Лаборатория "Исследования Геокатастроф"

Район практики расположен в пределах юго-западного крыла Московской синеклизы – крупной отрицательной структуры Восточно-Европейской платформы (ВЕП), которая является одной из самых древних платформ Земли. В геологическом строении платформы выделяются два структурных этажа:

– нижний – так называемый кристаллический фундамент, который сложен дислоцированными метаморфическими (гнейсы, сланцы, кварциты) образованиями архея и нижнего протерозоя, пронизанными гранитоидными интрузиями;

– верхний – осадочный чехол, представленный породами верхнего протерозоя (рифея и венда) и фанерозоя (от кембрия до квартера).

Эти этажи соответствуют этапам развития платформы. Первый этап датируется археем и ранним протерозоем, второй – включает две стадии. Первая стадия (авлакогенная) охватывает рифей – ранний венд. В течение этого времени происходило образование глубоких и узких грабенообразных впадин – авлакогенов, выполненных слабо метаморфизованными, а иногда и дислоцированными рифейскими и нижневендскими комплексами. Возникновение авлакогенов, наложенных на древнее архейское метаморфизованное основание, произошло в течение байкальского тектоно-магматического цикла развития. Вторая стадия (плитная) началась в позднем венде и сопровождалась существенной тектонической перестройкой, во время которой отмирали авлакогены и формировались обширные пологие впадины – синеклизы, развивавшиеся на протяжении всего фанерозоя. Одной из них является Московская синеклиза, расположенная в центральной части Восточно-Европейской платформы (рис. 17). 

В позднем венде – раннем палеозое она входила в состав обширной Балтийско- Московской синеклизы, раскрывавшейся на северо-востоке в область Предтиманского прогиба, и в дальнейшем, несколько сократившись в размерах в силурийский период, испытывала погружение в течение длительного фанерозойского этапа развития. В её пределах по поверхности кристаллического фундамента и нижней части платформенного чехла выделяется Среднерусский и Пачелмский авлакогены, которые разделяются на отдельные ветви (рис.18).  Ближе всего к району практики расположена так называемая Московская ветвь Среднерусского авлакогена (Гарецкий, Нагорный,2006) или Подмосковный авлакоген (Цыганов,2002), прослеживающийся   в субширотном (т.е. с запада на восток) направлении южнее Москвы. Севернее района практики располагается так называемый Гжатско-Сергиево-Посадский авлакоген, который согласно данным В.А. Цыганова (2002) соответствует в современном рельефе Клинско-Дмитровской гряде.

 

 

Некоторые разрывные нарушения и зоны трещиноватости в древних комплексах имеют отражение и в рельефе. По зонам повышенной трещиноватости, которые называются ослабленными или слабыми зонами земной коры, часто закладывалась эрозионная сеть региона. Так, например, по данным В.А. Апродова и А.А. Апродовой, многие правые отвершки Верхнетатаровского оврага, рассекающего правый берег Москва-реки в районе Фили-Татаровово, «расположены параллельно друг другу и ориентированы по азимутам СЗ 315 – 330º. Все они пересекаются главным стволом оврага, ориентированным по азимуту СВ 20º. Такие особенности расположения отвершков объясняются тектонической трещиноватостью мезозойских пород» (Апродов, Апродова, 1963, с.20).

 1 – границы (а – плит, б – прочих структур); 2 – разломы, проникающие в чехол (а – сбросы и взбросы достоверные, б – прочие предполагаемые); 3 – изогипсы, км: 4 –криптоподнятия. А – Балтийский щит;  Б – Русская плита; антеклизы: I – Белорусская, II – Воронежская, III – Волго-Уральская; IV – Московская синеклиза; 1 – Оршанская впадина (мульды: 1а – Могилевская, 1б – Витебская); 2 – Среднерусский авлакоген (ветви: 2а – Валдайская, 2б – Сухонская, 2в – Московская, 2г – Тверская); 3 – Пачелмский авлакоген (депрессии: 3а – Рязанская, 3б – Сасовская; 3в – Аткарский выступ); 4 – Ладожский прогиб (грабены: 4а – Приозерский, 4б – Пашский); 5 – Балтийская моноклиналь; седловины: 6 – Латвийская, 7 – Жлобинская; прочие депрессии: 8 – Припятский прогиб, 9 – Карамышская впадина, 10 – Прикаспийская впадина, 11 – Клинцовский грабен.

 Можно полагать, что и системно развитые овраги, которые прорезают борта Чашниковской впадины, также развиваются по трещинным – ослабленным зонам. Ортогональная и диагональная системы трещин коренных, в первую очередь, палеозойских отложений предопределяют заложение и развитие эрозионной – речной и овражно-балочной сети как данной, так и сопредельной территории.

В результате дешифрирования аэро- и космических снимков в пределах района Чашниковской впадины было установлено, что и сама конфигурация впадины определяется линеаментами северо-западного и субширотного простираний, а её

Разрывные нарушения: 1 – главные, 2 – второстепенные, 3 – изогипсы поверхности кристаллического фундамента. Цветом показана гипсометрическая шкала глубин залегания фундамента. Красным прямоугольником показано местоположение района практики.

внутренняя структура контролируется тремя линеаментами субмеридионального простирания: в районе северо-западного (д. Радомля) и юго-восточного (наукоград Менделеево) замыканий впадины и в осевой ее части.

1 – изоаномалии силы тяжести; 2 – изодинамы; 3 – тектонические поднятия (красный контур): а) Истринское, б) Пушкинское, в) Дмитровское; 4 – тектонические нарушения по данным сейсмического зондирования.

При этом осевой линеамент делит впадину на две части: северо-западную и юго-восточную. Юго-восточная часть как бы сдвинута по отношению к северо-западной примерно на 0,5 – 0,7 км в южном направлении, что указывает на правосторонний сдвиг (рис.21).

В условиях равнинных территорий тектонические нарушения перекрыты чехлом осадочных отложений и обнаружить их можно по косвенным, как правило, геоморфологическим признакам: поведению гидросети, рисунку горизонталей рельефа, изменению уклонов поверхностей рельефа и др. В таком случае они называются скрытыми тектоническими нарушениями (СТН) (рис.22).

Неотектоника – наука, изучающая тектонические дислокации земной коры за последние 30 млн. лет, которые совместно с экзогенными факторами и климатом сформировали современный рельеф Земли.

Одним из методов изучения новейших дислокаций является структурно-геоморфологический анализ, предполагающий дешифрирование топографических карт, аэро- и космоснимков, а также построение и интерпретацию геолого-геоморфологических профилей. Использование этого метода в равнинных районах, где перепады абсолютных отметок рельефа малы, встречается с определенными трудностями. Главными критериями для выявления новейших структур являются эрозионная сеть, изменение абсолютных отметок рельефа и конфигурации его горизонталей. Гидросеть часто использует зоны разрывов, трещиноватости, дробления и повышенной проницаемости пород, которые можно интерпретировать как «слабые зоны». Термин был введён известным отечественным геоморфологом, профессором геологического факультета Московского университета Н.П. Костенко (1915 – 2005), а сама методика описана в её учебнике «Геоморфология» (1999). Эти зоны являются результатом избирательного процесса линейной и склоновой денудации и контролируют границы новейших структурных форм. Маркерами слабых зон служат речные долины и их притоки, овраги, седловины и др. Однако следует помнить, что речная сеть разрабатывает не только новейшие, но и древние разрывы и трещины, а речные долины приурочены к слабым зонам избирательно, т.е. фрагментарно. Степень достоверности выявленных слабых зон повышается при комплексном использовании перечисленных геоморфологических признаков и увязке полученной информации по топографической карте, а в последнее время по радарным космическим снимкам, с геоморфологическими профилями. Интерпретация профилей позволяет перевести некоторые слабые зоны в ранг новейших разрывов и оценить амплитуды смещения по ним.

Структурно-геоморфологические исследования подразумевают и натурные (природные) наблюдения, а также сопоставление полученных данных с глубинными структурными срезами: картами дочетвертичных отложений, структурными картами каменноугольных, девонских отложений, а также фундамента.

Применение этого метода позволило выявить новейшие поднятия, обрамляющие Чашниковскую впадину, а также вписать их в общий новейший структурный план территории, прилегающей к району практики.

Чашниковская впадина располагается в пределах обширного субширотного Московско-Дмитровского поднятия, которое было выделено ранее В.И. Макаровым (Макаров,1997). Западным ограничением поднятия служит долина р. Руза, восточным обрамлением - долина р. Нерль. Северная граница этой структуры совпадает с фрагментом долины р. Малая Сестра на западе (северо-восточнее н.п. Теряево), далее на восток она следует вдоль долины р. Озёрная, огибая с севера г. Клин, восточнее поднимаясь к северу до широтного отрезка р. Дубны и её притока Сулать. На северо-востоке поднятие оконтуривается долиной р. Игобла, проходя южнее Плещеева озера в районе Переславля-Залесского. Южная граница проходит вдоль долин рек Клязьма (от Владимира до Химок) и р. Москва (западнее г. Химки) (рис. 23).

 В пределах Московско-Дмитровского поднятия выделяются структуры более низкого ранга: частные поднятия и впадины, одной из которых и является и Чашниковская впадина, окружённая со всех сторон частными поднятиями. Одно из них – Льяловское – приурочено к левому берегу долины р. Клязьмы и прослеживается от д. Радомли на севере и далее на юго-восток. Другое – Алабушевское – обрамляет Чашниковскую впадину с запада и является частью обширного изометричного Истринского поднятия с максимальными абсолютными отметками рельефа 250 м (рис.24). 

В геоморфологическом отношении эти поднятия представляют собой южные отроги Клинско-Дмитровской гряды с абсолютными отметками рельефа 227 – 250 м.

На геоморфологичеком профиле видны смещения одновозрастных поверхностей, сложенных гляциальными (g II ms) и флювиогляциальными (f II ms) отложениями московского горизонта (рис. 25). 

Признаки новейших поднятий можно наблюдать в маршрутах, проходящих по территории практики. К ним относятся антецедентный характер долины р. Клязьма в районах дер. Радомля на северо-западе Чашниковской впадины и наукограда Менделеево; изменения ширины её поймы, характера меандрирования русла, высот и типов террас. В области развивающихся поднятий пойма р. Клязьма резко сужается, её русло вытягивается в линию. Аккумулятивный тип первой террасы р. Клязьма в центральной

Линия профиля на рис. 24. Красными прерывистыми линиями показаны малоамплитудные разрывные нарушения.

части впадины сменяется эрозионно-аккумулятивным в районе наукограда Менделеево, где возрастают высоты всех трёх террас р. Клязьма. Сопоставление новейших поднятий и древних дочетвертичных структур показало хорошее соответствие. Поднятие, обрамляющее Чашниковскую впадину с северо-востока (Льяловское), и сама впадина наследует дочетвертичный рельеф. Истринское поднятие, расположенное юго-западнее Чашниковской впадины, прослеживается в дочетвертичных отложениях (меловых) и в более древних структурных планах, построенных по кровле каменноугольных, девонских отложений, и является отражением в рельефе так называемого Рузского выступа фундамента. Следует заметить, что точного копирования контуров древних структур новейшими нет, но в целом наибольшие отметки дочетвертичного рельефа соответствуют новейшим поднятиям (рис. 26).

Новейшие поднятия и сама Чашниковская впадина нарушены слабыми зонами (разрывов, трешиноватости, дробления пород) северо-восточного, северо-западного, субмеридионального и субширотного простирания. Эти слабые зоны отражают в рельефе структурные геологические неоднородности земной коры и являются своеобразными проводниками глубинной дегазации Земли на ее поверхность.

Существует методика, позволяющая улавливать эти глубинные газовые струи, в состав которых входят водород, гелий, азот, метан, а также продукты их окисления: вода и углекислый газ. Повышенная концентрация этих газов фиксируется в наиболее проницаемых участках земной коры, т.е. в зонах разломов и повышенной трещиноватости. Для выявления таких проницаемых участков земной коры (зон разломов, трещиноватости) в районе практики измерялись концентрации водорода в почвенном слое с помощью прибора – «Водородный сигнализатор геофизический ВСГ-02». Замеры проводились на участках предполагаемых зон разломов, установленных с помощью структурно-геоморфологического дешифрирования аэро-  и космоснимков, топографических карт разного масштаба и радарных изображений.  В результате были выявлены наиболее проницаемые участки, приуроченные к слабым зонам (разрывам, зонам трещиноватости пород) субширотного, субмеридионального и северо-восточного простирания, нарушающим новейшую структуру Чашниковской впадины (рис. 27).

Слабые зоны северо-восточного простирания, пересекающие впадину в районе н.п. Дурыкино, пос.Чашниково, с. Никольское, по-видимому, являются отражением на поверхности протяженной разломной зоны фундамента (рис. 19).

Новейшие структуры района практики испытывают и современные тектонические движения, на что указывают данные космической геодезии, полученные в последние годы на GPS станциях, расположенных в Менделеево. Согласно этим данным, за период с 1995 – 2003 гг. происходили знакопеременные вертикальные движения этой территории. За период 1995 – 2003 гг. средняя скорость вертикальных движений составила − 9,584 ±0,54 мм / год, а за 2003 – 2004 гг. она равнялась +1,066 ± 0,199 мм / год. Таким образом, данные инструментальных наблюдений подтверждают активизацию тектонических процессов в районе практики.