ЛАНДШАФТНЫЕ «ФЕНОМЕНЫ» СОЛЯНЫХ КУПОЛОВ: ГЕОДИНАМИЧЕСКИЕ И ШИРОТНО-ЗОНАЛЬНЫЕ МОДЕЛИ ФОРМИРОВАНИЯ
LANDSCAPE «PHENOMEN» OF SALT DOMES: GEODYNAMIC AND LATITUDINAL-ZONAL MODELS OF FORMATION
В.П. Петрищев
V.P. Petrishchev
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки
Институт степи Уральского отделения Российской академии наук (ИС УрО РАН)
(Россия, 460000, г. Оренбург, ул. Пионерская, 11)
Institute of Steppe of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences (IS UB RAS)
(Russia, 460000, Orenburg, Pionerskaya Str., 11)
e-mail: orensteppe@mail.ru
В статье рассматриваются основные проблемы индикации процесса построения уникальных ландшафтов, образующихся при активизации солянокупольных структур, в результате взаимодействия региональной геодинамики и глобальных зонально-климатических условий. Статья сопровождается примерами формирования разнообразных моделей солянокупольных геосистем для различных регионов мира – Ирана, Казахстана, России, США.
The main problems of indications of the process of constructing unique landscapes formed during the activation of salt-dome structures are considered in the article as a result of interaction of regional geodynamics and global zonal-climatic conditions. The article is accompanied by examples of the formation of various models of salt-dome geosystems for different regions of the world - Iran, Kazakhstan, Russia, the USA.
Анализ воздействия галокинеза на современные ландшафты в настоящее время сталкивается с целым рядом проблем, связанных с многообразием местных физико-географических факторов, своеобразием сингенетических и диагенетических геологических процессов в конкретных бассейнах. Среди ведущих особенностей солянокупольного ландшафтогенеза, выявленных в последние годы, следует выделить:
Вследствие того, что соляной купол, прорываясь к поверхности, нарушает пликативное или дизъюнктивное залегание надсолевых пород, выводя на поверхность вместе с эвапоритами целый комплекс древних и глубоко залегавших отложений, он формирует литогеохимические и другие аномалии. Он оказывает воздействие на все без исключения компоненты ландшафта, разрывая целостность и однообразие почвенно-растительного покрова природных зон (например, полупустынь и пустынь Прикаспийской низменности, заболоченных маршей Примексиканской низменности), изменяет региональные и локальные ландшафтные границы, образует геологически и геоморфологически уникальные объекты (геологические памятники Северо-Германской низменности, Предуралья, бассейна Парадокс в США).
Соляная тектоника, как ведущий фактор формирования ландшафтов достаточно часто проявляется в форме инвариантов, т.е. имеется сходство в определенных чертах проявления между соляными структурами Примексиканского и Прикаспийского бассейнов, Предуралья и Восточного Техаса. В частности, сравнение обращенных и полуобращенных морфоструктур внутренних бассейнов (Восточно-Техасского и Предуральского) показывает, что снижение общей активности галокинеза, формирование комплекса размытых надсолевых пород определяет общность морфологической структуры солянокупольных ландшафтов [1].
Ландшафтно-географические особенности проявления соляных структур на поверхности определяются платформенным или геосинклинальным геолого-геоморфологическими режимами (ведущий фактор ландшафтной азональности). Новейшие процессы орогенеза являются главной причиной проявления соляных экструзий Ирана и Таджикистана, как кульминационной стадии солянокупольного ланшафтогенеза. В платформенных условиях происходит пропуск ряда этапов формирования солянокупольных ландшафтов вследствие воздействия экзогенных процессов на соляное ядро еще до достижения им поверхности. Особенно активен данный процесс в гумидных и семигумидных условиях [2, 3].
Солянокупольные ландшафты наряду с воздействием геологических процессов испытывают влияние общепланетарных физико-географического фактора – широтной зональности. Результатом является либо существенное преобладание процессов активности галокинеза над камуфлирующими его экзогенными процессами в условиях аридного климата, либо полная компенсация роста соляных структур вследствие высокой скорости процессов денудации, эрозии и аккумуляции. В связи с этим, лучшей региональной моделью для демонстрации эволюции проявления соляного купола на поверхности является кривая соотношения активности галокинеза и интенсивности экзогенных процессов для Южно-Иранского бассейна. В пределах Примексиканской впадины быстрый рост соляных куполов, входящих в состав пятерки «жемчужин Луизианы», частично подавляется гумидным климатом Галф-Коста [4].
Одним из важных индикаторов воздействия широтной зональности на процессы формирования ландшафтов в пределах соляных структур являются отложения т.н. «гипсовой шляпы» или кепрока. В настоящее время известно, что важным фактором формирования кепроковых отложений является взаимодействие динамики климатических условий с геохимическими особенностями эвапоритовой толщи. Каменная соль эвапоритовой толщи Louann Примексиканского бассейна имеет содержания NaCl близкие к 99% [5]. Вследствие этого размеры кепроков относительно не большие. Размеры соляного купола, выходившего на поверхность, также оказывают прямое влияние на размеры и мощность кепрока. Наиболее ярким примеров в пределах Прикаспийского бассейна является Индерское карстовое поле – наиболее крупное по площади проявление карста в пределах одной соляной структуры. Отсутствие кепрока скорее говорит о том, что соляная структура никогда не выходила к поверхности, чем наличие большого количества осадков, вдавливающих галитовое ядро купола вниз от зоны воздействия экзогенных процессов [6].
На основе изучения на куполе Дамон Маунт олигоценовых рифовых отложений и залегающих глубже карбонатного кепрока был изучен способ образования кепроковых отложений в результате взаимодействия между ангидритом и гипсом, с одной стороны, и углеводородами из периферийных отложений. Для соляных куполов побережья Мексиканского залива такие нефтяные коллекторы достаточно часты, что определяет активную добычу углеводородов по периферии соляных куполов (Хай Айленд, Уикс Айленд и других) [7].
Типизация кепроковых отложений является одним из индикаторов стадий развития солянокупольного ландшафтогенеза, поскольку позволяет выявить ведущие геохимические процессы преобразования соляного ядра и появления диагенетических образований в составе кепрока. Очевидно, что типизация кепроков отложений позволяет определить динамику развития поверхности и ландшафтов под прямым или опосредованным воздействием соляного поднятия.
Индикатором, фиксирующим воздействие зонально-климатических условий на формирование ландшафтов в зонах роста соляных структур, являются карстовые процессы, которые частично инициируются серьезным техногенным воздействием добычи углеводородов и подземной добычи каменной соли. Анализ топографических карт за период 1963-2015 гг. и экспедиционные исследования в 2017 г. показали, что техногенная активизация карстовых процессов на поверхности затронула как минимум 2 структуры Техасе – Саратога и Дайзетта (7 мая 2008 г.), и 2 – в Луизиане – купол Джефферсон Айленд и озеро Пеньер (21 ноября 1980 г.), а также купол Наполеонвилль (3 августа 2012 г.). Естественное проявление карстовых процессов, очевидно, не столь значительное в настоящее время. Однако, поверхность солянокупольных «островов» и островных «гор» Луизианы и Техаса изрезана различными по размеру карстовыми озерами. Большое количество осадков (1000-1500 мм в год) способствует активизации аккумуляции, дефлюкции и плоскостного смыва, нивелировке склонов, при этом нужно отметить антропогенную камуфляцию эрозионных и карстовых процессов.
Определение факторов ландшафтной дифференциации в пределах конкретных солянокупольных бассейнов. Анализ параметров энтропийной сложности, разнообразия и неоднородности показывает, что ландшафт каждой соляной структуры существенно отличается от всех прочих. При этом причинами отличий являются как внутрибассейновые особенности проявления галокинеза (например, в бортовой зоне Прикаспийской впадины преобладают мелкие структуры, осложненные штоками, в то же время в центральной части встречаются купола-гиганты – Индерский, Богдинский, Северо-Баскунчакский, Улаганский и другие), так и определенное воздействие региональных и локальных физико-географических факторов [8]. Например, в пределах Южно-Иранского бассейна различия в морфологической сложности разнообразии структуры ландшафтов соляных куполов определяются расположением на побережье Персидского залива, в пределах приморской равнины, передовых хребтов Загроса или внутрихребтовых плато. Наряду с преобладанием аридных широтно-зональных климатических условий Южного Ирана, важное значение имеют физико-географические факторы регионального и локального масштаба – эффект «барьерности» – изменение увлажнения склонов в зависимости от их размещения относительно морского бассейна, а также в связи с экспозиционными (инсоляционными) и циркуляционными различиями склонов. Наиболее высокие показатели энтропии структуры ландшафтов характерно для соляных структур побережья залива, наименьшие значения – для внутренних плато.
Солянокупольные ландшафты в процессе своего развития испытывают воздействие различных палеогеографических условий. Поэтому воспринимать их как продукт только современных процессов в корне не верно. Многие соляные структуры Предуралья на поверхности выражены крупными карстовыми мульдами, возникшими в результате обрушения свода соляного ядра при длительном воздействии влажных климатических условий позднеплейстоценовой эпохи. Разнообразные реликтовые почвы, карбонатные (известняковые) и сульфатные (гипсовые) криогенные образования, кепроковые отложения, тектогенные брекчии, коллювиальные и пролювиальные породы сформировались в процессе эволюции соляной структуры под влиянием изменчивых физико-географических условий. Типизация кепроковых отложений позволяет оценить активность галокинеза и выделить этапы формирования солянокупольных ландшафтов. Например, взаимодействие гипса и углеводородов надкупольной зоны в Примексиканской впадине, указывает на возможность самостоятельного диагенеза кепроковых отложений под влиянием палеогидротермических условий.
Таким образом, процесс солянокупольного ландшафтогенеза необходимо рассматривать как в соответствии с современной геолого-геоморфологической и климатической дифференциацией ландшафтной оболочки, так и с учетом факторов ее развития во времени, принимая во внимание, что существующие ландшафты являются результатом изменчивых тектонических и климатических условий.
Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (проекты № 14-05-00220а и № 17-05-00514а) и в рамках темы госзадания Института степи УрО РАН «Степи России: ландшафтно-экологические основы устойчивого развития, обоснование природоподобных технологий в условиях природных и антропогенных изменений окружающей среды».
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ: