CC BY
69
УДК 911.2
Петрищев В.П.1,2, Норейка С.Ю.1 , Петрищева Н.В.1, Ахмеденов К.М.3
1 Оренбургский государственный университет 2 Институт степи УрО РАН 3Западно-Казахстанский аграрно-технический университет им. Жангир-хана
E-mail: [email protected]
ОСОБЕННОСТИ КОМПОНЕНТОВ ЛАНДШАФТНЫХ ГЕОСИСТЕМ СОЛЯНОКУПОЛЬНОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ ЗАПАДНОЙ ЧАСТИ ПРИКАСПИЙСКОЙ ВПАДИНЫ
Прикаспийская впадина является крупнейшей в мире областью развития солянокупольных структур. Своды соляных поднятий, общее число которых в регионе достигает 3000, образуют сложную ламинарную структуру, обусловленную перетеканием соли под давлением вышележащих пород из нижних тектонических этажей в верхние. Разнообразие соляных куполов делает данный регион в удобный полигон для изучения проявления процессов соляной тектоники в структуре ландшафтов. Активность солянокупольных процессов ускоряет межкомпонентное взаимодействие, что позволяет оценить их значение в формировании природных комплексов в общей теории ландшафтогенеза. В статье исследуются слабоизученные ландшафты солянокупольного происхождения западной части Прикаспийской впадины - Индерский купол, купола Аралсор, Биш-Чохо и Малое Богдо (Урпек). В качестве форм выражения соляных структур в ландшафтных комплексах интерес представляют геоморфологические проявления соляных куполов в западной части Прикаспийской впадины, формирование гипсовых гряд на основе разрушенных гипсовых кепроков, может означать особое происхождение напрямую не зависящее от проявления соляного текто-генеза. Специфические свойства родников Индерского купола представляют особый интерес, заключающийся в характере выхода вод, не свойственное для данной территории. Геохимические особенности почв заключаются в их рассолении на Индерской карстовой возвышенности, ведущие к образованию литоморфных почв.
Геоморфологические исследования объектов, затронутые в статье, проводились в полевых условиях, с последующей камеральной обработкой накопленного материала и сопоставление его с имеющимися источниками, затрагивающие изучение геоморфологии территории. Изучение химического состава родников Индера проводилось на основании лабораторных заключений отобранных проб воды в ходе экспедиции. Почвенные исследование, выполнялись по классическому способу закладки почвенной катены, а также в ходе лабораторных испытаний.
Геоморфологические исследования морфоскульптурных форм указывают на то, что ландшафты солянокупольного происхождения не всегда связаны с особенностями проявления соляной тектоники.
Родниковые аномалии заключаются в высокой минерализации и концентрации хлоридов и сульфатов, а также в дифференциации родников.
В почвенном покрове солянокупольных ландшафтов Прикаспийской впадины отмечаются процессы, связанные с образованием литоморфных почв.
Результат полученных данных показывает, что наряду с высокоминерализованными и высоко-дебитными выходами подземных вод важное ландшафтообразующее значение имеют родники, связанные с сульфатно-галогенной толщей кепрока.
Ключевые слова: Прикаспийская впадина, ландшафт, геосистема, солянокупольная тектоника.
Закономерности формирования ландшафтов под воздействием длительно текущих тектонических процессов относятся к числу наименее исследованных проблем физической географии и ландшафтоведения. Соляная тектоника является одним вариантов псевдотектогенеза и обладает важной особенностью - прорывая надсоле-вые породы, соляные купола трансформируют ландшафтные комплексы, активизируя разноуровневые взаимодействия за счет включения в процесс ландшафтогенеза в первую очередь соляного ядра [9], [10]. В результате изменения компонентов ландшафта происходит преобразование их свойств, некоторые из которых при-
обретает черты уникальности [4], [5]. В данной статье изложены результаты изучения аномальных свойств выходов подземных вод, связанных с водоносными комплексами солянокупольных структур, и трансформации почвенного покрова в результате процесса рассоления и карстообра-зования [6]-[8].
Уникальные свойства родников и геохимические особенности почв солянокупольных геосистем являются основой для научного обоснования организации охраняемых природных территорий [11]. Практическое значение статьи заключается в возможности использования ее материалов при научном обосновании форми-
рования национального парка «Индер» на территории Западно-Казахстанской и Атырауской областей Республики Казахстан.
Прикаспийская низменность относится к числу крупнейших мировых регионов, где воздействие соляной тектоники на ландшафтную структуру, проявляется наиболее ярко [2]. Наряду с имеющими мировую известность ландшафтными феноменами солянокупольного происхождения в Иране, США, Израиле, Испании, Украине, наиболее крупными геосистемами данной категории являются ландшафты соляных куполов-гигантов Прикаспийской равнины - Богдинско-Баскунчакский, Индерский, Эльтонский, Шалкарский и Аралсорский районы солянокупольных ландшафтов [13], [15]. Совместные российско-казахстанские экспедиции в 2012-2014 гг. (рис. 1) позволили собрать новые данные о формировании солянокупольных геосистем.
Материалы и методы исследования
Методической основой исследований стал анализ почвенно-геохимических особенностей элементов солянокупольного ландшафта, примененный на куполе Биш-Чохо и Арал-Сорском поднятии. Исследование Малобогдинского поднятия носило преимущественно рекогнос-
цировочныи характер, связанный с описанием особенностей проявления локальной морфо-структуры купола. Экспедиционные исследования береговой линии озера Индер были связаны с поиском гидрогеохимических аномалий - родниковых выходов рассолов, дренирующих над-солевые отложения.
При проведении исследований использовались возможности навигационно-карто-графического оборудования и программных средств. Для получения координатных данных использовался навигатор Garmin ETrex Vista, высотные отметки которого сопоставлялись и корректировались с данными радарной съемки SRTM. При обследовании родников и описании почвенных разрезов использовались классические подходы гидрогеологических и почвенных исследований. Для химического анализа проб родников и почвенных горизонтов использовались скорректированные данные двух сертифицированных лабораторий - НПП «Гипрозем» (Комплекс анализов по водной вытяжке выполнялся по ГОСТ от 26423-85 по 26428-85) и Западно-Казахстанского аграрно-технического университета - Испытательный центр лаборатории по стандарту ИСО МЭК 17025. (Аттестат аккредитации N° KZ.H.09.0147 от 9 ноября 2011 г.).
Рисунок 1. Схема района исследования
Результаты исследования
Для солянокупольных геосистем Прикаспийской низменности характерна ярко выраженная геохимическая контрастность между парагенетическими сопряжениями в пределах ландшафтных катен «область рассоления (гипсовый кепрок) - область аккумуляции (соляные озера, соры)».
В ходе российско-казахстанских экспедиций проведены исследования солянокупольных ландшафтов по трем направлениям:
1) изучение химического состава родников Индерского солянокупольного поднятия и сравнение их с родниками других физико-географических провинций Западного Казахстана (рис. 2);
2) изучение почв Индерских гор (группа эрозионно-карстовых гряд к северу от озера Индер);
3) исследование форм геоморфологического проявления солянокупольных структур.
В результате экспедиционных исследований обследованы два родниковых урочища на побережье озера Индер - Тилепбулак и Аще-
тузбулак (рис. 3), формирование питающих водоносных комплексов которых связано с галогенно-сульфатной толщей Индерской соляной структуры.
Родник Тилепбулак (дебит более 5 л/с, минерализация 111,6 г/л) является наиболее крупным выходом подземных вод в бассейне озера Индер. Химический состав воды родника приводится в таблице 1. Около родника множество (около 100) выкопанных земляных ванн. Они активно используются местными жителями и приезжими для бальнеологических процедур в качестве альтернативной медицины.
Важной составляющей проведенных экспедиционных исследований стало изучение почвенного разнообразия Индерского соляно-купольного ландшафтного района. Одной из задач было изучение почв Индерского карстового поля. Карстовые процессы, несмотря на сравнительно низкое атмосферное увлажнение Западного Казахстана, достаточно широко распространены благодаря формированию разнообразных карстующих пород, в т. ч. эвапоритов
[10], [14].
Рисунок 2. Сравнение среднего химического состава, минерализации и гипсометрического положения родников, расположенных в пределах солянокупольных и зональных ландшафтов
Таблица 1. Химический состав воды в роднике Тилепбулак
Единицы измерения С1 - SO4 2- НСО3- Ыа+ Mg 2+ Са2+
мг/л 64000 4135 287 41658,8 307,2 1200
мг-экв./л 1805,4 86,09 4,7 1812,04 25,27 59,88
мг-экв. % 95 5 0 96 1 3
В геоморфологическом проявлении солянокупольных процессов выявлено формирование характерных для Индерских гор гипсовых гряд («кургантау») также и для возвышенности Биш-Чохо. Очевидно, данный рельеф соответствует частично разрушенному гипсовому кепроку, фрагменты напластования которого выражены подобными морфоскульптурными формами [12]. Несколько иное проявление на поверхности связано с Малобогдинским поднятием (купол Урпек). Здесь гипсовый кепрок представлен одной, но резко возвышающейся над поверхностью грядой (г. Малое Богдо). Окраины поднятия также оконтурены слабо выраженными грядами. Центральная часть представляет собой котловину с крупным солончаком. Налицо формирование кольцевой локальной мофроструктуры, характерной для бортовых зон Прикаспийской впадины [1], [3].
Обсуждение
Изучение химического состава минеральных родников Индерского солянокупольного района показало, что, несмотря на простой химический состав (резкое преобладание хлорида натрия) и высокую минерализацию, они не столь однообразны (табл. 1). Были выделены две группы родников - 1) родники с высокой ми-
нерализаций (более 100 г/л), высоким дебитом (более 1 л/с), выходящие у подножья сорового уступа озера Индер (эталон - родник Тилепбу-лак) и связанные с соляным зеркалом; 2) родники с значительной минерализаций (10-20 г/л), сравнительно малодебитные (0,1-0,5 л/с), дренирующие толщу кепрока с линзами галита в пределах Индерских гор (эталон - родник Ащетузбулак).
Следует отметить, что родники солянокупольных геосистем, не связанные непосредственно с эвапоритовыми отложениями, как например родник Сарыомир у подножья горы Сасай, также существенно отличаются от прочих выходов подземных вод, т. к. связаны с выходами за счет солянокупольных деформаций стратиграфических комплексов, не свойственных данной территории.
Изучение почв проводилось на основе ранее разработанной ландшафтной катены с целью ее дальнейшего уточнения, для этого в 2014 году было заложено 6 почвенных разрезов (рис. 4) [14].
Были исследованы почвы одной из непогло-щающих карстовых воронок северо-восточной части Индерского карстового поля, приозерной террасы и поймы озера Индер у северозападного берега. Почвенные разрезы на кар-
Рисунок 3. Схема размещения ключевых точек исследования летом 2014 года в Индерском солянокупольном ландшафтном районе
стовом поле включали 1 контрольный ^ 14-1), расположенный в пределах приподнятой и отпрепарированной эрозионными и карстовыми процессами хвалынской террасы.
Три разреза ^ 14-2, 3, 4) описывают как локальные особенности формирования почв карстовой воронки, так и являются почвенными эталонами редких для Прикаспийской низменности литоморфных почв на закарстованных гипсах (рис. 5).
Один разрез ^ 14-5) также является контрольным (фоновым) и размещен на позднех-валынской террасе над соровым уступом озера Индер. Разрез R 14-6 расположен в пределах озерной поймы Индера и характеризует особенности сорового почвообразования, являясь также эталонным для Западного Казахстана.
Анализ катионно-анионного состава почв педокатены карстового поля показал, что:
1) карстовые воронки играют дренирующую роль для почв Индерской эрозионно-карстовой возвышенности, основу которых (более 2/3 площади) составляют различные солонцы с преобладанием глубоких и средних;
2) на Индерской возвышенности широко распространены (73 площади возвышенности)
различные варианты смытых и неполноразви-тых почв со следами погребенных горизонтов в карстовых котловинах и воронках;
3) процессы солянокупольного подъема повлияли на рассоление почв, что прослеживается как на наличии глубоких солонцовых горизонтов (глубина 50-60 см) на приозерных террасах, так и широком развитии эрозионных процессов и карста;
4) на основе анализа почв можно предположить солянокупольное происхождение высоких соровых уступов (до 20 м высотой) вокруг озера Индер.
Выводы
Полученные данные позволяют уточнить концепцию солянокупольного ландшафтоге-неза Прикаспийской впадины. В частности, формирование ландшафтов солянокупольного происхождения не всегда связано исключительно с особенностями проявления соляной тектоники.
Региональными особенностями ландшаф-тогенеза является то, что геоморфологическая форма проявления кольцевых структур соляных куполов с неясными очертаниями указывает на
Рисунок 4. Схема почвенной катены на Индерском карстовом поле с показателями абсолютных отметок рельефа
Рисунок 5. Катионно-анионный состав почв педокатены Индерского карстового поля
палеокарстовое проявление бортовой зоны Прикаспийской впадины.
Гидрологические аномалии и почвенное разнообразие Индерского солянокупольно-го ландшафта свидетельствуют об особом, не свойственном для данной территории происхождении и значительных отличиях его по сравнению с ландшафтами Прикаспийский низменности. Вовлечение соляных диапиров Индерского района в сферу действия ландшаф-тообразующих факторов приводит к резкому усложнению межкомпонентных взаимодействий и структуры ландшафта, индикаторами чего являются изученные природные объекты. Родниковые аномалии заключаются как в высо-
кой минерализации и концентрации хлоридов и сульфатов, так и в дифференциации родников, дренирующих зону контакта соляного ядра с подсолевыми породами («соляное зеркало») и родников, связанных с сульфатно-галогенными отложениями (кепрок).
Специфика почвенного покрова заключается в развитии крупных контуров литоморфных почв, не встречающихся более нигде в ландшафтах Прикаспийской впадины. Почвы транс-грессионных отложений Прикаспия, как правило, сильно засоленные, в пределах активно поднимающихся соляных структур испытывает рассоление, приближаясь по своим свойствам к почвам полупустынной и степной зоны.
10.05.2015
Исследования выполнены при поддержке грантов: РФФИ № 14-05-20020 «Мировое разнообразие ландшафтов солянокупольного происхождения: особенности формирования, проблемы охраны и рационального использования» и Министерства образования и науки Республики Казахстан № 4036/ГФ4 «Анализ социально-экономической значимости ландшафтов солянокупольного происхождения для Республики Казахстан»
Список литературы:
1 Ахмеденов К.М., Петрищев В.П., Искалиев Д.Ж. Карст и псевдокарст в Западном Казахстане // Труды университета. - Кара-
ганда, 2013. - № 1. - С. 50-54.
2 Аристархова Л.Б., Медведева Н.К. Опыт выявления особенностей тектоники погребенных солянокупольных поднятий на тер-
ритории Прикаспийской низменности. // В сб.: Геоморфологические исследования. - М., изд-во МГУ, 1965. - С. 261-274.
3 Головачев И.В. Карст и пещеры Северного Прикаспия. Астрахань: Изд.дом «Астраханский университет», 2010. - 215 с.
4 Жуков М.М. Плиоценовая и четвертичная история севера Прикаспийской впадины // М.: Изд.-во АН СССР, 1945. - 236 с.
5 Журавлев В.С. Геоморфологические признаки вдавленных компенсационных мульд Прикаспийской впадины. Геоморфологический анализ при геологических исследованиях в Прикаспийской впадине (методы и результаты исследований) / Под ред. Л.Б.Аристарховой. - М.: Изд-во МГУ, 1968. - C. 77-86.
6 Ковда В.А. Почвы Прикаспийской низменности (северо-восточной части) // Науч. отчет о результатах исследований, проведенных в 1932-1938 гг. - М.: Изд-во АН СССР, 1950. - 254 с.
7 Ковда В.А. Процессы современного соленакопления (галогенеза) в почвах и водах // Почвоведение. - М., 1947. - №11. - С. 675-679.
8 Николаев В.А., Копыл И.В., Пичугина Н.В. Ландшафтный феномен солянокупольной тектоники в полупустынном Приэль-тонье. // Вестн. Моск. ун-та. - М., 1998. - № 2. - С. 35-39.
9 Петрищев В.П. Ландшафты соляных куполов. - Saarbrücken, Germany: LAP LAMBERT Academic Publishing, 2012. - 516 с.
10 Петрищев В.П. Солянокупольный ландшафтогенез: особенности морфоструктурной организации геосистем и их техногенная трансформация. -Екатеринбург: УрО РАН, 2011. - 310 с.
11 Цапина Н.Л. Оптимизация особо охраняемых природных территорий в окрестностях озера Баскунчак. // Проблемы региональной экологии. - М., 2010. - № 1. - С. 118-123.
12 Яцкевич З.В. Материалы к изучению карста Индерского поднятия // Известия государственного географического общества. М., 1937. - № 6. - С. 937-955.
13 Bruthans J., Zeman O. Factors controlling exokarst morphology and sediment transport through caves: comparison of carbonate and salt karst // Ljubljana: Acta Carsologica, 2003. - P. 83-89.
14 The Formation Features of Landscapes in the Inderskii Salt-Dome Area (Precaspian Hollow) / V.P. Petrishchev, A.A. Chibilev, K.M. Akhmedenov, S.K. Ramazanov // Geography and natural resources. - 2011. - № 2. - P. 146-151.
15 Warren J. Evaporites: Sediments, Resources and Hydrocarbons // Berlin Heidelberg: Springer-Verlag, 2006. - 1036 p.
Сведения об авторах:
Петрищев Вадим Павлович, заведующий кафедрой городского кадастра Оренбургского государственного университета, доктор географических наук, доцент, 25.00.23
Норейка Стасис Юозович, студент кафедры географии и регионоведения Оренбургского государственного университета, 25.00.23
Петрищева Наталья Валентиновна, старший преподаватель кафедры геологии, кандидат географических наук, 25.00.36 460018, г Оренбург, пр-т Победы, 13, ауд. 3246, тел.: (3532) 372522, e-mail: [email protected]
Ахмеденов Кажмурат Максутович, директор НИИ Западно-Казахстанского агро-технического университета им. Жангир-хана, кандидат географических наук, 25.00.36
