СПОСОБ КОЛИЧЕСТВЕННОЙ ОЦЕНКИ ВЕРТИКАЛЬНЫХ ТЕКТОНИЧЕСКИХ ГОЛОЦЕНОВЫХ ДВИЖЕНИЙ Российский патент 2008 года по МПК G01V9/00 

Изобретение относится к наукам о Земле и может быть использовано при решении горно-геологических и экологических задач.

Существуют многочисленные геолого-геоморфологические методы индикации и количественной оценки вертикальных движений земной коры в целом и дневной поверхности, использующие зависимости интенсивности и масштабов проявления эрозионно-аккумулятивных процессов от знака, амплитуды и скорости тектонических перемещений. Наибольшее количество способов направлено на определение режимов тектонических движений, проявлявшихся на протяжении неогенового периода и четвертичной эпохи до плейстоцена включительно (26,2-1,99 млн лет). Значительно меньше способов позволяет количественно исследовать режимы движений в голоцене [1, 2 и др.].

Голоценовыми или полностью современными тектоническими движениями принято условно называть такие, что происходили во временном интервале от первых сотен до 10-12 тысяч лет и в отличие от собственно современных движений могут изучаться не инструментальными и археологическими, а преимущественно геолого-геоморфологическими методами ([3], с.12). Основные количественные показатели вертикальных тектонических смещений - их абсолютная величина (амплитуда), скорость (суммарная амплитуда за интервал времени), а также градиент скорости горизонтальный или по времени (ускорение). По знаку движения делят на положительные (поднятие, рост структур земной коры) и отрицательные (опускание, погружение геоструктур).

Голоценовые отложения венчают разрезы четвертичных пород. Продолжительность хроностратиграфических подразделений плейстоцена-голоцена составляет тысячи лет. Сложность их выделения и корреляции связана с изменчивостью литологии, наличием перерывов в осадконакоплении и неизохронностью границ комплексов пород [4]. Международной комиссией по голоцену INQUA нижнюю границу этой эпохи с 1969 года условно рекомендовано проводить на уровне 10000 лет, хотя по данным разных исследователей она колеблется от 20000 до 4000 лет [5]. По радиоуглеродным данным рекомендованный INQUA вариант отвечает климатическому событию между поздним оледенением и послеледниковьем в Европе, которая выражена в данных спорово-пыльцевого анализа.

Источник погрешностей количественной оценки тектонических движений голоценового этапа геологической истории - неоднозначности в выделении толщин литологических комплексов и датировании отложений собственно голоцена. Кроме того, продолжительность этого отрезка геологической шкалы наименьшая. Скорости собственно неогеновых движений соразмерны, в то же время в последние 10 тыс. лет малоконтрастные вертикальные перемещения формируют поднятия или опускания амплитудой лишь в первые метры и десятки метров, которые слабо фиксируются в рельефе и других компонентах ландшафтов. Контрастность проявления движений еще меньше в случаях колебательного характера голоценовых движений или их неунаследованности сравнительно с более давними. В таких условиях достоверность и точность оценки показателей голоценовых движений определяются тем, насколько достоверно и точно учтены а) изменения абсолютных отметок рельефа экзогенными нетектоническими причинами; б) горизонтальные компоненты тектонических движений; в) степень унаследованности движений; г) истинная толщина голоценовых отложений и их возраст.

Известны способы диагностики режимов движений по особенностям строения речных террас, долин, дельт и вещественному составу и мощности современного аллювия ([1], с.134-151). При этом возраст аллювия при отсутствии датирований молчаливо принимается голоценовым. Существует, например, группа геоморфологических методов изучения морских и озерных террас, а также особенностей строения речных террас, долин, дельт, вещественного состава, мощности и фаций аллювия с целью диагностики голоценовых движений. Эти методы используют связи тектонических движений с активностью эрозионно-аккумулятивных процессов и имеют общий недостаток - сложность и неоднозначность обособления тектогенной составляющей движений от движений нетектонической природы. Так, известен способ определения интенсивности роста геологических структур по абсолютной деформации продольного профиля голоценовых террас с сопутствующим определением возраста, например, морских раковин радиоактивным методом и расчетом скорости деформаций. Способ применил С.Вите-Финци в 1979 г. по горам Загрос, где скорость роста антиклиналей составила 2-7 мм/год ([2], с.204). Способ имеет преимущество в том, что в случаях первично горизонтального положения поверхностей морских и озерных террас можно получить объективные количественные оценки движений независимо от эвстатических изменений уровня Мирового океана. Однако широкому применению способа препятствует то, что необходимые данные можно получить лишь в береговой зоне при наличии ископаемых остатков для датирования и подтверждения собственно голоценового возраста объекта изучения. Таким образом, данный способ имеет ограничение использования в пространстве и геологическом времени.

В континентальных условиях движения определенных территорий, имеющих речную сеть, определяются по деформациям продольных профилей русел рек и мощности аллювия, которые в целом пропорциональны амплитуде вертикальных смещений ([6], с.19-114). Однако существуют факторы, снижающие достоверность и точность способа. Недостатком способа является то, что он недостаточно точен, поскольку речная система, пересекающая участок, который поднимается или опускается, может быть расположена не обязательно в его центральной части, где амплитуда максимальна. То есть способ позволяет количественно оценить лишь нижнюю границу амплитуд движений. Прямая зависимость русловой эрозии от интенсивности движений в голоцене замаскирована действием движений предыдущего периода, которые уже создали расчлененный рельеф и аномальные уклоны поверхности, в том числе не только над мобильными геологическими структурами, но и над выходами разрывных нарушений, трещиноватых зон, аномально мягких или крепких пород [7]. Поэтому часть деформаций профиля дна рек не вызвана тектоническими движениями голоцена и искусственно увеличивает или уменьшает количество структурных поднятий, выявляющихся наблюдениями.

На континентах голоценовые движения количественно определяются также по ширине долин, меандрированию русла, мощности аллювия пойм, а также гранулометрическому и минералогическому составу аллювия. Например, тектонические поднятия в долинах рек проявляются узкими долинами и высокими уровнями пойм, малой мощностью аллювия грубого гранулометрического состава, обогащением аллювия стойкими к выветриванию минералами. Так, работами В.П.Палиенко для Предкарпатского прогиба по комплексу показателей выделены области (и морфоструктуры) интенсивных, средних и слабых поднятий, опусканий, а также опусканий, сменившихся слабыми поднятиями [8].

Положительные результаты полуколичественных оценок темпа или амплитуды движения получены Б.С.Луневым, а также В.Е.Некосом, В.И.Карповым и М.Г.Бергером [9], выявлявшим неотектонические поднятия по обогащению аллювия магнетитом, цирконом, ильменитом, рутилом и крупнозернистыми фракциями и по обедненности легкими транспортабельными минералами - силлиманитом, турмалином, амфиболами. Недостаток упомянутого способа, не позволяющего количественно оценить движения, - его низкая точность вследствие оперирования полуколичественными и относительными характеристиками, а именно отношениями содержаний минералов тяжелой фракции и процентами содержаний минералов тяжелой фракции от их общего количества. Другим недостатком является трудоемкость минералогических анализов, а также отсутствие определений абсолютного возраста современного аллювия, который отчасти образуется на протяжении четвертичного периода и есть переотложенным материалом более древних отложений, накапливавшимся не только в течение голоцена.

При датировании молодых отложений не учитывается, что фазы развития долин не отвечают возрасту террас вследствие гомотаксиса, т.е. сходства отложений и последовательности их наслоения в разрезе в разновозрастных стратиграфических подразделениях. Неточно определяются как амплитуды движений, так и скорость перемещений в результате деления амплитуды движений на неверно определенную продолжительность голоцена. Например, детальными радиоуглеродными и археологическими исследованиями ([3], с.65) по рекам Средней Азии выявлено, что голоценовыми являются не только поймы и первые надпойменные террасы, но и более высокие террасы высотой от 15-25 м на равнинах и до 30-60 м в горах.

По обобщающим данным Д.Боуэна ([4], с.233-234) "...сейчас известно, что высота террасы над поймой не может служить показателем ни возраста террасы, ни положения уровня моря в прошлом... Террасовый аллювий особенно подвержен переотложению. Гранулометричний состав аллювия все больше используется для выводов о палеогидрогеологии".

Стратиграфическое значение террас состоит в том, что они являются индикаторами климатических изменений. То есть суммарное действие климатической ритмичности и связанное с ней изменение базисов эрозии и ритмичность неотектонических движений дают значительную погрешность определения скорости и не интерпретируются однозначно с применением лишь одного способа.

Существуют многочисленные примеры несоответствия абсолютного возраста первых террас продолжительности голоцена. Например, данные Дж.Фрая [10] по центральной части США, а также материалы Ф.Шоттона - [11] по долине р.Эйвон (Великобритания), где соотношение стратиграфических подразделений аллювия террас, покровов морены и палеопочв указывают, что речная эрозия проявляется преимущественно на начальных стадиях оледенения, осадконакопление - на поздних стадиях ритма, а времена образования почвенного покрова совпадают с периодами стабилизации. В зонах, переходных между поднятиями и опусканиями, наблюдается сложное наложение террасовых уровней и их хронологическая подчиненность.

Относительно точно возраст террас определяется лишь детальными многометодными исследованиями, как это иллюстрировано, например, Д.Боуэном ([4], с.234-237) по террасам р.Рейн в районе города Кельн на основе изучения содержания кварца, рудных минералов, моллюсков, данных магнитостратиграфии, тафрохронологии и изучения лессовых толщ. То есть существует пространственная диахронность террас и возраста аллювия, что не позволяет по рассматриваемому способу объективно определить время проявления движений путем сопоставления террасовых рядов, а также не дает основания увязать последовательность террас с колебаниями уровня моря и достоверно оценивать амплитуды движений.

Общим недостатком способа количественной оценки режима вертикальных движений по строению речных долин является то, что получаемая информация не может быть интерполирована на значительные по площади водораздельные пространства. Особенно выразительно это проявлено в аридных и семиаридных районах. Во избежание этого недостатка используют интерполяцию междолинных данных с построением карт изодеформаций продольных профилей русел рек Украины [12]. Однако недостаток интерполяционного подхода - получение картографического представления движений, которое не отвечает требованию масштабности, т.е. равномерности расположения точек измерений на площади исследований. Кроме того, если речная сеть тяготеет к разрывным нарушениям, тогда полученные значения движений не отвечают истинным движениям тектонических блоков и структур разного ранга.

Известен и приближен к заявляемому способу способ оценки режимов движений, основанный на существовании прямой связи средней высоты развивающегося рельефа с вертикальными неотектоническими перемещениями. Индикатор знака движений - мощность чехла четвертичных отложений, в том числе голоценовых: в областях поднятий толщина чехла уменьшается вследствие денудации, а при опускании увеличивается благодаря аккумуляции ([13], с.109-110). Способ состоит в определении на территории исследований средней высоты современного рельефа и средней мощности четвертичных отложений и величины денудационного сноса за геологическое время Т, дальнейшем расчете амплитуды поднятий как разности между средней высотой и мощностью молодых отложений или величиной денудационного среза дневной поверхности. При наличии участков опусканий их амплитуда за время Т определяется по суммарной величине средней отметки рельефа и толщины отложений. Способ позволяет рассчитать вероятные скорости неотектонических движений за отдельные отрезки четвертичного периода, в том числе за голоцен, при наличии стратиграфических горизонтов с определенным абсолютным возрастом ([13], с.110).

Преимущества способа - использование параметров, которые можно измерять на всей площади работ, введение условного репера геологического времени, а также использование баланса масс пород, которые перемещаются вследствие совокупного действия рельефообразующих экзогенных и эндогенных тектонических факторов (денудация, аккумуляция). Однако он имеет недостатки, связанные с принятой теоретической основой и методической реализацией.

Действительно, например, совместное использование сбалансированной денудации-аккумуляции вытекает из одной из парадигм геоморфологии, а именно концепции динамического равновесия Дж.Джильберта и Дж.Хака. Ее критический анализ дал К.Оллиер и др. ([14], с.423-426). Доказано, что такое динамическое равновесие, во-первых, наблюдается лишь для медленных тектонических поднятий, которые успевают компенсироваться эрозионными процессами, и тогда толщина четвертичных отложений и величины денудацонного среза действительно соразмерны. Во-вторых, она справедлива лишь для средних, или "зрелых", по У.Дэвису стадий развития рельефа с крутыми склонами. Наконец, концепция не учитывает искажающей роли реликтовых форм рельефа, образующихся в случаях быстрых тектонических перемещений. Например, на участках распространения крепких коренных пород, за К.Оллиером, из девяти возможных типов геоморфологических ландшафтов концепция равновесия справедлива лишь для четырех, не самых распространенных в природе ([14], с.425). То есть способ имеет ограниченное применение, не является универсальным и, например, дает значительные погрешности в случаях оценки движений, проявляющихся в геоморфологических ландшафтах с уплощенными междуречьями или с корытообразными долинами.

Ограниченные возможности способа вытекают также из формального анализа формул оценки скорости движений. Согласно способу ([13], с.110, 112, формулы 1-3), если принять скорости поднятий +V и опусканий -V, тогда амплитуда движений А определяется за время проявления движений Т по средней отметке рельефа Hc, толщине четвертичного (или, в частности, голоценового) чехла М и коэффициенту годовой денудации Кд:

+V=(Hc-M)/T, мм/год; -V=(Hc+M)/T, мм/год; Кд=(А-Нс)/Т, мм/год.

Из приведенных формул значения суммарных амплитуд движений A=V Т равняются

+A=+V Т=Нс-М (поднятия), -A=-(V Т)=Нс+М (опускания);

отсюда

VT=Hc-M; -(V(T)=Hc+M; КдТ=А-Нс, А=КдТ+Нс;

произведение коэффициента денудации за год на геологическое время Т равняется суммарной денудации D за время препарирования рельефа.

Таким образом, амплитуда поднятий +А=Нс-М=D+Hc, откуда D=-М.

Это значит, что рассматриваемый способ оценки движений предусматривает обязательную сбалансированность денудационного среза и мощности четвертичных отложений М, что является идеальным случаем.

При опусканиях -А=Нс+М=-(D+Hc) и D=2Hc+M.

То есть денудация эквивалентна аккумуляции толщи наносов, которая равняется двойной средней высоте дневной поверхности вместе с мощностью четвертичных отложений. Однако известно, что при опускании участков денудация повышенных местностей полностью не прекращается, что делает формулу оценки амплитуды опусканий неточной.

Обобщения мирового геоморфологического материала, например, К. Оллиером ([14], с.359) свидетельствуют: "Скорость тектонических поднятий фактически примерно вдвое превышает скорость эрозии. Такое соотношение служит прямым доказательством предположения о росте горных сооружений, происходящем в настоящее время, когда поднятия гор определенно опережают эрозию. Однако необходимо отметить, что указанное соотношение скоростей является искаженным, поскольку скорость эрозии измеряется обычно для крупных регионов, в то время как интенсивность поднятий определяется для отдельных возвышенностей, горных хребтов или для еще более локальных площадей".

Таким образом, рассматриваемый способ использует усредненные параметры, которые позволяют получать объективные оценки тектонических движений лишь для значительных территорий и, соответственно, недостаточно достоверен для практических задач на конкретных участках среднего и крупного масштаба. Подтверждение этому - результаты применения способа его автором с целью количественной оценки голоценовых движений Донбасса, берегов Азовского моря и Прибалтики. Например, поднятия Донбасса на протяжении голоцена оценены в 89-119 м ([13], с.111). Это в 4-5 раз превышает амплитуды поднятий по комплексным геолого-геоморфологическим и геодезическим измерениям, а именно 20-25 м ([6], рис.22). Модификация способа, который рассматривается, применена также его автором для определения скорости голоценовых движений в районе городов Таллинн, Нарва, Пярну, Рига, Лиепая в сравнении с комплексными геолого-геоморфологическими и геодезическими данными Ю.Мещерякова [15]. Их анализ показывает, что упомянутый способ дает относительную погрешность скорости от -10% до +200% (в среднем +85%) сравнительно с базовым методом, т.е. завышает скорости движений и недостаточно точен. Одной из причин погрешностей есть также то, что эрозионно расчлененный рельеф в значительной мере формируется и в доголоценовое время, а в способе, который рассматривается, искусственно завышенная амплитуда вертикальных движений делится на относительно малую продолжительность голоцена (10-12 тыс. лет).

Близок к предлагаемому способ определения знака и интенсивности вертикальных движений в голоцене по появлению на мобильных участках нетипичных (азональных) почв с аномальным строением почвенных разрезов и отличным от фонового вещественным составом генетических горизонтов [16].

Способ базируется на известной связи почвообразующих процессов с динамикой рельефа. Сущность связи состоит в том, что вертикальные движения вызывают изменения глубины залегания уровня грунтовых вод, водно-воздушного режима и характера биогеохимических процессов вследствие нарушения динамического физико-химического равновесия и баланса привноса-выноса вещества и энергии сравнительно с почвенными разрезами основного почвенного фона [17, 18].

Способ использует известный принцип разновозрастности почв мира [19], согласно которому аналогичные или близкие группы почв, даже те, что находятся в разных климатических и других условиях, располагаются на одновозрастных (и однотипных) геоморфологических элементах суши. Таким образом, в рельефе омолаживающихся поднятий почвенный покров эволюционирует вследствие тектогенной эрозии от гидроморфной стадии почв в пределах понижений и слаборасчлененного рельефа водно-аккумулятивных равнин и низменностей в сторону почв смытых, выщелоченных и других, т.е. к почвам автоморфным на эрозионных равнинах и плато.

Воздымающиеся территории отличаются понижением уровня грунтовых вод и изменением водно-воздушного режима, условий выветривания минералов и преобразования гумуса. Примерами тектогенной эволюции почв служат известные преобразования почв речных долин в "зональные" почвенного фона (солонцов в солоди по Б.Полынову [20], луговых и засоленных почв в остепненные черноземовидные по В.Ковде [21] и др.). На территориях, испытывающих тектонические опускания, автоморфные почвы приобретают черты гидроморфных, например происходит их оглинение, засоление или карбонатизация. Обобщающие материалы по эволюции почв ([22], с.59-64) подтверждают связь биогеоморфологических циклов развития почв с молодыми тектоническими движениями.

В упомянутом способе индикаторами тектонических поднятий служат признаки автоморфных стадий эволюции, например их смытость (эродированность) с уменьшением толщин разрезов, ослабление гумусообразования, увеличение выщелоченности от карбонатов, иллювиированности, оподзоленности и другие. Опускания индицируются по замедлению эрозии, а также намытостью почв (сохранение или увеличение толщин разрезов). Наблюдается усиление гидроморфности, например оглеение, засоление, оглинение, осолонцевание, торфонакопление и т.п. Колебательный характер движений согласно рассматриваемому способу реконструируется по наложенным почвообразующим процессам, которые в структуре почвенного покрова проявлены появлением комплексов и сочетаний почв, а также реликтовых горизонтов в разрезах ([23], с.11-12).

Преимуществом способа является использование информации с повсеместно распространенного почвенного покрова. Кроме того, реализуется возможность получения данных о режимах голоценовых движений над структурами разного ранга - от крупных геоструктур типа прогибов, платформ до структурно-тектонических зон и локальных структурны форм (складок), что расширяет границы применения способа. При этом наиболее достоверная оценка молодых движений получается по водораздельным и склоновым пространствам, которые недосягаемы для традиционных геоморфологических методов. Способ использует как предмет исследований современный почвенный покров, конкретно - лесостепной и степной зон Украины. Почвы указанных зон имеют по радиоуглеродным данным абсолютный возраст, близкий к продолжительности голоцена, то есть до 7-8 тыс. лет ([24], с.304-310). Таким образом, рассматриваемый способ в условиях лесостепи и степи может давать оценки движений, приближенные к истинным, но в других географических зонах его достоверность нужно доказывать, что является недостатком.

Недостатком способа является также то, что он использует качественные, в лучшем случае полуколичественные признаки направления вертикальных движений и их интенсивности. Например, для Днепровско-Донецкой впадины по данным автора способа ([16], с.65) малая активность Сынивской, Медведовской, Решетиловской, Рябухинской и других локальных структур отражается в смене родовых отличий черноземов, в то же время малоактивные в голоцене структуры могут отличаться от геодинамически спокойного фона в основном по видовым отличиям этих почв: уменьшению гумусности (малогумусные, среднегумусные и т.п.) и выщелоченности (Дмитриевская структура), или по разновидностям почв с различным гранулометрическим составом (например, Ефремовская складка с облегченным механическим составом верхних горизонтов сравнительно с почвенным покровом более спокойных участков). Еще более значительная размытость критериев оценки движений проявлена для участков сложноколебательных движений, где констатируется "...мозаика темно-серых и серых оподзоленных почв, реградированных, оподзоленных и выщелоченных черноземов в пределах Роменской, Бельской, Леляковской, Шебелинской, Качановской и других структур" ([16], с.65).

Перечисленные выше индикаторы движений в почвоведческом отношении используют преимущественно особенности структуры почвенного покрова на участках разной мобильности, т.е. площадное распространение почвенных типов и их комбинаций. В местностях с пестрым почвенным покровом достоверная количественная оценка режима движений в любой заданной точке исследуемой территории усложняется, так как возникает проблема обоснования размеров осредняющего участка, для которого нужно оценивать режимы движений.

Известный способ оперирует характеристиками верхних почвенных горизонтов, поскольку использует такие показатели как эродированность (смытость) верхнего слоя почвы, намытость почв, оглеенность и др. По радиоуглеродному датированию, как отмечалось, весь разрез черноземов лесостепной и степной зон Украины имеет голоценовый возраст. Соответственно, верхние горизонты таких почв имеют меньший абсолютный возраст, насчитывающий первые тысячи лет, и тогда отождествление скоростей движений с этим отрезком времени означает по крайней мере их завышение, а в случае изменений знака движений на протяжении голоцена - вообще непрогнозируемую ошибку.

Опыт применения рассматриваемого способа в пределах Волыно-Подольской плиты и Предкарпатского прогиба [25] подтверждает, что способ дает возможность по структуре почвенного покрова выделить участки со спокойным или слабоактивным режимом движений, с мало-, средне- и интенсивными воздыманиями или опусканиями, то есть получить качественные оценки режима движений. Недостаточная точность способа подчеркивается также неопределенностью временного интервала в пределах голоцена, на протяжении которого происходило формирование теперешней структуры почвенного покрова.

Необходимость введения показателя времени почвообразования, как и в предлагаемом способе, вытекает из известного факта, что возраст современного почвенного покрова изменяется от сотен лет и первых десятков тысяч лет в гумидных областях (в зависимости от гляциологической истории района), до сотен тысяч лет во внетропических областях, где не было оледенений, и, наконец, нескольких миллионов лет в экваториальном и тропическом поясах на древних остаточных корах выветривания ([22], с.53). Таким образом, недоучет возраста почв, который может отличаться в разных регионах мира на несколько порядков, предусматривает значительную ошибку определения скорости тектонических движений.

Наиболее близок к способу, который предлагается, способ индикации молодых вертикальных тектонических движений [26]. Он основан на зависимости ареалов распространения зональных (почвенный фон) и азональных современных почв и степени их смытости (намытости) от знака и амплитуд вертикальных тектонических движений. Способ предусматривает выделение в пределах геоструктур, которые исследуются, по геолого-геофизическим данным, картам почв и эродированности земель так называемых тектогенных ландшафтов с покровом зональных и азональных почв, из которых формируют набор характерных почв, распространенных в окрестности геодезических, геоморфологических и других реперов с известными значениями амплитуд и скоростей голоценовых движений; далее строится сопоставительный ряд тектогенной эволюции почв от режима опусканий к стабильному и режиму воздыманий, где каждой номенклатурной единице почвы отвечает свой диапазон амплитуд движений; на основе этого в необходимых пунктах по распространению определенных классификационных единиц почв определяют знак и амплитуду движений, последние уточняют по пропорциональной зависимости степени смытости-намытости почв от интенсивности поднятий или опусканий. При этом скорость движений в точках наблюдений определяют делением амплитуд движений на принятую продолжительность голоцена.

Положительным для способа-прототипа, который рассматривается, есть построение ряда тектогенной эволюции почв, что позволяет использовать набор текущих почвообразующих процессов и соответствующих им почвенных единиц, сформированных действием всего диапазона динамики рельефа данной территории. Преимуществом способа по сравнению с предварительно рассмотренным есть то, что он уже использует количественную информацию с нескольких генетических горизонтов почвы в виде данных о толщинах горизонтов, общей толщине разреза до субстрата включительно, а также степень смытости (намытости) почв в процентах или частях от единицы. Кроме того, в этом способе улучшению статистической устойчивости оценок интенсивности тектогенной эрозии или аккумуляции способствует расчет отношений толщин переходного (иллювиального) горизонта Hi, защищенного от эрозии, к толщинам гумусно-аккумулятивного горизонта Hr в точках наблюдений.

Недостатком способа является недостаточная точность определения характеристик движений, так как участки отдельных номенклатурных единиц почв могут не включать реперов тектонических смещений, тогда интерполяция между элементами ряда тектогенной эволюции почв вносит дополнительную погрешность в расчеты.

Способ характеризуется недостаточной достоверностью оценок, поскольку в нем используются характеристики не всего почвенного разреза как единой квазиуравновешенной биогеохимической системы [27], а лишь его верхняя и средняя часть, без рассмотрения материнского почвообразующего субстрата. Кроме того, способ объединяет группы полуколичественных и количественных параметров разрезов в произвольном соотношении. Например, степень эродированности определяется в Украине по картам эродированности земель и полевыми измерениями в процентах смытости горизонта с градацией через 10-30% его толщины ([28], с.177-178), а сами толщины горизонтов оцениваются с точностью приблизительно 1 см (0,5-2% относительных). Среднюю оценку вертикальных движений, которая при этом получается, нельзя считать эффективной и несмещенной, так как она зависит от количества числовых и полуколичественных характеристик режимов движений, совокупно использованных на конкретных пикетах.

Недостатком способа есть также субъективность отнесения оценок движений к фиксированной условной продолжительности голоцена, то есть он недостаточно детальный, так как не позволяет определить режимы движений в отдельные интервалы времени в пределах голоцена. Применение способа территориально ограничено геоструктурами, укрытыми почвенным плащом, который образовался в голоценовый период. Между тем, возрастной рубеж голоцена, например, в Северной Канаде составляет 6000 лет, а в отдельных районах Северной Америки - 13000 лет ([4], с.132).

Кроме того, отсутствует нормирование параметров тектогенных изменений состава, свойств и показателей площадного распространение почв на шкалу геологического времени, что препятствует получению объективных количественных оценок режимов вертикальных тектонических движений, происходивших собственно в голоценовый этап развития Земли.

Общим недостатком способа является то, что он использует отдельные фрагментарные параметры, а не синтезирующие показатели степени измененности состава и свойств всего почвенного разреза тектоническими движениями, действовавшими на протяжении голоцена. Это подчеркивает недостаточность примененных в способе признаков и действий для обеспечения ожидаемых достоверных и точных количественных оценок движений, пригодных для повсеместного применения. Отдельные параметры не позволяют избегнуть влияния известной изменчивости строения и состава почвенных разрезов в сочетаниях элементарных геохимических ландшафтов (катенах).

В основу изобретения поставлена задача количественной оценки знака, амплитуды и скорости вертикальных движений, которые происходили на протяжении голоцена или его отрезков, путем учета степени зрелости всего почвенного разреза по комплексу показателей вещественного состава, свойств и строения и введением нормирования разреза по шкале геологического времени на основе радиоизотопного датирования с целью повышения достоверности, детальности и точности измерений в пределах любых территорий, имеющих почвенный покров.

Признаки прототипа, совпадающие с существенными признаками предлагаемого изобретения: установление в пределах геоструктур, тектонический режим которых изучается, особенностей распространения зональных (почвенный фон) и азональних почв, построение сопоставительного ряда тектогенной эволюции почв от режима опусканий до стабильного и режима - поднятий, где каждой номенклатурной единице почвы, распространенной в окрестности геодезических, геоморфологических и других реперов, отвечает свой диапазон движений.

Сущность изобретения состоит в определении для исследуемых геоструктур, точек или участков земной поверхности характера эволюции почв (регрессивная или прогрессивная эволюция по Ф.Дюшофуру ([27], с.466), стадии эволюции (примитивная, зрелая или деградационная ([22], с.59-64) путем количественной оценки степени зрелости генетических горизонтов почвенного профиля известными методами, установлении абсолютного возраста горизонтов не менее чем в трех точках (интервалах) опорных разрезов, увязке показателей зрелости, геохронологических данных и реперных количественных определений характеристик движений путем построения в географических координатах многомерных статистических зависимостей "абсолютный возраст - степень зрелости - реперные оценки движений", определении в нужных местах и для необходимых интервалов геологического времени и разреза параметров зрелости почв и абсолютного возраста, для которых по полученным зависимостям определяются количественные значения знака, амплитуды и скорости вертикальных тектонических движений.

В основе отличительных признаков изобретения лежат следующие сведения.

Известно, что современное почвоведение признает два пути эволюции почв [27]. Прогрессивная эволюция отличается развитием почвообразующих процессов и формированием зрелых или климаксных почв с несколькими четко выраженными генетическими горизонтами нормальной толщины. Климаксные почвы независимо от материнского субстрата являются подобными. Второе регрессивное направление эволюции в геологическом времени отдаляет почвы от зрелого состояния и завершается образованием примитивных и обезглавленных эрозией почвенных профилей с малым количеством горизонтов незначительной толщины, или перекрытием верхних горизонтов молодыми наносами.

Движущей силой, которая реализирует тот или другой путь эволюции почв, есть общие климатические изменения, а также геологическое строение и динамика рельефа ([22], с.70). Развитие почв в биогеоморфологических циклах связано с проявлением тектонических движений: стабильный рельеф тектонически спокойных участков содействует формированию зрелых почв, вертикальные движения вызывают омолаживание разрезов тектогенной эрозией или намывом молодых переотложенных наносов ([19], с.85-89). Климатический фон послеледниковья на протяжении голоцена с относительно незначительными изменениями водно-термического режима подчеркивает роль геоморфологического фактора как преобладающего в образовании структуры покрова современных почв.

Таким образом, в отличие от известного способа заявляемый способ предусматривает использование индикаторного значения не только структуры почвенного покрова, то есть аномального распределения почвенных типологических единиц на площади с дифференцированной мобильностью рельефа, а и показателей зрелости почвенных разрезов, а именно аномальность конкретных разрезов по зрелости по сравнению со зрелыми разрезами, которые формируются в условиях стабильного тектонического режима.

Способ использует так называемые стойкие свойства почв ([19], с.82), проявленные в почвенных разрезах системой генетических горизонтов с определенным минеральным и химическим составом и устоявшимися физико-химическими и физическими свойствами.

Степень развития почвенного профиля в ландшафтных катенах определяют по относительному изменению количества горизонтов, их толщины и вещественного состава при переходе от типичных неразвитых (так называемые рендзины) или слаборазвитых почв (например, маломощных в горных и предгорных территориях, а также гидроморфных почв пойм и первых террас) - к полноразвитым почвенным разрезам на разных материнских породах. Так, Ф.Дюшофур приводит ряд примеров типичной эволюции почв на глинисто-известняковой и силикатной породе, оподзоленных на склонах, гидроморфных глинистых и без глея почв и т.п. ([27], рис., 56, 65, 71, 73). Из количественных характеристик развитости профиля рекомендуется сравнивать содержания глинистой фракции, железа, алюминия и кремния в нижних горизонтах сравнительно с верхними (индекс выноса глины). В гидроморфных почвах развитие почвенных процессов оценивают по аккумуляциям кальция, магния, железа (конкреции), окислительно-восстановительными условиями (Eh) и характером преобразования гумуса.

Существует метод получения количественного индекса развития всего почвенного профиля. Он апробирован Дженнифер В.Харден и Д.Харден и Эмили М.Тэйлор на материале 21 почвенной единицы и 140 горизонтов водосборной площади р.Мерсед в Центральной Калифорнии, США [29], а также ряда почвенных типов четырех климатических зон США - района Вентуры в южной Калифорнии, Лос-Крузес в штате Нью-Мексико и Сасквеханской равнины центральной Пенсильвании [30]. Метод состоит в определении абсолютного возраста горизонтов (интервалов разреза) и до восьми свойств почв, их сопоставлении и нормализации путем деления количественных значений характеристик на максимальные значения для каждой из восьми характеристик. Далее нормализированные показатели, которые изменяются по абсолютной величине от 0 до 1, суммируются для каждого горизонта, а сумма делится на количество использованных свойств. Тем самым получается индекс развития горизонта. Произведение индекса горизонта на его толщину и суммирование данных для всех горизонтов представляет собой индекс развития всего профиля, включая материнский субстрат. Сопоставление возраста, глубины и индекса зрелости отдельных интервалов разрезов или разрезов в целом позволяет получить зависимости индекса зрелости как функции глубины и возраста почвы. Фактически этот метод дает интегральный параметр - зрелость всего профиля или его части и дает возможность оценить отклонение от состояния биогеохимического равновесия в случае аномальных индексов зрелости.

В методе Д.Харден к показателям изменения свойств почв в геологическом времени относятся гранулометрический состав, влажность и пластичность, цвет (за диаграммой Манселла), рубификация (оттенки цветов вследствие изменения соотношений форм железа и марганца в нижних горизонтах, по Кубиене), меланизация (изменение цвета верхних горизонтов вследствие изменения содержания гумуса), степень иллювиированности (вмытости глинистых частичек в нижние горизонты), текстура (глыбистая, столбчатая, комковатая и т.п., по известным шкалам), величина щелочности-кислотности рН. Модификация метода, предложенная Д.Харден и Э.Тэйлор (1983), предусматривает использование из восьми свойств лишь четырех, которые корреляционно наиболее тесно связаны с возрастом ([30], с.352).

Таким образом, в способе, который заявляется, важно применение индексов развития отдельных генетических горизонтов или профиля в целом, что позволяет повысить достоверность и точность количественных оценок благодаря комплексным характеристикам состава и свойств почвенных разрезов, которые отображают историю их формирования и специфику проявления факторов почвообразования, в том числе динамику рельефа.

Существенным отличительным признаком способа является определение абсолютного возраста горизонтов почв и субстрата, например, радиоуглеродным методом [18, с.400-414]. Экспериментальные данные свидетельствуют, что возраст почв, в том числе ископаемых, и почвообразующего субстрата отображает характер и скорость геологического круговорота вещества, т.е. геоморфологическую динамику и эволюцию местности [19, с.309]. Соответственно, на исследуемых территориях определение абсолютного возраста почвенных разрезов по типам почв и всему эволюционному ряду почв позволяет ввести временную шкалу, к которой привязываются амплитуды вертикальных движений, перед этим ориентировочно установленные по эволюционному ряду почв с реперной геоморфологической, геодезической, исторической и др. привязкой.

Изотопное датирование генетических горизонтов снижает неоднозначность, связанную с тем, что схожие по строению почвенные разрезы могут формироваться как при слабых поднятиях (малая интенсивность эрозии, значительные мощности прежде сформированных верхних горизонтов), так и при малоамплитудных опусканиях (компенсация ранее эродированных почвенных разрезов маломощными толщами намытых почв). Предлагаемый способ учитывает соответствующее омолаживание или старение гумуса верхних горизонтов при разных знаках движений, позволяя по радиоизотопному датированию, строению и составу почв достоверно реконструировать историю движений.

Важным преимуществом предлагаемого способа есть то, что в отличие от прототипа, где используется информация относительно структуры почвенного покрова и верхних горизонтов, он использует дополнительную информацию о строении и составе почвенных разрезов с определением абсолютного возраста почвенных горизонтов, т.е. четырехмерную информацию. Это повышает достоверность заключений о характеристиках движений, так как в результате применения способа получаем полноценную (целостную) пространственно-временную модель развития почвенного чехла под действием тектонических движений, которая дает возможность объективно решить обратную задачу и восстановить (реконструировать) режим движений в любой заданной точке заданного временного интервала голоцена.

Важно также использование универсальных показателей зрелости, справедливых для разных климатических зон, что расширяет область применения способа.

Таким образом, решение задачи достигается тем, что более полно и детально изучается и используется степень зрелости почвенных горизонтов и почвенного покрова в целом, зависящая от знака, амплитуды и скорости движений, а достоверная количественная оценка последних для всего голоценового периода или его отрезков осуществляется путем увязки числовых реперных геоморфологических, геодезических и других данных о режимах смещений с количественными значениями (индексами) зрелости и абсолютным возрастом соответствующих интервалов почвенных разрезов.

В источниках патентной и технической информации не выявлены новые признаки предложенного способа количественной оценки вертикальных тектонических движений, проявлявшихся на протяжении голоцена, а именно - получение сопоставительного ряда числовых характеристик движений и соответствующих им индексов зрелости почв, а также увязка оценок движений и зрелости с временной шкалой по результатам геохронологических определений.

Итак, предлагаемый способ отвечает критерию "новизна". Отличительные признаки способа обеспечивают ему новые качества, а именно:

- повышение достоверности, точности и полноты получаемой информации о движениях благодаря использованию многопараметрических статистически содержательных и несмещенных оценок зрелости почвенных профилей;

- однозначное определение нижней границы голоцена или его необходимых интервалов по кривой изменения абсолютного возраста с глубиной;

- возможность оценки движений в любой точке, где имеется почвенный покров разного генезиса, поскольку индексы зрелости имеют конкретные числовые значения даже в юных примитивных почвах, отвечающих зачаточной стадии почвообразования.

Способ реализуют следующим образом.

В границах геоструктур, тектонический режим которых изучается, выделяются по структуре почвенного покрова и другим компонентам ландшафтов (растительность, грунтовые воды и др.) нормальные и так называемые тектогенные ландшафты, отвечающие диапазону амплитуд и знакам вертикальных движений, зарегистрированных имеющимися геоморфологическими, историческими, геодезическими и др. реперами. Строится, как в известном способе, сопоставительный ряд эволюции типов почв в зависимости от режимов движений, известных в пределах реперной сети. Тем самым, для биоклиматических и геолого-ландшафтных условий района исследований определяются в первом приближении интервалы изменения амплитуд и знаки молодых движений, считающихся голоценовыми, контуры участков с аномальными режимами движений (мобильные площади), а также соответствующие им почвенные типы и их сочетания.

В дальнейшем согласно способу, который предлагается, в окрестности реперов движений и в пределах типичных ландшафтов, где отсутствуют реперы, закладывают опорные почвенные разрезы до материнского почвообразующего субстрата включительно, описывают их по известным методикам почвоведения, например [31]. При этом выполняется морфологическое описание количества и толщин генетических горизонтов, их структуры и текстуры, цвета, сложения, механических и физико-химических свойств, в том числе тех, что характеризуют зрелость разрезов; это позволяет оценить степень смытости (намытости) разреза, определить гидроморфную, климаксную или деградационную стадию эволюции конкретного почвенного разреза и последовательностей разрезов (профилей) в пределах катен от элювиальных ландшафтов повышенных местностей до аккумулятивных ландшафтов пойм и первых террас долин. Предварительное сопоставление с режимами движений дает возможность выявить и сравнить диапазоны движений с характеристиками почвенных профилей, сформированных в типичных ландшафтных ассоциациях.

Описание разрезов сопровождается отбором по крайней мере трех образцов почв из верхней, центральной и нижней части разреза (в т.ч. почвообразующего субстрата) с привязкой к генетическим горизонтам почв. Минимальное количество проб, равное трем, диктуется обычно нелинейным характером кривых зависимостей параметров почв от возраста с увеличением глубины отбора. Оптимальное количество образцов может рассчитываться, исходя из допустимой погрешности аппроксимации кривой, заданной точности определения характеристик зрелости образцов разного возраста, находящихся на разной глубине, или необходимой точности оценки амплитуд вертикальных движений.

При необходимости более детальной оценки движений увеличивается плотность точек опробования разреза и количество определений абсолютного возраста.

В отобранных образцах определяют абсолютный возраст, например, известным радиоуглеродным методом [32], а также вещественный и гранулометрический состав, физико-химические характеристики (Eh, pH, гигроскопическая влажность и т.п.), которые наряду с данными полевого обследования служат основой определения степени зрелости почв. Определения необходимых характеристик проводятся по известным методическим и лабораторным руководствам, например [33, 34].

Если по участку исследований имеются результаты полевых обследований (почвенных съемок), выполненных ранее, или данные камеральной обработки, они могут заменить или сократить необходимый объем полевых и лабораторных исследований при реализации способа.

Далее по изученным разрезам для конкретных образцов определяется индекс зрелости (развития) соответствующих генетических горизонтов почв и разрезов в целом, например, по методике Д.Харден [29]. Индексы сопоставляются с абсолютным возрастом в виде сравнительных таблиц и графиков, строятся кривые "индекс развития - возраст горизонтов (разрезов)". Указанные кривые дают возможность определить глубину залегания горизонтов или их частей, отвечающих подошве отложений голоценового возраста или другого отрезка геологического времени, взятого для количественной оценки режима движений, проявлявшихся в этот период. Точное определение нижней границы собственно голоцена или другой его исследуемой части в почвенных разрезах благоприятствует получению достоверной оценки режима движений в заданный период времени.

Отметим, что в пределах почвенных катен нижняя граница голоцена не обязательно совпадает с одним генетическим горизонтом почв как вследствие выклинивания и размытости границ горизонтов на участках рельефа, омолаживающихся поднятиями, так и благодаря образованию обратных клиноформных горизонтов почв на участках погружения, с намытыми почвами. Другими словами, горизонты почвы и поверхность почвообразующих пород на мобильных территориях представляют собой диахронные образования, подтверждая и здесь справедливость правила Головкинского-Вальтера, определяющего стратиграфическую подчиненность осадочных слоистых разновозрастных образований, сформированных на неровном по гипсометрии ложе.

При практической реализации предлагаемого способа определение глубинного положения нижней границы голоцена или его составляющих проводится для почв различных типов, подтипов (в соответствии с преобладающими почвенными процессами), родовых отличий (по составу субстрата, химизму вод), видовых признаков почв (по степени развития почвообразующих процессов - оподзоленности, гумусированности, засоленности и их сочетаниям), разновидностей почв по гранулометрическому составу верхних горизонтов и субстрата, разрядов почвенных разновидностей по генезису почвообразующих пород. Для закартированных почвенной съемкой территорий выделение набора номенклатурных единиц в необходимых местах проводится по стандартной методике. Результаты сопоставляются с данными о режимах движений и глубинной привязке границы голоцена по основным номенклатурным единицам почв, например, в виде таблиц или набора графиков трехмерных зависимостей "индекс зрелости - показатели режима движений - глубина разреза (возраст)". Таким образом, для почв, распространенных на участке с определенной дифференциацией вертикальных движений, получают исходные данные, позволяющие рассчитать количественные характеристики движений за заданный интервал голоценового периода в любой точке площади.

Затем задается интервал времени в пределах продолжительности голоцена, для которого вычисляются параметры движений; с этой целью создается выборочный массив количественных значений индексов развития и амплитуд движений по опорным разрезам, выполняется статистическая обработка с определением зависимостей между индексом развития почв, абсолютным возрастом и суммарной амплитудой вертикальных движений для условий преобладания режима опусканий, знакопеременных малоамплитудных движений и преобладания поднятий.

Для принятых одновозрастных интервалов, которые исследуются (временных срезов t_i) в диапазоне от самых молодых голоценовых движений до тех, что отвечают старейшим современным почвам территории, последовательно или в необходимом порядке определяют места распространения почв, которым по значениям индекса развития соответствуют определенные абсолютные значения суммарных амплитуд движений. Тем самым в заданной системе географических координат участка получают цифровые значения движений в необходимых точках (линиях).

Далее интерполяцией данных или другим способом для принятого временного среза строят карту суммарных амплитуд движений с учетом их знака, а для каждой точки измерения или интерполяции одновременно определяют скорость движений делением амплитуд на продолжительность геологического периода, для которого определяются характеристики вертикальных смещений.

На завершающем этапе объединяют данные по интервалам голоцена, строят серии карт изодинам по временным срезам, например от самых юных до наиболее древних почв (до материнского субстрата включительно), определяют места проявления разных режимов движений в геологическом времени и создают пространственную многомерную модель (х, у, z, t, A, V) геодинамического развития данной территории в голоцене с использованием, например, географических информационных систем (ГИС).

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ

1. Николаев Н.И. Новейшая тектоника и геодинамика литосферы. - М.: Недра, 1988. - 491 с.

2. Современная динамика литосферы континентов. Методы изучения/ B.C.Хромовских, В.П.Солоненко, Ю.К.Щукин и др. - М.: Недра, 1989. - 278 с.

3. Никонов А.А. Голоценовые и современные движения земной коры (геолого-геоморфологические и сейсмотектонические вопросы). - М.: Наука, 1977. - 240 с.

4. Д.Боуэн. Четвертичная геология. Стратиграфическая основа междисциплинарных исследований. - М.: Мир, 1981. - 272 с.

5. Morrison R.B. The Pleistocene-Holocene boundary // Geology Engeneering Memoir - 1969. - №48. - P.363-372.

6. Соколовский И.Л., Волков Н.Г. Методика поэтапного изучения неотектоники (на примере юго-запада Русской платформы). - Киев: Наук. думка, 1965. - 135 с.

7. Геренчук К.И. Тектонические закономерности в орографии и речной сети Русской равнины. - Львов: Изд-во Львовского ун-та, 1960. - 242 с.

8. Палиенко В.П. Голоценовые движения земной коры в Предкарпатском краевом прогибе и формирование аллювия: Автореферат дисс... на соиск. уч. степ. канд. геол.-минерал. Наук / Институт геологических наук АН УССР. - К., 1970. - 22 с.

9. Некос В.Е., Карпов В.И., Бергер М.Г. Минералогическая дифференциация голоценового аллювия некоторых рек левобережной Украины и ее связь с неотектоникой // Мат-лы Харьковского отдела Географического общества Украины. Вып.IX. Структурн. геоморфол. и неотектоника Украины (2). - М: Недра, 1970. - с.94-103.

10. Frye J.C. Pleistocene succession of the central interior United States // Quartenary Research. - 1973. - №3. - P.275-283.

11. Shotton F.W. The Pleistocene succession around Brandon, Warwickshire // Philadelphia Trans. Research Society. - 1968. - №254. - P.387-400.

12. Соколовський I.Л., Волков М.Г. Неотектонiка Днiпровсько- западини // Геологiчний журнал. - 1969. - Т.29. - С.3-12.

13. Панов Д.Г. Количественная оценка неотектонических движений равнин материковых платформ // Тектонические движения и новейшие структуры земной коры. Мат-лы совещания по проблемам неотектоники. Под ред. Н.И.Николаева. - М.: Недра, 1967. - С.108-115.

14. Оллиер К. Тектоника и рельеф. - М.: Недра, 1984. - 460 с.

15. Мещеряков Ю.А. Молодые тектонические движения и эрозионно-аккумулятивные процессы северо-западной части Русской равнины. - М.: Изд-во АН СССР, 1961. - 390 с.

16. Поливцев А.В. Педогеоморфологические критерии картирования тектонически активних структур // Мат-лы межгосударственной научной конференции "Актуальные вопросы нефтяной палеогеоморфологии". - Чернигов, 1994. - С.63-65.

17. Неуструев С.С. Почвы и циклы эрозии // Геогр. Вестник. - 1922. - Т.1, вып.2-3.

18. Ковда В.А. Биогеохимия почвенного покрова. - М.: Наука, 1985. - 264 с.

19. Глазовская М.А. Почвы мира. География почв. - М.: Изд-во МГУ, 1973. - 428 с.

20. Почвоведение / Кауричев И.С., Панов Н.П., Розов Н.Н. и др. - М.: Агропромиздат, 1989. - 719 с.

21. Ковда В.А., Самойлова Е.М. О возможности нового понимания истории почв Русской равнины // Почвоведение. - 1966. - №9. - С.1-12.

22. Розанов Б.Г. Почвенный покров земного шара. М.: Изд-во МГУ, 1977. - 248 с.

23. Поливцев А.В. Почвы тектонически активных регионов Украины: зональность, проблемы картирования и геохимического изучения // Мат-лы междунар. симпозиума «Применение математических методов и компьютерных технологий при решении задач геохимии и охраны окружающей среды». - Львов, 1992. - С.11-13.

24. Герасимов И.П. Эволюция и дифференциация природы Земли: Избранные труды: - М.: Наука, 1990. - 312 с.

25. Полiвцев А.В. Педогеоморфологiчнi методи у вивченнi голоценовых pуxiв (на прикладi Подiлля i Карпат) // Геодинамiка. - 1998. - №1. - Львiв: Львiвська полiтехнiка, 1998. - С.99-110.

26. Спосiб молодих вертикальних тектонiчних pyxiв: Декларацiйний патент на винахiд, МПК G01Р 13/00 / А.В.Полiвцев - №59566А; Заявлено 02.08.2002; Опубл. 15.09.2003, Бюл. №9. - 11 с. iл. - ПРОТОТИП.

27. Дюшофур Ф. Основы почвоведения. Эволюция почв (Опыт изучения динамики почвообразования). - М.: Прогресс, 1970. - 592 с.

28. Евдокимова Т.И. Почвенная съемка. - М.: Изд-во МГУ, 1987. - 269 с.

29. Harden J.W. A quantitative index of soil development from field descriptions: examples from chronosequence in central California // Geoderma. - 1982. - №28 - P.1-28.

30. Harden J.W, Taylor E.M. A quantitative comparison of soil development in four climatic regimes // Quaternary research. - 1983. - №20. - P.342-359.

31. Цыганенко А.Ф. Почвенное картирование. - Ленинград: Изд-во ЛГУ, 1967. - 380 с.

32. Фор Г. Основы изотопной геологии. - М.: Мир, 1989. - 592 с.

33. Аринушкина Е.В. Руководство по химическому анализу почв. - М.: Изд-во МГУ, 1970. - 491 с.

34. Русин Г.Г. Физико-химические методы анализа в агрохимии. - М.: Агропромиздат, 1990. - 303 с.

Изобретение относится к наукам о Земле и может быть использовано при поисках месторождений полезных ископаемых, уточнении геологического строения и решении инженерно-геологических и геоэкологических задач. Сущность изобретения реализуется путем построения сопоставительного ряда тектогенной эволюции почв, сформированных под воздействием тектонических движений разных знаков и амплитуды. Количественные оценки режимов движений далее уточняются путем учета степени зрелости генетических горизонтов почв и почвенных разрезов в целом по известному комплексу показателей вещественного состава, свойств и строения, например, по методу Д.Харден. Причем зрелость определяется по ранее обследованным разрезам территории или по крайней мере по трем образцам, отобранным на разных глубинах в каждом разрезе с сопутствующим определением их абсолютного возраста. В дальнейшем разрезы нормируются по шкале геологического времени и при этом устанавливаются глубины, которые соответствуют голоцену или его подразделениям. Для почв в окрестностях реперов движения и заданных точек местности строятся количественные зависимости индекса зрелости почв от режима движений, рассчитываются значения режимов движений и на их основе создаются поинтервальные карты амплитуд и скоростей голоценовых движений. В завершение формируется полная цифровая модель геодинамического развития территории в голоценовую эпоху. Техническим результатом изобретения является повышение точности, достоверности и полноты количественной оценки амплитуды, скорости и знака движений, происходивших на протяжении голоцена или его интервалов.

Способ количественной оценки вертикальных тектонических голоценовых движений путем определения структуры современного почвенного покрова, а именно почвенного фона и площадного распространения азональных почв, в том числе в окрестности геодезических, геоморфологических, исторических и других реперов с известными значениями амплитуд А и скоростей движений V, построения сопоставительного ряда тектогенной эволюции почв от режима опусканий до спокойного и режима воздыманий, где каждой номенклатурной единице почвы отвечает свой диапазон движений, отличающийся тем, что к элементам сопоставительного ряда приобщают данные об индексах зрелости почвенных генетических горизонтов или разрезов в целом, полученные, например, по методу Д.Харден на основе характеристик ранее изученных почвенных разрезов, размещенных на исследуемой территории, или описания разрезов, заложенных в окрестности реперов движений и в пределах типичных тектогенных ландшафтов, при этом попутно с расчетом показателей зрелости почв определяют абсолютный возраст t по крайней мере в трех образцах почвы с разных глубин каждого разреза до субстрата включительно, например, радиоуглеродным методом, далее строят сопоставительные таблицы и графики "индекс зрелости - абсолютный возраст" для шкалы глубин разрезов, на основании которых определяют глубины почвенных профилей, соответствующие собственно голоцену или его подразделениям, для этих временных интервалов по основным номенклатурным единицам почв сопоставительного ряда с определенными индексами зрелости рассчитывают соответствующие уточненные значения суммарных амплитуд движений в необходимых точках для указанных интервалов голоцена, выполняют поинтервальное построение карт движений и, наконец, строят многомерную цифровую модель (х, у, z, t, A, V) геодинамического развития территории в голоцене с использованием географических информационных систем.