CC BY
21
УДК 551.79 (470.324)
Н.В. Макарова1. В.М. Макеев2, Т.В. Суханова3, А.Г. Дорожко4, И.В. Коробова5, Е.А. Карфидова6
НОВЕЙШАЯ ТЕКТОНИКА И ГЕОДИНАМИКА ЮГО-ЗАПАДНОГО КРЫЛА ВОРОНЕЖСКОЙ АНТЕКЛИЗЫ
Рассмотрены новейшие структуры, развитые на юго-западном склоне Воронежской анте-клизы, — очень пологие изгибы положительной (поднятия) и отрицательной (прогибы) формы, проявленные в деформации подошвы новейшей полтавской свиты. Для структур характерна ярко выраженная асимметрия, при которой северные склоны пологие, а южные крутые. При определении геодинамических условий формирования структур исследованы линеаменты и трещиноватость пород. Сеймский прогиб рассматривается как геодинамически активная зона, разделяющая две области, в которых структуры формируются под действием сил разной природы.
Ключевые слова: новейшие структуры, прогибы, поднятия, геодинамика, линеаменты, напряжение.
The article is devoted to the neotectonic structures which are developing at the south-west Voronezh anteclise slope (side). It is shown that they are the gentle broad warping asymmetrical structures. They prove by the deformation of the Poltavsky series base. Lineaments and fissures are used for definition of geodynamic conditions. Seim depression is considered as a geodynamic active zone. It divides two regions, in which the structures are forming by different source forces.
Key words: neotectonic structures, depressions, uplifts, geodynamics, lineaments, stress.
Введение. Вопрос о происхождении и типах новейших платформенных структур остается актуальным до настоящего времени. Несмотря на незначительные амплитуду и пространственные градиенты их изменений, новейшие структуры существенно влияют на геологическую среду. Они активизируют экзогенные процессы, в том числе эрозию и аккумуляцию, ширину и глубину эрозионных врезов в долинах рек, изменяют гидрогеологические и инженерно-геологические условия территорий. Поэтому изучение новейших структур, прогнозирование их развития является обязательным при хозяйственном освоении территорий.
Район исследования находится на юго-западном склоне Среднерусской возвышенности, структурно представляющем юго-западное крыло Воронежской антеклизы (Восточно-Европейская платформа). Новейшая тектоника этой территории рассмотрена в ряде работ, однако детальные исследования не проводились. Г.И. Раскатов [Раскатов, 1967, 1969], выделивший основные новейшие структуры, считал их отражением блоковых структур фундамента и палеозойского чехла. Дальнейшее развитие пред-
ставления о штамповом характере новейших структур отражено в работах А.И. Трегуба [Трегуб, 2002, 2005]. Им выделены крупные мегаблоки меридионального простирания, а в их пределах — блоки разного ранга, имеющие причудливые очертания и границы. Эти границы он называет зонами динамического влияния разломов фундамента. В неоген-четвертичном структурно-вещественном комплексе эти зоны представляют собой прогибы, валы и смыкающиеся крылья флексур, а также комбинации этих форм.
Согласно другой точке зрения [Корчуганова и др., 2012], новейшие структуры Воронежской антеклизы представляют собой пологие изгибные деформации I ранга (по В.И. Макарову [1997]) (складки основания) и складки покрова, представленные сводами и валами высоких порядков. Образование этих структур связано с внутренними источниками тектонических сил. Границами новейших структур служат прогибы, заложенные в основном по зонам повышенной тре-щиноватости пород.
Методика исследований. При выделении и изучении новейших структур, помимо традиционного структурно-геоморфологического метода (дешифри-
1 Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова, геологический факультет, кафедра динамической геологии, доцент, канд. геол.-минерал. н.; e-mail: [email protected]
2 Институт геоэкологии РАН, заведующий лабораторией эндогенной геодинамики и новейшей тектоники, канд. геол.-минерал. н.; e-mail: [email protected]
3 Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова, геологический факультет, кафедра динамической геологии, доцент, канд. геол.-минерал. н.; e-mail: [email protected]
4 Институт геоэкологии РАН, лаборатория эндогенной геодинамики и новейшей тектоники, науч. с., канд. геол.-минерал. н.; e-mail: [email protected]
5 Институт геоэкологии РАН, лаборатория эндогенной геодинамики и новейшей тектоники, мл. науч. с.; e-mail: [email protected]
6 Институт геоэкологии РАН, лаборатория геоинформатики, вед. науч. с., канд. геол.-минерал. н.; e-mail: [email protected]
рование топографических карт, аэро- и космосним-ков, построение цифровых моделей рельефа, выделение разновозрастных поверхностей выравнивания и др.), тщательно использованы данные бурения и геофизики, что позволило выявить деформации разных реперных горизонтов (подошвы новейших, в том числе четвертичных, отложений и более древних горизонтов), а также проанализированы линеаменты и трещиноватость разновозрастных пород, данные радоновой съемки и др. Трудность использования указанных выше различных реперных поверхностей заключается в широком развитии четвертичных лёссовых покровов, скрывающих практически все стратиграфические границы.
Основные новейшие структуры. На картах новейшей тектоники в масштабе 1:5 000 000 [Карта новейшей..., 1979, 1996] район исследования характеризуется относительно слабыми общими поднятиями, амплитуда которых за новейший этап достигла всего 250—260 м. Амплитуда, или размах рельефа, в настоящее время составляет 100—120 м при абсолютных отметках уреза русел основных рек (Сейм, Свапа, Псел) ~140 м. Новейшие отложения, помимо четвертичных, представлены континентальными свитами — полтавской позднеолигоцен-раннемиоценового возраста (Р3—Мх) и шапкинской, относящейся к раннему или позднему миоцену. Общая мощность этих свит составляет от ~20 м (реже з0 м) в южной части района до нескольких метров в северной. Гипсометрическое положение подошвы этих свит в современном рельефе использовано при определении амплитуд новейших тектонических движений и характера созданных ими структур.
В региональном плане в центральной и юго-западной частях Воронежской антеклизы выделяются две крупные кольцевые структуры, представляющие собой сводовые поднятия — Поныринское (ПН) и Обоянское (ОБ) (рис. 1). Их диаметр составляет ~120 км, а абсолютные отметки рельефа превышают 260—270 м. В них отчетливо выделяются радиальные и дуговые (концентрические) линеаменты, подчеркивающие изометричность структур и их секториаль-ное деление. Особенно это выражено у Обоянской структуры, центральная куполовидная часть которой оконтуривается кольцевыми линеаментами. Истоки основных рек приурочены к сводам этих структур, образующих в рельефе протяженный субмеридиональный водораздел между бассейнами Оки на западе и Дона на востоке. Речные потоки в большей или меньшей степени наследуют радиальные и дуговые линеаменты.
Поныринская и Обоянская структуры локализованы в пределах Щигровского докембрийского свода Воронежского кристаллического массива, где докембрийские образования подняты до абсолютной отметки +100 м. Согласно профилям ГСЗ [Литосфера., 2012], им отвечают овальные и изометричные формы с увеличенной мощностью земной коры.
Поныринское и Обоянское поднятия максимально приближены одно к другому и разделены Сеймским прогибом (СМ), который здесь сужен по сравнению с его западной частью. Восточнее г. Щигры к структурам примыкают меридиональные поднятия и прогибы, испытывающие влияние Окско-Донского прогиба, активно развивающегося на востоке. Западная граница радиально-концентрических структур морфологически выражена меньше, чем восточная. Здесь постепенно затухают концентрические линеаменты и появляются субширотные линейные поднятия — Конышевско-Курское и Сеймско-Пселское. Некоторые радиальные элементы, относящиеся к указанным кольцевым структурам, еще присутствуют в верховьях Свапского и Пселского прогибов, сопряженных с поднятиями, но в основном преобладают субмеридиональные и диагональные линеаменты.
Основные новейшие субширотные структуры развиваются на моноклинально падающих в юго-западном направлении породах чехла, представленных юрскими, меловыми и палеогеновыми отложениями, а также на структурах фундамента. Последние имеют северо-западное простирание, и новейшие структуры по отношению к ним несогласны. Поднятия состоят из менее крупных структур, разделенных прогибами 2-го порядка.
Свапский прогиб (СВ), частично совпадающий с Михайловским прогибом, по Г.И. Раскатову [1969], выполнен четвертичными аллювиальными отложениями, слагающими средне- и поздненеоплейсто-ценовые террасы и голоценовую пойму, развитые вдоль левого склона прогиба, что подчеркивает его асимметричное строение. В основании прогиба развиты верхнемеловые отложения. Ширина прогиба увеличивается с 2—4 км в верховьях р. Свапа почти до 18—20 км в ее низовьях. Здесь прогиб субмери-дионален. В прогибе подошва полтавской свиты полого опускается по его склонам с 240—250 до 230 м и вновь поднимается на сопряженных поднятиях до 240 м [Геологическая карта., 1967].
Пселский (ПС) прогиб на юге, к которому приурочены долины рек Псел и Нагость, также асимметричен — его северное крыло круче южного, на котором развит комплекс четвертичных террас. Ширина прогиба сокращается с 12—14 км в восточной части до 8—10 км в центральной. В начале четвертичного периода р. Псел еще текла на запад к долине р. Сейм. Однако в конце среднего—начале позднего неоплейстоцена рост западной переклинали Сеймско-Пселского поднятия нарушил сток р. Псел на запад, вследствие чего река повернула на юг к Днепровско-Донецкой впадине, образовав молодой антецедентный участок южнее пос. Суджа. Западная часть прогиба в настоящее время испытывает поднятие.
Конышевско-Курское поднятие (Кн-К) занимает междуречье Свапы и Сейма. Оно разделено долиной р. Прутище на два самостоятельных поднятия — бо-
Рис. 1. Региональные новейшие структуры, развитые на юго-западном крыле Воронежской антеклизы: 1 — новейшие структуры: основные: а — поднятия (Кн-К — Конышевско-Курское, С-П — Сеймско-Пселское, Щ — Щигровское), б — прогибы (СВ — Свапский, СМ — Сеймский, ПС — Пселский); 2 — локальные: а — поднятия, б — прогибы; 3 — основные линеаменты; 4 — район детального
исследования. Кольцевые структуры: ПН — Поныринская, ОБ — Обоянская
лее крупное северное Конышевское, находящееся в междуречье Прутища и Свапы, и меньшее по площади южное, собственно Курское, находящееся в междуречье Прутища и Сейма (рис. 2).
Конышевское поднятие (Кн) сложено верхнемеловыми сантонскими отложениями местами перекрытыми палеогеновыми и палеоген-неогеновыми. На фоне пологого падения меловых
Рис. 2. Новейшая тектоника междуречья Свапы и Псела: 1 — основные поднятия (а) и прогибы (б); 2 — локальные поднятия (а), прогибы (б); 3 — зоны повышенной мощности современного аллювия в Сеймском прогибе; 4 — участки локальных относительных поднятий (а) и прогибов (б); 5 — линеаментные зоны; 6 — зона погребенного Железногорского разлома; 7 — основные линеаменты; 8 — изогипсы подошвы полтавской или шапкинской свиты; 9 — направления действия сдвиговых напряжений; 10 — линия водораздела Курского поднятия.
пород на юго-запад наблюдаются отдельные небольшие складки. Поднятие асимметричное — его южный склон, сопряженный с Прутищенским прогибом, короче и круче северного, сопряженного со Свапским прогибом. Наибольшая абсолютная высота поднятия составляет около 260 м, в широкой осевой (водораздельной) части сохранились фрагменты наиболее высокой и древней среднемиоценовой эрозионно-денудационной поверхности. Западная периклиналь поднятия широкая, подчеркнута концентрическим развитием поздне- и средненеоплейстоценовых террас рек Прутище, Сейм и Свапа. Склон и осевая часть поднятия расчленены субмеридиональными балками (Вабля, Котилевка и др.), по которым выделены линеаменты. Конышевское поднятие находится над участком самого высокого залегания (+100 м) фундамента в пределах исследованного района.
Прутищенский прогиб (П) отделяет Конышев-ское поднятие от Курского. Он вытянут с юго-запада на северо-восток на 30—33 км. В этом направлении его ширина уменьшается с 6 км у устья р. Прутище до 1—2 км в ее верховьях, где он выклинивается. Вдоль прогиба выделена линеаментная зона. Врез р. Прутище в верховьях более глубокий, достигает отложений туронского яруса верхнего мела, тогда как в приустьевой части в основании прогиба вскрываются более молодые отложения коньякского яруса. Уменьшение вреза реки в западной части связано с подпруживанием долины Прутище Сеймом. Здесь мощность четвертичных отложений, выполняющих прогиб, увеличивается.
Прогиб выражен не только в рельефе, но и отрицательной деформацией подошвы полтавской свиты. Прогиб асимметричен — его северный склон (правый склон долины) крутой, подрезается р. Пру-тище, а южный, сопряженный с Курским поднятием, более пологий, с развитым комплексом средне-поздненеоплейстоценовых террас. Их поверхность полого наклонена к реке (рис. 3).
Курское поднятие (К) вытянуто с северо-востока на юго-запад на 50—60 км. В том же направлении абсолютная высота поднятия снижается с 260 до 200 м на периклинали, погружающейся под аллювий рек Прутище и Сейм; при этом ширина поднятия уменьшается с 20—25 км у Курска до 4—5 км у Льгова. Поднятие сложено отложениями преимущественно сантонского яруса (К280, во врезах речных долин обнажаются отложения туронского яруса, которые полого наклонены на юго-запад. Подошва полтавской свиты на правобережье Сейма находится на абсолютной высоте 240 м, к осевой части поднятия она постепенно повышается до 250 м, а на севере, к Прутищенскому прогибу, снижается до 230 м. Таким образом, в новейшей структуре Курское поднятие — асимметричный пологий изгиб. Его современная ось, подчеркнутая водораздельной линией, смещена на север. В связи с этим северный склон поднятия, сопряженный с Прутищенским прогибом, более ко-
роткий и пологий, а южный длинный, обрывается к долине Сейма, подрезающего его с образованием крутых уступов. Склоны поднятия имеют ступенчатое строение (рис. 2), что свидетельствует о неравномерном процессе воздымания. Здесь развиты средне-позднемиоценовые и плиоценовая эрозионно-денудационные поверхности выравнивания, перекрытые лёссами.
Южный склон поднятия расчленен многочисленными субмеридиональными балками и речными долинами (Курица, Тускарь и др.), по которым отчетливо выделяются линеаменты. По их морфологии — широким плоским днищам и крутым склонам — они, по всей вероятности, имеют раздвиговый характер. Таким образом, южный склон поднятия разделен на субмеридиональные водоразделы — пластины, однако это не блоки, так как их абсолютные высоты практически одинаковы. Южные ограничения этих пластин в рельефе выражены прямолинейными, кулисно подставляющими друг друга короткими линеаментами, возможно, это первые признаки развития сдвиговых напряжений.
Сеймский прогиб (СМ) протягивается в широтном направлении на 80—90 км от г. Курск на востоке до устья р. Свапа на западе. В этом же направлении прогиб расширяется с 8—10 до 15—16 км. Четвертичные отложения, выполняющие прогиб, представлены в основном аллювием р. Сейм и его притоков.
В новейшей структуре прогиб — эрозионно-тектоническая структура, пологий изгиб которой наследуется долиной р. Сейм. Прогиб устанавливается также по небольшим деформациям подошвы полтавской и шапкинской свит. Так, на востоке и западе на левобережье Сейма подошва полтавской свиты, по данным бурения, опускается на север с 220 до 200 м. На правобережье Сейма, уже на склоне Курского поднятия, она поднята до 240 м.
Прогиб несогласно наложен на структуры фундамента северо-западного простирания и мезозойские структуры, имеющие северо-восточное простирание. На востоке и западе в его основании выходят отложения туронского и коньякского ярусов верхнего мела, а в центральной части — более молодые отложения сантонского яруса (К281). Таким образом, в центральной части района на участке от г. Курчатов до г. Льгов прогиб наложен на ядро небольшой очень пологой синклинали (или пониженной ступени) в подошве сантонских отложений. В сантоне, судя по литологическому составу пород (мергели замещаются глинами в центральной части бассейна), здесь был неглубокий бассейн. Подошва турона здесь также немного понижена. Практически здесь же находится значительное понижение на поверхности фундамента, выполненное девонскими и нижнеюрскими отложениями [Геологическая., 1967].
В плиоцен-ранненеоплейстоценовое время прогиб углублялся, и в его центральной части возник довольно большой озерный бассейн с впадавшими
в него речками, о чем свидетельствуют озерно-аллювиальные отложения, сохранившиеся на обоих склонах долины Сейма (рис. 3). В четвертичное время в связи с общим поднятием территории осадки этого водоема были прорезаны Сеймом на глубину до 50 м. В настоящее время они полностью перекрыты лёссово-почвенными образованиями.
Сеймский прогиб асимметричен, его северное крыло, сопряженное с Курским поднятием, крутое, и граница фактически проводится в основании склона поднятия. Южное крыло пологое и длинное, наклонено к долине р. Сейм (рис. 3), здесь развиты речные эрозионно-аккумулятивные и аккумулятивные террасы. Русло Сейма с начала среднего неоплейстоцена мигрирует на север, возможно, не только в результате роста Реутско-Пселского поднятия, но и под действием ротационных сил, как и во всех речных долинах Восточно-Европейской платформы [Макарова и др., 2008]. Западнее Льгова прогиб расширяется, и в него сначала «впадает» Прутищенский прогиб, а затем Свапский. Еще западнее, за пределами описываемого района, прогиб, возможно, продолжался в широтном направлении к Деснинскому прогибу. Однако вследствие роста Сеймско-Пселского поднятия на западе, в районе Рыльска, р. Сейм повернула на юг, прорезав его антецедентным участком.
В более детальном плане в границах позднеплей-стоцен-голоценовой аккумуляции Сеймский прогиб в пределах исследованного района дифференцирован на участки, отличающиеся строением и ориентировкой русла р. Сейм, формой его в плане, а также мощностью аллювия в пойме. Это позволяет считать их локальными участками проявления четвертичных движений. В плане они имеют северо-западное простирание и кулисно расположены один по отношению к другому (рис. 2). На этих участках русловая зона реки расширена, русло меандрирует или разделяется на протоки, в пойме увеличивается мощность аллювия с 12—13 до 18—20 м, причем в него входит и позднеплейстоценовый аллювий. Это позволяет предположить, что здесь происходит локальное относительное опускание. Расширенные участки разделяются относительно суженными, где русло спрямляется, а мощность аллювия уменьшается. Здесь же, по данным бурения, отмечается повышенное положение кровли туронских и сантонских отложений, что связано с локальными тектоническими поднятиями.
В устьевой части р. Реут предположительно выделяется совсем молодое Быковское поднятие (Б). В поверхности коренных пород здесь отмечен небольшой выступ сантонских и туронских пород. Еще один признак его развития — отклонение русла р. Реут на восток против течения Сейма, а также широкое развитие в пойме Реута болотных отложений, что объясняется подпруживающим влиянием этого поднятия. В северной части оно прорезается спрямленным руслом Сейма с образованием сквозного (антецедентного или эпигенетического) участка.
а о
я я
ТО Р)
§ И
се а а о
«
<о н о о а х а
<о «
о а
л Б
а а
я Я о Й а а м 2
О о а
а
« ^
£ «
а ■ ■
а Щ
а и
ч -
4 3 х я
О п
. се >■ | р
ал и
3 и о а
<о
«
<о «
о а в
т
О
и а
& >5 ^ а
Э
5 с«
° ё
6 о
С „ 15
а а
м «
° 2
Й ч
§ ^
<3 §
О й
а К
о Й
«
о а а о а ^
о о а а
ш о а
ч 1
О <N1
<и
« Я
0 и <о ч £ С
§ а
1 *
<Ц и
се
а а
<о н се
а
<о
а
0 а
1
"о
Вдоль центральной части Сеймского прогиба выделена широтная линеаментная зона. Линеаменты в ее пределах проявлены преимущественно прямолинейными участками русла р. Сейм. При этом они часто кулисно подставлены с азимутом простирания на северо-запад (290°). В зону входят линеаменты и других направлений: 330—340, 60—70, а также 275°. Особый интерес представляют сравнительно небольшие (0,5—2 км) линеаменты, выделенные вдоль оснований эрозионных уступов, которыми заканчиваются водоразделы, разделяющие многие субмеридиональные балки на правобережном склоне долины Сейма, о чем было сказано выше. Эти линеаменты имеют ориентировку 320—330, 30—40°. Вместе с кулисно расположенными участками локальной аккумуляции аллювия это позволяет предполагать в прогибе проявление правосдвиговых напряжений.
Сеймско-Пселское (С-П) поднятие расположено южнее Сеймского прогиба, протягивается от устья р. Свапа на западе до северо-западного отрезка р. Сейм восточнее Курска, его южной границей является Пселский прогиб. Поднятие объединяет два менее крупных поднятия, разделенных долиной р. Реут: восточное в правобережье Реута — Реутско-Сеймское, и западное в левобережье Реута — Реут-Пселское. В плане они образуют две сближенные кулисы почти широтного простирания.
Реутско-Сеймское поднятие (РС) с наибольшими абсолютными отметками (250 м) сложено преимущественно отложениями сантонского яруса верхнего мела (К280. На его водоразделе сохранились отложения полтавской свиты мощностью несколько метров. Абсолютные отметки ее подошвы с 240 м в осевой части поднятия снижаются к долинам Сейма и Реута до 220—210 м. Северный склон поднятия пологий, с широко развитыми террасами Сейма, расчленен крупными широкими балками — речными долинами Дични и Воробжи и менее крупной р. Б. Рассыльная, по которым выделены линеаменты, а южный склон более крутой. Поднятие имеет в плане дугообразную форму, выпуклостью обращенную на юг, что подчеркнуто руслом р. Реут в ее верховьях. На водоразделе развита позднемиоценовая поверхность выравнивания, а на склонах плиоценовая, эоплейстоценовая и четвертичные поверхности террас.
Реутский прогиб (Р) выделен по долине р. Реут. Подошва полтавской и шапкинской свит, по данным бурения, здесь снижается к реке со склонов Реутско-Сеймского и Реутско-Пселского поднятий с 230 до 215 м и затем снова повышается к осевым частям этих поднятий до 220 м и более. В конце олигоцена прогиб представлял собой обширное понижение, сливающееся с Сеймским прогибом. Его современная ширина в приустьевой части Реута составляет всего 7 км. Террасы развиты на левом склоне долины, правый склон более крутой. Прогиб дугообразно поворачивает на юго-восток, где его основание повышается, и он постепенно выклинивается. Его продолжением
на северо-востоке служит долина р. Полная (левый приток Сейма), также имеющая дугообразную форму, подчеркивающую южное окончание Реутско-Сейм-ского поднятия.
В исследуемый район входит преимущественно северный склон и частично осевая часть Реутско-Пселского поднятия (Р-П). Поднятие сложено верхнемеловыми отложениями, перекрытыми палеоген-неогеновыми. Его абсолютные отметки довольно выдержаны (~230 м), здесь широко развита плиоценовая поверхность. Подошва полтавской свиты испытывает небольшие деформации, подчеркивающие пологое антиклинальное строение поднятия: на южном склоне ее отметки составляют 190—200 м, затем они повышаются до 220 м в осевой части, а на северном склоне вновь снижаются до 210 м. Асимметричное строение поднятия аналогично таковому у Курского и Конышевского поднятий, т.е. северный склон более пологий, чем южный. Поднятие расчленено долинами рек, имеющих северо-восточное (Бобрик, Радуча и др.) или меридиональное (Ивня, Малая Локня) простирание, по которым выделены основные линеаменты. Реутско-Пселское поднятие на западе антецедентно прорезано долиной р. Сейм, за которой его продолжает Рыльское поднятие.
Таким образом, описанные выше новейшие структуры — поднятия и прогибы — представляют собой пологие складки, выделенные по деформации подошвы верхнеолигоцен-нижнемиоценовой полтавской и миоценовой шапкинской свит. Такие же складчатые структуры выделены нами ранее на более южной территории [Новейшая тектоника., 2006].
Разрывные нарушения. Дискутируется вопрос о существовании на территории исследованного района Железногорского разлома. Этот разлом, выделенный по геофизическим данным [Геологическая., 1967, 1974], древний, погребенный, нарушает фундамент, протягиваясь с юго-востока на северо-запад западнее г. Курск. Он отождествляется с зонами магнитных аномалий, связанных с железорудной толщей курской метаморфической серии раннепротерозойского возраста (PR1k2). В результате наших исследований установлено, что в новейшей структуре и современном рельефе разрыв не проявлен. Единой соответствующей ему линии (линеамента), которая бы дешифрировалась на космических, аэрофотоснимках или на топографических картах, нет. Отдельные овраги того же направления образуют сеть не только в зоне разлома, но и за ее пределами и не являются показателями проявления разлома в современном рельефе.
Другое предполагаемое разрывное нарушение — разрыв, который некоторые исследователи проводят вдоль долины р. Сейм. На тектонических картах он отсутствует, а на картах новейшей тектоники [Карта новейшей., 1979, 1996] показан как линеамент. А.И. Трегуб [Трегуб, 2002] считает, что Сеймская депрессия представляет собой зону влияния разлома, находящегося и в фундаменте и в чехле. Но буровые
данные не показывают смещение пород чехла в зоне предполагаемого разлома. Некоторые признаки, например прямолинейность долины р. Сейм; крутой уступ ее правого берега, подмываемого рекой (хотя, как сказано выше, практически все русла речных долин в этом районе смещены к правым берегам под действием ротационных сил); слегка повышенное небольшое аномальное содержание радона в устьевых частях некоторых балок у впадения их в долину р. Сейм; предполагаемые правосдвиговые напряжения, прямо не доказывают существования разрыва в долине р. Сейм, но требуют дальнейшего изучения.
Особую группу нарушений представляют собой линеаменты. Среди паутины линеаментов, которые всегда можно выделить на любой территории, и в частности на исследованной, особо крупные представлены субширотной зоной, выделенной в пределах Сеймского прогиба; северо-восточные линеаменты, отвечающие простиранию Прутищенского прогиба и развитые в пределах Сеймско-Пселского поднятия, а также субмеридиональные линеаменты, широко развитые в пределах Курского поднятия (рис. 2). Таким образом, некоторые линеаменты подчеркивают новейшую зональность, другие осложняют или нарушают структуры. Мы, как и большинство исследователей, отождествляем линеаменты с зонами трещиноватости в разновозрастных породах, они отражают современные геодинамические условия.
Трещины, измеренные в разновозрастных породах исследуемого района, имеют разное простирание: в меловых отложениях — субмеридиональное и северо-западное, а в четвертичных отложениях еще добавляется широтное простирание. Наблюдается общее совпадение простирания линеаментов и трещин, что отмечено в предшествующих исследованиях [Трегуб, 2005], в первую очередь это касается трещин в четвертичных аллювиальных и покровных (лёссах) отложениях.
Поэтапные значения амплитуды и скорости поднятия. Выделенные поверхности выравнивания разного возраста и генезиса — эрозионно-денудационные, эрозионно-аккумулятивные и аккумулятивные (террасы) — позволяют оценить, хотя и приблизительно, амплитуду и скорость новейших тектонических движений. Общая амплитуда поднятий составляет 250—260 м (наивысшие абсолютные отметки возвышенностей без четвертичного покрова). Следовательно, средняя скорость поднятия структур с начала их формирования в среднем миоцене, т.е. за 7—8 млн лет (принятая приблизительная продолжительность среднего и позднего миоцена), составляет ~0,04 мм/год. При расчете амплитуды поднятия за отдельные этапы использована формула С.А. Несмеянова [Несмеянов, 1971, 2012], в которой условно принято, что амплитуда поэтапных поднятий прямо пропорциональна глубине вреза за эти этапы:
А : Б = а : й,
где А — амплитуда поднятия за новейший этап, Б — величина вреза за это время (определяемая по разности величин наивысшей гипсометрической отметки и уреза основных рек района), а — амплитуда за определяемый этап, й — величина вреза за этот этап.
Определить скорость поднятия за этапы более древние, чем четвертичный, сложно, так как глубину вреза часто трудно установить, поскольку склоны между поверхностями выравнивания, по которым они устанавливаются, практически полностью перекрыты лёссово-почвенными образованиями, мощность которых местами превышает 20 м.
Лучше всего определяется амплитуда поднятий за отдельные отрезки четвертичного периода, так как известны значения высоты четвертичных террас р. Сейм и их относительные превышения, а по данным бурения можно установить глубину вреза за эрозионно-аккумулятивные циклы, в процессе которых формировались террасы. Так, для первой половины среднего неоплейстоцена (продолжительность 185 тыс. лет [Борисов, 2009]) глубина вреза составляет ~30 м, для второй половины среднего неоплейстоцена (продолжительность 115 тыс. лет) — 35, для первой половины позднего неоплейстоцена (70 тыс. лет) — 30, для второй половины позднего плейстоцена (46 тыс. лет) — 25, для голоцена (продолжительность ~11 тыс. лет) — 18—20 м.
Применив формулу С.А. Несмеянова, получим следующие значения амплитуды поднятий за указанные отрезки четвертичного периода: за первую половину среднего неоплейстоцена она равна 43 м, за вторую половину среднего неоплейстоцена — 49, за первую половину позднего неоплейстоцена — 42, за его вторую половину — 35 и за голоцен ~25—30 м. Если принять продолжительность каждого временного отрезка по данным А.А. Борисова [Борисов, 2009] и вычисленные значения амплитуды поднятия, то можно определить приблизительную скорость поднятия за каждый указанный отрезок времени. За средний неоплейстоцен они равны 0,2 и 0,3 мм/год соответственно, за поздний неоплейстоцен — 0,4 и 0,5 мм/год соответственно, а за голоцен — 2,2—3 мм/год. Таким образом, на протяжении четвертичного периода постепенно увеличивалась скорость вертикальных движений.
Геодинамические условия формирования новейших структур. При определении геодинамических условий формирования новейших структур приняты во внимание данные предшествующих исследователей о современных геодинамических условиях и кинематике разрывных нарушений на территории Воронежской антеклизы в целом и в сопряженных областях [Трегуб, 2005; Копп, 2004; Сим, 1991, 2000]. Однако результаты этих исследований неоднозначны и выводы не совпадают. Так, высказываются мнения о субширотном [Трегуб, 2005], юго-западном [Сим, 2000] и меридиональном [Копп, 2004] направлениях современ-
ного сжатия, которое испытывает рассматриваемая территория, а в качестве источников напряжения приводятся Карпаты и Кавказ. Возможно, следует говорить не об одном, а о нескольких источниках напряжения, которые, накладываясь, ослабляют или усиливают действие друг друга и создают сложные, а иногда и противоречивые парагенезы сопряженных структур и линеаментов.
Исследуемая территория — часть обширной Воронежской антеклизы, которая развивается как положительная структура на протяжении большей части геологической истории. Неотектоническая структура исследуемого района сформировалась в пределах растущего Воронежского поднятия. На современном этапе Воронежское поднятие — антекли-за — продолжает развиваться, расти и расширяться, что определяется по высотным отметкам рельефа, активизации эрозионных процессов, а также проявлению землетрясений [Надежка и др., 2010; Ежова и др., 2010].
Широтная зональность новейших тектонических структур, их асимметричное строение, при котором южные склоны более крутые, чем северные, раздви-говый характер субмеридиональных линеаментов, данные анализа трещиноватости пород позволяют предполагать давление с севера. По всей вероятности, оно вызвано общим расширением Воронежского поднятия, и в частности Поныринского свода, в Новейшее время развивающихся под действием внутренних источников сил.
В Сеймско-Пселском поднятии, расположенном южнее Сеймского прогиба, дугообразное строение южных границ, выпуклостью обращенных на юг, может быть вызвано гравитационным движением масс на юг, в сторону Днепровско-Донецкой впадины. Возможность такого процесса не исключается из-за крутого наклона фундамента, а также широкого развития глин в составе перекрывающих его девонских и юрских свит.
С использованием структурно-геоморфологического метода определения тектонических напряжений, разработанного Л.А. Сим [1991, 2000], а также данных о возможном проявлении правосдвиговых напряжений в Сеймском прогибе определены условия дополнительного растяжения в нем; при этом ось сжатия ориентирована в северо-западном направлении.
Возможно, возникновение сдвиговой обстановки в прогибе связано с горизонтальными напряжениями, исходящими с юго-востока — со стороны развивающегося Обоянского сводового поднятия. Поскольку Сеймский прогиб разделяет области, в которых формирование структур происходит под действием разных источников напряжений, и сам он является зоной проявления сдвиговых напряжений, мы рассматриваем его в качестве геодинамически активной зоны [Макаров и др., 2007].
Заключение. В новейшей структуре северозападного склона Воронежской антеклизы выделяются крупные кольцевые поднятия и линейные субширотные поднятия и прогибы. По деформациям подошвы отложений полтавской свиты, начинающей новейший этап на юге Восточно-Европейской платформы, установлены пологие положительные и отрицательные изгибные формы — прогибы и поднятия. Новейшие субширотные структуры не согласуются с общей северо-западной ориентировкой структур фундамента. На фоне преимущественных деформаций изгиба разрывы играют второстепенную роль. Наблюдается постепенное направленное увеличение скорости тектонических поднятий от среднего неоплейстоцена к голоцену. В голоцене скорость поднятий увеличилась почти в 10 раз.
Новейшие структуры формируются в разных геодинамических условиях. Крупные кольцевые своды отражают влияние внутренних источников сил, находящихся в верхней мантии—нижней коре. Субвертикальные напряжения сжатия, возможно, генерируются этими источниками. Рост и расширение сводов вызывает формирование асимметричных поднятий и прогибов. В формировании южного Сеймско-Пселского поднятия, по всей вероятности, участвуют еще и тектоно-гравитационные процессы, вызывающие движение масс на юг, в сторону Днепровско-Донецкого прогиба по относительно крутой поверхности фундамента. Границей, разделяющей структуры северной и южной областей, служит Сеймский прогиб, представляющий собой геодинамически активную зону. Правосдвиговые напряжения в его пределах вызваны давлением с юго-востока, со стороны развивающегося Обоянского сводового поднятия.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Борисов Б.А. Общая стратиграфическая шкала кварте-ра. Опорные разрезы неоплейстоцена европейской части России // Мат-лы. VI Всеросс. совещ. по изучению четвертичного периода. Новосибирск: Наука, 2009. С. 84—88.
Геологическая карта СССР масштаба 1:200 000. Серия Брянско-Вор онежская. Лист М-36-^. Объясн. зап. М.: Недра, 1967. 74 с.
Геологическая карта СССР масштаба 1:200 000. Серия Брянско-Воронежская. Лист М-36-Х11. Объясн. зап. М.: Недра, 1974. 102 с.
Ежова И.Т., Ефременко М.А., ТрегубА.И. Сейсмическая активность и неотектоника Воронежского кристаллического массива // Вестн. ВГУ. Сер. Геология. 2010. № 1.
Карта новейшей тектоники СССР и сопредельных областей. Масштаб 1:5 000 000 / Гл. ред. Н.И. Николаев. М.: Мингео СССР, 1979.
Карта новейшей тектоники Северной Евразии / Ред. А.Ф. Грачев. М.: ОИФЗ РАН, 1996.
Копп М.Л. Мобилистическая неотектоника платформ Юго-Восточной Европы. М.: Наука, 2004. 340 с.
Корчуганова Н.И., Соколов С.А., Загубный Д.Г. Верхне-коровые новейшие деформации территории Воронежского массива и их отражение в линеаментном поле // Изв. вузов. Геология и разведка. 2012. № 5. С. 5—12.
Литосфера Воронежского кристаллического массива по петрофизическим и геофизическим данным. Воронеж: Научная книга, 2012. 330 с.
Макаров В.И. Некоторые особенности изучения новейшей тектоники платформенных территорий (на примере Русской плиты) // Разведка и охрана недр. 1997. № 1. С. 20-26.
Макаров В.И., Дорожко А.Л., Макарова Н.В., Макеев В.М. Современные геодинамически активные зоны платформ // Геоэкология. 2007. № 2. С. 99-110.
Макарова Н.В., Макаров В.И., Суханова Т.В. О соотношении эрозионных и тектонических процессов в платформенных и горных условиях // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 4. Геология. 2008. № 5. С. 4-11.
Надежка Л.И., Пивоваров С.П., Ефременко МА, Семенов А.Е. О землетрясениях на территории Воронежского кристаллического массива // Вестн. ВГУ. Сер. Геология. 2010. № 1. С. 233-242.
Несмеянов С.А. Количественная оценка новейших движений и неоструктурное районирование горной области. М.: Недра, 1971. 144 с.
Несмеянов С.А. Генетические комплексы континентальных отложений. М.: ЗАО «Книга и Бизнес», 2012. 397 с.
Новейшая тектоника и геодинамика: область сочленения Восточно-Европейской платформы и Скифской плиты / Отв. ред. Ю.К. Щукин. М.: Наука, 2006. 206 с.
Раскатов Г.И. Неотектоническая структура территории Воронежской антеклизы // Тектонические движения и новейшая структура земной коры: Мат-лы совещ. по проблемам неотектоники. М.: Недра, 1967. С. 180-184.
Раскатов Г.И. Геоморфология и неотектоника территории Воронежской антеклизы. Воронеж: Изд-во ВГУ, 1969. 164 с.
Сим Л.А. Изучение тектонических напряжений по геологическим индикаторам (методы, результаты, рекомендации) // Изв. вузов. Геология и разведка. 1991. № 10. С. 3-22.
Сим Л.А. Влияние глобального тектоногенеза на новейшее напряженное состояние платформ Восточной Европы // Гзовский и развитие тектонофизики. М.: Наука, 2000. С. 326-348.
Трегуб А.И. Неотектоника территории Воронежского кристаллического массива // Тр. НИИ геологии ВГУ. Вып. 9. Воронеж: Изд-во ВГУ, 2002. 220 с.
Трегуб А.И. Неотектоника территории Воронежского кристаллического массива: Автореф. докт. дисс. Воронеж, 2005.
Поступила в редакцию 22.05.2014
