Диссертация: Рельефообразование и литогенез в зоне хозяйственного освоения Станового нагорья

Актуальность темы, цель и задачи исследования Становое нагорье – система хребтов и рифтовых впадин на севере Забайкалья – характеризуется сложным геолого-тектоническим строением, разнообразным и разновысотным рельефом, суровым климатом, паводковым режимом стока, неоднородными мерзлотными условиями. Современные процессы рельефообразования и литогенеза представляют собой серьезную угрозу безопасному функционированию объектов хозяйственной (прежде всего, транспортной) инфраструктуры. Рельеф - также и аттрактивный ресурс территории, определяющий ее привлекательность для рекреации и туризма (Бредихин, 2010). Все это определяет необходимость оценки геоморфологических условий освоения территории с двух противоположных позиций: 1) оценка благоприятности условий для строительства и безаварийной эксплуатации инженерных сооружений; 2) оценка привлекательности рельефа для рекреационно-туристической деятельности.
Таким образом, целью работы является комплексная геоморфологическая характеристика Станового нагорья в связи с решением задач его хозяйственного освоения.
Для реализации поставленной цели решались следующие задачи: -Анализ основных видов существующего и перспективного освоения территории, определение «геоморфологических ориентиров» и ограничений для разных видов деятельности, а также типов пространственных отношений между рельефом и его хозяйственным использованием; -Описание геологических и морфотектонических условий хозяйственного освоения; -Восстановление палеогеографической обстановки в рифтовых котловинах и их горном обрамлении в плейстоцене. Выявление роли предшествующих обстановок морфолитогенеза в формировании рельефа и рыхлых отложений; -Характеристика современного морфолитогенеза в разных геоморфологических обстановках, а также выявление процессов, затрудняющих хозяйственное освоение; -Оценка геоморфологических условий для разных типов хоз. использования.
Защищаемые положения 1. Становое нагорье представляет собой сложное сводовое поднятие, центральным звеном которого являются рифтогенные структуры осевых межгорных впадин. По морфотектоническим особенностям сводовое поднятие может быть разделено на три крупные зоны: осевую и две периферийные; зоны, в свою очередь, подразделяются на подзоны, области и районы. Напряжённость геодинамической, в т.ч. сейсмической, обстановки убывает при удалении от оси сводового поднятия, достигая максимума в межвпадинных перемычках, к которым в основном и приурочены очаги сильных землетрясений. 2. Рельеф и рыхлые отложения днищ межгорных впадин сформированы при сменах режимов морфолитогенеза в позднем плейстоцене и голоцене. Арена современного хозяйственного освоения охватывает массивы водно-ледниковой аккумуляции, сформировавшиеся на дне ледниково-подпрудных озер в конце последнего ледникового максимума около 20-12 т.л.н., что подтверждается серией новых датировок. В результате катастрофических смен режимов морфолитогенеза с озерного на современный суходольный - в ходе Чарского и Витимского гляциальных суперпаводков - произошла существенная трансформация рельефа. 3. Основными факторами, определяющими структуру горных геоморфологических ландшафтов, являются клавишная тектоника и интенсивность последнего оледенения. Сопряженный анализ высоты морфотектонических блоков и характера оледенения хребтов позволяет разделить территорию на несколько областей, с пятью главными типами рельефа: гольцовым, эрозионно-гольцовым, экзарационно-гольцовым, гольцовоальпинотипным, альпинотипным (в т.ч. сейсмо-альпинотипным). Для каждого из них характерен парагенетический набор процессов морфолитогенеза в системе «вершинная поверхность-склоны-днища». 4. Условия интенсивного освоения Станового нагорья зависят как от морфотектонической позиции, так и от активности современных процессов: наименее благоприятны возвышенные межвпадинные перемычки, испытавшие оледенение; напротив, обширные высокие террасы в главных котловинах вполне благоприятны для освоения. Условия щадящего освоения зависят от аттрактивности рельефа для туризма, которая определяется геоморфологическим разнообразием: наиболее привлекательны горные массивы с альпинотипным рельефом (Кодар, Южно-Муйский хребет); во впадинах ориентирами для туризма выступают геоморфологические памятники (например, Чарские пески).
Район исследования Становое нагорье протянулось более чем на 700 км от северной оконечности Байкала до Токкинской впадины на востоке. Район исследования включает в себя наиболее крупные котловины восточного фланга Байкальской рифтовой зоны (Чарскую и Муйскую), их горное обрамление, а также небольшие внутригорные впадины-сателлиты (Куандинскую, Верхнекаларскую и др.). В определении границ исследования заложены эволюционный и тектонический принципы. Особое внимание к Чарской и Муйской котловинам объясняется особенностями эволюции их рельефа – наличием длительных озерных этапов, что и отличает их от «соседей». Южная и северная границы сводового поднятия прослежены в ходе тектоногидрографического анализа. Главной долиной к югу от осевой зоны рифта, имеющей субширотное (западное) направление течения, является долина р. Калар (по ней и проведена граница). Северная граница сводового поднятия - менее четкая; она трассируется по субширотным отрезкам долин р. Нерпинка, р. Амалык (притоки Витима) и на крайнем северо-востоке - по границам Торской впадины.
Фактический материал, методы исследования и личный вклад автора В работе использованы собственные полевые данные – маршрутные наблюдения рельефа и современных процессов, а также описания разрезов, полученные в Чарской (2010, 2012 гг.) и Муйской (2011, 2012 гг.) впадинах, на территории ГПЗ «Витимский» (2011, 2012) – рис. 2. Для восстановления границ и типа последнего оледенения, а также для датировки катастрофических смен типов морфолитогенеза в ходе полевых работ проводился отбор образцов с целью определения абсолютного возраста методами оптически стимулированной люминесценции (OSL) и космогенных изотопов 10Ве. Аналитические и лабораторные исследования части образцов 10Ве проводились при личном участии автора в GFZ Helmholtz-Zentrum Potsdam (Потсдам, Германия). Для составления итоговых (авторских) графических материалов, посвященных морфотектоническому зонированию, типизации рельефа и процессов современного морфолитогенеза, а также оценке условий освоения были использованы топографические карты различного масштаба, космические снимки, цифровая модель рельефа (ЦМР - Aster GDEM) и др. (в т.ч. опубликованные) материалы. Сбор пространственно распределенных данных и их итоговая обработка происходила с использованием ГИС в программном пакете QuantumGIS (QGIS) 2.16.1.
Научная новизна Составлены модели блокового строения Станового нагорья, позволяющие типизировать рельеф с учётом относительных скоростей вертикальных движений и провести зонирование по морфотектоническому принципу, который во многом определяет геоморфологические опасности хозяйственного освоения. Данные полевых наблюдений и применение современных методов абсолютного датирования (космогенный изотоп 10Be) в совокупности с анализом материалов предшествовавших исследований стали основой реконструкции границ распространения последнего оледенения, детализации хронологии и механизмов образования и спуска ледниковоподпрудных палеоозер в позднем плейстоцене. Изучение литературных материалов и полевые исследования позволили систематизировать данные о процессах современного морфолитогенеза во впадинах и в их горном обрамлении. При этом для горных районов была проведена типизация территории, основанная на сопряженном анализе морфотектонического строения и плейстоценовой эволюции рельефа. На основе комплекса проведенных исследований в работе сформулирован подход к оценке геоморфологических условий освоения, базирующийся на всестороннем изучении процессов морфолитогенеза, который включает в себя морфотектонический и палеогео-графический анализы, наряду с характеристикой современных процессов и типов хозяйственного использования рельефа территории.
Практическая значимость Практическая значимость работы определяется фундаментально-прикладным характером диссертационного исследования в целом и прикладной направленностью заключительной главы, посвященной возможности дальнейшего освоения территории. Оценка геоморфологических условий хозяйственного использования территории Станового нагорья необходима для перспективного планирования, определения рисков при освоении новых площадей и обоснования границ проектируемых ООПТ. Предложенная в работе структура и схема комплексной оценки пригодности условий для ведения различных типов хозяйственной деятельности может быть использована органами местного самоуправления, региональными и федеральными властями для принятия ответственных решений в области рационального природопользования.
Степень достоверности и апробация результатов исследования По теме диссертации в рамках ее фундаментальной части опубликовано 3 статьи в рецензируемых научных изданиях из списка ВАК, 1 из которых - в зарубежном журнале. Результаты работ также были представлены на 7 научных конференциях, на 4 из которых автор выступал в качестве основного докладчика.
Структура и объем Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения и списка литературы. Объем работы составляет 166 страниц. Список литературы включает в себя 164 наименования, в том числе 17 на иностранных языках. В главах диссертации последовательно излагаются суть и результаты проведенных исследований.