опуская долины первого и даже второго порядка.

Чертеж 13 Проведение изобазит по долине 3-го порядка без учета боковых притоков младшего порядка, но с учетом долин 2-го и 1-го порядка, являющихся началом долин 3-го порядка. Пунктиром показаны изобазиты, проведенные с учетом долин 1-го порядка

Если составить карту базисной поверхности с учетом всех долин, в том числе и долин первого порядка, т.е. ложбин стока, то форма этой поверхности будет лишь незначительно отличаться от формы топографической поверхности, т. е. от форм рельефа (см. черт. 14). Напротив, рельеф базисной поверхности, составленной по тальвегам всех долин, кроме первого порядка, отличается от форм рельефа топографической поверхности. Если же составить карту базисной поверхности по долинам, начиная с третьего или более высокого порядка, то она будет более или менее отличаться от формы топографической поверхности (см. черт. 15).

Чертеж 14 Базисная поверхность 1-го порядка. 1. Горизонтали. 2. Изобазиты. 3. Тальвеги долин.

Изобазиты поверхности третьего порядка обычно повторяют рисунок изобазит второго (порядка, но иногда наблюдаются случаи, когда они почти перпендикулярно секут изобазиты второго порядка. Рисунок изобазит четвертого и более высокого порядка отличается своей ориентировкой от рисунка изобазит второго и третьего порядков. Указанное явление объясняется тем, что долин высоких порядков значительно меньше долин низших порядков. При этом первые имеют, как правило, другую ориентировку, чем вторые. Карты базисных поверхностей, начиная с четвертого порядка, составляются в более мелком масштабе, обычно в 1:500000 или 1:1000000 с использованием карт крупного масштаба.

Для одной и той же территории можно составить целое семейство базисных поверхностей, Порядок базисной поверхности определяется начальным порядком долин. При этом базисные поверхности низших порядков будут обычно вложены в поверхности более высоких порядков. Необходимо указать, что базисные поверхности разных порядков имеют общие линии, совпадающие с долинами высоких порядков. Составление карт базисных поверхностей разных порядков выполняется по описанной выше методике.

На участках новейших тектонических поднятий резко возрастают уклоны долин, а поэтому здесь характерны малые заложения между изобазитами. На площадях новейших тектонических опусканий уклоны долин значительно уменьшаются, вследствие чего величина заложений изобазит возрастает в несколько раз. Составленные указанным методом карты дают наглядное пространственное представление о новейших движениях земной коры.

Выявление новейших движений земной коры по картам базисных поверхностей основано на том, предположении, что чем выше порядок долин, тем древнее эти долины, а однопорядковые долины примерно одновозрастны.

Следовательно, базисные поверхности, построенные по долинам высших порядков, отражают движения за большой промежуток времени и испывают преимущественно влияние более глубоко расположенных структурных ярусов. Базисные поверхности, построенные по долинами низших порядков, отражают суммарные движения верхних и нижних структурных ярусов. Следует иметь в виду, что подразделение структурных ярусов на верхние и нижние является условным и различным при разном геологическом строении. Базисные поверхности, составленные по долинам второго порядка и выше, отражают, по-видимому, движения четвертичного времени. Базисные поверхности, составленные по долинам третьего порядка и выше, отражают суммарные движения четвертичного и плиоценового возраста. Базисные поверхности, составленные по долинам более высоких порядков, отражают алгебраическую сумму движений за более длительный промежуток времени. Указанная зависимость базисных поверхностей от возраста тектонических движений установлена нами на основании наблюдений в пределах юго-западной части Оренбургской области.

Исходя из этого предположения, возраст движений земной коры, определяемый по картам базисных поверхностей второго и третьего порядков, можно относить к плиоценово-четвертичному времени, не исключая, однако, возможности влияния и более древних движений. Карты базисных поверхностей, по нашему представлению, показывают не только характер новейших движений, но позволяют судить о наличии вообще тех или иных тектонических структур, которые отражаются в особенностях рисунка и формы базисных поверхностей, строящихся согласно предложенной нами методике. Автор данной работы считает, что отражение тектонических структур в базисных поверхностях происходит вледствие разности потенциалов силы тяжести на сводах антиклинальных структур и на их переклиналях, переходящих в моноклинали, или в мульды синклинальных структур. При этом, чем больше градиент разности потенциалов силы тяжести, тем более четкое отражение эти структуры получают на картах базисных поверхностей.

Опыт показывает, что для выявления локальных антиклинальных структур платформенного типа необходимо составлять карты базисных поверхностей, начиная со второго порядка долин, отбрасывая долины первого порядка.

Чертеж 15 Базисные поверхности 2-го, 3-го и 4-го порядков (рельеф данной местности изображен на чертеже (14) 1. Изобазиты 2-го порядка. 2. Изобазиты 3-го порядка. 3. Изобазиты 4-го порядка

Для выявления новейших тектонических движений платформенных структур типа валов, флексур и разделяющих их впадин следует строить карты базисных поверхностей, начиная с третьего или четвертого порядка долин. Для исследования движений антеклиз и синеклиз составляют карты базисных поверхностей, начиная с долин пятого или шестого порядка.

Высказанные положения основаны на следующей гипотезе. Порядок долин связан с их геологическим возрастом. Чем выше порядок, тем старше долина, и наоборот. При этом долины высших порядков имеют большую длину и наиболее глубоко врезаны в междуречные пространства. По-видимому, указанные долины приурочены к тектоническим впадинам, разломам, или же к тектонически ослабленным глубоким зонам земной коры. Тектонические движения, приуроченные к глубоким структурным ярусам, захватывают значительные территории и поэтому более четко отражаются на продольных профилях речных долин высшего порядка. Напротив, долины низших порядков приурочены к сбросам и тектоническим трещинам, приуроченным к верхним структурным ярусам.

Многолетний опыт работы автора по морфометрии показывает, что карты базисных поверхностей, составленные по долинам высших порядков, отражают платформенные структуры первого (антеклизы, синеклизы) и второго порядков (валы, флексуры), а карты базисных поверхностей, учитывающие долины низших порядков, связаны с локальными антиклинальными структурами третьего порядка.

Мелкомасштабные карты базисной поверхности, составленные по долинам шестого и выше порядков на некоторые территории СССР с использованием гипсометрической карты масштаба 1:2500000*, полностью подтвердили это предположение. На данных картах хорошо обозначились по рисунку изобазит наиболее крупные тектонические формы—Подмосковная, Печорская, Прикаспийская, Обско-Тазовская, Иртышская, Тунгусская и Вилюйская синеклизы, Кура-Араксинская межгорная и Предверхоянская предгорная впадины и другие межгорные и предгорные впадины, а также наиболее крупные поднятия, а именно: Главный Кавказский антиклинорий, Украинский щит, Воронежская антеклиза и др.
* Шестой порядок долин на упомянутой карте определен нами с учетом поправки, суть которой была изложена ранее
На картах базисной поверхности масштаба 1:1000000 или 1:500000, при сечении изобазит через 50 или 40 м, проведенных по долинам четвертого порядка, хорошо обозначаются Жигулевские, Саратовские, Базарнокарабулакские, Доно-Медведицкие, Ртищевско-Баландинские и Чирско-Донские дислокации, а также юго-восточное крыло Воронежской антиклизы, восточное окончание прогиба Большого Донбасса, Нижне-Терсинская, Хоперско-Бузулукская и др. впадины, расположенные в пределах Русской платформы. Хорошо выделяется также северо-восточная граница Вилюйской синеклизы.

На картах базисной поверхности масштаба 1:100000 с сечением изобазит через 20 м, составленных по долинам второго или третьего порядка, выделяются локальные тектонические поднятия, осложняющие более крупные тектонические формы. Так, хорошо оконтурились отдельные наиболее крупные структуры в пределах Саратовских, Доно-Медведицких, Больше-Кинельских и других дислокаций, установленные геологическими работами.

Анализируя карты базисной поверхности и сличая их со структурными или же с геологическими картами, можно установить некоторое несовпадение границ тектонических областей и районов, выделяемых по картам базисной поверхности, с границами, устанавливаемыми

Чертеж 16. Блок-диаграмма прямого рельефа.

на основании геологических исследований. Этот факт говорит о том, что новейшие движения земной коры, хотя и тесно связаны с тектоническими структурами, возникающими в течение геологической истории земной коры, но не вполне точно совпадают с участками развития древних тектонических форм. Такое несовпадение новейших движений с тектоническими структурами, фиксируемыми геологической съемкой, говорит о смещении площадей впадин и поднятий во времени и в пространстве, явлении, обнаруженном в последнее время в ряде мест при геологических работах.

Карты базисных поверхностей дают возможность определять также характер соотношения рельефа с тектоникой. Как известно, различают прямой, обращенный и полуобращенный рельеф. Прямой рельеф характеризуется совпадением водоразделов со сводами антиклинальных складок, а речных долин с синклиналями (см. черт. 16). В этих условиях изобазиты сближаются на водораздельных пространствах (см. черт. 17). Наоборот, по речной долине изобазиты имеют значительно большие заложения. Обращенный рельеф, характеризуется совпадением речных долин со оводами складок, а водораздельных пространств с синклиналями (см. черт, 18). В этом случае изобазиты сгущаются на крутых склонах речных долин и разрежаются на водоразделах (см. черт. 19). Полуобращенный рельеф имеет промежуточную характеристику. В этом случае сгущение изобазит приходится на водораздельные склоны, в то время как в пределах долин и водораздельных пространств заложения между изобазитами возрастают (см. черт. 20). Указанные выше явления происходят вследствие того, что сгущение изобазит соответствует крыльям антиклинальных поднятий или флексурам.

Сгущенный рисунок изобазит, имеющих форму полуэллипса, или близкой к нему фигуры, обычно указывает на локальное тектоническое поднятие и лишь в редких случаях— на тектоническую впадину, которая сама по себе встречается на платформах очень редко. В случае, если ось такой фигуры совпадает с водораздельной линией, имеет место прямой рельеф. Когда же осью фигуры является долина, то такое тектоническое поднятие относится к обращенному типу.

Указанную связь рисунка изобазит с рельефом и тектоникой следует иметь в виду при составлении карты локальных структур по морфометрическим данным.

Карту базисной поверхности лучше всего совмещать с картой порядков долин и асимметрии рельефа, т.е. составлять данные карты на общей основе. Такое совмещение позволяет более точно составить данную карту, а также более полно интерпретировать ее.

Чертеж 17 Рисунок изобазит в пределах тектонического поднятия (прямой рельеф). 1. Горизонтали и их подписи. 2. Изобазиты и их подписи. 3. Контур свода антиклинальной складки

Чертеж 18 Обращенный рельеф на сводовой части антиклинальной складки.

4. 
   Карты остаточного рельефа
   

(остаточных высот)

Вычитание базисной поверхности из гипсометрической производится по правилам геометрии недр [18] следующими способами:

а) по точкам пересечений изолиний данных поверхностей,

б) способом профилей и

в) способом аналитического подсчета.

Последние два способа нами не рассматриваются, как мало употребительные в практике морфометрического метода. При достаточном количестве точек пересечения изобазит с горизонталями следует пользоваться первым способом.

Графическое вычитание базисной поверхности из гипсометрической, изображенных в изолиниях, практически сводится к следующему: наложение изображения базисной поверхности на изображение гипсометрической производится таким образом, чтобы совместились по координатной сетке одни и те же значения координатных осей двух карт, исполненных в одном и том же масштабе. Для этой цели лучше всего, как указано выше, базисную поверхность вычерчивать на гипсометрической карте. Тогда на одном листе бумаги будут совмещены две поверхности: гипсометрическая и базисная, что обеспечивает наибольшую точность графического вычитания и последующей интерпретации результатов.

Чертеж 19 Рисунок изобразит в пределах тектонического поднятия (обращенный рельеф). 1. Изобазиты и их подписи. 2. Контур свода антиклинальной складки. 3. Высокий крутой берег долины. 4. Овраги. 5. Балки. 6. Реки

Чертеж 20 Рисунок изобазит в пределах тектонического поднятия (полуобращенный рельеф). 1. Изобазиты и их подписи. 2. Контур свода антиклинальной складки. 3. Высокий крутой берег долины. 4. Балки 5. Реки

Чертеж 21. Графическое вычитание одной поверхности из другой. 1. Горизонтали. 2. Изобазиты. 3. Изогипсопахиты

Берут точку пересечения двух любых изолиний одной поверхности и другой, например, точку a. Определяют в этой точке разность значений горизонталей и изобазит. В рассматриваемом случае эта разность составляет 120—100=20 м (см. черт. 21). Находят и отмечают точку пересечения горизонтали 140 м с изобазигой 120 м, разность которых снова дает значение 20 м (точка в). Затем находят следующие точки: с, d. и т. д., значение разности горизонталей и изобазит которых также равны 20 м. Через эти точки проводят плавную кривую с учетом рисунка горизонталей, которая и будет изолинией остаточных высот или изогипсопахитой, равной 20 м. Аналогично строят и все остальные изогипсопахиты (см. черт. 21).

В том случае, когда горизонтали гипсометрической поверхности не пересекаются с изобазитами базисной поверхности, поступают следующим образом. Строят профиль рельефа и базисной поверхности и производят графическое вычитание отметок последней из отметок рельефа. Полученные разности переносят на карту.

Карт остаточного рельефа можно составить столько же, сколько имеется базисных поверхностей для данной территории. Каждой базисной поверхности соответствует свой остаточный рельеф. При этом, чем выше порядок базисной поверхности, тем большие массы рельефа переходят в остаточные.

Карты остаточного рельефа показывают объем горных пород, который может быть в будущем удален эрозией и денудацией при существующих геологических и физико-географических условиях.

Данные карты отображают тектоническое строение местности следующим образом. Известно, что рельеф земной поверхности представляет собой результат всей геологической истории. Он отражает структуру земной коры, включая ее новейшие изменения. Вычитая из гипсометрической поверхности базисную, мы тем самым получаем остаточный рельеф или объем горных пород, лежащих выше базисной поверхности.

При интерпретации карты остаточного рельефа следует различать фоновый остаточный рельеф и локальный остаточный рельеф. Фоновым, остаточным рельефом будем называть такие высоты которые занимают всю или большую часть рассматриваемой территории. Локальным остаточным рельефом — такие высоты, которые возвышаются над фоновым рельефом и занимают небольшие участки, оконтуриваясь замкнутыми изогипсопахитами — линиями равных высот остаточного рельефа. Разделение остаточного рельефа на фоновый и локальный зависит от степени расчлененности. местности, а также от принятого сечения горизонталей на исходной топографической карте и изобазит на карте базисной поверхности.

Локальный остаточный рельеф разделяется на явный и скрытый. Местоположение явного остаточного рельефа совпадает с холмами, изображенными на топографических картах замкнутыми горизонталями. Скрытый остаточный рельеф не выражается на топографических картах и выявляется в результате вычитания базисной поверхности из гипсометрической. Скрытый остаточный рельеф располагается на водоразделах, оконтуривая явный остаточный рельеф. Часто скрытый остаточный рельеф возникает на водораздельных склонах или водоразделах, независимо от положения явного остаточного рельефа. Явные остаточные высоты (рельеф) отсчитываются от горизонтальной поверхности, а скрытые — от наклонной базисной поверхности. Эти высоты получаются в результате вычитания кривых поверхностей.

Как показывают исследования автора, в равнинных условиях фоновые остаточные высоты при средне расчлененном рельефе обычно лежат в пределах 20 м. При слабо расчлененном денудационном или аккумулятивном рельефе эти высоты обычно бывают меньше 20 м, часто не превышают 5 метров. При резко расчлененном равнинном рельефе фановые остаточные высоты иногда достигают 40м. Указанные пределы колебания фоновых остаточных высот приведены применительно к картам масштаба 1:100000 при сечении рельефа в 20 м и вычитании из гипсометрической поверхности базисной поверхности второго порядка. На картах более крупного масштаба фоновый остаточный рельеф будет иметь соответственно меньшее значение, так как его высоты зависят от принятого сечения горизонталей и изобазит, а так же от геологической структуры местности.

При вычитании базисных поверхностей третьего или более высокого порядков значение фоновых остаточных высот значительно уменьшается, а площади локальных высот резко возрастают.

Относительно малые высоты фонового остаточного рельефа соответствуют обычно тектоническим впадинам, испытывающим новейшие опускания, а относительно большие — тектоническим валам, или флексурам, испытывающим новейшие поднятия.

Локальные антиклинальные складки встречаются как на валах, так и в пределах тектонических впадин. В последних они обычно являются погребенными, т.е. не выражающимися на геологической карте.

Локальные антиклинальные складки имеют следующее выражение в остаточном рельефе. В пределах сводовых частей антиклинальных структур с прямым рельефом локальный остаточный рельеф образует небольшие замкнутые участки. На крыльях таких структур остаточный рельеф представлен высотами, имеющими овальные очертания небольших размеров и образующими почти замкнутый контур, внутренняя сторона которого почти точно оконтуривает свод антиклинальной складки (см. черт. 22).

Для локальных антиклинальных складок с обращенным рельефом в пределах свода остаточные высоты обычно являются фоновыми. На крыльях указанных складок остаточный рельеф имеет большие локальные высоты, четко выделяющиеся на окружающем фоне. Эти высоты часто образуют почти замкнутый контур, имея в плане вогнутые формы, обращенные к своду складки, и выпуклые очертания, обращенные к впадине (см. черт. 23).

Для широких речных террас или пойм с очень ровным рельефом, а также при полном отсутствии долин или слабоврезанных редких долинах карту остаточного рельефа составить нельзя. Такое положение наблюдается в пределах поймы и террас больших равнинных рек, на плато Усть-Урт, в пустыне Кара-Кум, Барабинской степи и т.п. территориях. Ввиду того, что здесь заложения между горизонталями большие, карту базисной поверхности для таких участков обычно составить нельзя. В данном случае поверхность поймы или террасы, или другой аккумулятивной аллювиальной или морской равнины следует рассматривать как поверхность, совпадающую с базисной поверхностью, а расположенные на указанных территориях холмы — за остаточный локальный рельеф. В этом случае погребенную антиклинальную складку можно выявить по небольшим возвышенностям (холмам), оконтуренным замкнутыми горизонталями на картах масштаба 1:100000 или более крупного. Иногда среди холмов наблюдаются озера, болота,

Чертеж 22. Расположение остаточных высот на структуре с прямым рельефом. 1. Изобазиты и их подписи. 2. Остаточные высоты. 3. Контуры свода антиклинальной складки.

Чертеж 23 Расположение остаточных высот на структурах с обращенным рельефом. 1. Изобазиты и их подписи. 2. Остаточные высоты. 3. Контуры свода антиклинальной складки

такыры и сухие впадины, которые на топографической карте оконтуриваются горизонталями.

Известное газовое месторождение Газли в Бухарской области Узбекской ССР имеет вышеописанный характер мезо- и микрорельефа. Небольшие холмы и впадины располагаются на своде поднятия, а его крылья оконтуриваются более значительными по размерам и высоте холмами. Проведя контур по внутреннему склону больших холмов, можно довольно точно оконтуривать Газлинскую антиклиналь. Точно так же можно оконтуривать по взаимоположению холмов и впадин антиклинальные структуры в пределах речных пойм и террас (см. черт. 24). Так, Мухановское месторождение нефти Куйбышевской области хорошо оконтуривается холмами, изображенными на карте масштаба 1:10000

Таким образом, карта остаточного рельефа позволяет оконтуривать локальные антиклинальные структуры, в том числе и погребенные под более молодыми напластованиями.

Локальные антиклинальные складки следует оконтуривать на основании совмещенного рисунка базисной поверхности и остаточного рельефа. Для этих складок характерны относительно малые заложения изобазит, совокупный рисунок которых имеет форму подковы, и наличие остаточных высот, образующих почти замкнутый контур.

Карта остаточного рельефа выявляет также, до некоторой степени, приуроченность более интенсивного размыва к антиклинальным складкам.

Методика составления карты остаточного рельефа видна на прилагаемых чертежах (см. черт. 25, 26).

Чертеж 24 Расположение холмов на речных террасах, оконтуривающих сводовые части антиклинальных структур. 1. Горизонтали и их подписи. 2. Холмы. 3. Контуры свода антиклинальной складки

5. 
   Карты вершинной поверхности
   

(верхнего базиса денудации)

На топографической карте вычерчивают водораздельные линии между всеми долинами, включая и водоразделы между долинами первого порядка. Затем определяют порядок водораздельных линий подобно тому, как это делают для долин. Водоразделами первого порядка будем называть неразветвленные водоразделы. Водоразделы первого порядка, сливаясь вместе, дают начало водоразделу второго порядка и т. д. Далее отмечают точки пересечения горизонталей с водораздельными линиями и соответственно подписывают их значение. Одновысотные точки соединяют изолиниями верхнего базиса денудации или изогипсобазитами.

Полученная таким образом поверхность верхнего базиса денудации лежит выше современной поверхности рельефа, касаясь только водораздельных линий.

Указанная карта читается так же, как и карта базисной поверхности. Сгущения изогипсобазит (или равных линий вершинной поверхности) оконтуривают области новейших тектонических поднятий. Напротив, разреженный рисунок изогипсобазит указывает на области относительных новейших опусканий.

Для более точного оконтуривания областей поднятия и опускания лучше всего пользоваться одновременно картами базисной поверхности и верхнего базиса денудации.

Рассматриваемые карты следует составлять с учетом порядка водораздельных линий. Поэтому можно составлять карты вершинной поверхности второго, третьего и более высоких порядков по аналогии с картами базисных поверхностей.

Чертеж 25 Вычитание базисной поверхности из гипсометрической поверхности. 1. Горизонтали. 2. Изобазиты. 3: Остаточная высота

Чертеж 26 Составление карты остаточных высот. 1. Горизонтали. 2. Изобазиты и их высоты. 3. Остаточные высоты.

Для удобства составления карты вершинной поверхности лучше выделять бассейны долин второго или более высокого порядка и по водораздельным линиям, оконтуривающим указанные бассейны, проводить изогипсобазиты.

6. 
   Карты сноса
   

(удаленных объемов горных пород)

Карты сноса следует составлять с учетом порядков водораздельных линий, т.е. последние могут быть второго, третьего и т.д. порядков.

Участки наиболее интенсивного размыва располагаются не случайно, а приурочены к зонам новейших тектонических поднятий и совершенно исчезают в зонах опусканий. Участки размыва на картах сноса второго порядка, как правило, лежат в верховьях долин младших порядков и изредка приурочиваются к среднему течению рек, располагаясь по склонам долин.

Карты сноса, составленные по второму порядку изогипсобазит, обычно указывают на приуроченность участков размыва к крыльям локальных антиклинальных структур.

Анализ этих карт лучше всего выполнять одновременно с анализом карт остаточного рельефа. При этом точность оконтуривания локальных структур значительно возрастает. Карту сноса лучше всего совмещать с картой вершинной поверхности.

Образец совмещения карт вершинной поверхности и сноса дан на чертеже 27.

7. 
   Карты разностей базисных поверхностей
   

Помимо карт базисных поверхностей, для изучения новейших движений земной коры за отдельные отрезки геологического времени составляют карты разностей базисных поверхностей. Для этой цели вычитают графически базисную поверхность старшего (третьего, четвертого и т. д.) порядка из поверхности младшего (второго, третьего и т. д.) порядка. Полученная таким образом разность базисных поверхностей дает возможность судить о результативном смещении местности по высоте за промежуток времени, прошедший между образованием долин четвертого и третьего порядков или третьего и второго порядков (см. черт. 28) и т.д. Для этого необходимо установить на основании геолого-геоморфологических фактов возраст долин второго, третьего и т. д.. порядков.

Обычно амплитуда волнообразно-колебательных-движений за отрезок времени, протекший между образованием долин четвертого и третьего или третьего и второго порядков, не превышает 20—40 м, хотя иногда на отдельных участках достигает 60 м и даже 80 метров (см. черт. 28).

Разностные базисные поверхности, полученные путем вычитания базисных поверхностей высоких порядков из более низких, обычно совпадают между собой по форме и по положению в плане. На некоторых участках разностные базисные поверхности более младшего порядка смещаются, выходя за пределы высшей (более древней по возрасту) разностной базисной поверхности.

Следует отметить, что наибольшие превышения разностных базисных поверхностей обычно приходятся на локальные антиклинальные структуры.

Таким образом, карты разностей базисных поверхностей позволяют по рисунку изобазит выделять зоны новейших тектонических опусканий и поднятий различных порядков, а по форме разностных базисных поверхностей выделять участки, в пределах которых располагаются антиклинальные структуры, имеющие локальные положительные движения. Необходимо отметить, что к областям новейших опусканий способ выделения структур по разности базисных поверхностей неприменим

Чертеж 27 Карта вершинной поверхности и новейшего размыва, 1. Водораздельные линии. 2. Гипсобазиты. 3. Глубины сноса. 4. Контур брахиантиклинальной складки по данным морфометрии.

Чертеж 28 Связь антиклинальных структур с разностными базисными поверхностями. 1. Изобазиты 4-го порядка. 2. Изобазиты 3-го порядка. 3. Разностная базисная поверхность, полученная путем вычитания базисной поверхности 3-го порядка из базисной поверхности 2-го порядка. 4. Разностная базисная поверхность, полученная путем вычитания базисной поверхности 4-го порядка из базисной поверхности 3-го порядка. 5. Антиклинальные структуры, установленные по данным бурения (по калиновской свите). 6. Антиклинальные структуры, установленные по данным морфометрии.