Средне- и позднеголоценовые оползни на северном склоне хребта Аибга

Слышкина Елена Сергеевна Начальник лаборатории АО "Атомэнергопроект" 119234, Россия, г. Москва, ул. Подольских Курсантов, 1, оф. 250 Slyshkina Elena Head of the Laboratory of JSC Atomenergoproekt 119234, Russia, g. Moscow, ul. Podol'skikh Kursantov, 1, of. 250 lena.slyshkina@gmail.com

Васильчук Юрий Кириллович доктор геолого-минералогических наук профессор, кафедра геохимии ландшафтов и географии почв, географический факультет, Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова 119234, Россия, г. Москва, ул. Ленинские Горы, 1, оф. 2009 Vasil'chuk Yurij Kirillovich Doctor of Geology and Mineralogy Professor, Department of Landscape Geochemistry and Soil Geography, Faculty of Geography, Lomonosov Moscow State University 119234, Russia, g. Moscow, ul. Leninskie Gory, 1, of. 2009 vasilch_geo@mail.ru

Работа выполнена в рамках фундаментальной госбюджетной темы "Антропогенная геохимическая трансформация компонентов ландшафтов (ГЗ), номер ЦИТИС: 121051400083-1"

Введение

При изучении оползневых процессов исследователи большое внимание уделяют не только геометрическим размерам оползневых тел, механизмам смещения, геоморфологическим особенностям и причинам их активизации, но и времени их активизации. Данные, полученные с помощью радиоуглеродного датирования органического материала, отобранного из различных геоморфологических элементов оползней с большой выборкой образцов ^[1-9], позволяют уверенно сказать о возрасте события, или нескольких эпизодах оползнеобразования, частоте повторяемости процесса, а также установить триггерные причины, спровоцировавшие оползание.

Для установления истории оползневой активности в среднем и позднем голоцене авторами выполнено радиоуглеродное датирование органического материала, накопившегося в озерно-болотных бессточных котловинах в тыловой части оползней скольжения на северном склоне хр. Аибга.

Материалы и методы исследования. Полевые работы проводились в верховьях бассейна р. Мзымта (Западный Кавказ), в центральной части северного склона хребта Аибга (рис. 1), приблизительно в 7,0–11,0 км восточнее пос. Красная Поляна, на территории Сочинского национального парка, в непосредственной близости от Аибгинского разлома. Во время полевых исследований изучены, описаны и опробованы 4 оползня скольжения 17-СC6, 17-СC10, 17-СC11, 17-СC15.

Рис. 1. Обзорная карта района исследования с основными разломами и опробованными оползнями в долине р. Мзымта: черные круги – места расположения датированных оползней и их номер; активные разломы: А – Аибгинский, Б – Бекишейский, Мз – Мзымтинский, Э – Эстосадокский; линия с бергштрихами – сброс (бергштрихи направлены в сторону опущенного крыла), прерывистые линии – преимущественно сдвиги

Методика работ. Методический подход к датированию оползней заключается в том, что каждый оползень рассматривается как оригинальный и его опробование производится по индивидуальной схеме. Например, при датировании оползня скольжения отбирается материал из тыловой части оползня, оползни обвалы датируются по материалу из тела оползня, а оползни течения по гумусу перекрытых почв или погребенным корням. Отбор варьировал при датировании оползней скольжения, течения и оползней-обвалов.

В случаях, когда возраст оползня представлен одним образцом, радиоуглеродное датирование очень приблизительно отражает время обрушения. Датирование оползневых событий по единичным образцам уменьшает степень доверия к полученному возрасту из-за возможного переотложения датируемого материала ^[10].

Внутрь оползня может быть вовлечен разновозрастный древний материал: к возрасту оползня ближе всего наиболее молодые даты. Это особенно актуально для горных районов, где происходит постоянный перенос материала вниз по склону и его переотложение, а, следовательно, и уменьшение доверия к возрасту, полученному по единичным образцам. Схожесть возрастов различных независимых образцов увеличивает доверие к датированию оползня ^{[1, 2]}.

Методика выполнения серийного отбора органического материала из разных элементов оползня позволяет получать более достоверные определения возраста оползня. Новые датировки образцов органического материала получены в разных частях оползней: 1) из разрезов западин в тыловой части оползня, 2) из разрезов понижений на основном теле оползня, 3) из гумусового горизонта, захороненного под языковой частью оползня, позволяют с высокой степенью достоверности реконструировать хронологию развития оползней разных масштабов и разного возраста.

Результаты исследований и их обсуждение

Таблица 1. Радиоуглеродный возраст образцов органического материала из оползней в верховьях бассейна р. Мзымта (Западный Кавказ), в центральной части северного склона хребта Аибга

Примечание. Значения календарного возраста приведены на основании калибровочной программы «OxCal 4.2» (калибровочная кривая «IntCal 13» ^[10], Christopher Bronk Ramsey ^[11].

Консеквентный оползень сдвига 17-СС8 расположен на склоне крутизной 35-40°, на абсолютных отметках 1201–1161 м и имеют овальную форму в плане. Протяженность оползня по направлению смещения ~225 м, ширина ~210 м, мощность отложений ~25-30 м. Общий объем вовлеченного в смещение грунта составляет 1,8 млн. м³.

Рис. 2. Консеквентный оползень сдвига 17-СС8. Желтым показано тело оползня

Вся деляпсивная и аккумулятивная часть оползня покрыта травянистой растительностью, подлеском, осиной и высокими вековыми дубами. Понижения на теле оползня и языковая часть заболочены, на них произрастает папоротник. В бортах и центральной части оползень вскрывается временными водотоками. Наличие нормально развивающейся растительности и отсутствие поверхностных деформаций и трещин, оконтуривающих оползень, свидетельствуют о фазе временной стабилизации оползневого процесса.

Базисом смещения оползня в момент его образования являлась долина реки Мзымта. Породы основного деформируемого горизонта – представлены глыбовым грунтом с суглинистым заполнителем. Глыбы песчаника, известняка, а также магматических пород, достигают размеров в поперечнике 15-20 м. Ниша отрыва техногенно изменена и спланирована, покрыта травянистой и кустарниковой растительностью, плохо выражена в рельефе.

В разрезе западины в тыловой части оползня органические остатки представлены концентрированными древесными остатками и рассеянной органикой – в виде гумуса почв. Пройденный шурф в озерно-болотной бессточной котловине в тыловой части оползня обнажил сверху вниз: 1) буроземы (до 0,7 м) темно-серого цвета, с большим содержанием рассеянной органики; 2) глыбовый грунт с суглинистым заполнителем светло-коричневого цвета твердой консистенции (0,7–1,5 м) – оползневые отложения. Из буроземов отобраны образцы ЛУ-8901, ЛУ-8902, ЛУ-8903 и на контакте буроземов и оползневых отложений (угольки древесины – ЛУ-8904).

Блоковый оползень сдвига 17-СС9 локализован на абсолютных отметках 1591–1553 м, на склоне крутизной 45-50°. Имеет овальную форму в плане. Протяженность оползневого тела по направлению смещения ~160 м, ширина ~105 м, мощность отложений ~35 м (рис. 3). Общий объем вовлеченного в смещение грунта ориентировочно составляет 0,6 млн. м³.

Рис. 3. Блоковый оползень сдвига 17-СС9

Деляпсивная часть оползня сверху перекрыта осыпными отложениями в виде мелкого обломочного материала и крупными глыбами, переместившимися из ниши отрыва на его поверхность. Огромные обвальные глыбы на поверхности оползня, покрыты тонким почвенным слоем и мхом. На поверхности глыб произрастают молодые деревья. Поверхность оползня заросла кустарником, древесной растительностью и папоротником, наблюдается снос коллювиального материала. Многие деревья сломаны обвальными глыбами, которые вываливаются из коренной ниши отрыва и находятся недалеко от стенки на поверхности оползня (что указывает на однократность оползневого события). Бессточная котловина в тыловой части оползня сильно переувлажнена. Ниша отрыва представляет собой крутой (70-90°) обрыв высотой ~20 м и шириной ~130 м, сложенный сильновыветрелыми, сильнотрещиноватыми скальными породами. О давности оползневого события говорит мощный (0,45 м), хорошо выраженный горизонт буроземов, а также отсутствие современных трещин растяжения и заколов. Фаза оползневого процесса (на сегодняшний день) – длительная стабилизация.

Для определения возраста оползня органические остатки отобраны в разрезе западины в ее тыловой обводненной части. В разрезе западины отобранные органические остатки представлены концентрированными древесными остатками и рассеянным органическим материалом – в виде гумуса почв. Шурф пройденный в тыловой части оползневого тела (рис. 2) обнажил сверху вниз: 1) буроземы (до 0,8 м) темно-серого цвета, с большим содержанием рассеянной органики (по классификации почв России, 2004); 2) коллювиальные отложения (0,8–1,2 м); 3) гумусовый горизонт, погребенный под коллювиальными отложениями (1,2–1,4 м). Отбор проб органического материала осуществлялся из буроземов ЛУ-8905, ЛУ-8907 и гумусового горизонта ЛУ-8908.

Консеквентный оползень сдвига 17-СС13 расположен в борту Сулимовского ручья – левовобережного притока р. Мзымта на абсолютных отметках 938–910 м. Протяженность оползня по направлению смещения ~90 м, ширина ~120 м, мощность отложений ~12–15 м (рис. 3). Вскрытая мощность отложений в языке оползня эрозионным врезом составляет 7,6 м. Общий объем вовлеченного в смещение грунта ориентировочно достигает 160 тыс. м³.

Рис. 4. Консеквентный оползень сдвига 17-СС13

Вся деляпсивная и аккумулятивная часть оползня покрыта травяной растительностью, подлеском и высокой древесной растительностью. Мощность почвенного слоя на наклонной поверхности тела составляет 0,5 м. Тело оползня пересекают два действующих водотока с малым стоком. Аккумулятивная часть оползня подтоплена. Поверхность оползня морфологически изменена склоновыми процессами, эродирована дренажной системой и покрыта густой растительностью, схожей с растительностью на прилегающих ландшафтах. Бровка срыва и деляпсивная часть оползня замыта и плохо читается в рельефе. Отсутствие современных признаков активизации оползневых процессов, наличие ручьев, вскрывающих оползень, накопившийся почвенный слой (0,5 м) на поверхности оползня указывают на фазу длительной стабилизации (на сегодняшний день).

Формирование оползневого тела 17-СС8 скорее всего относится к среднему голоцену. Об этом свидетельствует дата 6310±150 кал. лет назад (ЛУ-8904). полученная по уголькам древесины с глубины 0,8 м из верхней части тела оползня на контакте с почвой из разреза западины в его тыловой части. Почвообразование в этой части оползня возобновилось около 890 кал. лет назад в связи с увеличением увлажненности в тыловой части оползня, вероятно, из-за ухудшения дренажа и интенсивного выпадения атмосферных осадков и продолжалось до 370 кал. лет назад.

Формирование оползневого тела 17-СС13 также относится к среднему голоцену. Об этом свидетельствует дата 5380±170 кал. лет назад (ЛУ-8924). полученная по уголькам древесины с глубины 1,33 м из верхней части тела оползня на контакте с почвой из разреза западины в его тыловой части. Однако, практически сразу около 4500 кал. лет назад здесь началось почвообразование, связанное с образованием в тыловой части этого оползня подпрудного заболоченного водоема вскоре после оползнеобразования.

На активное заболачивание указывает сизый цвет датированных отложений. Затем вплоть до 1180 кал. лет назад почвообразование происходило в более дренированных условиях, сизый цвет отложений сменился темно-коричневым.

Консеквентный оползень сдвига 17-СС5 расположен на склоне крутизной 30-35°, на абсолютных отметках 960–901 м и имеет овальную форму в плане. Протяженность оползневого тела по направлению смещения ~130 м, ширина ~240 м. Вскрытая эрозионным врезом мощность отложений в бортовой части оползня составляет 11 м, предполагаемая мощность в теле оползня 12–15 м. Общий объем вовлеченного в смещение грунта достигает 470 тыс. м³.

Деляпсивная часть оползня покрыта редкой древесной растительностью, иногда имеющей саблевидную форму. Мощность почвенного слоя на наклонной поверхности тела оползня достигает 35-40 см. В бортах оползень вскрывается крупными действующими ручьями с преобладающей донной эрозией. Отсутствие современных признаков активизации оползневых процессов, наличие постоянно действующих ручьев, вскрывающих оползень в бортах, накопившийся почвенный слой (0,3-0,40 см) на поверхности оползня указывают на фазу его длительной стабилизации.

Базисом смещения оползня в момент его формирования и активизации являлась долина реки Мзымта. Движение языковой части не достигло уреза реки и предположительно приостановилось в центральной части склона. Породы основного деформируемого горизонта – представлены грубообломочным, плохоокатанным, несортированным материалом с суглинистым заполнителем. Ниша отрыва циркообразной формы представляет собой крутой (50-55°) обрыв высотой ~40 м и шириной ~250 м, покрытый слоем делювиально-осыпных отложений, редкой древесной растительностью и изрезана небольшими временными водотоками. В юго-западной части ниша отрыва техногенно изменена, закреплена нагельным полем и противообвальной сеткой, в юго-восточной части на ее поверхности нарезаны технологические дороги, проложены кабельные сети, оборудован поверхностный дренаж и закреплена противообвальная сетка.

Для определения возраста оползня 17-СС5 органические остатки отобраны в разрезе западины в тыловой части. Органический материал представлен концентрированными древесными остатками и рассеянными – в виде гумуса почв. Шурф, заложенный в озерно-болотной бессточной котловине в тыловой части оползня (рис. 1) обнажил сверху вниз: 1) буроземы (по классификации почв России ^[12]), мощностью до 1,6 м, темно-серого, коричневого цвета, богатые гумусом, с включением коллювиального материала; 2) оползневые отложения – суглинок коричневого цвета, полутвердой консистенции, с большим количеством угольков древесины, вскрытая мощность 2,0 м. Отбор проб органического материала производился из первого слоя (ЛУ-8890, ЛУ-8891, ЛУ-8892, ЛУ-8894) и на контакте буроземов и оползневых отложений (угольки древесины – ЛУ-8893).

Интерпретация распределения радиоуглеродных дат в оползневом теле 17-СС5 сложная. Скорее всего формирование оползня произошло около 3 тыс. кал. лет назад и сразу сформировалось заболоченное подпрудное понижение в тыловой части оползня, где начался процесс почвообразования о чем свидетельствует дата 2930 кал. лет назад на глубине 1.6 м. А вот угольки древесины, датированные 2240 кал. лет назад в темном прослое со следами пожара, указывают на засушливые условия, возникшие через 700 лет после оползнеобразования. Возобновившийся процесс почвообразования здесь шел непрерывно вплоть до 590 кал. лет назад.

Практически синхронно оползню 17-СС5 сформировалось оползневое тело 17-СС9 - 2820 тыс. кал. лет назад судя по датировке гумуса в тыловом понижении. При этом процесс почвообразования здесь шел непрерывно вплоть до 210 кал. лет назад.

Выводы

1. Оползни, располагающиеся на северном склоне хребта Аибга, формировались в течение двух крупных стадий оползнеобразования.

2. Более древняя стадия оползнеобразования датируется средним голоценом от 6310 до 5380 кал. лет назад.

3. Относительно более молодая стадия оползнеобразования датируется средним голоценом от 2930 до 2820 кал. лет назад.