Применение новейших методов цифрового моделирования и анализа геолого-геоморфологической информации в пределах северо-западного Причерноморья, 1999 г. А.В. Фесенко (сводная статья по материалам научных и производственных работ по состоянию на 1999 г.)

Оглавление

Введение.

1. Методика цифрового виртуального моделирования и цифрового анализа геолого-геоморфологической информации

2. Особенности геологического строения

3. Структурно-геологические условия

3.1. Особенности тектонического строения по данным дешифрирования космических снимков

3.2. Рельеф докембрийского фундамента и структуры отложений покровного комплекса

3.3. Неотектонические и современно-тектонические условия…

3.4. Сейсмические условия

4. Структурно-геоморфологические условия

4.1. Рельеф и морфометрические характеристики

4.2. Корреляционный анализ

5. Структурно-геоморфологическое, структурно-тектоническое районирование на основе цифровых аналитических карт

Заключение.

Введение.

В работе приведены результаты авторского анализа и обобщения геолого-геоморфологической информации по территории северо-западного Причерноморья.

Обработка и анализ данных проводились автором на основе новейших компьютерных технологий цифрового анализа и моделирования. Основное использованное программное обеспечение это: виртуальные геоинформационные системы, системы автоматизированного проектирования, картографические программы, а также программы написанные автором на языке Visual Basic 5.0 (доступном для всех пользователей ЭВМ) для работы с матрицами карт.

Результаты, а также методика работы и приведена в данной работе.

Это результаты дешифрирования космических снимков для территории северо-западного Причерноморья, анализа и моделей структур осадочного чехла и рельефа Одесского региона, результаты комплексного структурно-геоморфологического анализа и районирования на примере ЮЗ склона УЩ (Днестровско-Бугский район).

В процессе анализа данных широко использовался площадной корреляционный, градиентный анализа и другие методы цифрового анализа данных.

В работе использованы данные производственных и научных организаций (ПричерноморГРГП, Одесский госуниверситет им. И.И. Мечникова), в том числе материалы авторских исследований в процессе 15 экспедиций по северо-западному Причерноморью, проведенные Молодежной научно-исследовательской геологической ассоциацией «Магма» в 1995-1999 гг.

По данным авторских исследований опубликовано 7 статей. А методика цифровой обработки и анализа данных внедрена и активно используется в работе Причерноморского регионального геологического предприятия при создании государственной геологической карты Украины масштаба 1:200 000 (листы L-36-1 и L-36-II).

Разработанная методика цифрового анализа и моделирования позволит значительно повысить точность и качество получаемых результатов, учитывать неограниченное число факторов, с огромной скоростью проводить обработку и анализ геолого-геоморфологической информации.

Изучаемая территория расположена в пределах Причерноморской низменности, представляет собой степную равнину, полого наклоненную к югу и юго-востоку, расчлененную долинами лиманов: Аджалыкским, Куяльницким, Хаджибейским, Днестровским, Сухим; реками Ю. Буг, Тилигул, Барабой, Б. Куяльник, Дальник и Великодолинской а также многочисленными балками оврагами и промоинами.

К Черному морю территория примыкает ступенчатыми обрывами или песчаными пересыпями. Абсолютные отметки поверхности суши изменяются от 200 до +0.5 м, Черного моря – 0.4 м, Хаджибейского лимана – 1.5 м, Куяльницкого – (-1 м.). Относительные превышения водоразделов над долинами достигают 90 м., на севере до 120 м. Водораздельная равнина и ее склоны заняты пашнями, которые составляют 80% всей территории суши. На склонах лиманов, балок, рек, в береговых обрывах у Черного моря обнажаются четвертичные и неогеновые породы, в северной части района кристаллические образования Украинского щита.

Основной целью работы являлся анализ геолого-геоморфологических, неотектонических, современно-тектонических условий и тектонического строения северо-западного Причерноморья на основании применения новейших методов цифрового моделирования, цифрового анализа геолого-геоморфологической информации и дешифрирования материалов космических съёмок земной поверхности.

Основная задача работы – это разработка целостной методики анализа геолого-геоморфологической, неотектонической, современно-тектонической информации территорий для целей комплексного структурно-геоморфологического, неотектонического районирования.

Основные особенности полученных цифровых карт анализа данных:

1) Очень высокая точность получаемых результатов.

2) Высокая объективность анализа информации (на основании задания цифровых параметров районирования).

3) Возможность учета неограниченного числа факторов.

4) Огромная скорость обработки и анализа информации.

5) Возможность быстрого обновления геолого-геоморфологических, геолого-структурных, морфометрических и др. карт в процессе поступления новой информации.

6) Обработка всей информации может проводится одним человеком.

7) Обработка по данной методике является основой для создания региональных геоинформационных баз геологической информации.

Для реализации данной методики необходимо соответствующее оборудование (ПК-Pentium II-Pentium III, сканер, дигитайзер) и программное обеспечение, а также предварительная подготовка вводимой информации.

1. Методика цифрового моделирования и анализа геолого-геоморфологической информации

Для целей создания цифровых моделей объектов и их анализа необходимо:

1. Создание базы данных о выбранных изучаемых объектах.

2. Создание электронных карт.

3. Связывание баз данных и электронных геологических карт в геоинформационно-картографические базы данных.

4. Преобразование карт в цифровые модели, описываемые равномерными сетками значений. Причем преобразования могут проводится методами интерполяции, экстраполяции либо качественным описанием характеристик (для нецифровых характеристик).

5. Проведение статистического анализа.

6. Построение карт анализа: карт градиентов, дисперсии поля значений, первой второй производной.

7. Построение карт полей корреляции параметров.

8. Конечное построение цифровых моделей.

9. Построение карт районирования на основании полученных математических моделях объектов с заданием интервалов характеризующих основные их признаки.

Методика цифрового
геолого-геоморфологического моделирования

Цифровое моделирование представляет собой процесс создания визуальных 2-х и 3-х мерных цифровых моделей рельефа земной поверхности, структурных комплексов осадочного чехла, рельефа кристаллического фундамента, которые позволяют:

1. максимально визуализировать имеющуюся геолого-геоморфологическую, геолого-структурную информацию.

2. Более наглядно проводить анализ имеющейся информации, видеть реальную 3-х мерную модель объекта, т.е. то к чему стремится геолог (визуально изучить объект и оценить его основные особенности строения).

Кроме того, математические модели являются цифровой основой для проведения анализа данных.

Методически цифровое моделирование реализуется путем создания графических визуальных моделей и цифровых матриц карт на основании имеющейся о них геолого-геоморфологической информации.

На основе имеющегося программного обеспечения ввод информации об объектах может проводится несколькими методами. Основными методами являются: ввод первичной информации в виде цифровых характеристик объектов, ввод информации с использованием дигитайзера, либо ввод имеющейся картографической информации с ее предварительной подготовкой (сканирование и отцифровка), что позволяют выполнять программы Microstation Descartes 7.0 и ArcInfo 7.1.

Далее имеющаяся информация преобразуется в равномерные сетки значений, и импортируются в системы графического и цифрового моделирования, где проводится построение моделей объектов и их математических полиномов, упрощение (сглаживание), а также анализ данных.

Более наглядная визуализация данных может достигается путем задания реальных текстур объектов, классификационного анализа объектов (рис. ).

Цифровые математические 2-х и 3-х мерные математические геолого-геоморфологические модели являются объектами цифрового анализа.

Информация находящая в моделях может представлять собственно цифровую информацию: морфометрические, структурные данные (т.е. характеристики описываемые изолиниями параметров) и качественную информацию об объектах. Качественная информация об объектах графически представляет собой области (регионы, полигоны), которая преобразуется в цифровой формат как равномерные сетки значений (литолого-геологические, качественные геоморфологические данные и др.).

Конечная цифровая модель для удобства анализа в независимости от методики ее создания должна представлять собой равномерную сетку значений.

Однако методика анализа информации в первую очередь зависит от ее типа (структурная, геоморфологическая, геологическая и т.д.).

В общем методика анализа сводится к построению 5 и более карта анализа (полиномиальные модели, карты градиентов, карты полей корреляции и др.)

2. Особенности геологического строения.

В геологическом строении территории северо-западного Причерноморья участвуют докембрийские, палеозойские, мезозойские и кайнозойские образования. Первые слагают субстрат Украинского щита, а палеозойские— складчатый фундамент Скифской эпигерцинской плиты, или в комплексе с мезо-кайнозоем образуют осадочный чехол Восточ­но-Европейской платформы. Мезозойско-кайнозойские отложе­ния слагают чехол Скифской плиты (рис. ).

Кайнозой. Кайнозойские отложения на территории Украинского Черноморья имеют повсеместное распространение и представлены всеми системами: палеогеновой, неогеновой и четвертичной. Их разрезы обнажаются на берегу Черного моря и в долинах рек, а также в последнее время вскрыты поисково-разведочными скважинами .

Палеогеновая система в пределах описываемого района представлена эоценом и олигоценом. В составе эоцена выделены симферопольский горизонт, бодракская и альминская свиты.

Симферопольский горизонт - распространен в северо-восточной части описываемого района, представлен мергелями песчанистыми, песками мелко- и среднезернистыми, песчанниками, алевролитами, мощность до 20 м.

Бодракская свита - имеет повсеместное распространение. Сложена глауконито-кварцевыми песками, алевролитами. Мощность отложений до 160 м.

Альминская свита - отложения развиты повсеместно. Представлены глауконито-кварцевыми тонкозернистыми светло-серыми и темно- глинистыми песками. Мощность 30-60 м.

Нижнеолигоценовые отложения распространены повсеместно. Сложены глинами зеленовато-серыми, серыми; алевритами кварцевыми тонкозернистыми глинистыми светло-серыми и зеленовато-серыми песками.

Неогеновая система. Неогеновые отложения на территории северо-западного Причерноморья имеют повсеместное рас­пространение. Разрез неогена представлен двумя отделами — миоценом и плиоценом.

Миоцен подразделяется на подольскую свиту, сарматский, мэотический и понтический ярусы.

Нижний-средний миоцен представлен подольской свитой - распространенной в южной части описываемого района. Сложена песками кварцевыми мелко-среднезернистыми, глинами зеленовато-серыми, зелеными, мощность 3-13 м.

Сарматский ярус. Отложения представляют собой пески серые, тонкозернистые с тонкими прослоями мощностью 0,5 м светло-серого песчанистого мергеля, иногда с прослоями мощностью до 1,5 м песчаника мелкозернистого, с карбонатным цементом. Мощность до 25 м.

Мэотический ярус - отложения имеют широкое развитие, отсутствуют в долинах лиманов, крупных рек и балок. Залегают на абсолютных отметках от 50 м до -20 м. Мощность отложений 22-33 м. На большей части территории мэотис представлен глинистым комплексом.

Понтический ярус - отложения имеют широкое распространение, размыты в долинах лиманов, рек и крупных балок, многочисленные выходы прослеживаются по склонам, вскрыты в карьерах скважинах, на абсолютных отметках от +72 м до -14 м. Мощность изменяется от I м до 15 м и увеличивается от долин к водоразделам. Залегают трансгрессивно на мэотических отложениях, перекрыты субаэральными красноцветными глинами, делювиальными суглинками, аллювиальными верхнеплиоценовыми песками и глинами. Понтические известняки в пределах нашего района представлены разновидностями: раковинно-детритусовые (ракушечники), пелитоморфными, оолитово-раковинно-детритусовыми, иногда силь­но песчанистыми. Обычно они желтые, желтовато-серые, ржаво-желтые, реже светло-серые, в различной степени перекристаллизованные, вы­щелоченные, ноздреватые, плитчатые, кавернозные, трещиноватые, часто закарстованные, горизонтально и волнисто-слоистые.

Выше, трансгрессивно с размывом залегают отложения куяльницкого яруса среднего плиоцена, развитые по берегам Хаджибейского и Куяльницкого лиманов. Это аллювиальные пески с гравием и прослоями глин, связанные с палеореками. Мощ­ность 20 м. К среднему-верхнему плиоцену, в значительной мере условно, относится толща пестроцветных мелкозернистых песков и красно-бурых плотных глин с карбонатными и гипсо­выми включениями. Мощность пластов глин, являющихся региональным водоупорным горизонтом — 2,5...18 м. Общая мощ­ность толщи — 35...40 м.

Верхний плиоцен представлен аллювиальными мелкозерни­стыми песками и алевритами седьмой надпойменной террасы долины Пра-Днестра, видимой мощностью около 5 м. Эту пач­ку аллювия некоторые геологи относят к низам разреза четвертичных отложений.

Четвертичная система. Четвертичные отложения почти сплошным чехлом покрывают всю территорию. Представлены лессовой плейстоценовой и красно-бурой эоплейстоценовой формациями, состоящими из субаэральных и субаквальных фаций, сложеных различными генетическими типами: эолово-делювиальными, делювиальными, пролювиальными, аллювиальными, озерными, лиманными, морскими и др. Наиболее широко развиты субаэральные элювиальные и эолово-делювиальные образо­вания, которые расчленены на стратиграфические горизонты. В опорных разрезах с.Санжейки и др. В горизонтах выделены уровни и подуровни. Четвертичная толща разделяется на лессовые и почвенные горизонты. Почвенные нередко составляют 70-80% всего разреза. Общая мощность четвертичных отложений изменяется от 0,5 до 42 м, преобладающая на междуречьях от 15-20 м до 25-30 м.

Современные донные отложения, мощностью — 0,1 ... 8,0 м, имеют повсеместное распространение в Черноморском бассейне и представлены илами темно-серыми, обогащенными органиче­скими остатками, а также алевритами, песками и рыхлыми ра­кушечниками.

3. Структурно-геологические условия

3.1. Геологическое дешифрирование

космических снимков

В основе дешифрирования космических снимков лежит представление о том, что земная поверхность, как геологическое образование, представляет собой некоторую интегральную систему, которая создана в результате последовательного наложения разновозрастных и разноглубинных структур, закономерно преобразованных экзогенными процессами и представлена разнообразными природными ландшафтами. Космический снимок отображает реальную, но уменьшенную картину развитых на конкретном участке земной поверхности ландшафтов. Процесс геологического дешифрирования космических снимков заключается в извлечении из этой картины информации об эндогенной составляющей.

Методика геологического дешифрирования космических снимков базируется на общепринятых и широко вошедших в практику принципах геологического дешифрирования аэрофотоснимков, основанных на изучении оптических характеристик непосредственно геологических объектов или элементов ландшафта, индицирующих геологические особенности объектов, скрытых под ландшафтной оболочкой.

Важнейшим свойством, является эффект “просвечивания” структур из-под рыхлых отложений. Установлено, что с увеличением высоты съемки, возрастает глубинность интерпретации геологических структур, в первую очередь региональных глубинных разломов (Б.А. Николаенко и др., 1983 г.).

Компоненты ландшафта, изображенного на космическом снимке имеют определенный набор пространственных и оптических характеристик, который может меняться в зависимости от вида космического зондирования, масштаба регистрации, состояния атмосферы, обработки изображения.

В закрытых районах для распознавания геологических объектов учитывались как отдельные компоненты ландшафта (рельеф, эрозионная сеть, почвенно-растительный покров), так и крупные ландшафтные единицы – природно-территориальные комплексы в целом, а также следы хозяйственной деятельности человека. Эффект генерализации приводит к тому, что близкие по спектральной яркости детали ландшафтных элементов сливаются, образуя, так называемые “структурные линии. Проявление “структурных” линий обусловлено избирательным изменением фототона космического изображения, который на окружающем фоне является аномальным.

В пределах северо-западного Причерноморья унаследованный характер неотектонических движений обусловил связь структур мезо-кайнозойского покрова и современного рельефа со структурами кристаллического фундамента, способствовал оживлению разломов фундамента и проявлению их в поверхностных образованиях зонами повышенной трещинноватости. Зоны тектонических нарушений выражены, главным образом, элементами эрозионного расчленения разных порядков, которые создают на космоснимках специфическую сеть линий.

При анализе космоснимков по Причерноморью в условиях исключительно выровненного рельефа оказалось, что в ряде случаев аномалии фотоизображения обусловлены внутренней упорядоченностью структуры пахотных земель, хотя на первый взгляд она кажется хаотичной. Так, упорядоченная ориентировка близких по размеру сельхозугодий обнаруживает связь с однообразным уклоном местности, а смена ориентировки и размеров пашни оказывается вызванным наличием уступа в рельефе; концентрическое расположение прямоугольников полей позволяет в отдельных случаях выделить кольцевые аномалии.

Все аномальные изменения фототона по геометрическим особенностям можно разделить на три основные группы: линейные, кольцевые, площадные.

Линейные аномалии, выраженные протяженными линиями или полосами прямолинейной, ломаной или слабо извилистой конфигурации, известные под названием линеаментов. Кольцевые аномалии изображения объединяют концентрические и радиально-концентрические системы линий, круговые, овальные и кольцевые пятна, а также отдельные дугообразные линии со значительным радиусом кривизны. За ними укрепилось название кольцевые структуры. Площадные аномалии представляют собой участки территории, отличающиеся от соседних участков или от общего фона по тону или характеру рисунка изображения. Форма таких аномалий может быть любой, между выделенными группами аномалий нет резких границ, могут быть аномалии переходного и смешанного характера.

Таким образом, процесс дешифрирования космических снимков заключается в возможно более полном анализе всех вариаций рисунка и тона космического изображения и выделении закономерностей в его аномальных изменениях, в основе формирования которых заложены особенности ландшафтов местности.

Все вышеназванное позволяет применять следующую методику обработки данных.

В настоящее время существует возможность существенно улучшить качество и усилить дешифрировочные признаки, в т.ч. выявить новые на основе их компьютерной обработки. Для этих целей применяется более 100 алгоритмов, среди которых основные:

1. Для целей улучшения качества изображения.

1.1. Регулировка яркости, контрастности, и интенсивности.

1.2. Увеличение резкости

1.3. Упрощение (сглаживание).

2. Для целей улучшения дешифрировочных признаков и выявления новых, а также анализа изображения.

2.1. Индексирование цветовых палитр (замена цветов).

2.2. Классификация изображения (кластерный анализ).

2.3. Цветокодирование изображения.

2.4. Градиентный анализ изображения.

2.5. Трассировка контуров изображения.

2.6. Сглаживание (осреднения) интенсивности фототона с различными радиусами сглаживания.

Для целей дешифрирования использовались космические снимки со сутников Салют за 1985, 1989, 1990 гг., Landsat за 1985, 1991 гг.(рис. ). Масштаб космических снимков от 1:2500000 до 1: 1 00 000, для территории Одесского региона 1:100 000.

Данные снимки сканировались, проводилась подготовка изображения на снимках по описанной выше мтодике, проводилось либо сглаживание (осреднение фототона), либо усиление резкости мелких деталей ланшафтов, далее выполнялось цветокодирование изображений (рис. ) с подбором цветокодировочных шкал. И по цветокодированному изображению выделялись линейные, кольцевые и площадные структуры.

Полученные схемы дешифрирования космических снимков печатались в нужном масштабе и совмещались для анализа с имеющейся по северо-западному Причерноморью геолого-геофизической информацией.

В результате дешифрирования снимков со спутника Салют масштаба 1:1 000 000 нами было выделено около 30 линеаментов, 10 кольцевых структур и 4 площадные структуры выделенные по фототону и рисунку изображения (рис. ).

Среди выделенных площадных структур 1-я структура соответствует северному крылу Причерноморской впадины, 2-я (выделяется по рисунку фототона) структура является переходной и представляет собой ЮВ склон УЩ, 3-я структура формирует ЮВ окраину УЩ и 4-я структура соответствует Молдавской плите и Придобруджинскому прогибу (ЮЗ склон УЩ). Причем граница между 2 и 4 структурами представлена мощной зоной линеаментов, соответствующей Одесско-Тальновской зоне разломов. Данные площадные структуры проявились благодаря особенностям рельефа и ландшафтов изучаемой территории.

Основные линеаменты довольно четко отбивают границы площадных структур, а кольцевые структуры показывают более детальные особенности строения площадных структур. По протяженности все выделенные линеаменты можно условно разбить на 2 класса. К первому классу относятся наиболее крупные линеаменты протяженностью 150-200 км., субширотного и субмеридионального направлений. Ко второму классу можно отнести линеаменты СЗ и СВ простираний, протяженностью 60-70 км.

Линеаменты очень четко прослеживаются на всем своем протяжении и индицыруются, в основном, по эрозионной сети и вытянутым водораздельным пространствам.

Крупнейшие линеаменты соответствуют Одесскому, Николаевскому и др. разломам хорошо изученным по геолого-геофизическим данным.

Выделенные кольцевые структуры можно разделить на две группы. К первой группе относятся крупнейшие кольцевые структуры радиусам около 100 км. К данной группе относятся две структуры расположеные на границе УЩ и северного крыла Причерноморской впадины, и представляют собой параллельно расположенные на расстоянии 20-40 км дуговые элементы с одним центром. Ко второй группе относятся кольцевые структуры меньшего размера. Их радиус составляет 30- 40 км. Они расположены в пределах Причерноморской впадины и Молдавской синеклизы.

3.2 Рельеф докембрийского фундамента

и структуры отложений покровного комплекса.

Современный структурный план северо-западного Причерноморья включает два разновозрастных тектонических элемента: а) Восточно-Европейскую докембрийскую платфор­му; б) Причерноморскую мел-кайнозойскую наложенную впадину типа синеклизы.

Восточно-Европейская платформа

В пределах описываемой территории Восточно-Европейская платформа представлена южным склоном Украинского кри­сталлического щита, сложенного архейско-протерозойскими гранитами, гнейсами и метаморфическими сланцами. Эрозион­ная поверхность щита в этом регионе постепенно погружается в южном направлении сначала под мезозойские, а затем (на юго-западной окраине) — под палеозойские и мезозойские от­ложения. Мощность осадочного чехла — 1800 (Одесса) ...ЗООО м (Присивашье) и 5000 ... 6000 м (Сарата).(рис. ).

Важную роль в строении фундамента имеют глубинные раз­ломы древнего заложения и длительного развития, обусловив­шие формирование глыбовых структур различных размеров, в том числе Татарбунарского блока, установленного бурением. К числу глубинных разломов здесь относятся Фрунзовский, Одесский, Очаковский, Николаевский и Симферопольский, ча­стично прослеживаемые и в акватории Черного моря (на пло­щади Скифской плиты).

В осадочном чехле Причерноморских районов выделяются четыре структурно-формационных комплекса — вендский, средне-верхнепалеозойский, юрский и мел-антропогеновый — раз­деленные друг от друга перерывами и несогласиями.

С вендским комплексом (поздний протерозой — ранний кембрий) связано формирование на юго-западной окраине плат­формы периферической зоны Волыно-Подольского морского прогиба, в котором накопилась мощная терригенная формация венда.

Средне-верхнепалеозойский комплекс отражает развитие в Придобруджииской зоне платформы перикратонного опускания (прогиба), интенсивное погружение которого компенсировалось осадконакоплением субплатформенных фаций. Мощность — З .. 4 км.

Юрский комплекс ассоциирует с возникновением в При-добруджинской зоне наложенного предгорного прогиба, сло­женного морскими карбонатно-терригенными отложениями сред­ней — верхней юры (до 2,5 км).

Мел - антропогеновый комплекс связан с образованием на рассматриваемой территории обширной Причерноморской впа­дины (синеклизы), наложенной на разновозрастные структуры древней Восточно-Европейской платформы и молодой Скифской плиты. Осадочное выполнение этой впадины представлено мор­скими терригенно-карбонатными осадками — 0,5 ... 4 км.

Причерноморская впадина

Самой молодой структурой на рассматриваемой территории является Причерноморская мел-кайнозойская синеклиза, на­ложенная на разновозрастные тектонические элементы Восточ­но-Европейской платформы и Скифской плиты. Впервые эта синеклиза, под названием Причерноморской впадины, была выделена А. Д. Архангельским (1922) как периферическая часть альпийской складчатой области. Позднее М. В. Муратов и др. (1969) отнес эту отрицательную мегаструктуру, включаю­щую, по мнению авторов, несколько субпараллельных - прогибов, к краевой зоне Восточно-Европейской докембрийской платфор­мы.

Причерноморская синеклиза в современном тектоническом плане представляет собой гетерогенный по возрасту складча­того основания субширотный прогиб блокового строения, вы­полненный мощной толщей мезозойско-кайнозойских отложе­ний (рис. ) На севере впадина ограничена выходами на поверхность образований Украинского кристаллического щита, на западе— массивом Северной Добруджи и внешним бортом Предкарпатского краевого прогиба, на юге — мегантиклинорием Горного Крыма, а в акватории Черного моря — погребенными под морские воды структурами альпийской складчатости, на восто­ке — центроклинальным замыканием Индоло-Кубанского крае­вого прогиба.

Причерноморская впадина состоит из двух депрессий - меловой и палеогеновой, соответственно северо-западного и широтного простирания. Мощность меловых и палео­геновых отложений увеличивается в юго-восточном направлении.

Под осадочным чехлом северного борта залегают платфор­менные отложения палеозоя, а под ними — архейско-протерозойские кристаллические образования докембрийского фунда­мента Восточно-Европейской платформы. Причерноморская впадина выполнена меловыми и кайнозойскими отложениями, трансгрессивно и несогласно залегающим на складчатом фун­даменте Скифской плиты или на платформенном палеозое. Не исключено, что на востоке впадины в основании мезозойского разреза залегают триасовые и нижнеюрские отложения, в гео­синклинальных фациях, входящие в состав эпигерцинского фундамента Скифской плиты (М. В. Муратов, 1964).

Наиболее интенсивное прогибание испытывала восточная половина впадины, где мощность меловых и палеоген-неогено­вых осадков по геофизическим данным в районе Сиваша со­ставляет 6 ... 7 км, в Каркинитском заливе — до 5 км.

В современной структуре Причерноморской впадины (осо­бенно ее складчатого, фундамента) большое внимание придается блоковой тектонике, связанной с ортогональной системой глубинных разломов субмеридионалыюго и субширотного про­стирания (Т. С. Лебедев, 1965). Эти разломы обусловили обра­зование крупных горстов и грабенов, в пределах которых вы­деляется ряд блоков низшего порядка.

Главнейшими тектоническими элементами впадины явля­ются описанные выше Сивашско-Каркинитский и Придобруджинский прогибы, разделенные Придунайским горстовым ме­габлоком. В пределах этих крупных структур, по данным геоло­гической съемки, в слоях неогена (обнажающихся местами на дневной поверхности) установлены относительно небольшие локальные антиклинали и синклинали. Так, в районах север­ного побережья Каркинитского залива, между Южным Бугом и Куяльницким лимано:м, выделяется Очаковский приподнятый блок, а между Куяльницким и Днестровским лиманами — Одесский блок. На участке между Одессой и Очаковым по сло­ям понтических известняков установлено несколько пологих антиклиналей, которым в рельефе соответствуют береговые мысы района Аджияск, Карабуш и др., а на подводном скло­не — зоны бенча (Л. В. Ищенко, 1972; М. Ф. Ротарь, 1971). В свою oчqpeдь, синклинальным прогибам отвечают заливы с развитыми в них аккумулятивными образованиями. .

На Одесском побережье некоторым долинам (Дофиновский, Григорьевский лиманы) в структурном отношении соответству­ют антиклинали, а другим (Тилигульский, Карабашский и Березанский лиманы) — синклинали, т. е. фиксируются формы прямого и обращенного рельефа. Распространенные в той же полосе побережья, по слоям средне — верхне — плиоценовых аллювиальных отложений и четвертичных покровных суглин­ков, флексуры местами переходят в разрывные нарушения с амплитудой смещения 10 ... 30 м. Ориентированы эти наруше­ния вдоль беperoвoй линии. Такие флексуры по данным буре­ния установлены в районах сел Федоровка — Рыбаковка, Сычавка — Визировка, Приморское — Жебрияны и др. В резуль­тате геологической съемки в понтических известняках выявле­ны локальные разломы с амплитудой смещения блоков до 30 м на берегах Тилигульского и Днестровского лиманов.

Структуры отложений покровного комплекса.

Структурный анализ Одесского региона проводился для целей неотектонического и структурно-тектонического районирования.

Для целей анализа нами было отобрано 170 скважин, глубиной от 20 до 70 м. По данным скважинам была введена информация об абсолютных отметках кровли мэотического горизонта (N1m), понтического горизонта (N1p), и горизонта эоплейстоценовых красно-бурых глин.

По данным скважинам были построены карты рельефа мэотического, понтического горизонтов и горизонта красно-бурых глин, карты мощностей понтических и эоплейстоценовых отложений (рис. ). Для проведения анализа также построены карты крутизны склонов структурных поверхностей, изоградиентов, и их полиномиальные модели, а также карты полей корреляции между структурными поверхностями (рис. ). А также построены 3-мерные модели структурных поверхностей (рис. ).

В результате анализа нами выделено 16 положительных и отрицательных структур по кровле мэотического и понтического горизонтов (9 отрицательных и 7 положительных). Из выделенных 16 структур 12 структур являются тектонически унаследованными (по данным корреляционного и качественного анализа)., 4 структуры имеют не унаследованный характер, т.е. данные структуры по кровле мэотиса не повторяются кровлей понта (рис. ).

Таким образом, в пределах Одесского региона по структурным данным можно выделить 3 локальные синклинальные структуры, амплитудой прогибания 6-20 метров и 4 локальные положительные структуры унаследованного характера, фоне моноклинального падения пластов отложений мэотического и понтического ярусов в ЮЗ направлении под углом 2-6 гр (рис. ).

Градиентный анализ структурных поверхностей позволил выделить около 10 возможных разрывных нарушений северо-восточного направления (рис. ), а анализ структурных поверхностей, их полиномов и полей корреляции позволил выделить неотектонически активные локальные структуры (рис. ).

3.3 Неотектонические и  современно-тектонические условия.

По геофизическим данным основной особенностью глубинной тектоники является блоковое строение. Блоки фундамента разграничены глубиными разломами. Крупные блоки разбиты нарушениями более высоких порядков. Субмеридиональные глубинные разломы по мнению большинства исследователей являются древними, субширотные - более молодыми. По данным Гаркаленко И. А., Чекунова А. В. и др. ортогональная система разломов заложилась и активно проявила себя в раннем протерозое. В байкальском и герцинском этапах основой была диагональная система разрывных нарушений (особенно северо-западного направления). В альпийском и киммерийском вновь преобладала система субмеридиональных и близширотных разломов. Зоны разломов формируют блоки первого и второго порядков размерами 50х50 км и 25х25 км (Страшко В.Ф.1978).

К важнейшему древнему субмеридиональному разлому относится Одесский разлом.

Платформенный чехол монокли­нально с уклоном до 1,5° погружается к югу, осложнен поднятиями и разрывными нарушениями.

Поднятия характеризуются небольшими размерами и амплитудами до 25 м. Пo изогипсе фундамента 2000 м, в Северном Причерноморье отделяется Причерноморская и Молдавская моноклинали, граница между которыми проходит по Одесскому разлому.

Рельеф дневной поверхности генетически связан с блоковыми пе­ремещениями фундамента. А.В.Апродов доказывает, что неотектонические движения проникают до глубины 700-750 км, а мозаичное блоковое стро­ение неотектоносферы в основном, определяется перемещениями отдельных участков, разделенных разрывными нарушениями. Рельеф поверхности создается, главным образом, за счет вертикальных перемещений, которые делятся на восходящие и нисходящие, т.е. положительного и отрицатель­ного знака. Вертикальные тектонические перемещения происходят по ли­ниям глубинных разломов редкой глубины заложения, т.е. рельеф поверх­ности отражает блоковые структуры фундамента.

Неотектонический этап развития территории в це­лом характеризуется отрицательными движениями, судя по изобазам сум­марных амплитуд неоген-четвертичных вертикальных движений земной ко­ры, которые изменяются от -100 м до -290 м. Новейший (после-понтический) и современный (голоценовый) этап характеризуются поло­жительными и отрицательными движениями, скорость которых изменяется от -5 мм/год (г.Одесса) до +1 мм/год (см. черт.). Нулевая линия про­ходит по линии сел: Великий Дальник, Пересыпь, Красноселка, Любополь. Основная гидросеть была заложена в зоплейстоценовое время, опре­деляющую роль в характере рельефа, развитии экзогенных процессов играли новейшие движения. Северная часть нашей территории находится в области современного поднятия, характеризуется интенсив­ным развитием овражно-балочной сети, узкими междуречьями, высокими высотами залеганий подошвы аллювия четвертичных террас на абсолютных отметках +10 - +50 м.

Мощность субаэральных четвертичных отложений 17-20 м, увеличивается к Тилигульскому лиману. В районе опускания развиты более широкие водораздельные пространства, слабоэродированные, слаборасчлененные, мощность четвертичных субаэральных отложений 25-30 м. В южной части описываемой площади, в Санжейскои районе выделена территория интенсив­ного плиоцен-четвертичного прогибания, которая разделена на участки, где подошва понтических известняков залегает на абсолютных отметках от I до -10м, а субаэральных лессовых на +2 м, и участки, где подошва четвертичных субаэральных отложений на -4 м, понтических известняков -16-19 м, мощность субаэральных четвертичных отложений 34-42 м, а четвертичные террасы с увеличенной мощностью аллювия. На неотектонической схеме выделены участки развития локальных положительных и отрицательных структур. Положительные характеризуются веерообраз­ным и центробежным расхождением ручьев и балок, изгибами долин ос­новных водотоков, уменьшением мощностей субаэральных четвертичных и плиоценовых отложений, более высоким гипсометрическим положением подошвы понтических известняков, отсутствием часто плиоценовых суб­аэральных глин. Поднятия выделены к северу от пгт. Великодолинское, к юго-западу от с.Дальник, Черноморка, к северо-западу и к востоку с.Любополь, к югу от с.Марьяновка (Тилигульский лиман), в районе с.Усатово, Жевахова гора, к юго-западу от с.Сухого лимана, к востоку от с. Бурлачьей Балки.

Отрицательные локальные структуры имеют центростремительный рисунок гидросети, относительные понижения в рельефе, более низкое залегание подошвы известняков.

Перестройка тектонических планов плиоцен-четвертичного этапа развития происходила в периоды тектонических рубежей.

Первый совпадает с перерывом на границе понта и плиоцена характеризуется красноцветными глинами с обломками известняков, рых­лыми карбонатами, выветрелым известняком. Морское осадконакопление в миоцене сменилось континентальным с развитием обширной аллювиально-озерной равнины, с приподнятыми участками суши.

Второй - отмечается в конце березовского времени, когда и происходит поднятие территории, смена условий осадконакопленяя, формированние гидросети, близкой к современной. [

Третий рубеж в конце эоплейстоцена, когда начала форми­роваться восьмая терраса.

Четвертый рубеж наблюдается в конце нижнего плейсто­цена, когда формируется пятая днепровско-завадовская терраса, наиболее широко развитая в долинах рек, часто с грубозернистым аллю­вием.

Пятый рубеж выделяется в конце верхнего, плейстоцена, ког­да формируется вторая надпойменная терраса, имеющая самое широкое развитие из всех четвертичных террас.

Состав и размерность четвертичного и плиоценового аллювия имеет существеннее отличия, связанные с различными условиями осадконакопления. В плиоценовом аллювии отсутствует кремнистая галька и гравий, часто присутствуют обломки известняков. Эрозионные врезы в плиоцене были незначительные, тектоническая обстановка спокойная, режим рек - равнинный, направление древних речных долин, в основ­ном, субширотное и субмеридиональное. В эоплейстоцене и плейстоцене наблюдаются значительные врезы, поверхности террас имеют разные высоты, зависящие от величины тектонических поднятий. Разрывные нарушения новейшего времени, в основном, унаследованные, хорошо выражены на космических и аэрофотоснимках. Все они в рельефе фиксируются гипсометрическими ступенями, резкими изгибами и пово­ротами рек и балок, приуроченностью спрямленных участков долин и мелких балок к одной общей линии, переломами продольных профилей долин, асимметрией речных долин их специфическими очертаниями, ландшафтными особенностями, деформацией пород, врезанными участками русел. Они определили развитие гидрографической сети, плановое расположение долин которой, как ослабленных зон, определяется тектоническими на­рушениями. Многие из них продолжаются в Черное море. По данным сейсмических исследований Тилигульский лиман, Сычавская балка. Малый Аджалыкский лиман и др. приурочены к зонам потери корреляции на шель­фе и интерпретируются как тектонические нарушения.

На рис. показаны тектонические на­рушения, выделенные комплексом методов: морфометрических построений, анализа, плана гидросети, дешифрирования АФС, интерпретации площад­ных геофизических съемок, анализа разрезов около 1300 скважин, из­менения мощности плиоцен-четвертичных отложений, гипсометрическо­го положения плиоценовой поверхности выравнивания, подошвы понтических известняков, анализа плана расположения древней гидрографи­ческой сети, профильных геофизических исследований методами СГДК к ЕИЭМПЗ (по данным Причерноморской экспедиции). Последними, путем измерения концентрации радона, торона, метана и углекислого газа было подтверждено наличие активных тек­тонических зон шириной 20-600 м. На этих участках нарушения показаны как достоверные, на остальной территории - как предполагаемые.

Основными выделенными разрывными нарушениями в пределах Одесского региона являются: Барабойское (СЗ напр.), Санжейское (широтного напр.), Ильичевское (широтного напр.), Сухолиманское (СВ напр.), Пересыпское (субширотное напр.), Нерубайское (субширотное напр.), Одесский разлом(субмеридиональное напр.), Куяльницкое (меридиональное напр.), Крыжановское (СВ напр.), Александровское(СЗ напр.), Аджалыкское (меридиональное напр.), Сычавское (СЗ напр.), Любопольское (СВ напр.), Коминтерновское (СВ напр.), Балковское(меридиональное напр.), Аркадийское-1 (меридиональное напр.), Аркадийское-2 (широтное напр.), Аркадийское-3 (СВ напр.), Б. Фонтанское (широтное напр.).

Одесский разлом делит все северо-западное Причерноморье на два различных по структуре и и истории развития региона – западный и восточный. Он пересекает в северо-западной части Черного моря всю шельфовую зону и протягивается в глубоководную часть, сопровождаясь интенсивными магнитными аномалиями до 3000 гамм, гравитационными – 2-7 мгл. Разлом сечет всю земную кору и уходит в мантию. В. Е. Хаин считает, что разлом пересекает все Черное море и сочленяется с северо-западной ветвью Главного Альпийского разлома в Понтических горах. В протерозой - палеозойское время Одесский разлом разделял две различные по категории формирования зоны. К западу от него формировлся Днестровско-Прутский перикратонный прогиб, к востоку от разлома южный край Восточно-Европейской платформы был приподнят над уровнем моря и служил источником сноса материала. По Одесскому разлому проходит граница между южным и юго-западным склонами Украинского щита, между Причерноморской и Молдавской моноклиналями в платформенном чехле Восточно-Европейской платформы.

Бурением с судна «Одесский университет» на шельфе — 15...25 км от берега, под морскими осадками голоцена вскрыты образования лесса и ископаемых почв, а также погребен­ный аллювий палеорек. Все это свидетельствует о том, что об­ширная площадь северо-западного шельфа Черного моря в предголоценовое время была сушей, затопленной затем морски­ми водами.

Последняя, еще не дописанная природой страница геологи­ческой летописи, связана с современными тектоническими дви­жениями (возраст 6 тыс. лет). Анализу этих движений на рас­сматриваемой территории посвящены работы Н. И. Николаева (1970), Л. В. Ищенко (1972), Л. С. Благоволина и С. В. Победоносцева (1973), Ф. А. Щербакова и Ю. Г. Моргунова (1975) и др. Большинство авторов констатируют значительное опуска­ние рассматриваемого региона в современное время и связан­ное с этим увеличение площади Черного моря.

Ф. А. Щербаков и Ю. Г. Моргунов (1975) выделяют в пре­делах северо-западного шельфа Черного моря две тектониче­ские зоны: восточную, или Прикрымскую, и западную, отделен­ную от первой Николаевским субмеридиональным разломом. Прикрымская зона характеризуется дифференцированным опу­сканием с образованием относительно приподнятых и опущен­ных участков морского дна, а западная — общим весьма сла­бым опусканием. В свою очередь, в пределах западной зоны вы­деляются две подзоны, разграниченные Одесским глубинным разломом: восточная, характеризующаяся малой дифференциа­цией современных вертикальных движений, и западная — с от­носительно большой дифференциацией этих движений. Выде­ленные в рассматриваемой зоне акватории Черного моря типы движений обусловили образование серии небольших субмеридиональных поднятий и прогибов, нашедших прямое отражение в рельефе дна шельфа.

По данным Н. С. Благоволина и С. В. Победоносцева (1973), опускание побережья Черного моря составляет в дель­те Дуная — 1,6 мм/год, у Белгород-Днестровского — 1,49, в Одессе — более 5,0, в дельте Днепра — 2,1, у Скадовска — 6,8, на побережье Степного Крыма — 1,0, в Анапе — 0,6, око­ло Батуми—0,8, в Поти — до 6,6 мм/год. На фоне общего проги-бания Черноморского бассейна отмечается пульсация тектони­ческих движений с периодами 12...25 лет, что, вероятно; ука­зывает .на волновую природу этих движений.

Обобщая данные о динамике современных тектонических процессов за 100 лет, названные выше исследователи делают вывод об унаследованной направленности вертикальных дви­жений, установленной на рассматриваемой территории для позднего плейстоцена и голоцена геоморфологическим методом, что свидетельствует о продолжающемся расширении Черномор­ского бассейна. Таким образом, гипотеза о неизменности или очень малом повышении (до 0,2 мм/год) уровня моря за по­следние 100 лет находит свое подтверждение.

3.4. Сейсмические условия.

Сейсмические условия северо-западного Причерноморья зависят от сейсмичности Карпатского региона, который характери­зуется наличием неглубоких очагов во всех тектони­ческих зонах и сильных глубоких очагов с эпицент­рами в массиве гор Вранча, Восточные Карпаты. Карпатские землетрясения, возникая на боль­ших глубинах (100—150 км), ощущаются на боль­шой территории, распространяясь на сотни кило­метров от эпицентра (с М = 5 ощущаются на 200— 300 км, с М = 7,3 — более чем на 1800 км). Сейсми­ческая опасность территории региона, в том числе и Молдавии, определяется в основном наличием глу­боких очагов.

Для целей изучения сейсмических условий СЗ Причерноморья проведен пространственно-временной анализ данных об очагах землетрясений в пределах Восточных Карпат и прилегающих районов, как основного источника сейсмичности изучаемого региона. Всего нами изучено 2700 землетрясений и сейсмических событий с 984 по 1996г. Для этих целей использовались материалы Кишиневской сейсмостанции и данные о землетрясениях в СССР.

В результате проведенного анализа были построены карты глубин и магнитуд очагов Карпатских землетрясений, а также проведен частотный анализ повторяемости Карпатских землетрясений (рис. ).

Так по данным изучения интенсивности и глубин очагов землетрясений, а также степени воздействия ближайших очагов землетрясений на территорию СЗ Причерноморья можно разделить на 3 зоны. Первая зона расположена в пределах ЮЗ части Одесской области, имеет широтное направление и находится в пределах Придобруджинского прогиба и его границе со складчатой зоной Добруджа. В пределах данной зоны зафиксировано около 10 сейсмических событий с магнитудой 2-4 и глубиной 110-150 км. Причем эпицентры очагов землетрясений ориентированы в СВ направлении, как и мантийные разломы , выделенные по данным ГСЗ Соллогубом (1985г.). Вторая зона расположена в пределах северо-запада Одесской области и является продолжением зоны выходящей из центральной и северо-восточной Молдовы. Глубинность очагов та же (110-150 км). Данная зона в пределах Одесской области имеет северо-восточное направление. В пределах данной зоны зафиксировано около 20 сейсмических событий. 3-я зона расположена в пределах центральной, северной частей изучаемого региона, где зафиксировано около 5 сейсмических событий с магнитудой 2-3 и глубиной 20-40 км. Зона имеет северо-восточное направление

Таким образом, выделенные зоны имеют северо-восточное направление, как и рельеф поверхности астеносферы и мантийные разломы, что говорит о верхнемантийных очагах данных сейсмических явлений в пределах первой и второй зон и коровых в пределах южного склона УЩ (третья зона) (рис. ).

4. Структурно-геоморфологические условия.

4.1. Рельеф и морфометрические характеристики.

Основными задачами изучения структурно-геоморфологических условий являются:

1. Изучение структурно-геоморфологическими методами активных на неотектоническом этапе развития линейных и площадных морфоструктур.

2. Изучение новейших и древнейших тектонических структур, выявление закономерностей строения рельефа и формы проявления в нем современных и неотектонических движений, т.е. выявление связей между формами рельефа земной поверхности и геологическими структурами различного порядка и возраста-

3. Неоструктурный анализ территории на основе комплексного изучения геолого-геофизических, геолого-геоморфологических (морфометрических, морфологических, морфоструктурных) данных.

Структурно-геоморфологический анализ основан на теоретическом положении геоморфологии об образовании рельефа путем непрерывного взаимодействия эндогенных процессов, развивающихся в недрах Земли, а также экзогенных процессов, развивающихся на ее поверхности. Таким образом, применение морфоструктурного анализа основано на принципе тесной генетической и исторической связи современных морфоструктур с геологическими структурами различного типа и возраста.

Для изучения неотектоники южного склона УЩ применен комплекс геолого-геоморфологических, геолого-геофизических методов. Среди которых основными и наиболее информативными являются следующие методы: морфометрические, морфологические, морфографические, морфотектонические, метод морфометрического поиска тектонических структур Философова, методики обработки полей вершинной и базисной поверхностей (Якименко Э.Л., 1990) с широким использованием статистических и математическим методов.

Относительно возможностей выявления глубинных структур автор полностью согласен с мнением Д.В. Лопатина, что выявление их возможно в следующих случаях:

1. При денудационной препарировке субстрата древних структур.

2. При вовлечении их в новейшие передвижения.

3. При унаследованном развитии.

4. При телескопировании структур в один из горизонтов осадочного чехла.

Применительно к изучаемой территории можно сказать, что они нашли свое отображение в результате их образования на неотектоническом этапе и денудационной препарировке древних структур.

Предварительно нами устанавливались:

1. морфология и морфометрия всех элементов рельефа, их сочетание;

2. плановый рисунок, размеры и морфология речных долин и слагающих их элементов - склонов, террас, пойм;

3. морфология междуречий (высота, характер склонов междуречий), типы междуречий (возвышенности, равнина, низменность), морфологический облик их вершинных поверхностей или гребней и их плановый рисунок и т.д.;

4. абсолютные и относительные высоты основных элементов рельефа (в том числе вершинных и базисных поверхностей);

5. густота и глубина расчленения рельефа;

6. распределение общих уклонов склонов различной крутизны, длины и ширины.

Особое внимание уделялось плановым рисункам всех элементов рельефа и выявление линейных элементов (гребней, ступеней, обрывов).

Для изучения и учета всех вышеперечисленных особенностей строения рельефа были построены следующие карты:

1. Карта порядков долин и водораздельных линий (по методике В.П. Философова).(рис. ).

2. Карты базисной и вершинной поверхностей 4-го порядка (по методике В.П. Философова)(рис. ).

3. Карта амплитуд вертикальных плиоцен четвертичных движений (разностная вершинно-базисная поверхность 4-го порядка) (рис. ).

4. Карты глубины, густоты расчленения с различной степенью осреднения и их полиномиальными математическими моделями.

5. Карты асимметрии долин и водоразделов, ширин пойм.

6. Карты поля минимальных, максимальных абсолютных отметок.

7. Карты изокоррелят, дисперсии, градиентов изучаемых морфометрических характеристик (рис. ).

8. Карты аномалий (разность между фоновым значением и изучаемой характеристикой).

В т.ч. были построены геолого-геоморфологические разрезы.

К морфометрическим признакам проявления разрывных нарушений в речной сети и во внутреннем строении долин постоянных и временных водотоков относятся:

1. Отдельные прямолинейные долины.

2. Согласные плановые смещения соседних долин и водоразделов.

3. Резкое изменение направления параллельно и субпараллельно расположенных долин.

4. Характерные рисунки сети - взаимная параллельность, перпендикулярность, коленчатый и радиальный рисунки, аномальное направление приустьевых участков долин, притоков, резкие повороты долин.

5. Прямолинейные уступы.

6. Усиление современных эрозионных процессов.

7. Расположение на одной прямой оврагов, балок разных бассейнов с образованием седловин.

8. Прямолинейные участки русел и бортов долин и т.д.

Часть морфометрических исследований выполнялась по методу поиска тектонических структур, разработанному В.П. Философовым.

Анализ перечисленных морфометрических карт позволяет судить о наличии тех или иных тектонических структур, отражающихся вследствие разности геопотенциалов центральных и периферийных частях структур, а также на границах разновозрастных блоков. Они выражаются заложением изобазит и изогипсобазит, особенностями их рисунка и формы и пр.

Ряд морфометрических признаков используется также при выявлении линейных тектонических нарушений. Наиболее важные среди них:

1) малые заложения линейно вытянутых изобазит и изогипсобазит;

2) резкое уменьшение заложения изобазит и изогипсобазит по обеим склонам прямолинейных участков долин;

3) наличие острых углов в рисунке изобазит при пересечении тальвегов долин и изогипсобазит вдоль спрямленных участков водораздельных линий.

Структурно-морфометрический метод В.П. Философова использован нами для выявления суммарных амплитуд вертикальных тектонических движений в четвертичном периоде.

В результате среднемасштабного картирования неотектонических структур района при помощи структурно-геоморфологических методов исследования установлены и исследованы объекты двух типов линеаменты и площадные морфоструктуры. Детальное изучение, их показало, что первые отражают главным образом, разнопорядковые линейные разрывные структуры, а вторые объемно-площадные неоднородности литосферы.

Карты интенсивности расчленения рельефа.

Общая степень расчленения рельефа земной поверхности определяется направленностью и интенсивностью проявления тектонических движений, особенно новейшего (неоген-четвертичного) периода.

Поэтому нами использовались показатели вертикального и горизонтального расчленения рельефа и их алгебраическая сумма.

Обработка карт производилась на их цифровых моделях.

Коэффициент корреляции между между глубиной и густотой расчленения равен 0.3, что не позволяет использовать коэффициенты относительного расчленения.

Результатом морфоструктурно-неотектонического анализа карт является тектоническая интерпретация карт, которая сводится к анализу плотности изолиний и их конфигурации. Участки поднятий фиксируются максимальными значениями показателя расчленения рельефа или оконтуриваются повышенными значениями этого показателя на однозначном фоне.

Относительным опусканиям соответствуют поля минимальных значений показателя интенсивности расчленения рельефа (В. Б. Полканова, 1970).

4.2. Корреляционный анализ.

Связь абсолютных отметок и разности вершинного и базисного трендов с интенсивностью и направленностью новейших тектонических движений может быть использована при оценке их амплитуд с поправками за начало неотектонического этапа, а также с учетом мощности и условий залегания неоген-четвертичных отложений. Суммарные амплитуды должны учитывать и изменение уровня мирового океана (Золотарев, 1974)

Вершинные и базисные тренды являются приблизительными математическими моделями поверхности современного рельефа.

С ростом амплитуды неоген-четвертичных поднятий увеличиваются разность между вершинным и базисным уровнями и мощностью земной коры, что свидетельствует о наличии приближенных изостатических тенденций даже для тех районов, которые активно развиваются в новейшее время (Зорин, 1976).

Это обеспечивает наличие связи рассматриваемых уровней и интенсивности расчленения с глубинным строением земной коры.

Рядом авторов в глобальном и региональном масштабах подтверждено наличие связи между рельефом земной поверхности и рельефом Мохо.

По геофизическим и геологическим данным, для этой терри­тории прямое или близкое к прямому соответствие, по крайней мере, верхнемелового и новейшего структурных планов, что и позоляет применять данный метод анализа. (С.М. Варущенко, 1970).

В качестве меры энергии рельефа и динамики его развития выступает коэффициент корреляции вершинного и базисного уровней.

Степень сходства двух трендов поверхности современного рельефа оценена с помощью корреляционного анализа.

Теснота линейно корреляционной зависимости определялась квадратным скользящим окном по квадратам площадью 20*20 км кв.

Среднеарифметическая высота вместе с амплитудой высот могут рассматриваться как относительная характеристика потенциальной энергии рельефа, которая затрачивается на перемещение материала с высоких на более низкие гипсометрические уровни.

Согласно «принципу гипсометрической корреляции рельефа» И.Г. Худякова (1977) гармоничный рельеф фиксируется максимальной корреляцией вершинной и базисной поверхностей, дисгармоничный минимальной корреляцией.

В стохастических моделях разработанных В.С. Порядиным было доказано, что в процессе экзогенного рельефообразования корреляционная связь базисной и вершинной поверхностей стремится к прямой.

Следовательно, при гармоническом развитии рельефа вершинная поверхность имеет высокий коэффициент корреляции с базисной. Дисгармоничное развитие рельефа характеризуется слабым «приспособлением» вершинного уровня к базисному, низким коэффициентом корреляции и аномальными статистическими показателями.

Этот вывод имеет принципиальное значение для понимания условий образования и преобразования земной поверхности тектоническими и денудационными процессами.

Таким образом, степень компенсации поднятия в пределах речных долин и на водоразделах можно оценить с помощью коэффициента корреляции вершинного и базисного трендов (рис. ).

5. Структурно-геоморфологическое, структурно-тектоническое
районирование на основе цифровых аналитических карт.

Построение карт районирования выполняется на основания на основании построенных математических моделях объектов, карт их анализа.

В общем, в процессе проведения геолого-геоморфологического анализа можно выделить три этапа:

1. Проведение статистического анализа изучаемой характеристики (рассчет средних значений, дисперсии коэффициентов вариации и т.д.).

2. Изучение одной геолого-геоморфологической характеристики (рельеф земной поверхности, структурный рельеф, морфометрические параметры и т.д.):

2.1. Построение и анализ изучаемой характеристики, ее сглаженных (осредненных), полиномиальных моделей.

2.2. Построение и анализ карт градиентов, дисперсии поля значений, первой и второй производных.

3. Изучение и сопоставление нескольких геолого-геоморфологических характеристик:

3.1. Построение и анализ карт полей корреляции параметров.

3.2. Построение и анализ цифровых карт районирования методом качественного сравнения нескольких карт методом скользящего среднего, с заданием граничных параметров районирования.

Так в пределах южного склона УЩ (север изучаемого региона) на основании комплексно­го струкгурно-геоморфологического ее изучения нами выделено 5 районов:

1. Тилигульский,

2. Любашевско-Врадиевский;

3. Кодымский,

4. Бакшалино-Черталковский,

5. Южнобутско-нижнекодымский.

Выделенные районы разделены на подрайоны и участки на основания имеющихся структурно-геоморфологических данных (рис. . ), это глубина, густота расчлененияя, амплитуды плиоцен-четвертичных движений и др.характеристики пречисленные выше.

Каждый из выделенных районов характеризуется своим комплексом характерных для него геолого-геоморфологических характеристик приведенных в табл. .

Заключение.

В работе рассмотрены результаты дешифрирования космических снимков для территории северо-западного Причерноморья, анализа и моделей структур осадочного чехла и рельефа Одесского региона, результаты комплексного структурно-геоморфологического анализа и районирования на примере ЮЗ склона УЩ (Днестровско-Бугский район), а также проведен детальный анализ геолого-геоморфологических условий северо-западного Причерноморья.

В процессе анализа данных широко использовался площадной корреляционный, градиентный анализа и другие методы цифрового анализа данных.

Разработанная методика цифрового анализа и моделирования, применявшаяся при анализе геолого-геоморфологических условий изучаемого региона работе позволила значительно повысить точность и качество получаемых результатов, учитывать неограниченное число факторов, с огромной скоростью проводить обработку и анализ геолого-геоморфологической информации.

Основные особенности полученных цифровых карт анализа данных:

1) Очень высокая точность получаемых результатов.

2) Высокая объективность анализа информации (на основании задания цифровых параметров районирования).

3) Возможность учета неограниченного числа факторов.

4) Огромная скорость обработки и анализа информации.

5) Возможность быстрого обновления геолого-геоморфологических, геолого-структурных, морфометрических и др. карт в процессе поступления новой информации.

6) Обработка всей информации может проводится одним человеком.

7) Обработка по данной методике является основой для создания региональных геоинформационных баз геологической информации.

Для реализации данной методики необходимо соответствующее оборудование (ПК-Pentium II-Pentium III, сканер, дигитайзер) и программное обеспечение, а также предварительная подготовка вводимой информации.

  Фесенко А.В., 1999 г.