Формирование и строение Усойского завала

Формирование и строение Усойского завала

 

18 февраля 1911 г. на Памире произошло землетрясение, в результате которого в долине р. Мургаб произошёл грандиозный завал и образовалось озеро. Завал назвали Усойским, а озеро - Сарезским. В результате этого землетрясения в долине Бартанга погибло 180 человек ([1] Шпилько, 1913). В Афганистане в Кабуле разрушено 300 дворов, погибло 460 человек, в Ханабаде разрушено 70 дворов. В Мургабе ощущались небольшие толчки и волнообразные движения земли в направлении с запада на восток. Именно Шпилько Г.А. определил Усойский завал как обвал, спровоцированный землетрясением, эпицентр которого, по его мнению, находился в Афганистане.

Среди исследователей Усойского завала нет единого мнения о его формировании. Одни считают его обвалом (Шпилько Г.А., Ланге О.К.), другие оползнем (Букинич Д.Д., Шеко А.И.), третьи придумали специальный термин «оскользень» (Преображенский И.А.), т.к. к Усойскому завалу не подходило определение ни «оползень», ни «обвал». Все знания об Усойском завале, которые имеются на сегодняшний день, находятся на уровне 1926 г., когда была организована экспедиция Ланге О.К. Дальнейшие исследования Усойского завала ничего нового не добавили. Геофизические исследования, проведённые на Усойском завале (Папырин Л.П.), несмотря на большое количество примененных методов, не дали достаточно ясной картины строения завала, путей фильтрации воды и не могут служить основанием для принятия каких-либо технических решений.

Я попытаюсь изложить историю формирования и строение Усойского завала со своей точки зрения. К востоку от ниши отрыва Усойского завала расположена стенка срыва древнего оползня, который сместился с правого борта долины реки Мургаб [2] (впервые на это указал Преображенский И.А. в 1915 г. [3]). Тело этого оползня образовало Марджанайское плато, которое расположено на левом борту р. Мургаб. Марджанайское плато выглядит как-то обособленно и в рельефе, и в геологической структуре. Сложено оно породами сарезской свиты, которые сильно передроблены, падают на СВ под углами 250-400, местами сильно ожелезнены (очень похожи на зону дробления на правом борту долины напротив). Породы же, окружающие Марджанайское плато с юга, востока и запада падают на Ю и ЮЗ под углами 350-450. Поэтому приходится ограничивать его разломами как с юга, так и с запада вдоль долины р. Шадау (Деникаев Ш.Ш., Акдодов Ю., Казаков Ю.М.). В период максимального расчленения рельефа, гораздо большего, чем современное (по-моему мнению, это конец плиоцена), блок пород сместился с правого борта долины р. Мургаб, возможно по крутопадающей плоскости, и «приткнулся» к левому почти без нарушения своего строения. Образовалось перекрытие и, как следствие, озеро. При заполнении озера происходил его перелив через тело завала, причем, это происходило неоднократно и в разных местах. Вода как бы искала себе путь. Фрагментами этого процесса могут служить субгоризонтальные корытообразные ложбины в южной части Марджанайского плато (собственно само плато). Но прорыв завала произошел в тыловой его части, как это обычно происходит, т.к. она является более ослабленной зоной. Подпрудные отложения были размыты, затем большей частью уничтожены оледенением. Фрагменты их сохранились в восточной части плато у уреза воды в озере, где они представлены слоистыми серыми гравийно-песчаными отложениями с поверхности покрытыми коркой сильно карбонатизированного суглинка палево-бурого цвета, с беспорядочной ячеистой текстурой. Вдоль всего правого борта долины р. Мургаб в этом месте диагонально сверху вниз проходит тектоническая зона дробления. Как раз на восточном крае этого древнего оползня и произошёл Усойский завал, явившийся как бы его продолжением.

Всем исследователям бросается в глаза треугольная форма Усойского завала, его ступенчатость, понижение в центральной части и большие размеры при наличии относительно небольшой стенки срыва, а также значительный взброс фронтальной части завала на противоположный склон. Обычно это объясняют высокой скоростью движения «оползня-обвала», сползанием отдельных блоков назад к стенке срыва и наличием суффозии и карста в теле завала. Такая трактовка образования Усойского завала не объясняет некоторые его специфические черты:

.Наличие гранитной морены во фронтальной части завала.

.Интенсивная фильтрация до глубины 50 м и её отсутствие глубже 130 м.

.Бросающееся в глаза несоответствие размеров стенки срыва завала и его тела.

Как известно, правый борт долины р. Мургаб у к. Усой был очень крутой [4]. В верхней части склона (4200-4400 м) был крупный ледниковый цирк, состоящий из двух более мелких, в котором находилась транзитная морена Лянгарского ледника, преимущественно гранитного состава, перекрытая современными каменными глетчерами (рис. 1). Через этот цирк с ЮЗ на СВ проходит ослабленная тектоническая зона дробления и ожелезнения. При землетрясении массив пород сначала осел по нескольким субвертикальным плоскостям (трещины бортового отпора), что вызвало разрушение нижней части блоков. Так как долина была узкой, то массив сместившихся пород стал валиться вперёд на Ю-ЮЗ, одновременно распадаясь на 3 части, что вызвало характерную ступенчатость тела завала и его треугольную форму. Сместившийся массив имел клиновидную форму, расширяющуюся вверх, с длинной СЗ стороной. Это также обусловило треугольную форму завала. У левого борта р. Мургаб залегала древняя морена, фрагменты которой мы видим в западной части завала, и именно на ней находился кишлак Усой. При падении фронтальная часть завала ударилась об эту морену и верхушка его с мореной из ледникового цирка Усойдары достигла тектонического уступа на левом борту р. Мургаб. При ударе моренные отложения разжижились и образовали выплески грязи и грязекаменный поток в западной части завала (при посещении завала в 1915 г. Букинич Д.Д. [5] обращает внимание на выплески грязи во фронтальной части завала и грязевый поток в его западной части, что свидетельствует о насыщенности этой части завала водой. Но он сделал неправильный вывод об этом явлении и его с успехом повторили более поздние исследователи). Т.к. завал падал в сторону долины р. Шадау, там и образовалась наиболее высокая его часть.

При таком формировании Усойского завала легко объяснить наличие транзитной морены гранитного состава во фронтальной части завала, т.к. верхняя часть склона с частью ледникового цирка оказалась впереди всей массы обрушившихся пород, а также наличие бортовой морены в средней части завала, на которую ранее вообще не обратили внимания. Так как нижняя часть обрушившегося массива оказалась наиболее передробленной, произошло её уплотнение в результате вибрационного воздействия землетрясений, которые после основного толчка продолжались несколько дней. При вибрационном воздействии происходило оседание мелких обломков на глубину и «всплывание» крупных обломков. Наличие древней морены (плотное сложение которой препятствует фильтрации воды) под завалом обусловило отсутствие фильтрации через тело завала на глубине более 130 м и формирование родников только в правом примыкании плотины, где предполагается древнее русло р. Мургаб. Можно предположить, что при падении блоки пород ударились о древнюю морену и произошло их смещение в сторону реки Шадау и на запад в долину р. Мургаб, где завал тонким чехлом лежит на древней морене. Может быть рельеф древней морены обусловил высокий уступ в теле завала вытянутый с СВ на ЮЗ. Всё это можно будет выяснить после детального изучения внутреннего строения Усойского завала.

Основные выводы по строению и формированию Усойского завала:

. Усойский завал является продолжением древнего гравитационного смещения, сформировавшегося в конце плиоцена к востоку от него.

. Механизм его смещения является типичным для таких крупных массивов пород в местах крутосклонных и глубоких участков речных долин. Наличие крупных гравитационных блоков отмечается по всем долинам Памира. Образование их связано с увеличением крутизны и глубины расчленения долин в плиоцене.

. Вероятнее всего размыв Усойского завала будет происходить до определённой глубины, где залегают массивные блоки коренных пород. В дальнейшем будет происходить фильтрация сквозь эти блоки пород. Катастрофического размыва плотины, скорее всего, не будет ни при переливе воды через верх плотины, ни в результате пятящейся эрозии.

Список литературы

1.Шпилько Г. Новые сведения об Усойском завале и Сарезском озере. Изв. Турк. Отд. И.Р.Г.О., т.II, в. 2, ч. 2, 60-62, 1914

.Ищук Н.Р., Ищук А.Р. Ещё раз о проблемах озера Сарез. Сб. трудов Республиканского семинара /Комархстрой РТ - Душанбе, 2002, с. 26-34

.Преображенский И.А. Усойский завал. Мат. по общей и прикладной геологии. 1920, вып. 14, т. III, с. 21.

.Иванов И.Г. Заметка о посещении Сарезского озера в июле 1928 г. Изв. Средаз. геогр. общ. 1929, т. XIX, с. 19-20.

.Букинич Д.Д. Усойское землетрясение и его последствия. Русские ведомости, 1913, №187.