Морфоструктура Онежского полуострова и дна прилегающей акватории Белого моря на основе статистических моделей рельефа

Морфоструктура Онежского полуострова и дна прилегающей акватории Белого моря на основе статистических моделей рельефа и морфографического анализа

А. И. Трегуб, Воронежский государственный университет

Онежский полуостров и прилегающие акватории Белого моря характеризуются достаточно сложной тектоникой, но не отличаются высокой степенью изученности [1]. Вместе с тем, этот регион интересен перспективами обнаружения трубок взрыва и связанными с этим возможностями открытия месторождений алмазов. Сложные ландшафтно-климатические условия региона предопределяют важнейшую роль дистанционных методов его изучения, в том числе морфоструктурного анализа, основанного на использовании современных компьютерных технологий и методов математической статистики. Морфоструктурный анализ Онежского полуострова и прилегающих акваторий включал две составляющие – морфометрические и морфографические исследования. Морфометрия современного рельефа изучена на основе статистических моделей рельефа, которые базируются на представлении высоты земной поверхности как случайной величины [2]. Первые попытки такого анализа выполнены при проведении Космофотогеологического картирования в масштабе 1 : 1 000 000 (КФГК-500) Онежской площади и в связи с поисковыми работами на бокситы [3]. В качестве исходных материалов использованы топографическая и батиметрическая карты масштаба 1 : 500 000. Выборка замеров, выполненных по равномерной представительной сети (25 замеров) в пределах окон осреднения квадратной формы площадью 25 км2, позволила получить основные числовые характеристики распределения высот: математическое ожидание, дисперсию и коэффициент асимметрии. Для каждого из названных параметров составлены картографические модели. Карта математических ожиданий характеризует средние высоты рельефа, позволяет получить генерализованное представление о нем, выделить важнейшие морфологические элементы морфоструктуры.

Карта дисперсий оценивает среднюю величину разброса высот рельефа вокруг средних значений, позволяет охарактеризовать степень вертикального расчленения поверхности, или ее потенциальную энергию. Величина этой энергии рассматривается как показатель интенсивности суммарных вертикальных тектонических движений, действовавших с начала образования рельефа [4].

Карта асимметрии распределения высот характеризует отношение в пределах выборки количества высот больших, чем среднее значение, к количеству высот меньших, чем среднее значение. Такая карта дает представление об общей тенденции развития рельефа, его месте в пределах геоморфологического цикла. Показатель асимметрии может иметь положительное, отрицательное или нулевое значение. В последнем случае рельеф находится на вершине геоморфологического цикла в стадии динамического равновесия между фазой расчленения и выравнивания. Если в рельефе преобладают высоты большие, чем среднее значение выборки, то это свидетельствует о том, что поверхность испытывает нарастающее вертикальное расчленение, увеличение запасов потенциальной энергии, связанное с активизацией тектонических поднятий. При преобладании высот меньших, чем среднее значение в выборке, можно говорить о фазе выравнивания рельефа, уменьшения его потенциальной энергии, что может быть связано с ослаблением поднятий и инверсией тектонического режима.

Таким образом, морфометрический анализ, основанный на использовании статистических моделей рельефа, позволяет получить важнейшие параметры морфоструктуры: ее морфологические очертания (карта математических ожиданий, или средних высот); распределение по площади запасов потенциальной энергии рельефа, или суммарной интенсивности вертикальных тектонических движений (карта дисперсий высот); состояние морфоструктуры, или тенденции в развитии вертикальных тектонических движений (карта показателей асимметрии распределения высот).

Главной морфологической особенностью территории, проявляющейся на карте средних высот, является ее разделение на три крупные морфоструктурные единицы, оси которых ориентированы в северо-западном направлении – СЗ 315° (рис. 1А). При этом центральное положение занимает полоса надводных и подводных поднятий, объединяемых при неотектоническом районировании в Онежский мегавал [5], или Онежскую зону поднятий [1; 6]. Его ширина, как и ширина смежных прогибов, составляет около 60– 70 км. Внутренняя структура мегавала неоднородна и образована относительно изометричными в плане поднятиями, разделенными линейными прогибами шириной 10–15 км. Оси прогибов ориентированы в направлении СВ 35°. В пределах исследованной территории мегавал образован тремя поднятиями. Его северо-западная часть сопоставляется с архипелагом Соловецких островов и прилегающей подводной частью, примерно ограниченной глубиной 80 м с северо-востока и глубиной 50 м с юго-запада. Центральная часть мегавала представлена Мяндозерским поднятием, ограниченным с северо-востока изобатой 90 м, а с юго-запада – 20 м. Третья, юго-восточная часть мегавала образована Солозерским поднятием. Необходимо отметить, что оси трех названных поднятий смещены друг относительно друга вдоль прогибов, разделяющих поднятия. Ось Соловецкого поднятия смещена в юго-западном направлении примерно на 25 км относительно оси Мяндозерской структуры, а ось последней сдвинута в том же направлении на величину около 20 км относительно оси Солозерского поднятия. Эти же закономерности прослеживаются и в прилегающих прогибах, которые при общем северо-западном простирании также фра