Identification of shifts and thrusts of the Yukka-Toksovsky fault zone in the vicinity of St. Petersburg based on remote sensing data

全文:

Введение

Ранее при анализе спутниковых изображений поверхности Земли выделена Юкки-Токсовская зона активных разломов сдвигового типа (Неволин, 2015), которая является частью Балтийско-Мезенской зоны.

Доказана тектоническая активность Юкки-Токсовской зоны в голоцене как области возникновения сильных землетрясений (Неволин, 2021).

Юкки-Токсовская зона развита в пределах Юкковско-Порошкинской гряды и Токсовской возвышенности, сложенных верхнечетвертичными озерно-ледниковыми отложениями, которые считают осадками охтинского межстадиала (Малясова, Усикова, 1965). Возраст отложений охтинского межстадиала составляет 13 тыс. л.

Целью данного исследования является изучение Юкки-Токсовской зоны на уровне осевых зон разломов и сместителей.

Прежде в регионе проводились работы по выявлению горизонтальных движений земной коры. В результате исследования проявлений деформаций при изучении верхнечетвертичных озерно-ледниковых, дельтовых позднеледниковых (15–10 тыс. л.н.) и озерных голоценовых отложений выделены пластины чешуйчатого надвигания (Никонов, 2017). Последние установлены в окрестностях Санкт-Петербурга в обнажениях на р. Сестре на северном побережье Финского залива и карьере Красная Горка во Всеволожском районе.

Выявлены сдвиговые перемещения на новейшем этапе (включая голоцен) в пределах Балтийско-Мезенской зоны (Колодяжный и др., 2020). “Балтийско-Мезенская зона сдвига является типичной платформенной структурой, для которой значительные сдвиговые смещения в породах фундамента, проникая в отложения чехла, трансформируются в малоамплитудные разрывы и системы диагональных складок-надвигов, сопряженных с многочисленными субслойными срывами”.

Результаты анализа космических изображений района Санкт-Петербурга с выделением Юкки-Токсовской зоны позволяют иначе взглянуть на новейшую тектонику и геологию района. На материалах представлена характерная линзовидная форма зоны сдвига, нетипичная для территории платформы. Внутри зоны разломов закартированы тела гигантской тектонической брекчии в виде ромбоэдров, неочевидных для данного района.

Материалы, методы исследований и результаты

Работа выполнена на основе совместного использования архивных материалов космической фотосъемки и изображений Google Earth, где в основу цифровой модели рельефа положена информация миссии SRTM. Вначале на космических снимках выделяются линеаменты, концентрические структуры и другие детали изображения. В дальнейшем эти объекты сравниваются с данными Google Earth, детализируются и по характерным точкам привязываются к системе координат. Затем с помощью Google Earth, которая интегрирована с глобальной навигационной системой GPS, планируются наземные маршруты.

В работе использованы космические панхроматические снимки с разрешением 5–7 м, выполненные камерой КФА-1000 в летнее время. Проведен также анализ космических снимков регионального уровня генерализации КАТЭ-200 с разрешением 15–30 м. Анализ материалов космической съемки проводится по изменениям тона, различиям рисунка и структуры изображения.

Одним из элементов изображения являются линеаменты – линейные градиенты плотности тона, часто представленные на снимке в виде нитевидных линий, имеющих ширину 20–30 м на местности. Линеаменты, как проявленные в ландшафте зоны трещиноватости, часто соответствуют разломам осадочного чехла и фундамента. Участки концентрации параллельных линеаментов образуют линеаментные зоны. Линеаменты служат каналами миграции подземных вод и газов и являются участками дислокации горных пород.

Для выяснения природы линеаментов проводится анализ геолого – геофизических данных, полевые наблюдения. Если линеаменты выражены в рельефе, находят отражение на геологических, геофизических материалах, по совокупности признаков им придается ранг разломов. Ширина осевой зоны разлома принимается равной 20–30 м, в ее центре проходит ось разлома.

На основе анализа дистанционных материалов реализуется методика последовательного приближения к объекту исследования.

В рамках системного подхода выделена надсистема-Балтийско-Мезенская зона, частью которой является Юкки-Токсовская зона разломов (рис. 1). Подсистемы Юкки-Токсовской зоны образуют иерархический ряд объектов – главная поверхность смещения с тектоническими линзами (разломы 1, 2), отдельный разлом, осевая зона разлома, ось разлома, сместитель.

Рис. 1. Центральная часть Юкки-Токсовской зоны разломов.

Условные обозначения: 1 – разлом и его номер, 2 – сдвиги, 3 – обнажение и его номер, К-канава, 4 – участки детальных работ. На врезке, 5 – опорные участки (по Никонов, 2017, с изменениями), 6 – Юкки-Токсовский полигон.

По данным анализа космических снимков Юкки-Токсовская зона имеет форму линзы или ромба и включает ромбические блоки (ромбоэдры) меньшего размера в виде холмов соответствующей формы. Характерной особенностью строения сдвигов является наличие ромбических в плане блоков, длинные оси которых часто параллельны простиранию сместителей (Геодинамические…, 1989).

Согласно наблюдениям автора, часто в пределах ромбоэдров присутствуют надвиги, что указывает на генетическую связь последних со сдвигами.

Горизонтальные сдвиги обычно диагностируются по смещению в латеральном направлении реперных тел, выделяемых по обе стороны разрывного нарушения. Левые и правые сдвиги распознаются соответственно по S-образным и по Z-образным рисункам. В зонах сдвигов наблюдаются изгибы линейных структур, по которым определяют направления смещения.

Исследования включают анализ материалов космических съемок, топографических карт, геолого-геофизических данных, полевые геологические изыскания. Наземное геологическое обследование территории осуществляют проложением маршрутов через ключевые участки, элементы геологического строения, геоморфологии, гидрографии и обнажения горных пород. Привязку точек наблюдения проводят электронным навигатором GPSmap60CSX точностью 5 м. Документация обнажений включает их описание и фотографирование на цифровую камеру разрешением 14 мегапикселей. Кроме того, проводится мониторинг земляных работ на территории. Здесь ведут прокладку траншей для газопроводов и кабелей, разработку карьеров, строительство дорог и коттеджных поселков. Особое внимание обращают на обнажения со складчатостью и тектонической трещиноватостью.

Анализ спутниковых снимков и данных космической навигации позволяет с высокой точностью размещать канавы на осях и сместителях разломов. Вначале основные элементы зоны разломов определяют по космическим снимкам. Затем по изображению выявляют оси разломов со сдвиговой кинематикой. Далее следует вскрытие осей разломов канавами и измерение амплитуд перемещений пород по сместителям.

Часть сместителей обнаруживается случайно при расчистке обнажений. Другие устанавливают при изучении положений осей разломов относительно старых обнажений. На местности с помощью электронного навигатора находится точка на оси разлома в пределах старого обнажения и проводится его расчистка. Так обнаружены сместители в точках 5361, 5365, 5366, 5908, 5915.

Следующий способ предполагает прохождение маршрута с навигатором вдоль оси разлома и выбор точек для заложения канав.

Часто оси разломов выражены на местности пологими ложбинами, как на двух участках в районе п. Порошкино и п. Кузьмолово. Здесь на площади скошенных полей обследованы окрестности разломов 4 и 5. Участки характеризуются уклонами 1–3°, измеренными электронным уклономером с точностью 0.2°. По большей части оси разломов можно проследить только с помощью навигатора. Оси видны на местности в виде еле заметных пологих увлажненных ложбин глубиной 0.2–0.5 м и шириной 20–30 м. Оси ложбин часто выделяются пятнами желтой травы.

Иногда с приразломными ложбинами соседствуют ложбины и овражки глубиной 0.5–1 м, расположенные кулисообразно по отношению к оси разлома.

Ложбины на участке у п. Порошкино ассиметричны, северный борт круче, на разломе 5 еще и выше на полметра.

Определение кинематических типов отдельных разломов может проводиться по косвенным признакам. В нашем случае на спутниковых снимках наблюдаются изгибы линейных структур там, где имеются предполагаемые смещения. Величины горизонтального смещения блоков пород, измеренные по снимкам, составляют 50–70 м.

В зависимости от размера смещения, свойств пород, глубины формирования разлома может меняться геологическое выражение сместителя. Последний при небольших амплитудах в пластичных породах имеет вид притертого шва. В условиях значительных перемещений сместитель приобретает определенную мощность и представляет собой плоское геологическое тело, образованное двумя сближенными поверхностями скалывания (Диагностика…, 1994).

Выделяют лентовидные, лентовидно-волнистые формы сместителей, характерные для разломов с преобладающим горизонтальным смещением. Линзовидные блоки пород, ограниченные двусторонним сопряжением сместителей, называются тектоническими линзами. Они присутствуют в зоне разлома вдоль главной поверхности смещения.

Сдвиги больших амплитуд генетически связаны с надвигами, поскольку ими разрешаются сдвиговые напряжения перед фронтом продвигающихся вперед сдвиговых блоков (Воронов, 1969).

В этом случае поверхность сместителя сдвига постепенно поворачивается и переходит по простиранию в одну или несколько надвиговых поверхностей.

При разрыве и относительном смещении геологических тел на поверхностях скольжения образуются продукты дробления и истирания пород – штрихи, борозды. Широко распространена тектоническая глина, цвет которой зависит от окраски истертой породы и вторичной минерализации. Часто глина трения является цементом брекчий. В наших условиях глина трения цементирует верхнечетвертичные рыхлые породы зоны смещения, которые окрашиваются в красно-бурые тона. Для определения направления относительного перемещения сопряженных блоков используется “правило гладкости”. Смещение блока происходит в том направлении, в котором не чувствуются зацепов, если по поверхности смещения провести пальцем. Однако это правило не всегда выполняется (Уткин, 1980).

При обследовании территории обнаружены только лентовидные и лентовидно-волнистые формы сместителей, что говорит о преобладании горизонтальной компоненты движения разломов.

Центральная часть Юкки-Токсовской зоны

Обнажение 751 находится в 1.0 км севернее п. Мистолово (рис. 2, табл. 1) и располагается прямо на оси разлома 1.

Рис. 2. Обнажение 751.

Условные обозначения: 1 – участок горизонтального залегания пород, 2 – участок складчатости, 3 – песчаный пласт, 4 – песчаная дайка, 5 – сместитель, 6, 7, 8 – закатыши.

Таблица 1. Обнажения верхнечетвертичных пород с тектоническими нарушениями

Верхний слой представлен песком светло-желтым мелкозернистым мощностью 0.5 м. Ниже залегает супесь серо-коричневая мощностью 1.7 м. Справа на участке 1 слои залегают субгоризонтально. В нижнем слое 2 развита мелкая складчатость, слой песка 3 разбит сбросами амплитудой 0.1 м. В центре есть песчаная дайка 4 мощностью 0.3–0.7 м, секущая нижнюю часть обнажения и падающая на север под углом 70°. Рядом находится ожелезненная зона трещиноватости 5 с глиной трения мощностью 0.3 м, падающая на север под углом 80°. Это сместитель разлома, который залегает на глубине 0.5 м от дневной поверхности. По обе стороны от сместителя наблюдается тектоническая брекчия. Здесь же имеются овальные обломки пород 6, 7, 8 размером 0.3–0.4 м. Это шарообразные закатыши, которые возникают при течении горных пород под действием стресса.

Ранее отмечалось, что сдвиги генетически связаны с надвигами и представляют собой структурный парагенезис. Поверхность сместителя сдвига постепенно поворачивается и переходит по простиранию в надвиговую поверхность. Поэтому о сдвигах можно судить по наличию надвигов на крыльях разломов.

Обнажение 1430 (рис. 3, табл. 2) находится в 1 км на северо-восток от п. Кузьмолово на южном крыле разлома 1. Верхний слой обнажения мощностью до 0.7 м представлен светло-желтым мелкозернистым песком с линзами темно-коричневого крупнозернистого песка (линзовый будинаж). Нижний слой – это светло-желтый мелкозернистый песок мощностью 1.2 м, падающий под углом 15° на северо-запад. На глубине 0.5–0.7 м от поверхности земли наблюдается слабоволнистая поверхность смещения надвига мощностью 0.03 м, падающая на северо-запад под углами от 5 до 23°. Поверхность смещения представлена сцементированным темно-желтым песком. В верхнем слое имеется шарообразный закатыш, возникающий при завихрениях течения пород под действием стресса. В правой части снимка отмечается сброс амплитудой 0.4 м.

Рис. 3. Обнажение 1430. Надвиг. Стрелки указывают на поверхность смещения надвига.

Таблица 2. Параметры надвигов верхнечетвертичных пород

В соответствии с положением надвигов на южном крыле в точках 1096 и 1430 (рис. 1) разлом 1 представляет собой левый сдвиг.

Размещение надвигов в точках 1797 и 2082 (рис. 1) на южном крыле позволяют считать разлом 2 левым сдвигом.

Аналогично, разлом 3 также левый сдвиг согласно положению надвигов на его крыльях в точках 90 и 1602 (рис. 1).

Обнажение 5743 (рис. 4, рис. 1) выявлено в 1 км на север от п. Корабсельки на северном крыле разлома 4. В разрезе наблюдается переслаивание песков серо-коричневых и светло-желтых мелкозернистых мощностью 4 м. На глубине 3.2 м от земной поверхности есть слой песков красно-бурых сцементированных мощностью 0.05 м. Слой падает на северо-восток под углом 2–4°. Это поверхность смещения надвига. Ниже к подошве слоя примыкает горизонт дисгармонической складчатости мощностью 0.1–0.15 м со следами пластического течения горных пород. Надвиг на этом уровне прослежен в нескольких точках лобовой части, его параметры слабо изменчивы. Имеются аналогичная поверхность смещения надвига на глубине 3.8 м. Разлом 4 представляет собой левый сдвиг.

Рис. 4. Обнажение 5743. Надвиг. Поверхность смещения отмечена компасом. Лезвие ножа указывает на локальную поверхность смещения.

Обнажение К15 (рис. 1) находится в 0.3 км на северо-восток от п. Корабсельки. Здесь на восточном склоне холма ось разлома 5 вскрыта канавой глубиной 1.5 м.

Разрез представлен песками мелкозернистыми субгоризонтального залегания. На глубине 1.2 м наблюдается вертикальный сместитель в виде притертого шва шириной 0.01 м, по которому развит взброс амплитудой 0.15 м.

На глубине 1.3 м имеется поверхность смещения надвига мощностью 0.01–0.02 м в виде слабоволнистой чешуйчатой поверхности сцементированого красно-бурого песка. К северу от вертикального сместителя гладкость горизонтальной поверхности смещения направлена на запад. Отсюда следует, что разлом 5 есть левый сдвиг.

Участок “Порошкино”

На северо-западе участка (рис. 5) имеется ромбоэдр, примыкающий к разлому 4 и на местности представленный холмом ромбовидной формы с крутым восточным склоном.

Рис. 5. Участок “Порошкино”.

Условные обозначения. 1 – разлом и его номер, 2 – сдвиги, 3 – надвиги, 4 – ромбоэдр, 5 – уступ № 7, 6 – ССП профиль, 7 – обнажение и его номер, К-канава, 8 – дороги.

Холм сложен песками и супесями и вскрыт карьером на глубину до 10 м. На южном крыле разлома 4 обнаружен надвиг. На западе перед фронтом надвига имеется группа из нескольких складок.

Обнажение 327 представляет собой фронтальную часть поверхности смещения надвига, падающую на восток под углом 5–6°.

Надвиг длиной 65 м и шириной 25–30 м прослежен на трех высотных уровнях при глубине среза 5 м. Везде присутствует слой среднезернистого темно-желтого плотного песка, который в кровле сцементирован и имеет темно-красный цвет.

Поверхность кровли гофрированная с амплитудой до 0.5 м, имеет падения в разные стороны с углами до 50°. Это поверхность смещения надвига мощностью 0.3–0.5 м.

В точке 202 поверхность смещения образует антиклиналь амплитудой 1 м, в своде которой находится твердая корка мелкозернистого красно-бурого песка.

Здесь следует обратить внимание на противоречие. Ранее показано, что надвиг в обнажении 5743 (см. рис 1) на северном крыле разлома 4 имеет падение на северо-восток и разлом 4 левый сдвиг. С другой стороны, поверхность надвига на южном крыле разлома 4 (рис. 5) в точках 202 и 327 также падает на восток, и тогда разлом 4 правый сдвиг. Это противоречие снимается согласно правилу, что сдвиги часто переходят в надвиги, что и происходит в данном случае. Обнажения 202 и 327 находятся, соответственно, в 6 и 20 м от оси разлома 4, то есть в осевой зоне разлома. Здесь поверхность смещения надвига является осевой зоной разлома 4, левого сдвига.

На юго-западе участка южный склон гряды нарушается палеосейсмогенным уступом 7 высотой до 2.6 м и длиной 130 м, который поднимается от подножья до бровки. Ранее (Неволин, 2021) на территории обнаружено около 50 палеосейсмодислокаций, в том числе 40 сейсмогенных уступов, 12 из них вскрыты канавами. Одним из критериев выделения сейсмогенных уступов является положение их вблизи осей разломов в полосе шириной порядка 500 м. Так же уступы имеют характерный продольный профиль с максимальной высотой в центре и минимальной по краям. Доказательством их сейсмогенной природы является вскрытие канавами и обнаружение разрывов со смещением пород.

Уступ вскрыт канавами К1, К2 и обнажением 4126, которое приходится на осевую зону разлома 6. В геологическом разрезе сверху вниз представлены супеси и пески пылеватые.

В обнажении 4126 на глубине 0.6 м наблюдается сброс амплитудой 0.3 м, с азимутом падения 230° и углом наклона 27°. В канаве К1 на глубине 0.9 м есть вал амплитудой 0.3 м. В канаве К2 имеется инъекционная дайка песка мелкозернистого высотой 1.1 м и мощностью 0.7 м. Разрыв с образованием уступа является оперяющим к разлому 6.

Спектрально-сейсморазведочный профиль (ССП) (рис. 6) пройден с юга на север, от оси разлома 6 у подножья гряды до ее вершины и пересекает уступ 7.

Рис. 6. Спектрально-сейсморазведочный профиль “Порошкино” (объяснения в тексте).

При спектрально-акустических измерениях (Гликман, 2001) выявляются границы, по которым возможно проскальзывание соседствующих сред. ССП – аномалии имеют воронкообразный или V-образный характер, соответствуют областям повышенной трещиноватости пород и трактуются как разрывные тектонические нарушения.

На рисунке субвертикальные и наклонные точечные линии белого цвета означают разрывные нарушения. Ломаная и горизонтальные сплошные линии белого цвета соответствуют поверхностям раздела сред. Общая слоистость породного массива наиболее отчетливо видна в верхней части разреза. Горизонтальная линия на глубине 80 м отвечает кровле котлинских отложений, относящихся к породам верхнего венда. Наименование “котлинская свита” происходит от названия о. Котлин в восточной части Финского залива. Горизонт сложен алевритовыми глинами с прослоями алевролитов и песчаников. На котлинской свите со значительным перерывом залегают четвертичные породы.

Ломаная линия, проведенная через центры аномалий, лежащих на одном глубинном уровне, соотносится с изрезанной поверхностью фундамента. По геологическим данным фундамент в этом районе находится на глубине 150 м. В нашем случае поверхность фундамента имеет ступенчатый характер, ее глубина 110–140 м. Линия ограничения тектонических нарушений на глубине 180 м есть некая граница в толще фундамента.

Тектонические нарушения на 0–33 м профиля принадлежат разлому 6. Ширина осевой зоны разлома 33 м, что согласуется с шириной линеаментов в 20–30 м (Неволин, 2015). Самые глубокие на разрезе нарушения на 21–33 м профиля образуют грабенообразную структуру в чехле и фундаменте.

Разрывы в слоях на 24 м профиля приурочены к подножью уступа. Другие тектонические нарушения верхнего слоя также отвечают точкам перегиба рельефа. Разрывы на 0–4 м профиля соответствуют подножью гряды, другое нарушение на 60 м приходится на вогнутый перегиб склона. Один из разрывов попадает на 72 м профиля, где находится бровка склона. Эти факты указывают на тектоническое происхождение гряды.

Согласно (Гликман, 2001), когда ССП профиль пересекает тектоническое нарушение, на разрезе появляется V-образный объект или одна его образующая. Если нарушение без сдвига, образуется V-образный объект. Наличие только одной образующей соответствует сдвигу.

Согласно этому правилу тектонические нарушения в левой части профиля, где проходит разлом 6, представляют собой сдвиги.

В центре участка “Порошкино” обнажение 4559 расположено в 90 м на север от оси разлома 6. Разрез представлен переслаиванием песков и супесей светло-серого цвета, падающих на северо-восток под углом 10–12°. В нижней части разреза обнаружен чуждый по вещественному составу окружающим породам блок темно-серой супеси длиной 7 м и высотой 2.5 м.

Блок темно-серой супеси имеет снизу тектонический контакт в виде слоя темно-красного сцементированного песка мощностью 0.1 м. Это зеркало скольжения надвига, падающее на восток под углами 6–9°. Вверх по разрезу угол падения возрастает до 13° и надвиг затухает на глубине 3 м.

Блок темно-серой супеси поднят над дном карьера на высоту 6 м. Здесь темно-серая супесь залегает на глубине 2 м. Темно-серая супесь является маркирующим горизонтом и в равнинной части участка в точках 527 и 5453 залегает на глубине 1.5–2.0 м.

Вертикальную компоненту перемещения аллохтона можно оценить в 8 м. Тогда горизонтальная составляющая в зависимости от угла наклона будет 50–80 м. Наличие надвига на северном крыле позволяет считать разлом 6 левым сдвигом.

В крайней северо-восточной части участка “Порошкино” имеется обнажение 5282, расположенное в 20 м на север от оси разлома 4. Верхняя часть обнажения скрыта осыпью. В нижней части разреза на глубине 3–4 м залегает супесь серо-коричневая. Еще ниже – супесь темно-серая мощностью от 0.2 до 1.0 м. Ее кровля имеет зубчатую форму, мощность резко меняется. На глубине 4 м наблюдается многоосевой сместитель шириной 4.8–5.0 м в виде вертикальных разрывов амплитудой 0.8–1.0 м, простиранием 26–30° с зеркалами скольжения. Порода в зеркалах скольжения мощностью 0.15–0.2 м красно-бурого цвета сцементированная, твердая.

С учетом глубины залегания маркирующего горизонта темно-серой супеси, величина вертикальной компоненты сдвига оценивается в 5 м.

Участок “Кузьмолово”

Обнажение 5365 (рис. 7, 8) на южном борту Кузьмоловского карьера приходится на ось локального разлома 18. Верхняя часть разреза мощностью 3–4 м представлена переслаиванием песков темно-желтых и светло-серых пылеватых.

Рис. 7. Участок “Кузьмолово”.

Условные обозначения. 1 – разлом и его номер, 2 – сдвиги, 3 – надвиги, 4 – обнажение и его номер, 5 – контур Кузьмоловского карьера, 6 – ромбоэдры. 

Рис. 8. Обнажение 5365. Лентовидно-волнистый сместитель.

Обнаружен вертикальный лентовидно-волнистый сместитель простиранием 230° в виде притертого извилистого шва мощностью 0.05–0.1 м. Сместитель на глубине 3.2 м ограничивается плотным чешуйчатым слоем красно-бурого цвета мощностью 0.1–0.15 м, который является горизонтальной поверхностью смещения надвига.

Здесь при сопряжении сдвига с надвигом наблюдается развитие единой зоны сдвига. Поверхность смещения надвига шириной более 8.2 м состоит из субгоризонтальных чешуек с углами наклона от 0 до 30°. К северу от вертикального сместителя гладкость поверхности скольжения направлена на запад. Согласно этому правилу, локальный разлом 18 есть левый сдвиг.

Обнажение 5366 находится на оси разлома 9. Сместитель простиранием 58° начинается в 0.6 м от дневной поверхности и на глубине 1.7 м переходит в серию эшелонированных субвертикальных трещин высотой 1 м. Поверхность смещения надвига шириной 14.5 м мощностью 0.2–0.3 м находится на глубине 3 м. К северу от вертикального сместителя направление гладкости поверхности смещения 240°. Этот факт и наличие другого надвига на юго-восточном крыле в обнажении 2619 позволяет считать разлом 9 левым сдвигом. Надвиг в точке 2619 расположен в пределах ромбоэдра, здесь до разработки карьера находился холм ромбической формы.

Обнажение 5908 расположено на восточном крыле разлома 8 в 15 м от его оси.

Пески светло-желтые мелкозернистые мощностью 3–4 м. Верхнюю часть обнажения покрывает слой песка синевато-серого мелкозернистого плотного мощностью 0.3 м. Эта поверхность смещения надвига с углом наклона 28° имеет падение 186°. Данная поверхность имеет чешуйчатую структуру и ввиду твердости пород образует в южной части горст высотой 1.5 м.

Обнажение 5915 находится на оси разлома 8. Верхний слой образован песком серо-коричневым пылеватым мощностью 0.5–0.7 м. Ниже залегает песок светло-желтый мелкозернистый мощностью 1.0–1.5 м. Здесь внедренная снизу масса песка синевато-серого мелкозернистого сцементированного с линзами светло-желтого песка (линзовый будинаж) образует зону сколовых нарушений шириной 8 м. Вертикальный сместитель мощностью 0.07–0.08 м имеет простирание 344° и смещен на 2 м на восток от центра зоны. Это одноосевая лентовидная ассиметричная зона с резкими границами. Таким образом, разлом 8 есть левый сдвиг.

Обсуждение результатов

Необходимо сказать о надежности определения сдвигов по разломам. Речь идет о применении двух признаков или двух и более случаев одного признака. Первый признак – это положение надвигов на крыльях разлома. Второй – направления движения крыла согласно “правила гладкости”. Эти случаи относятся к разломам 1–6, 8 и 9. Вывод о наличии сдвига по разломам 7.18 сделан на основании одного признака.

Сброс вертикальной амплитудой 0.3 м приурочен к палеосейсмогенного уступу 7 (см. рис. 5). Средняя вертикальная амплитуда перемещений в 12 канавах, вскрывших палеосейсмогенные уступы, составляет 0.4 м (Неволин, 2021). Горизонтальная амплитуда будет того же порядка и можно приблизительно оценить скорости движений по разломам Юкки-Токсовской зоны в голоцене. Согласно мировым данным, в большинстве случаев движение по разломам происходит в виде динамического срыва при землетрясениях, реже в результате медленного скольжения (крипа). В активных областях Земли долговременные скорости смещения по разломам для голоцена и последних 50 тыс. лет характеризуются величинами 4.5 мм/год, 11 мм/год, 18 мм/год (Палеосейсмология…, 2011).

На территории щитов и платформ скорости смещения по разломам на порядок ниже. Величины перемещений по разломам Юкки-Токсовской зоны составляют до 8 м по вертикали и 50–80 м по горизонтали. Эти перемещения фиксируются в озерно-ледниковых отложениях охтинского межстадиала возрастом в 13 тыс. л. Скорости горизонтальных движений по разломам Юкки-Токсовской зоны в голоцене оцениваются в десятые доли мм/год.

Оси разломов, выраженные на местности пологими ложбинами, прослежены на полях в районе п. Порошкино и п. Кузьмолово. Следует заметить, что поля регулярно распахиваются. Тем ни менее с течением времени можно наблюдать ложбины в неизменном виде. Это свидетельствует о современной тектонической активности разломов в виде движений в форме крипа.

Определены глубины залегания сместителей разломов в первые метры, иногда до 0.5 м. При проходке канав установлены признаки осевой зоны разломов в виде разрывов, кластических даек, складчатости. Для надежного вскрытия сместителей разломов необходимо достигать глубин более 3 м.

В работе (Никонов, 2017а) представлены опорные участки комплексного изучения голоценовых палеоземлетрясений. Опорные участки приурочены к сейсмолинеаментам. Сейсмолинеаменты – это линейные зоны с признаками активных разломов и эпицентральных зон землетрясений в них (Никонов, Шварев, 2015).

Часть участков находится на севере Лениградской области в районе озер Глубокое и Суходольское. Другие – на южном берегу Финского залива и южном Приладожье. Территория Юкки – Токсовской зоны разломов в качестве полигона комплексного изучения голоценовых палеоземлетрясений органично заполнит пустоту в районе Санкт-Петербурга (см. врезку рис. 1).

Заключение

Выявлены сдвиги и надвиги в приповерхностной части разреза верхнечетвертичных отложений. Разломы Юкки-Токсовской зоны определены как левосторонние сдвиги. Сделана предварительная оценка порядка скоростей горизонтальных движений по разломам Юкки-Токсовской зоны. Выдвинуто предположение о современной тектонической активности разломов Юкки-Токсовской зоны. Предложено использовать территорию Юкки – Токсовской зоны разломов в качестве полигона комплексного изучения голоценовых палеоземлетрясений.

Благодарности

Автор благодарит директора фирмы “Геофизпрогноз” А.Г. Гликмана за проведение спектрально-сейсморазведочного профилирования.

Источник финансирования

Работа выполнена за счет собственных средств автора.

作者简介

S. Nevolin

编辑信件的主要联系方式.
Email: geonec@yandex.ru
俄罗斯联邦, St. Petersburg

参考

补充文件

附件文件

动作

1. JATS XML

下载

2. Fig. 1. Central part of the Yukki-Toksovsky fault zone. Legend: 1 – fault and its number, 2 – strike-slip faults, 3 – outcrop and its number, K-trench, 4 – areas of detailed work. Inset: 5 – support areas (according to Nikonov, 2017, with changes), 6 – Yukki-Toksovsky testing ground.

下载 (88KB)

索引源数据

3. Fig. 2. Outcrop 751. Legend: 1 – area of horizontal rock bedding, 2 – area of folding, 3 – sand layer, 4 – sand dike, 5 – fault plane, 6, 7, 8 – roll-up faults.

下载 (65KB)

索引源数据

4. Fig. 3. Outcrop 1430. Thrust. Arrows indicate the thrust displacement surface.

下载 (98KB)

索引源数据

5. Fig. 4. Outcrop 5743. Thrust. The displacement surface is marked with a compass. The knife blade indicates the local displacement surface.

下载 (110KB)

索引源数据

6. Fig. 5. The Poroshkino site. Legend. 1 – fault and its number, 2 – strike-slip faults, 3 – thrust faults, 4 – rhombohedron, 5 – bench #7, 6 – SSP profile, 7 – outcrop and its number, K-trench, 8 – roads.

下载 (85KB)

索引源数据

7. Fig. 6. The Poroshkino spectral-seismic exploration profile (explanations in the text).

下载 (134KB)

索引源数据

8. Fig. 7. The Kuzmolovo site. Legend. 1 – fault and its number, 2 – strike-slip faults, 3 – thrust faults, 4 – outcrop and its number, 5 – contour of the Kuzmolovsky quarry, 6 – rhombohedrons.

下载 (60KB)

索引源数据

9. Fig. 8. Outcrop 5365. Ribbon-shaped undulating fault plane.

下载 (115KB)

索引源数据