розглядається метод ліхенометріі з метою визначення віку обвалів (Біловодського, Каіндінского, Ананьївського), що утворилися в результаті сейсмособитій.

Анотація наукової статті з наук про Землю і суміжних екологічних наук, автор наукової роботи - Фортуна Алла Борисівна, Грігіна Ольга Михайлівна


LICHENOINDICATION IS ONE OF THE WAYS OF AGE DETERMINATION FOR THE PALEOSEISMIC DISLOCATIONS

The method of lichenometry to determine age of landslides (Belovodsk, Kaindinski, Anan), formed as result of seismostable.


Область наук:
  • Науки про Землю та суміжні екологічні науки
  • Рік видавництва: 2018
    Журнал
    Вісник Інституту сейсмології Національної академії наук Киргизької Республіки
    Наукова стаття на тему 'ЛІХЕНОІНДЕКСАЦІЯ - ОДИН ІЗ СПОСОБІВ ВИЗНАЧЕННЯ ВІКУ ПАЛЕОСЕЙСМОДІСЛОКАЦІЙ'

    Текст наукової роботи на тему «ЛІХЕНОІНДЕКСАЦІЯ - ОДИН ІЗ СПОСОБІВ ВИЗНАЧЕННЯ ВІКУ ПАЛЕОСЕЙСМОДІСЛОКАЦІЙ»

    ?УДК 56: 581 (235.21) Фортуна А.Б., Грігіна О.М.

    Інститут сейсмології НАН КР, Бішкек, Киргизстан

    ЛІХЕНОІНДЕКСАЦІЯ - ОДИН ІЗ СПОСОБІВ ВИЗНАЧЕННЯ ВІКУ ПАЛЕОСЕЙСМОДІСЛОКАЦІЙ

    Анотація. Розглядається метод ліхенометріі з метою визначення віку обвалів (Біловодського, Каіндінского, Ананьївського), що утворилися в результаті сейсмособитій.

    Ключові слова: Північний Тянь-Шань, сейсмодіслокація, ліхенометрія, лишайник, вік.

    ЛІХЕНОІНДЕКСАЦІЯ - ПАЛЕОСЕЙСМОДІСЛОКАЦІЯ-ЛАРДИН КУРАГИН АНИКТОО ИКМАЛАРИНИН Бири

    Кискача мазмуну. Сейсоокуялардин жийинтигинда Пайда болгон Кулапов калуулардин (Біловодськ, Кайьщди, Ананьєва) курагин аниктоо Максат черезтрансформаційних ліхенометрія методу караштирилат.

    Негізгі сездер: ТYндYк Тянь-Шань, сейсмодіслокація, ліхенометрія, ецілчек, курага.

    LICHENOINDICATION IS ONE OF THE WAYS OF AGE DETERMINATION FOR THE PALEOSEISMIC DISLOCATIONS

    Abstract. The method of lichenometry to determine age of landslides (Belovodsk, Kaindinski, Anan), formed as result of seismostable.

    Keywords: Northern Tien Shan, seismic dislocation, lichenometry, lichen, age.

    Освоєння нових територій, будівництво великих енергетичних, промислових і соціально-житлових об'єктів вимагають дуже ретельної оцінки сейсмічної небезпеки. Ця оцінка може бути обгрунтована на факти прояву в тому чи іншому місці сейсмічних подій, їх повторюваності і спирається вона на більш повні вихідні дані про землетруси за можливе великий термін, тобто з урахуванням древніх землетрусів. Для виявлення місць виникнення і визначення сильних землетрусів минулого широке поширення отримав

    палеосейсмогеологіческій метод, заснований на вивченні залишкових порушень земної поверхні - палеосейсмодіслокацій [9, 12, 16]. В даний час накопичився великий матеріал, що свідчить про значне поширення слідів палеоземлетрясеній на території киргизького Тянь-Шаню [1, 2, 4, 5, 7, 10, 14, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22]. Їх вивчення дозволяє підійти до визначення епіцентральним зон, магнітуди і віку древніх катастрофічних подій і, таким чином, уточнити сейсмічну небезпеку на тій чи іншій території.

    В останні роки дослідники для індексації віку сейсмособитія стали застосовувати більш простий і порівняно дешевий метод «ліхенометріі», який був розроблений канадським ботаніком Роландом Бешелем для визначення віку льодовикових відкладень в Гренландії [25]. Даний метод дозволяє визначити вік постсейсміческого освіти за розмірами зростаючих на його поверхні лишайників, тобто в основі методу лежить залежність діаметра лишайника від віку поверхні, на якій він поселяється. Однак, при датуванні сейсмічних

    палеособитій методом ліхеоіндексаціі дослідники зіткнулися з низкою його вад: наприклад, залежність швидкості росту від вологості повітря в районі досліджень, або найбільший лишайник може бути не найстарішим і інші. Щоб підвищити точність і надійність одержуваних результатів, даний метод був дещо вдосконалено [11, 15, 23, 24]. Модель розрахунку стала визначатися п'ятьма параметрами: віком, швидкістю росту, розкидом значень діаметра одновікових лишайників, параметром, що характеризує уповільнення швидкості росту, параметром, що характеризує вимір числа лишайників.

    У Середній Азії вперше метод ліхенометріі був використаний А.А. Ніконов і Т.Ю. Шебалін [13] при вивченні 9-10-бального Хаітского землетрусу 1949 року. Отриманий ними матеріал дозволив зробити висновок, що епіцентральная зона даного землетрусу задовго до нього піддавалася майже такому ж по інтенсивності сейсмособитію. При дослідженні сейсмодіслокацій 9-бального землетрусу Каратагское землетрусу 1907 року (південний схил Гиссарского хребет) результати ліхенометріі підтвердили, що частина цих утворень пов'язана з даними землетрусом, а інша частина сейсмодіслокацій мала більш древній вік. Ці руйнування гірських порід були результатом іншого сильного землетрусу, який стався в західній частині Гиссарского хребта в 1863 р (або землетрусу, що стався 210-300 років тому), тобто, вони «продукт» сейсмокатастрофи, яка була задовго до події 1907 г.

    У епіцентральной зоні 8-9-бальних Арганкульскіх землетрусів 1934-1935 рр. (Південний схил хребта Петра I) поряд з сейсмодіслокаціямі, викликаними даними сейсмособитіямі, дослідниками ліхеоіндексаціей були датовані стародавні обвали і зсувний схил - вік їх освіти визначено в 220-430 років і більше 600 років тому [23].

    У Киргизстані визначення віку обвалів і звалили, пов'язаних із землетрусами, методом ліхенометріі провела О.М. Грігіна [6], яка зазначила перспективність даного методу для індексації часу сейсмообразованій.

    Так як в якості індикатора віку палеосейсмодіслокацій використовуються лишайники, то перед тим, як приступити до визначення їх віку, необхідно провести роботи по з'ясуванню швидкості росту поширених лишайників на зриви порід в досліджуваному регіоні, де є точна дата землетрусу, в результаті якого ці зриви утворилися. Це пов'язано з тим, що швидкість росту одних і тих же видів лишайників залежить від клімату, субстрату і інших місцевих умов (наприклад, не можна скористатися даними Таджикистану для Північного Тянь-Шаню).

    З метою перспективи застосування методу ліхонометріі в Північному Тянь-Шані були проведені заміри діаметрів лишайників Ьвсопога Тігана і Лсогоярога'осІІт (визначення Н.Е.Байбулатовой), широко поширених на породах Біловодського, Ананьївського і Каіндінского обвалів, що утворилися в результаті відомих за часом землетрусів.

    Біловодський обвал відноситься до Джаламиш-Сокулукский ділянці залишкових деформацій і приурочений до Аксуйському сейсмоузлу [2, 4, 7, 17]. Сейсмодіслокація утворилася в девон-карбонових гранитоидних породах в результаті 9-бального Біловодського землетрусу 1885 р Величезна маса уламкового матеріалу відкололася і сповзла, перекрила долину р. Вирує (права притока р. Сокулук) і перекинулася на протилежний борт долини, перекривши верхнеплейстоценових тераси. Довжина свала близько 2000 м, ширина 500 м, середня потужність 20-33 м [21]. Розмір уламків в основному від 20 см до 1 м в діаметрі, рідко - до 5 м; на уступі зустрічаються брили в 10 м. На тілі завалу росте деревоподібна арча, чагарники, трав'янистий покрив степового вигляду. Заміри діаметра лишайників проведені на 4

    ділянках обвалу (південному - на висоті 1800 м, північному - 1800 м, центральному - 1750 м, уступі - 2000 м) і конусі виносу (2200 м), розташованому на правому борту долини р. Сокулук в 1 км нижче впадання р. Ашу-Тор. На кожній дільниці робилося не менше 100 вимірів «середнього діаметра» (полусумма максимального і мінімального) одного виду.

    Лишайник Leconora muralis (рисунок 1) має округлу форму слані, блідо-зелене забарвлення і добре виражену апотеции. Acorospora bochlini (рисунок 2) - темно-коричневу, майже чорну, форма тіла для вимірювання хороша, але розміри цього лишайника поступаються першому. Крім того, на завалі зустрінуті Gasparinia elegans - оранжевого кольору, Leconora frustulosa, L. subradiosa, Parmilia pulla, Аcorospora sp. та інші види лишайників.

    Найбільша кількість лишайників приурочено до поверхні північної експозиції, тут вони мають і найбільші розміри. Лихенометрический характеристики досліджуваних лишайників наведені в таблицях 1 і 2. За більш ніж 100 років Leconora muralis на обвалі досяг максимального розміру 160 мм, приріст -1,5 мм / рік; Acorospora bochlini відповідно - 78 мм і 0.7 мм / рік.

    Лихенометрический характеристика лишайника Leconora muralis на брилах Біловодського обвалу 1885 року і конуса виносу на правому борту долини р. Сокулук

    Таблиця 1

    Висота Обсяг Статистична характерис-

    № Характеристика (Н) вибірки тика в мм (верхнє значення) Рік

    п / п об'єкта дослідження в і приріст лишайника (ниж- подію-

    метрах неї значення) ку

    Х пор. хх >100 Х мах

    1. Брили з південної частини 84.0 107.0 160.5

    обвалу, що перекрив 1800 100 0.7 1.1 1.5 1885

    русло річки вирує у

    подпрудних озера.

    2. Брили з центральної 89.68 120.0 160.0

    найбільш прогнути 1750 100 0.8 1.1 1.5 1885

    частини обвалу.

    3. Брили з північної частини 91.6 121.2 180.0

    обвалу. 1800 100 0.8 1.1 1.6 1885

    4. Брили з уступу, 88.7 120.0 170.0

    утворився в 2000 100 0.8 1.1 1.6 1885

    результаті осідання.

    5. Зміна приросту лишайника на 100 м висоти. 0.02 0.07 0.22

    6. Брили, валуни конуса

    виносу на правому борту 2200 100 89.5 156. 2 230.0 тисячі вісімсот сімдесят два ±

    долини річки Сокулук в 0.84 1.2 2.0 20

    1 км від гирла сая Ашу-

    Тор.

    Хср. - середньоарифметичне значення діаметрів усіх примірників,

    Хх - середньоарифметичне значення діаметрів найбільш великих екземплярів -

    більше 100 мм,

    Хмах - діаметр найбільшого екземпляра.

    Лихенометрический характеристика лишайника Acorospora'осНКт на брилах Біловодського обвалу 1885 року і конуса виносу на правому борту долини р. Сокулук

    Таблиця 2

    № п / п Характеристика об'єктів дослідження Висота (Н) в метрах Обсяг вибірки Статистична характеристика в мм (верхнє значення) і приріст лишайника (нижнє значення) Рік події

    Хср. хх >50 Х мах

    1. Брили з південної частини обвалу, що перекрив русло р. Вирує у подпрудних озера. 1800 100 53.1 0.5 62.7 0.6 78.5 0.7 1885

    2. Брили центральній частині обвалу найбільш прогнути частини. 1750 100 43.2 0.4 61.5 0.5 77.5 0.7 1885

    3. Брили з північної частини обвалу. 1800 100 40.0 0.4 55.1 0.5 65.0 0.6 1885

    4. Брили з уступу, що утворився в результаті сколювання і осідання. 2000 100 63.2 0.6 63.5 0.6 83.2 0.7 1885

    5. Зміна приросту лишайника на 100 м висоти. 0.02 0.04 0.04

    6. Брили, валуни конуса виносу на правому борту долини річки Сокулук в 1 км від гирла сая Ашу-Тор. 2200 100 65.1 0.7 69.2 0.7 85.0 0.8 1891 ± 30

    Ананьївський (або Семенівський) обвал розташований на південному схилі хребта Кунгей Ала-Тоо між струмками Тегірменти і Байсорун в 2 км на північ від села Кок-Тюбе; відноситься до Чонаксуу-Аксууйскому ділянці сейсмодіслокацій Північно-Іссикульского регіону [7, 22]. Він приурочений до Південно-Аксуйському розлому і являє собою зрив корінних гранитоидних порід (Іссиккульская брила), що супроводжувався гравітаційним зміщенням. Сейсмодіслокація пов'язана з 10-11-бальним Кеминский (Кебінскім) землетрусом 1911 г. [3]. Тіло завалу перекриває верхнеплейстоценових терасу. Розміри уламків, представлені сірими гранітами, найрізноманітніші, максимум - 10 м і більше. Діаметр воронки відриву до 100 м, така ж ширина обвальної маси при її довжині в 1500 м. Висота завалу 200м, крутизна схилу близько 30 ° [8]. Поверхня брил піддана сильному руйнуванню, лишайники, які оселилися на них, в основному теж зруйновані.

    На уламках широко поширені лишайники Ьесопота титану і Оаярапа elegans (рисунок 3). Останній має неправильну форму, розміри дрібні, тіла сильно схильні до руйнування, тому для ліхенометріі цей вид виявився непридатним. Вид Лсотоярот'о1сІІп1 на обвалі поширений обмежено, тому достатня для статистики кількість примірників не виявлено ні на одній ділянці обвалу. Найбільша кількість примірник - 88 штук, виявлено на передній частині обвалу.

    Лихенометрический характеристика лишайників на Ананьївському обвалі приведена в таблиці 3. Швидкість зростання лишайника Leconora muralis по середньому діаметру становить 0.8 мм / рік, по великому - 1.3 мм / рік, по максимальному - 1.6 мм / рік. Порівнюючи швидкості росту лишайника Leconora muralis на южом схилі Кунгей Ала-Тоо - Ананьївському завалі, і на північному схилі Киргизького хребта -Беловодском завалі, видно, що на першому вона більше. Така ж картина виходить при порівнянні швидкості росту лишайника Acorospora bochlin, тобто кліматичні умови Іссик-Кульського регіону виявилися більш сприятливими для зростання лишайників, ніж в Чуйському регіоні.

    Лихенометрический характеристика лишайника Ьвсонога тігаШ (1-4) і Acorospora'оскЧт (5) на брилах Ананьївського обвалу 1991 р.

    Таблиця 3

    № п / п Характеристика об'єктів дослідження Висота (Н) в метрах Об'єкт вибірки Статистична характеристика в мм (верхнє значення) і приріст діаметра (нижнє значення) Рік події

    Х пор. хх>100 Хмах

    1. Брили фронтальної частини обвалу. 2000 100 73.4 0.9 118.0 1.4 172.5 1.7 1911

    2. Брили східній частині обвалу. 2100 100 71.5 0.8 109.5 1.3 130.0 1.6 1911

    3. Брили і валуни з центральної частини обвалу. 1950 100 59.1 0.7 113.0 1.4 133.5 1.6 1911

    4. Зміна приросту лишайників на 100 м висоти. 0.07 0.06 0.06

    5. Брили з фронтальної частини обвалу. 2000 88 47.9 0.5 107.5 1.3 113.0 1.4 1911

    Каіндінскій обвал знаходиться на північному схилі Кунгей Ала-Тоо по долині р. Орто-Каїнди, вище злиття річок Кокджар і Джідаашкір. Він утворився під час землетрусу 1911 г. [3]. Обвал в корінних породах шириною 400-500м, стінка відриву 100 м, крутизна схилу 34 °. Тіло завалу - горбисте, заросле ялиновим лісом. У таблиці 5 наведено характеристику досліджуваних лишайників: швидкість росту за середніми діаметрами Leconora muralis - 0.5 мм / рік, а Аcorospora bochlini - 0.3 мм / рік, по максимально великим екземплярів відповідно 0.9 і 0.7 мм / рік.

    Лихенометрический характеристика лишайників з західної частини Каіндінского обвалу 1911 р.

    Таблиця 4

    Вид лишайника Висота (Н) в метрах Обсяг вибірки статистич мм (верхньо лишайника кая характеристика в е значення) і приріст (нижнє значення) Рік події

    Х пор. хх > 100 Х мах.

    Leconora muralis 2200 100 41.3 0.5 - 79.0 0.9 1911

    Асотоярота 2200 88 26.9 58.0 1911

    'ОсИ1п1 0.3 0.7

    Отримані дані про приріст двох широко поширених видів лишайників є основою при визначенні віку палеосейсмодіслокацій для Північного Тянь-Шаню (таблиця 5). Оцінку віку в польових умовах можна виробляти за максимальними діаметрами лишайників, використовуючи табличний матеріал, де наведені швидкості росту того чи іншого виду. Можна так само відзначити, що приріст лишайника Ьесопота ті1апя на одній і тій же висоті c Тянь-Шаньскіх об'єктів більше, ніж приріст, отриманий на Хаітском обвалі [13].

    Середньорічний приріст лишайників за основними статистичними показниками

    Таблиця 5

    Назва обвалу Висота Среднеаріфме Середнє значення Максимальний

    (Н) в тическое найбільших діаметр

    метрах значення діаметрів лишайника

    діаметра в мм (Хср.) (ХХ > 100) (Хмах)

    Біловодський обвал 2000 0.8 1.1 1.6

    Ананьївський обвал 2000 0.9 1.4 1.7

    Каіндінскій обвал 2000 0.5 - 0.9

    Хаітскій обвал 2000 0.4 0.9 1.0

    Малюнок 1. Лишайник Ьесопота титанів Малюнок 2. Лишайник Лсотоярота'оскНт (яндекс-картинки). (Яндекс-картинки).

    Малюнок 3. Лишайник Gasparinia elegans (яндекс-картинки).

    У висновку можна відзначити, що лихенометрический метод дозволяє

    використовувати лишайники як індексатора віку сейсмодіслокацій, а

    відповідно, і вік землетрусу, в результаті якого вони утворилися.

    література

    1. Абдрахматов К.Є., Чедія О.К. та ін. Палеосейсмодіслокаціі. // Детальний сейсмічне районування Східної Киргизії. Фрунзе: Ілім, 1988, с.184-197.

    2. Абдрахматов К.Є., Чедія О.К. та ін. Розробка кількісних методів оцінки сейсмічної небезпеки території Киргизстану на основі комплексного аналізу геологічних, геофізичних і сейсмологічних даних. Бішкек, 1992, фонди ІС НАН КР (науковий звіт).

    3. Богданович К.І., Карк І.М., Корольков Б.Я., Мушкетов Д.І. Землетруси в північних ланцюгах Тянь-Шаню 22 грудня 1910 (4 січня 1911 г.). // Тр. Геологічного комітету. СПб, 1914, Новов серія, вип. 89. -256.

    4. Геологія кайнозою Чуйської западини і її гірського обрамлення. Л .: Наука, 1976, -128 с.

    5. Геологічні основи сейсмічного районування Іссик-Кульської улоговини. Фрунзе: Ілім, 1978, - 152 с.

    6. Грігіна О.М. Перспективи застосування лихенометрический методу для визначення віку обвалів, зсувів і палесейсмодіслокацій. // Ж. Известия НАН КР, № 2, 1999, с. 51-55.

    7. Детальний сейсмічне районування Іссик-Кульської улоговини. Бішкек: Ілім, 1993, - 148 с.

    8. Корженко А.М. Сейсмогеология Тянь-Шаню (в межах території Киргизстану і прилеглих районів). Бішкек: Ілім, 2006, - 289 с.

    9. Кучай В.К. Використання палеосейсмодіслокацій при вивченні сейсмічного режиму (на прикладі плейстосейстовая області Чаткальского землетрусу 1946 г.). // Зб. від. Геол. І геофиз. СО АН СРСР, 1971, № 4, С.28-31.

    10. Кучай В.К. Особливості максимального сейсмічного впливу по палеосейсмологіческім даними. // Жур. «Геологія і геофізика». 1972, № 12, с. 85-95.

    11. Мартін Ю.Л. Лихенометрический індексація часу оголення кам'янистого субстрату. // Жур. Екологія, М., 1970, № 5, с. 16-24.

    12. Ніконов А.А. Визначення магнітуд і повторюваності сильних землетрусів минулого по сейсмодіслокаціям (на прикладі зони зчленування Паміру й Тянь-Шаню). // Докл. АН СРСР, 1980, т. 250, № 2, с. 336-339.

    13. Ніконов А.А., Шебалина Т.Ю. Новий спосіб визначення віку сейсмодіслокацій (на прикладі епіцентральной зони Хаітского землетрусу 1949 г.). // Докл. АН СРСР, 1978, т. 242, № 4, с. 808-811.

    14. Омуралів М.О.Чарімов Т.А. Сейсмодіслокаціі і небезпека західній частині Північної Киргизії .// Известия АН Кирг. РСР, 1990, № 4, сер. фіз.-технічні. і математика. наук, с. 83-88.

    15. Смирнова Т.Ю., Ніконов А.А. Лишайники - хронометр сейсмічних катастроф. // Жур. «Природа», 1989, № 8, с. 51-57.

    16. Солоненко В.П. Шрами на лику Землі. // Жур. «Природа», 1970, № 9, с. 17-25.

    17. Стром А.П. Про нову зоні розвитку палеосейсмодіслокацій в північній частині Центрального Тянь-Шаню. // Тр. Геологічного ф-ту МДУ, 1983, № 1, с.4-12.

    18. витираючи Ч.У. Сейсмодіслокаціі і залишкові деформації гірських порід. // Досвід комплексного сейсмічного районування на прикладі Чуйської западини. Фрунзе: Ілім, 1975, с. 109-121.

    19. Чарімов Т.А. Палеосейсмодіслокаціі в басейнах річок Карабалта - Аксу і Шамсі. // Жур. Известия АН РК, 1991, сер. фіз.-техн., математика. і гірничо-геол. наук, № 3, с. 121-133.

    20. Чарімов Т.А. Каталог сейсмодіслокацій на території Киргизстану. // Геолого-геофізичні дослідження в інституті сейсмології НАН КР. Біщкек: АСКО, 2006, с. 137-171.

    21. Чарімов Т.А., Поволоцкая І.Е., Корженко А.М. Сейсмодіслокаціі Північного Тянь Шаню. // Жур. Известия вузів, 2005, № 1, с. 211-229.

    22. Чедія О.К., Абдрахматов К.Є., Лемзін І.М., Корженко А.М. Сейсмогравітаціон ні структури Киригзстана. // Геологія кайнозою і сейсмотектоніки Тянь-Шаню. Бішкек: Ілім, 1994, с. 85-97.

    23. Шебалина Т.Ю. Лихенометрический дослідження і визначення віку поверхневих сейсмогенних утворень (на прикладі гір Середньої Азії). Автореф. діссерт. канд. геол-хв. наук. М .: МГУ, 1985, - 25 с.

    24. Шебалин П.М., Шебалина Т.Ю., Ніконов А.А. Лихенометрический метод визначення віку поверхневих сейсмогенних утворень. Деп. ВІНІТІ, 1981, № 2784-81, - 66 з.

    25. Beschel R.E. Flechten als Altermasstab resenter Moranen.// Zeitschrift fur Gletscherkunde und Glazialgeol, 1950, Bd. I, ht. 2, pp. 152-158.

    Рецензент: к.г-м.н. А.Б. Джумабаева


    Ключові слова: ПІВНІЧНИЙ ТЯНЬ-ШАНЬ / СЕЙСМОДІСЛОКАЦІЯ / ЛІХЕНОМЕТРІЯ / лишайники / ВІК / NORTHERN TIEN SHAN / SEISMIC DISLOCATION / LICHENOMETRY / LICHEN / AGE

    Завантажити оригінал статті:

    Завантажити