Палеогеографические условия и возраст сильного землетрясения…

ГЕОФИЗИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ И БИОСФЕРА. 2018. T. 17, № 1. С. 125–136. DOI 10.21455/GPB2018.1-6

ПАЛЕОГЕОГРАФИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ И ВОЗРАСТ
СИЛЬНОГО ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЯ ПО ДАННЫМ ИЗУЧЕНИЯ ГОЛОЦЕНОВЫХ ОТЛОЖЕНИЙ оз. СЕВАН, АРМЕНИЯ

Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН, г. Москва, Россия

С целью исследования геоэкологических и палеогеографических особенностей существования и развития высокогорных озер проведено полевое изучение разрезов рыхлых отложений в западной части котловины оз. Севан (Армения). Выявлены характерные литологические признаки значительных трансгрессий озера, обнаружены стратиграфические слои с многочисленными остатками жизнедеятельности человека, а также следы древних землетрясений – горизонты сейсмогенных конволюций в озерных осадках (сейсмиты). Для определения абсолютного возраста стратиграфических подразделений использованы четыре радиоуглеродные датировки проб из разреза близ с. Норашен. Они дают возраст лимнологических отложений в интервале 2020±120 – 6270±110 л.н. для разреза общей мощностью 4.5 м. По этим данным рассчитана средняя скорость осадконакопления в исследуемом регионе – 0.34 мм/год. Установлено, что имели место две значительные трансгрессии озера: в среднем и позднем голоцене. При полевых исследованиях особое внимание было уделено разрезу озерных отложений близ с. Норашен, так как именно в нем найдены слои со значительным содержанием следов человеческой жизнедеятельности: керамика, остатки костей. Результаты археологических исследований и радиоуглеродные датировки проб из Норашенского разреза показали, что этот район дважды заселялся человеком: в III тыс. до н.э. и в середине II тыс. до н.э. Анализ материалов изучения сейсмогенных конволюций в озерных осадках и археологических данных позволяет предположить возможную связь режима трансгрессий и 500-летнего перерыва в заселении изученного района человеком с сильным землетрясением в Севанской котловине, произошедшим приблизительно 4400 л.н. Полученные данные могут быть использованы для определения долговременного тренда колебаний высокогорного озера в голоцене и выявления его причин, а также для оценки сейсмической опасности в западной части котловины оз. Севан.

Ключевые слова: озеро Севан, трансгрессия, Армения, сейсмиты, радиоуглеродный возраст, голоцен, Норашенский разрез, сильные землетрясения, археология.

Цитируйте эту статью как: Варданян А.А., Корженков А.М., Сорокин А.А., Стаховская Р.Ю. Палеогеографические условия и возраст сильного землетрясения по данным изучения голоценовых отложений оз. Севан, Армения // Геофизические процессы и биосфера. 2018. Т. 17, № 1. С. 125–136. DOI: 10.21455/GPB2018.1-6

Варданян A.A. Изучение тонкой структуры геомагнитного поля на осадочных породах Армении: Дис. … канд. физ.-мат. наук. Тбилиси, 1986.

Деев Е.В., Зольников И.Д., Староверов В.Н. Отражение быстрых геологических процессов в отложениях и текстурах (на примере разновозрастных комплексов Северной Евразии) // Литосфера. 2012. № 6. С. 14–35.

Корженков А.М. Сейсмогеология Тянь-Шаня (в пределах территории Кыргызстана и прилегающих районов). Бишкек: Илим, 2006. 290 с.

Корженков А.М., Аванесян М.А., Вирджино А., Караханян А.С. Сейсмогенные конволюции в четвертичных отложениях озера Севан (Армения) // Геология и геофизика. 2014. Т. 55, № 1. С. 56–65.

Корженков А.М., Бауман Д., Омуралиев М., Хасельтон К. Следы древних сильных землетрясений в отложениях озера Иссык-Куль // Изв. РГО. 1999. Т. 131, вып. 4. С. 48−55.

Лунина О.В., Гладков А.С., Орлова Л.А. Свидетельства палеосейсмических событий в рифтовых впадинах Прибайкалья и их возрастные привязки // Докл. РАН. 2009. Т. 427, № 1.
С. 79–83.

Поволоцкая И.Э., Корженков А.М., Мамыров Э.М. Следы сильных землетрясений в озерных осадках Кок-Мойнокской впадины (Северный Тянь-Шань) // Геология и геофизика. 2006. № 10. С. 1024–1035.

Саадян Ю.В. Новейшая геологическая история Армении. Ереван: Гитутюн, 2009. 357 с.

Саядян Ю.В., Алешинская З.В., Ханзадян Э.В. Послеледниковые отложения и археология побережья озера Севан // Геология четвертичного периода. Ереван, 1977. С. 354.

Anand A., Jain A.K. Earthquakes and deformational structures (seismites) in Holocene sediments from the Himalayan-Andaman Arc, India // Tectonophysics. 1987. V. 133. Р. 105−120.

Babayan T. Atlas of strong earthquakes of the Republic of Armenia: Artsakh and adjacent territories from ancient times through 2003. Gyumri, 2006. 140 p.

Bowman D., Korjenkov A., Porat N. Late-Pleistocene seismites from Lake Issyk-Kul, the Tien Shan range, Kyrghyzstan // Sedimen. Geol. 2004. V. 163. Р. 211−228.

Calgue J.J., Naesgaard E., Sy A. Liquefaction features on the Fraser delta: Evidence for Prehistoric earthquakes? // Canad. J. Earth Sci. 1992. V. 29. Р. 1734−1745.

Gladkov A.S., Lobova E.U., Deev E.V., Korzhenkov A.M., Mazeika J.V., Abdieva S.V., Rogozhin E.A., Rodkin M.V., Fortuna A.B., Charimov T.A., Yudakhin A.S. Earthquake-induced soft-sediment deformation structures in Late Pleistocene lacustrine deposits of Issyk-Kul Lake (Kyrgyzstan) // Sedimen. Geol. 2016. V. 344. P. 112–122. URL: https://doi.org/10.1016/j.sedgeo.2016.06.019

Hempton M.R., Dewey J.F. Earthquake-induced deformational structures in young lacustrine sediments, East-Anatolia Fault, Southeast Turkey // Tectonophysics. 1983. V. 98. P. T7−T14.

Karakhanian A., Abgaryan Ye. Evidence of historical seismicity and volcanism in the Armenian Highland (from Armenian and other sources) // Ann. Geophys. 2004. V. 47, N 2/3, April/June. P. 793–810.

Karakhanian A., Djrbashian R., Trifonov V., Philip H., Arakelian S., Avagian A. Holocene-historical volcanism and active faults as natural risk factors for Armenia and adjacent countries // J. Volcanol. and Geotherm. Res. 2002. V. 113. P. 319–344.

Korjenkov A.M. Seismogenic convolutions in the lacustrine deposits of the Issyk-Kul Lake, the Tien Shan // J. Earthq. Pred. Res. 2000. V. 8. Р. 514−519.

Lowe D.R. Water escape structures in coarse grained sediments // Sedimentology. 1975. V. 22. Р. 157−204.

Lunina O.V., Gladkov A.S. Soft-sediment deformation structures induced by strong earthquakes in Southern Siberia and their paleoseismic significance // Sediment. Geol. 2016. V. 344, N 1.
P. 5–19. URL: https://doi.org/10.1016/j.sedgeo.2016.02.014

Rodriguez-Pascua M.A., Calvo J.P., De Vicente G., Gomez-Gras D. Soft sediment deformation structures interpreted as seismites in lacustrine sediments of the Prebetic Zone, SE Spain, and their potential use as indicators of earthquakes magnitudes during the Late Miocene // Sediment. Geol. 2000. V. 135. Р. 117−135.

Rossetti D.F. Soft sediment deformation structures in late Albian to Cenomanian deposits, São Luis Basin, Northern Brazil: Evidence for palaeoseismicity // Sedimentology. 1999. V. 46. Р. 1065−1081.

Scott B., Price S. Earthquake-induced structures in young sediments // Tectonophysics. 1988. V. 147. Р. 165−170.

Tinsley J.C., Youd T.L., Perkins D.M., Chen A.T.F. Evaluating liquefaction potential // Evaluating earthquakes hazards in the Los Angeles region – an earth science perspective. 1985.
Р. 263–316. (USGS Prof. Pap. V. 1360).

ВАРДАНЯН Асмик Ашотовна – кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник, Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН. 123242, г. Москва, ул. Большая Грузинская, д. 10, стр. 1. E-mail: asmikvar@yandex.ru.

КОРЖЕНКОВ Андрей Михайлович – доктор геолого-минералогических наук, заведующий лабораторией, Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН. 123242, г. Москва, ул. Большая Грузинская, д. 10, стр. 1. Тел.: +7 (916) 226-90-92. E-mail: korzhenkov@ifz.ru

СОРОКИН Андрей Андреевич – ведущий инженер, Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН. 123242, г. Москва, ул. Большая Грузинская, д. 10, стр. 1. E-mail: aas@ifz.ru

СТАХОВСКАЯ Рита Юрьевна – кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник, Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН. 123242, г. Москва, ул. Большая Грузинская, д. 10, стр. 1. Тел.: +7 (499) 254-90-81. E-mail: ritta-st@yandex.ru

PALEOGEOGRAPHIC CONDITIONS AND AGE
OF THE STRONG EARTHQUAKE BY DATA OF STUDY
OF HOLOCENE DEPOSITS OF THE SEVAN LAKE, ARMENIA

Schmidt Institute of Physics of the Earth, Russian Academy of Sciences, Moscow, Russia

Abstract. With a purpose of investigation of geoecologic and paleogeographic peculiarities of existence and development of high-mountain lakes we have conducted field study of geological sections of loose deposits in western part of the Sevan lake depression (Armenia). In the results of investigations of mentioned sections we have revealed characteristic lithologic signatures of significant lake transgressions, stratigraphic layers with numerous remnants of human activity, as well as traces of ancient earthquakes – horizons of seismogenic convolutions in lacustrine deposits (seismites). For a determination of absolute age of mentioned stratigraphic units we used 4 radiocarbon dates obtained at Radiocarbon Laboratory of Lomonosov Moscow State University from samples from geological section near Norashen village. They gave accurate ages of the lacustrine deposits in age interval
of 2020±120 – 6270±110 years BP for the section of 4.5 m thickness. Using these data we have calculated average rate sedimentation in studied region – 0.34 mm/year. Materials of the radiocarbon dating of the lacustrine deposits have demonstrated two significant lake transgressions: in Middle and Late Holocene. During field study a special attention were paid to a section of lacustrine deposits near Norashen village because there were found layers with significant consistence of remnants of men life: ceramics and bones. Archeological investigations and radiocarbon dates of the Norashen section have shown that this region was occupies be the men twice: in 3rd and middle 2nd centuries BC. Analysis of data of the study of seismogenic convolutions in the lacustrine deposits has brought us to a conclusion about possible tie of transgressions regime and 500-years break in men occupation of the study region with a strong earthquake in the Sevan lake depression occurred approximately 4400 years ago. Obtained data can be used for determination of long-term trend of high-mountain lake’s oscillation in Holocene and revealing its causes, as well as for more precise assessment of the seismic hazard in western part of the Sevan lake depression.

Keywords: Sevan lake, transgression, Armenia, seismites, radiocarbon age, Holocene, Norashen section, strong earthquake, archeology.

VARDANYAN Hasmik A. – Ph. D. (phys. and math.), senior researcher, Schmidt Institute of Physics of the Earth, Russian Academy of Sciences. Moscow, Russia. E-mail: asmikvar@yandex.ru

KORZHENKOV Andrey M. – Ph. D. (geol.-min.), head of the laboratory, Schmidt Institute of
Physics of the Earth, Russian Academy of Sciences. Moscow, Russia. Tel.: +7 (916) 226-90-92.
E-mail: korzhenkov@ifz.ru

SOROKIN Andrey A. – leading engineer, Schmidt Institute of Physics of the Earth, Russian Academy of Sciences. Moscow, Russia. E-mail: aas@ifz.ru

STAKHOVSKAYA Rita Yu. – Ph. D. (phys. and math.), senior researcher, Schmidt Institute of Physics of the Earth, Russian Academy of Sciences. Moscow, Russia. Tel.: +7 (499) 254-90-81. E-mail: ritta-st@yandex.ru

ГЕОФИЗИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ И БИОСФЕРА 2018 Т. 17 № 1