Базисная поверхность есть сложная кривая, огибающая поверхность, проведенную через тальвеги долин, которые являются ее остовом.

Порядок составления карты базисной поверхности следующий [24]. На топографическую основу наносят тальвеги всех долин. Обязательно поднимают (т. е. подписывают) абсолютные отметки уреза воды в реках. Так как на картах отметок уреза воды мало, то следует учитывать пересечения горизонталями речных русел, а так же тальвегов сухих долин: балок, оврагов, ложбин стока (см. черт. 11). Таким образом получают ряд точек рельефа с одинаковыми высотами, которые соединяют изолиниями, названными нами изобазитами, т. е. линиями равных базисов эрозии (см. черт. 12). Точки пересечения горизонталей с тальвегами долин соединяются плавными линиями, проходящими через водоразделы. Если невозможно провести плавные изобазиты, они проводятся ломаными. Изобазиты не могут быть проведены ниже одновысотных горизонталей или пересекать их, а лишь касаются данных горизонталей в точках встречи последними тальвегов долин. Но они пересекают горизонтали с более высокими отметками. Изобазиты имеют те же свойства, что и горизонтали, они не могут пересекаться. По обе стороны тальвегов и водораздельных линий обязательно проводятся одноименные ответные изобазиты. При этом они не могут дважды пересекать водораздельную линию или тальвег. Методика составления карты базисной поверхности видна на прилагаемых чертежах (см. черт. 11—12).

Рисунок изобазит зависит от характера продольных профилей долин, входящих в данную систему, и от форм долинных систем. Различают три типа продольных профилей долин: вогнутый, выпуклый и прямолинейный. Формы профилей долин определяются, согласно Д.А. Козловскому, в основном движениями земной коры [12, 13].

С.А. Трескинский [20, 21] указал, что при детальном анализе продольных профилей рек следует различать и учитывать два вида ступенчатого профиля, возникающего под влиянием различных причин. Небольшая, но частая ритмичная ступенчатость есть результат неравномерности внутренних турбулентных движений воды в реке. Напротив, перегибы продольного профиля, измеряемые метрами на километр, вызываются чаще всего тектоническими причинами и реже перехватами водоразделов, лавовыми перемычками и т. п. сравнительно случайными явлениями. С.А. Трескинский [21] подчеркивает, что только после исключения ритмичной ступенчатости продольный профиль реки может быть признан закономерным индикатором тектонических движений.

В.Е. Хаин считает, что «форма продольного профиля рек отражает не только характер современной тектонической деформации их русел, но а движения большей продолжительности» [26, стр. 42].

Следует указать, что форму продольного профиля рек можно установить по крупномасштабным топографическим картам.

Продольный профиль рек зависит не только от движений земной коры, но и от гидрологического режима, в частности, от количества воды в реке и от скорости ее течения, а также от характера горных пород и условий их залегания. Эти условия, в свою очередь, определяют режим твердого стока, а следовательно, и эрозионно-аккумулятивные процессы в пределах долин. Базисы эрозии, в том числе и местные, зависят как от движений земной коры, так и от процессов жидкого и твердого стока, протекающего по долинам. Однако при всех обстоятельствах ведущую роль в формировании продольных профилей долин играют тектонические движения.

При составлении карты базисной поверхности следует иметь в виду следующее: обычно изобазиты проводятся с учетом всех долин, кроме первого порядка, начиная от наиболее низко расположенных долин и постепенно переходя к их верховьям. Если местность расчленена достаточно густой сетью долин, то изобазиты проводятся без особого труда. Напротив, при плоском рельефе и редкой сети долин, представляющих

Чертеж 11 Определение высот тальвегов долин 2-го и боле высоких порядков. 1. Высоты тальвегов долин

Чертеж 12 Составление карты базисной поверхности по высотам тальвегов долин 2-го и более высокого порядка. 1. Горизонтали и их высоты. 2.Изобазиты и их высоты.

 

собой, в основном, неглубокие балки или ложбины стока, проведение изобазит становится затруднительным и от составителя требуется большая тщательность в работе. Если господствует редкая сеть длинных долин первого порядка, а между горизонталями имеются большие расстояния, то изобазиты следует проводить и по долинам первого порядка. Напротив, когда местность расчленена густой сетью долин, а заложения между горизонталями незначительны, изобазиты можно проводить, начиная с долин третьего порядка, опуская долины первого и даже второго порядка.

Чертеж 13 Проведение изобазит по долине 3-го порядка без учета боковых притоков младшего порядка, но с учетом долин 2-го и 1-го порядка, являющихся началом долин 3-го порядка. Пунктиром показаны изобазиты, проведенные с учетом долин 1-го порядка

Во многих случаях вызывает затруднение проведение наиболее высокой изобазиты, идущей по вершинам долин. Такую изобазиту необходимо проводить и по долинам первого порядка, являющихся вершинами долин второго порядка. При этом не следует учитывать боковые притоки первого порядка (см. черт. 13).

Если составить карту базисной поверхности с учетом всех долин, в том числе и долин первого порядка, т.е. ложбин стока, то форма этой поверхности будет лишь незначительно отличаться от формы топографической поверхности, т. е. от форм рельефа (см. черт. 14). Напротив, рельеф базисной поверхности, составленной по тальвегам всех долин, кроме первого порядка, отличается от форм рельефа топографической поверхности. Если же составить карту базисной поверхности по долинам, начиная с третьего или более высокого порядка, то она будет более или менее отличаться от формы топографической поверхности (см. черт. 15).

Чертеж 14 Базисная поверхность 1-го порядка. 1. Горизонтали. 2. Изобазиты. 3. Тальвеги долин.

 

Изобазиты поверхности третьего порядка обычно повторяют рисунок изобазит второго (порядка, но иногда наблюдаются случаи, когда они почти перпендикулярно секут изобазиты второго порядка. Рисунок изобазит четвертого и более высокого порядка отличается своей ориентировкой от рисунка изобазит второго и третьего порядков. Указанное явление объясняется тем, что долин высоких порядков значительно меньше долин низших порядков. При этом первые имеют, как правило, другую ориентировку, чем вторые. Карты базисных поверхностей, начиная с четвертого порядка, составляются в более мелком масштабе, обычно в 1:500000 или 1:1000000 с использованием карт крупного масштаба.

Для одной и той же территории можно составить целое семейство базисных поверхностей, Порядок базисной поверхности определяется начальным порядком долин. При этом базисные поверхности низших порядков будут обычно вложены в поверхности более высоких порядков. Необходимо указать, что базисные поверхности разных порядков имеют общие линии, совпадающие с долинами высоких порядков. Составление карт базисных поверхностей разных порядков выполняется по описанной выше методике.

На участках новейших тектонических поднятий резко возрастают уклоны долин, а поэтому здесь характерны малые заложения между изобазитами. На площадях новейших тектонических опусканий уклоны долин значительно уменьшаются, вследствие чего величина заложений изобазит возрастает в несколько раз. Составленные указанным методом карты дают наглядное пространственное представление о новейших движениях земной коры.

Выявление новейших движений земной коры по картам базисных поверхностей основано на том, предположении, что чем выше порядок долин, тем древнее эти долины, а однопорядковые долины примерно одновозрастны.

Следовательно, базисные поверхности, построенные по долинам высших порядков, отражают движения за большой промежуток времени и испывают преимущественно влияние более глубоко расположенных структурных ярусов. Базисные поверхности, построенные по долинами низших порядков, отражают суммарные движения верхних и нижних структурных ярусов. Следует иметь в виду, что подразделение структурных ярусов на верхние и нижние является условным и различным при разном геологическом строении. Базисные поверхности, составленные по долинам второго порядка и выше, отражают, по-видимому, движения четвертичного времени. Базисные поверхности, составленные по долинам третьего порядка и выше, отражают суммарные движения четвертичного и плиоценового возраста. Базисные поверхности, составленные по долинам более высоких порядков, отражают алгебраическую сумму движений за более длительный промежуток времени. Указанная зависимость базисных поверхностей от возраста тектонических движений установлена нами на основании наблюдений в пределах юго-западной части Оренбургской области.

Исходя из этого предположения, возраст движений земной коры, определяемый по картам базисных поверхностей второго и третьего порядков, можно относить к плиоценово-четвертичному времени, не исключая, однако, возможности влияния и более древних движений. Карты базисных поверхностей, по нашему представлению, показывают не только характер новейших движений, но позволяют судить о наличии вообще тех или иных тектонических структур, которые отражаются в особенностях рисунка и формы базисных поверхностей, строящихся согласно предложенной нами методике. Автор данной работы считает, что отражение тектонических структур в базисных поверхностях происходит вледствие разности потенциалов силы тяжести на сводах антиклинальных структур и на их переклиналях, переходящих в моноклинали, или в мульды синклинальных структур. При этом, чем больше градиент разности потенциалов силы тяжести, тем более четкое отражение эти структуры получают на картах базисных поверхностей.

Опыт показывает, что для выявления локальных антиклинальных структур платформенного типа необходимо составлять карты базисных поверхностей, начиная со второго порядка долин, отбрасывая долины первого порядка.

Чертеж 15 Базисные поверхности 2-го, 3-го и 4-го порядков (рельеф данной местности изображен на чертеже (14) 1. Изобазиты 2-го порядка. 2. Изобазиты 3-го порядка. 3. Изобазиты 4-го порядка

 

Для выявления новейших тектонических движений платформенных структур типа валов, флексур и разделяющих их впадин следует строить карты базисных поверхностей, начиная с третьего или четвертого порядка долин. Для исследования движений антеклиз и синеклиз составляют карты базисных поверхностей, начиная с долин пятого или шестого порядка.

Высказанные положения основаны на следующей гипотезе. Порядок долин связан с их геологическим возрастом. Чем выше порядок, тем старше долина, и наоборот. При этом долины высших порядков имеют большую длину и наиболее глубоко врезаны в междуречные пространства. По-видимому, указанные долины приурочены к тектоническим впадинам, разломам, или же к тектонически ослабленным глубоким зонам земной коры. Тектонические движения, приуроченные к глубоким структурным ярусам, захватывают значительные территории и поэтому более четко отражаются на продольных профилях речных долин высшего порядка. Напротив, долины низших порядков приурочены к сбросам и тектоническим трещинам, приуроченным к верхним структурным ярусам.

Многолетний опыт работы автора по морфометрии показывает, что карты базисных поверхностей, составленные по долинам высших порядков, отражают платформенные структуры первого (антеклизы, синеклизы) и второго порядков (валы, флексуры), а карты базисных поверхностей, учитывающие долины низших порядков, связаны с локальными антиклинальными структурами третьего порядка.

Мелкомасштабные карты базисной поверхности, составленные по долинам шестого и выше порядков на некоторые территории СССР с использованием гипсометрической карты масштаба 1:2500000*, полностью подтвердили это предположение. На данных картах хорошо обозначились по рисунку изобазит наиболее крупные тектонические формы—Подмосковная, Печорская, Прикаспийская, Обско-Тазовская, Иртышская, Тунгусская и Вилюйская синеклизы, Кура-Араксинская межгорная и Предверхоянская предгорная впадины и другие межгорные и предгорные впадины, а также наиболее крупные поднятия, а именно: Главный Кавказский антиклинорий, Украинский щит, Воронежская антеклиза и др.

 

* Шестой порядок долин на упомянутой карте определен нами с учетом поправки, суть которой была изложена ранее

 

На картах базисной поверхности масштаба 1:1000000 или 1:500000, при сечении изобазит через 50 или 40 м, проведенных по долинам четвертого порядка, хорошо обозначаются Жигулевские, Саратовские, Базарнокарабулакские, Доно-Медведицкие, Ртищевско-Баландинские и Чирско-Донские дислокации, а также юго-восточное крыло Воронежской антиклизы, восточное окончание прогиба Большого Донбасса, Нижне-Терсинская, Хоперско-Бузулукская и др. впадины, расположенные в пределах Русской платформы. Хорошо выделяется также северо-восточная граница Вилюйской синеклизы.

На картах базисной поверхности масштаба 1:100000 с сечением изобазит через 20 м, составленных по долинам второго или третьего порядка, выделяются локальные тектонические поднятия, осложняющие более крупные тектонические формы. Так, хорошо оконтурились отдельные наиболее крупные структуры в пределах Саратовских, Доно-Медведицких, Больше-Кинельских и других дислокаций, установленные геологическими работами.

Анализируя карты базисной поверхности и сличая их со структурными или же с геологическими картами, можно установить некоторое несовпадение границ тектонических областей и районов, выделяемых по картам базисной поверхности, с границами, устанавливаемыми

 

Чертеж 16. Блок-диаграмма прямого рельефа.

 

на основании геологических исследований. Этот факт говорит о том, что новейшие движения земной коры, хотя и тесно связаны с тектоническими структурами, возникающими в течение геологической истории земной коры, но не вполне точно совпадают с участками развития древних тектонических форм. Такое несовпадение новейших движений с тектоническими структурами, фиксируемыми геологической съемкой, говорит о смещении площадей впадин и поднятий во времени и в пространстве, явлении, обнаруженном в последнее время в ряде мест при геологических работах.

Карты базисных поверхностей дают возможность определять также характер соотношения рельефа с тектоникой. Как известно, различают прямой, обращенный и полуобращенный рельеф. Прямой рельеф характеризуется совпадением водоразделов со сводами антиклинальных складок, а речных долин с синклиналями (см. черт. 16). В этих условиях изобазиты сближаются на водораздельных пространствах (см. черт. 17). Наоборот, по речной долине изобазиты имеют значительно большие заложения. Обращенный рельеф, характеризуется совпадением речных долин со оводами складок, а водораздельных пространств с синклиналями (см. черт, 18). В этом случае изобазиты сгущаются на крутых склонах речных долин и разрежаются на водоразделах (см. черт. 19). Полуобращенный рельеф имеет промежуточную характеристику. В этом случае сгущение изобазит приходится на водораздельные склоны, в то время как в пределах долин и водораздельных пространств заложения между изобазитами возрастают (см. черт. 20). Указанные выше явления происходят вследствие того, что сгущение изобазит соответствует крыльям антиклинальных поднятий или флексурам.

Сгущенный рисунок изобазит, имеющих форму полуэллипса, или близкой к нему фигуры, обычно указывает на локальное тектоническое поднятие и лишь в редких случаях— на тектоническую впадину, которая сама по себе встречается на платформах очень редко. В случае, если ось такой фигуры совпадает с водораздельной линией, имеет место прямой рельеф. Когда же осью фигуры является долина, то такое тектоническое поднятие относится к обращенному типу.

Указанную связь рисунка изобазит с рельефом и тектоникой следует иметь в виду при составлении карты локальных структур по морфометрическим данным.

Карту базисной поверхности лучше всего совмещать с картой порядков долин и асимметрии рельефа, т.е. составлять данные карты на общей основе. Такое совмещение позволяет более точно составить данную карту, а также более полно интерпретировать ее.

 

 

Чертеж 17 Рисунок изобазит в пределах тектонического поднятия (прямой рельеф).   1. Горизонтали и их подписи. 2. Изобазиты и их подписи. 3. Контур свода антиклинальной складки

 

 

Чертеж 18 Обращенный рельеф на сводовой части антиклинальной складки.