Геологическое строение и история развития

Орография.

Горы Средней Азии и Казахстана принадлежат к Европейско-Азиатскому горному поясу, пересекающему с запада на восток весь материк. В западной части это единый, монолитный пояс, протягивающийся через Европу и Переднюю Азию, от Пиренеев до Копетдага и Памира. Памир представляет собой горный узел. К востоку от него отходят две горные цепи: одна – на юго-восток к Гималаям, другая – на северо-восток через Тянь-Шань, Джунгарский Алатау, Тарбагатай, Саур и горы Южной Сибири почти до побережья Охотского моря. Тянь-Шань и Памир входят в состав центральной, наиболее высокой, части этого пояса, так называемой Высокой Азии.

В основании разновозрастных тектонических структур гор Средней Азии и Казахстана залегают древние жесткие массивы, испытавшие складкообразовательные движения еще в протерозое и отчасти в архее, которые входили в состав существовавшей здесь протоплатформы. Слагавшие ее отложения представлены сильно метаморфизованными и перекристаллизованными породами: гнейсами, амфиболитами, кристаллическими сланцами, мраморами, основными и кислыми магматическими породами. На дневную поверхность они выходят в юго-западной части Памира и в осевых частях некоторых антиклиналей Северного Тянь-Шаня.

Разновозрастными глубинными разломами протоплатформа была разбита на отдельные блоки, характеризовавшиеся различной подвижностью.

На большей части территории верхний структурный ярус гор создан палеозойской складчатостью. Тянь-Шань, Джунгарский Алатау, Саур и Тарбагатай, Северный Памир и Таджикская котловина входят в состав Урало-Тянь-Шаньского палеозойского складчатого пояса. Северный Тянь-Шань и часть Внутреннего являются каледонским срединным массивом, остальные структуры созданы герцинской складчатостью. Большая часть Памира и Копетдаг принадлежат к альпийским складчатым системам Средиземноморского пояса.

Общий структурный план гор характеризуется субширотным простиранием тектонических зон, которые разделяются глубинными разломами. В пределах разновозрастных тектонических зон преобладают антиклинории. Разделяющие их синклинории редуцированы и имеют грабенообразный характер. Антиклинории Южного Тянь-Шаня имеют обычно веерообразное строение. Древние структуры Тянь-Шаня осложняют наложенные на каледониды и герциниды кайнозойские впадины: Иссык-Кульская, Ферганская, Нарынская и более мелкие.

Памирявляется частью огромного по протяженности меридионального блока земной коры ограниченного разломами, проходящими западнее (примерно по 70° в. д.) и восточнее Памира. Для этого древнего блока характерна резкая приподнятость фундамента, который в юго-западной части Памира выходит на поверхность, образуя срединный массив. Его окаймляют антиклинории Юго-Восточного и Центрального Памира, разделенные глубинным разломом.

Раньше всего подвижность приобретают северные блоки про-топлатформы. В Урало-Тянь-Шаньском поясе уже в нижнем палеозое в результате нескольких фаз каледонской складчатости создается срединный массив в Северном Тянь-Шане. В течение среднего и верхнего палеозоя в Северном Тянь-Шане продолжалось воздымание гор с одновременной их денудацией. Происходило формирование наложенных впадин и заполнение их продуктами разрушения окружающих гор.

Герцинский орогенез проявился здесь в виде двух или трех фаз складчатости. В девоне формируются складчатые структуры в Джунгарском Алатау, Сауре и Тарбагатае, а также и в антиклинальных поднятиях, окаймляющих каледонский массив с юга, в конце нижнего карбона – в Северном Памире. Возникшие горы начинают интенсивно подниматься и разрушаться. Процессы складкообразования постепенно приводили к сокращению площади, занятой прогибами, и к увеличению областей сноса материала. Формирование складчатых структур в прогибах Южного Тянь-Шаня произошло в конце ранней перми.

Таким образом, Урало-Тянь-Шаньский пояс к концу палеозоя утратил былую подвижность и превратился в складчатую область, а областью наибольшей активности становится Памир. На рубеже триаса и юры здесь проявилась складчатость, сопровождавшаяся формированием гранитных интрузий. В юрский период накапливается мощная толща морских отложений (песчаников, известняков), среди которых в Центральном Памире встречаются вулканогенные отложения. В конце поздней юры – начале мела происходит складчатость, территория воздымается и Памир вступает в орогенный этап развития. Такое раннее заложение и закрытие прогиба не свойственно альпийским складчатым областям и сближает Памир с мезозоидами Тихоокеанского пояса. На орогенном этапе в мелу и палеогене широко проявляется гранитоидный магматизм, сходный с магматизмом Верхоянско-Чукотской складчатой области и Сихотэ-Алиня.

Таким образом, Памир имеет сложную гетерогенную структуру. С раннего карбона до палеогена Памир развивался как область мезозойской складчатости. К концу палеогена он был превращен в единую область сноса.

Для областей палеозойской складчатости (Тянь-Шань и др.) мезозойско-палеогеновый этап был платформенным этапом развития, во время которого заложились основные черты современной морфоструктуры гор. В это время началось прогибание на месте таких крупных котловин, как Ферганская и Таджикская, а также более мелких (Илийской, Иссык-Кульской, Нарынской, Аксайской и др.), заполняющихся континентальными и лагунными отложениями. Уже в триасе началось глубокое опускание фундамента вдоль зоны Таласо-Ферганского разлома, разделившего Тянь-Шань на две части: северо-восточную, относительно приподнятую, где господствовал рельеф денудационных равнин, и юго-западную, относительно пониженную, значительные части которой в мелу и палеогене затапливались мелководными морями. В них отлагались гипсоносные и соленосные породы.

Таким образом, на мезозойско-палеогеновом этапе происходило дальнейшее выравнивание поверхности в областях палеозойской складчатости путем денудации складчатого основания – в одних районах и накопления морских отложений чехла – в других.

Вдоль юго-западной окраины Туранской равнины в мезозое на доюрском основании формируется прогиб, в котором в течение, юры – среднего палеогена накопились мощные (6-8 км) толщи морских карбонатных и терригенных отложений. В конце среднего палеогена (эоцена) в прогибе начинаются складкообразовательные движения. В течение эоцен-четвертичного времени на месте прогиба воздымается складчатая система Копетдага, образуются Предко-петдагский прогиб и Закаспийская впадина. Все современные структуры Копетдага сформированы альпийской складчатостью.

Сравнение орографической и тектонической схем выявляет далеко не полное совпадение орографических районов и тектонических структур. В формировании современного орографического рисунка и изменении высот в пределах гор ведущая роль принадлежит новейшим тектоническим движениям. С ними связаны интенсивные поднятия гор. Наряду с поднятием происходило образование разломов, складок большого диаметра, вертикальные и горизонтальные смещения.

По мнению большинства исследователей, общий подъем гор начался в неогене, а максимальной интенсивности он достиг на границе неогена и четвертичного времени. Поднятие гор происходило не постепенно, а импульсами, получившими название тектонических фаз.

Воздымание гор связывают с коллизией Индийской и Евроазиатской плит. Этим обусловлена наиболее ранняя активизация новейших движений на Памире, где с начала неогена возобновляются интенсивные тектонические движения и появляются новые тенденции, сближающие Памир со Средиземноморским складчатым поясом. По направлению к северу начало новейших движений смещается на все более позднее время и в районе Северного Тянь-Шаня и Джунгарского Алатау приходится на конец плиоцена. О начале поднятий судят по увеличению крупности материала, сносимого с гор в соседние котловины (накопление валунно-галечного материала).

Суммарный размах неоген-четвертичных тектонических движений, установленный по современному положению морских палеогеновых осадков в котловинах и на вершинах хребтов, достигает 11-14 км.

О характере новейших движений можно судить по положению донеогеновой поверхности выравнивания в разных частях гор Средней Азии. Ее фрагменты сохранились на разных высотах: в окраинных частях, в низких горах – низко, в Заилийском Алатау на высоте 4000 м, в наиболее высоких хребтах Внутреннего Тянь-Шаня – 5000 м, на Памире – 6000 м и более.

Новейшие вертикальные движения не только оживили старые глубинные разломы, но и создали молодые, ограничивающие многие хребты и котловины. Наряду с вертикальными движениями по разломам происходят и горизонтальные перемещения, сдвиги и надвиги от 9 до 15 км.

О продолжающихся тектонических движениях свидетельствует и высокая сейсмичность гор Средней Азии. Здесь нередки землетрясения силой 8-10 баллов. Они связаны с молодыми, тектонически активными структурами, развитие которых продолжается до настоящего времени. Выявлена приуроченность эпицентров разрушительных землетрясений к местам сочленения крупных морфо-структур – к зоне сочленения Тянь-Шаня с Казахской складчатой страной на севере и с Таримским массивом и Памиром на юге. Кроме того, была отмечена высокая сейсмическая активность в зоне сочленения крупных впадин и хребтов. Наиболее разрушительные землетрясения происходили только в пяти сейсмоактивных зонах: Северо-Тяньшаньской, Южно-Тяньшаньской, Чаткало-Ферганской, Памиро-Гиндукушской (Центрально-Памирской) и Копетдагской. Особенно большие разрушения причинили Вернинское (Алма-Атинское) – 1908 г., Ашхабадское – 1948 г. Ташкентское – 1966 г. землетрясения.

В процессе длительного развития оформились морфоструктурные особенности гор Средней Азии и Казахстана. Тянь-Шань, Саур, Тарбагатай, Джунгарский Алатау, часть хребтов Памира относятся к поясу возрожденных, складчато-глыбовых гор. Часть Памира и Копетдаг – молодые горы – глыбово-складчатые и складчатые.