Роль структурного фактора в формировании подземных вод Гиссаро-Алая

ДОКЛАДЫ АКАДЕМИИ НАУК РЕСПУБЛИКИ ТАДЖИКИСТАН

2006, том 49, №6

ГЕОЛОГИЯ

УДК 551.24:551.1/4+556.3

М.Таджибеков

РОЛЬ СТРУКТУРНОГО ФАКТОРА В ФОРМИРОВАНИИ ПОДЗЕМНЫХ ВОД ГИССАРО-АЛАЯ

В связи с освоением горных районов большое значение приобретает изучение закономерности распространения и миграции подземных вод. Подземные воды в последние годы в связи с ростом населения широко используются в народном хозяйстве; с другой стороны, -они негативно влияют на проектирование и строительство различного рода горнотехнических сооружений и гражданских объектов в пределах горных территорий, поэтому оценка роли структурного фактора в локализации подземных вод занимает первостепенное значение.

В стратиграфическом разрезе Гиссаро-Алайской области принимают участие породы палеозоя и мезозоя-кайнозоя. В составе фанерозойского разреза выделяются три структурноформационных комплекса: палеозойский, мезозойско-палеогеновый, и верхнеолигоценово-четвертичный, отвечающие соответственно геосинклинальному, субплатформенному и оро-геническому этапам тектогенеза.

Образования палеозойского комплекса широко распространены в пределах Гиссарско-го, Зеравшанского и Туркестанского хребтов. Преимущественное развитие имеют осадочные отложения (известняки, сланцы, доломиты), в меньшей мере метаморфические породы. Магматические образования позднепалеозойского возраста наибольшее развитие имеют в Цен-тральногиссарской зоне и незначительное распространение в Ягнобской и Зеравшано-Туркестанской зонах [1].

Важнейшие структуры в палеозойском комплексе, согласно исследованиям М.М.Кухтикова [2], представлены преимущественно моноклиналями с крутыми залеганиями напластованных пород. Широко развиты разрывные нарушения и мелкая складчатость. Эти дислокации, как сейчас установлено, в большинстве случаев имеют синседиментационный генезис при проявлении подводно-оползневых процессов [2 и др.].

Гиссаро-Алай в современной структуре представляет поднятие антиклинарного типа, осложненное грабен-синклинальными и горстовыми элементами. В поперечном сечении Гиссаро-Алая горные хребты чередуются с впадинами, выполненными мезозойско-кайнозойскими образованиями платформенного и орогенного комплексов, залегающими с резким угловым несогласием на герцинском основании.

Мезозойско-кайнозойские отложения, несогласно перекрывающие толщи палеозойского комплекса, составляют постгеосинклинальные образования.

Их, как и в других областях Тянь-Шаня, подразделяют на два комплекса. Толща мезозоя и палеогена составляет субплатформенный комплекс, верхнеолигоценово-неогеновые и четвертичные осадки относят к орогенному комплексу.

Разрез мезозоя начинают элювиально-обломочные накопления, условно относящиеся к триасовым отложениям. Мощность - до нескольких десятков метров. Юрские отложения представлены терригенными угленосными образованиями. Реже отмечаются карбонатногипсоносные породы. По северному склону Туркестанского хребта в Шурабском районе нижнеюрская угленосная толща залегает на триасовых отложениях. Средне- и верхнеюрские отложения представлены здесь песчаниками и сланцами, реже конгломератами. Мощность -500-600 м. Южнее, в Зеравшано-Гиссарской области, юрская толща отличается более грубообломочным составом. Угленосные пласты приурочены в основном к средней юре. Мощность - от нескольких десятков до 1100 м. На южном склоне Гиссарского хребта и в его югозападных отрогах юрские отложения характеризуются наличием терригенных угленосных накоплений в лейасе и доггере и появлением известняков, гипсов и солей в мальме. Мощность - 1800-2000 м.

Меловые отложения пластуются с породами юры согласно. Однако площадь их распространения значительно больше, по сравнению с выходами юрских отложений. В этой связи, в ряде мест отмечается несогласное налегание толщи мела непосредственно на палеозойском и докембрийском комплексах и локализованных в них интрузивах. В Туркестанском хребте разрезы мела неполные и маломощные. Так, в горах Гузан разрез начинают альбские красноцветные накопления (40 м). Верхнемеловая толща (150 м) состоит из карбонатных и обломочных пород. В Зеравшано-Гиссарской области разрезы мела становятся полнее и более мощными. В Фан-Ягнобском районе и Каратегине нижнемеловые отложения представлены красноцветными терригенными накоплениями с прослоями известняков. Верхний мел составляют карбонатные и терригенные образования с прослоями глин и гипсов в верхней части разреза. Мощность толщи мела - до 700 м. В осевой части Гиссарского хребта отмечается сокращение мощности до 200 м и заметное погрубение состава осадков. По южному склону Гиссарского хребта в разрезах нижнего мела, наряду с красноцветными терригенными отложениями, заметную роль играют горизонты известняков, мергелей и гипсов. Верхний мел выражен здесь морскими осадками: глинами, песчаниками, известняками и мергелями. Мощность меловых пород Южного Г иссара - около 1000 м. Палеогеновые отложения в своем развитии тесно связаны с меловыми. В Туркестанском хребте к палеогену относят согласно лежащую на породах мела толщу терригенно-карбонатных и гипсоносных накоплений общей мощностью 500 м. В Зеравшанской долине мощность палеогеновой толщи уменьшается до 300 м. Здесь заметно увеличивается количество песчаников и глин. Отмечается иногда выпадение верхних слоев палеогена. По южному склону Гиссарского хребта мощность па-

леогеновой толщи увеличивается. При этом возрастает роль морских накоплений. Мощность отложений колеблется в пределах нескольких тысяч метров.

Неогеновые отложения имеют максимальное распространение в предгорных районах и внутригорных впадинах. По северному склону Туркестанского хребта толща неогена, как и в Ферганской впадине и Срединном Тянь-Шане, подразделяется на массагетскую и бактрий-скую серии. Мощность неогена уменьшается здесь до 300-400м. Широкое развитие получают грубообломочные конгломераты и гравелиты. К осевой части Туркестанского хребта неогеновые отложения, постепенно уменьшаясь в мощности, выклиниваются. Южнее, в Зеравша-но-Г иссарской области и по южному склону Г иссарского хребта, неогеновые отложения расчленяются на две толщи, соответствующие миоцену и плиоцену. Миоценовая толща представлена кирпично-красными песчаниками, алевролитами, меньше-конгломератами и гравелитами. Мощность колеблется в пределах от первых сотен до 2000 м. Плиоценовая толща сложена палево-бурыми конгломератами и гравелитами с прослоями песчаников и глин. Четвертичные осадки в северной части Гиссаро-Алая (Туркестанский хребет, Магианская, Пенджикентская, частично Зеравшанская впадины) подразделяются, как и в Ферганской впадине, на сохский, ташкентский, голодностепский и сырдарьинский комплексы. К ним относят аллювиально-пролювиальные осадки, лессы, суглинки изменчивой мощности (в предгорьях до 1000 м).

Важнейшие структуры, образуемые отложениями постгеосинклинального чехла, представлены пологими складчатыми и складчато-блоковыми дислокациями. Устанавливаются грабен-синклинальные структуры, осложненные мелкими складчатыми и разрывными нарушениями. По южному склону Гиссарского хребта и в Каратегинском блоке наблюдаются в основном блоковые структуры постгеосинклинального чехла с горизонтальным залеганиям пород мезозоя и палеогена. Многочисленные дислокации, как пликативного, так и дизъюнктивного характера, отмечаются в отложениях орогенного комплекса [3-6 и др.]

Важнейшими факторами при формировании подземных вод являются: сильная расчлененность рельефа, обеспечивающая высокую дренированность водоносных пород; благоприятная высотная зональность рельефа и климат; обилие атмосферных осадков в горах; наличие угловых несогласий в разрезе; характер залегания пород, их литологический состав и морфология складок; наклоны их осевых поверхностей; характер разрывных деформаций; устойчивость пород и др. Среди указанных факторов при формировании подземных вод в горных районах особое место занимают разрывные нарушения. Ниже остановимся на примере Зиддинской впадины и Джурьязского плато, находящихся в пределах Гиссарского хребта, сформированные на герцинском основании.

Мезозойско-кайнозойская толща, выполняющая Зиддинскую впадину, образует структуру синклинального типа, ограниченную с юга Главным Гиссарским разломом, а на севере

Анзобским взбросом [6,7]. Синклинальная структура осложнена антиклинальной и синклинальной складками более мелкого порядка.

Антиклинальная складка отмечается в южном борту впадины, где она с юга срезана Главным Гиссарским разломом, а на севере - сопрягается с синклинальной складкой. В строении антиклинали участвуют породы от триасовых до верхнемеловых включительно. Шарнир складки погружается в западном направлении. Южное крыло падает под углом 1020° к югу. В размытом ядре складки на поверхность выведены породы палеозойского фундамента (пенеплен).

Северное крыло антиклинальной складки переходит в моноклинальный пакет смежной синклинали, где в ее строении участвуют отложения палеогена и молассовые образования верхнеолигоценово-неогенового возраста. С севера синклиналь срезана Анзобским взбросом, а на западе нарушена продольными разрывами и прижата к взброшенному блоку осевой части Гиссарского хребта. Эта складка осложнена небольшими антиклинальными складками в неогеновых конгломератах, отчетливо выраженная севернее селения Намозга.

Южное крыло антиклинали переходит в пологую синклинальную складку, которая выполнена коричневыми алевролитами, содержащими прослои гравелитов средней пачки неогенового разреза. На востоке падение пород южного крыла синклинальной складки составляет 30-40°, на западе - в левом борту сая Обишур (правый приток р.Зидды) - до 60-70°.

Особое место в современной структуре Зиддинской впадины занимают разрывные нарушения, наиболее крупными из которых являются Главный Гиссарский разлом и Анзобский взброс.

Главный Гиссарский разлом играет важную роль в общей структуре Гиссаро-Алая. Его протяженность не менее 300 км, простирание субширотное. В строении южного крыла нарушения участвуют осадочно-метаморфические породы палеозоя и гранитоиды верхнепалеозойского возраста. Северное крыло сложено мезозойско-кайнозойскими образованиями и подстилающей их толщей верхнего палеозоя. В западной части района в обоих крыльях развиты только породы палеозойского возраста. Падение смесителя разлома на всем протяжении в районе впадины более или менее одинаковое южное с углами около 60 °' В районе левого борта Сангальт (левый приток реки Зидды) сместитель разлома имеет пологое падение, где в подминаемой толще возникают опрокинутые складки. Вдоль его линии отмечаются цепочки выходов подземных вод. На правом борту реки Сангальт вдоль трассы разломы отмечаются многочисленными проявлениями источников, где с ними связаны проявления гравитационных процессов. Обычно источники пресной и чистой воды наблюдаются среди палеозойских пород. Источники среди мезозойско-кайнозойских пород отличаются от них вкусовым качеством.

Анзобский взброс ограничивает Зиддинскую впадину с севера и по своему значению занимает особое место в общей структуре района. Вдоль линии взброса в ряде мест наблюдаются брекчированные породы. Наиболее четкое проявление он имеет в районе селения Панчхок, в верховьях р. Дарашур, севернее селения Коктеппа, на участках минерального источника Сангхок и пер. Лойлякуль. Поднятое крыло взброса сложено дислоцированными образованиями палеозоя, а южное опущенное - мезозойско-кайнозойскими отложениями. Северная граница распространения пролювиально-делювиальной толщи среднепозднеплейстоценового возраста совпадает с указанным разломом. Сместитель разрыва на всем протяжении падает под углом 50-70° на север. Вблизи нарушения отмечаются приразломные складки в неогеновых породах, которые образовались в посленеогеновое, четвертичное время. Относительная амплитуда смещения по взбросу за новейший этап составляет около 1800 м. По геофизическим данным [8], глубина заложения разлома достигает 15 км. К линии Анзобского взброса тяготеют выходы источников. Значительные выходы пресных источников отмечаются в районе селения Панчхок, которые обеспечивает нормальную работу гидростанций. Аналогичные выходы пресных вод устанавливаются по долине реки Обишур. Здесь же имеется водопад высотой 10-15 м. По долине Хазора на базе выхода одноименного источника построена малая ГЭС, которая обеспечивает электроэнергией близлежащие селения. На востоке Зиддинской впадины вдоль трассы Анзобского разлома наряду с выходами пресных вод отмечаются выходы нарзанных источников Ходжасангхок с дебитом 1.3 л/сек и Каратобон - 0.5 л/сек. По химическому составу воды гидрокарбонатные, кальциевонатриевые с минерализацией 1.1-3.4 г/л [9]. Аналогичные вышеотмеченным районам пресные источники отмечаются вдоль Анзобского взброса западнее нарзанного источника Ходжасангхок. В районе Ходжасангхок также устанавливаются многочисленные выходы подземных вод. Выходы минеральных вод, существовавших в прошлом, устанавливаются по фрагментам в рельефе известковистых туфов и травертинов. Судя по этим породам, отмечается миграция подземных вод вдоль Анзобского разлома. В связи с изменением базиса эрозии, источники находились на разных гипсометрических уровнях. По наличию травертинов в рельефе и изменению гипсометрического положения пород можно определить амплитуду современных тектонических движений.

Генеральная структура Зиддинской впадины имеет субширотное простирание. Иногда к меридиональным дизьюнктивным нарушениям приурочены выходы источников, особенно совпадающие с участками сочленения. По северному борту вдоль Анзобского разлома палеозойские породы сильно раздроблены и на всем его протяжении наблюдаются многочисленные мелкие источники, которые заболачивают зону и в будущем могут быть причиной формирования гравитационных явлений. Кроме того, к зоне Анзобского взброса приручены выходы сероводородного источника Обишур с дебитом 1 л/сек. Питание подземных вод в Зид-

динской впадине осуществляется за счет инфильтрации атмосферных осадков и талых вод снежников. Кроме того, выходы подземных вод в пределах впадины зависят от изменения углов наклона древнего домезозойского пенеплена. В пределах характеризуемой впадины поверхность пенеплена испытывает в продольном сечении ундуляции. При этом положительные участки в продольном направлении сменяются отрицательными формами рельефа. Такие ундуляционные изгибы проявляются в бассейне Ходжасангхока и Зидды, а положительные -в районе Хазора и западнее водораздельной части бассейна реки Каратобон.

В структурном отношении Джурьязское плато представляет односторонний грабен-синклиналь, осложненную разрывами, крупнейшим из которых является Джурьзский. Северная граница распространения мезозойско-эоценовых отложений совпадает с Зеваро-Караташским разломом [10], наследующим на значительных расстояниях линию Ходжаоби-гармского разлома, выделенного ранее в герцинской структуре Гиссаро-Алая [2]. Южная граница плато эрозионная, хотя на отдельных участках она трассируется линией Иосского нарушения. Джурьязский разлом делит плато на два блока: Джурьязский и Иоский, первый из них более опущен. Гипсометрическое положение домезозойского пенеплена в крыльях Джурьязского разлома различное. Мезозойско-кайнозойские породы плато полого дислоцированы, особенно в зонах дизъюнктивных нарушений. Вдоль Зеваро-Караташского разлома наблюдаются крупные гравитационно-обвальные тела пород палеозоя, развитых в южном опушенном крыле, обусловливающие выходы подземных вод. Как правило, выходы подземных вод наблюдается на границе поверхности складчатого (палеозойского) основания с образованиями субплатформенного чехла, совпадающего с домезозойским пенепленом. Домезо-зойский пенеплен осложнен разрывными нарушениями, среди которых важное место занимает Ходжаобигармский разлом. Выходы пресных источников обильно развиты вдоль названного дизъюнктива и небольших разрывов осложняющих структур Джурьязского плато. На западе к линии названного нарушения приурочены выходы термальных источников Ход-жаобигарма. Не исключена возможность, что выходы термальных вод долин рек Явроза и Зайрона приурочены к оперяющим разрывам зоны Ходжаобигармкого разлома.

Вышеприведенные материалы позволяют сделать вывод о том, что главную роль в формировании подземных вод играют дизъюнктивные нарушения. Как правило, выходы подземных вод приурочены к трассам разрывных нарушений, особенно к зонам Главного Гис-сарского и Ходжаобигармского разломов, а также Анзобского взброса. Местами они приурочены к зоне сочленения разрывных нарушений и дислокаций, осложняющих неоструктуры региона. Большие массы выходов подземных вод в пределах характеризуемых районов приурочены к пограничным дизъюнктивным зонам внутригорных впадин. Значительные выходы подземных вод наблюдаются на границе поверхности складчатого фундамента и платформенного чехла, а небольшие - в основании орогенного комплекса. Выходы подземных вод в

четвертичных отложениях занимают второстепенное место. Большое скопление подземных вод наблюдается среди палеозойских пород. Они отличаются по количественным и качественным показателям и физико-химическим свойствам. Изучение роли структурного фактора в формировании подземных вод имеет большое значение, поскольку характеризуемые районы в настоящее время широко вовлекаются в сферу освоения. Выявленные закономерности локализации подземных вод на этих территориях важны в плане строительства различного рода небольших по мощности гидростанций, курортно-озодоровительных учреждений, спортивных комплексов. Следует отметить, что гипсометрическое положение Зиддинской впадины и Джурьязского плато от уровня моря, наличие прекрасного чистого воздуха и вод пресного, минерализованного и термального типов, позволяет строить на их базе курортносанаторные комплексы, а также дома отдыха для туристов и лиц, занимающихся лыжным спортом.

Таджикский государственный национальный университет, Поступило 17.10.2006 г.

Институт геологии АН Республики Таджикистан

ЛИТЕРАТУРА

1. Баратов Р.Б. Интрузивные комплексы южного склона Гиссаарского хребта и связанное с ними орудененине. Душанбе: Дониш, 1966, 336 с.

2. Кухтиков М.М. Тектоническая зональность и важнейшие закономерности строения и развития Гиссаро-Алая в палеозое. Душанбе: Дониш, 1968, 248 с.

3. Недзвецкий А.П., Тихонов В.П. - ДАН СССР, нов.сер. 1953, т.89, №5, с.925-927.

4. Костенко Н.П. Развитие складчатых и разрывных деформаций в орегоном рельефе. М.: Недра, 1972, 320 с.

5. Винниченко Г.Д. - ДАН ТаджССР, 1972, т.15, с.44-47.

6. Таджибеков М.Внутригорные впадины Гиссаро-Алая в новейшем этапе геологического развития. Душанбе: Дониш, 2005, 256 с.

7. Чедия О.К. - Изв.АН ТаджССР, Отд.геол.-хим. и тех. наук, 1963, №4(13), с.71-79.

8. Земная кора и верхняя мантия Таджикистана (по петрологическим данным). Душанбе: Дониш, 1981, 290 с.

9. Казаков Ю.М., Крейденков Г.П. и др. Учебное пособие по геологической практике в Зиддинской впадине. Душанбе: 2002, 69 с.

10. Лысков Л.М. Тектоника Тянь-Шаня и Северного Памира. М:. Наука, 1983, с. 149-155.

М.Точибеков

РOЛИ OМИЛ^OИ СТРУКТУРАВИ ДАР ПАЙДOИШИ OБ^OИ ЗЕРИЗАМИНИИ МАСOХАTИ ^ИСOРУ-OЛOЙ

Фавоpа зада баpомадани обхои зеpизамини аз омилхои стpyктypавй ва маpхилахои инкишофи геологии вобастагии калон доpанд. Пеш аз хама ин ба таpхишхои калонy хypд ва сатхи номувофик;и байни комплексхои синну соли гуногун-дошта алокди зич доpанд. Ин масъалахо даp мисоли пастхамихои X^^py Олой, пай-доиши тектоники доpанд пyppа тахлил каpда баpмомада шудаанд.

M.Tojibekov

THE ROLE OF STRUCTURAL FACTORS ON APPEARANCE OF UNDERGROUND WATERS OF HISSAR-ALAY AREA

Splashing of water from underground is closely connected with structural factors firstly, splashing of waters from the earth are connected with small explosion and disables among different aged complexes. This mother has completely analyzed on issues focused on Hissar-Alay loused which obtain tectonics.