ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ

инженерно-геологических исследований по проблеме

Сарезского озера, выполненных в 1978-1979 г.г.

В.С.Федоренко, Ш.Ш. Деникаев, В.В. Лим.

03/03/1980

Дополнительное изучение истории развития склонов в головной части озера Сарез, выполненное в 1978-1978 г.г. Управлением геологии Совета Министров Тадж. ССР совместно с кафедрой грунтоведения и инженерной геологии Московского Университета, позволили получить новые данныe о стадиях оползневого переформирования правобережного склона, генезисе Усойского и Правобережного оползней, строении и состояния последнего. Исследования включали: а) дешифрирование космо- и аэроснимков; б) инженерно-геологическое дешифрирование фототеодолитных снимков на стереоавтографе с генетическим и возрастным расчленением четвертичных отложений, стереофотограмметрической привязкой геологических, тектонических и других границ, определением элементов залегания пород и разрывов, в том числе в недоступных местах, и т.п.; в) совместный анализ результатов дешифрирования и основных полевых данных, полученных Управлением  геологии в 1975-1977 г.г.) контрольные наземные маршруты и облеты на вертолете в 1979 г.

На основании этих работ составлена прилагаемая схема формирования грандиозных оползней в головной части Сарезского озера.

Рис. 1. Схема формирования оползней в головной части Сарезского озера.

Четвертичные отложения. Пролювиальные: 1 — 1911 г. оползневые: 2 — Усойского оползня 1911 г. (цифры — объем, км³); 3 — голоценовые; верхнеплейстоценовые; 4 — оползня Правобережный; 5 — Ирхтского; б — Мургабского; 7 — оползней-глетчеров. Пролювиально-обвально-осыпные: 8 — верхнеплейстоценовые и средне-верхнеплейстоценовые. Подпрудно-ледниковые: 9 — верхнеплейстоценовые. Обвальные: 10 — верхнеплейстоценовые. Ледниковые: 11 — верхнеплейстоценовые; 12 — среднеплейстоценовые; 13 — верхнеплиоцен-нижнеплейстоценовые (?); 14 — плейстоценовые морены, флювиогляциальные и ледниково-озерные отложения. Дочетвертичные породы. 15 — палеогеновые граниты; 16 — нижнемеловые граниты; 17 — среднеюрские песчаники, сланцы; 18 — верхнетриасовые песчаники, сланцы; 19 — верхнекаменноугольные-верхнетриасовые песчаники, сланцы, известняки с гипсами; 20 — нижне-среднекаменноугольные песчаники и сланцы (сарезская свита). Разломы и разрывы. 21 — омоложенные сбросы и взбросо-сдвиги; киммерийские; 22 — взбросы; взбросо-надвиги; 23 — Усойский; 24 — Рушано-Пшартский (глубинный). Ниши отрыва оползней. Грандиозных: 25 — Усойского; 26 — Мургабского; 27 — Ирхтского; 28 — предполагаемая зона отрыва массива Правобережный; объемом до 500 млн м³; 29—1911 г. и позднее; 30— голоценовых; 31—верхнеплейстоценовая обвальная ниша. Прочие обозначения. 32 — граница поверхности скольжения блока-пластины; 33 — сохранившиеся границы трогов и проранов; 34 — водоразделы перекрытого оползнем или мореной кароподобного лога; 35 — щебнисто-глыбовая (фронтально-подошвенная) фация.

Сделаны также следующие выводы:

1) В верхнем плейстоцене и голоцене в головной части Сарезского озера долина Мургаба перекрывалась грандиозными сейсмогенными оползнями неоднократно, что характерно для переходной зоны между Западным и Восточным Памиром и ее наиболее сейсмогенного Танымас-Сарезского участка, к которому эта часть долины относится.

Наиболее крупным был верхнеплейстоценовый Мургабский оползень Его ниша находится на правом берегу озера. Она приурочена к омоложенному разрыву северо-восточного простирания и контакту пород сарезской свиты с гранитным массивом, падающему вниз по склону под углом 30-40º. Длина ниши около 5 км, возвышение ее верхней кромки над базисом оползания 1,5-2 км, глубина захвата склона оползнем 700-800 м. Столь большим цифрам не следует удивляться так как оползень "Усой-1911" захватывает склон на глубину около 500 м, что точно установлено по материалам фототеодолитной съемки. Таким образом, объем оползня достигает 6-8 км³.

Под нишей залегают щебнисто-глыбовые оползневые накопления ,слагавшие тыловую часть огромного перекрытия , которое мы называем Мургабским. Они не могут быть моренными, как считалось раньше, так как выше по склону нет ледникового цирка, достаточного для формирования накоплений мощностью более 100 м. Этому противоречит также их вытянутость вдоль озера. Последнее могло бы свидетельствовать о наличии здесь морены главной долины, но накопления не содержат обломков пород дальней транспортировки и являются совершенно неокатанными.

Оползневые накопления перекрыты мощным (до 200 м) плащем обвально-пролювиально-осыпных отложений. Как формируются такие накопления, можно судить, по процессам, интенсивно происходящим в нише отрыва Усойского оползня 1911 года (обвальным, осыпным, глетчеровидно-оползневым и селевым). Сейчас покров и оползневые накопления расчленены логом глубиной до 250 м , а в своей фронтальной части сработаны локальными оползнями, происходящими при врезе реки в перекрытие. Небольшие фрагменты поверхности шлейфа сохранились лишь у его верхней границы и по их наклону очевидно, что покров продолжался в сторону левого борта долины, что следует дополнительным доводом наличия здесь перекрытия долины

Большая, фронтальная часть оползня "Мургаб" залегает на левом берегу до отметок 4200-4300 м. Оползень перекрывает своей краевой частью кароподобный лог с верхнеплейстоценовой мореной, что является наиболее убедительным аргументом оползневого генезиса этой перемычки. Она сложена щебенкой и глыбами только верхнетриасовых песчаников и сланцев, которые слагали выступ на склоне и были перемещены вверх по нему под воздействием основной массы  оползня "Мургаб". При альтернативном рассмотрении перемычка могла быть моренной, если бы в ее составе были обломки дальней транспортировки со следами окататывания. Имеющиеся на поверхности перемычки единичные глыбы гранитов залегали на поверхности выступа и были перенесены вместе с ним.

С правого на левый борт перемещена огромная полка среднеплейстоценового трога с локально залегающими на ней галечниками мощностью до 20 м. По правому берегу залива Шадау , видно, как они прислоняются к левому борту долины. Полка смещена вместе с прилегающей частью склона в виде огромного массива, сложенного песчаниками и сланцами сарезской свиты, которые сохраняют слоистость, но падают не так как на противоположном берегу залива Шадау и являются  повышено трещиноватыми. Там, где оказалась полка, в перекрытии было понижение, по которому и заложился  наблюдаемый сейчас корытообразный проран. Многие ошибочно принимали его за брошенную древнюю долину нижнеплейстоценового возраста.

По восточному краю оползневые блоки-полки отсели и тут же переместились в сторону субмеридионального отрезка долины Мургаба, образовав тот мыс, который "отклоняет" сейчас долину Ирхт вверх по Мургабу, что ранее было необъяснимым. На этих полках также были перемешанные галечники и О.К. Чедия, В.А. Васильев и др. ошибочно принимали полки за террасы среднеплейстоценового возраста. По данным П.А. Погребного и других, галечники падают вглубь склона, что, очевидно, подтверждает оползневое происхождение низких уступов на левом берегу.

Наличие на левом берегу огромного древнего склона с уже имеющейся поверхностью скольжения следует учитывать при спуске озера, выборе порталов туннелей, производстве работ и в других случаях, тем более, что в оползневом теле происходили локальные оползни, в том числе в 1911 г. объемом до 100 тыс. м³.

Оползень "Мургаб" произошел во второй половине позднего плейстоцена, т.е после формирования верхнеплейстоценового переуглубления долины. Такой возраст устанавливается по захвату им верхнеплейстоценовой части склона, перегораживанию им упоминавшегося выше лога этого возраста и другим признакам. Базис этого оползания возвышается над современным дном озера не более чем на 100 м.

2). Ирхтское оползневое перекрытие, подмеченное Ш.Ш. Деникаевым (1969), несколько моложе Мургабского. Его размеры гораздо больше , чем он тогда считал. Перекрытие образовано встречными оползнями. Основным был оползень с правого берега (объемом около 2 км³). Он также блокового строения, с глыбово-щебнистым поясом во фронтальной части.

В пригребневой зоне перекрытия, замыкавшего Ирхтский залив, и выше по этому притоку сохранились фрагменты запрудных накоплений, которые в этом малом резервуаре представлены, прежде всего в верхней части разреза, галечно-суглинистыми слоистыми отложениями, характерными для завершающей стадии развития водоема когда в нем сезонно существовал режим, близкий к русловому. Имеющиеся в составе этих отложений гальки, сложенные гранитами и другими неместными породами, послужили причиной того, что их ошибочно принимали за морену.

По долине Мургаба фрагменты запрудных накоплений, которые встречаются в ней до высоты 50 м над уровнем озера, представлены ленточными суглинками. Какому из озер - Мургабскому или Ирхтскому они принадлежат, сказать пока нельзя. Исходя из приведенных выше цифр, их мощность может достигать 200-250 м, что свидетельствует о продолжительном существовании одного из озер, вероятнее всего, Ирхтского. Последнее было прорвано. Его проран хорошо выражен на левом борту озера. В нем отпрепарирована одна из "полок" с галечниками в Мургабском оползне.

Складывается представление, что после длительного существования эти древние грандиозные перекрытия прорывались при размыве тех участков перекрытий, которые были сложены не блоками или массивами, а щебнисто-глыбовыми накоплениями. Перекрытия эти являются полными аналогами Усойской перемычки 1911 года и поэтому этот вывод подлежит особой проверке.

Осмотр Пасорского прорванного перекрытия на реке Кудара и размываемого без прорыва Западно-Пшарского перекрытия, наряду с данными по другим перекрытиям Гиссаро-Алая, доказывают, что в обоих случаях в начале размыва формируется зона относительно спокойного перелива, размеры которой зависят от соотношения гидравлических характеристик стока и макрогранулометрического состава накоплений и, соответственно, их размываемости. Эта фаза перелива представляет один из резервов времени для принятия экстренных мер. Детальное изучение названных перекрытий - аналогов позволили бы получить, по нашему мнению, ответ на этот важный вопрос (в процессе инженерно-геологического, гидрогеологического и гидродинамического изучения, а также специального моделирования).

3) В соответствии с изложенным, оползень "Усой- 1911" и правобережный оползнеопасный массив находятся по бортам ниши отрыва древнего оползня "Мургаб", т.е. являются его спутниками. Из этого факта вытекают следующие важные выводы:

Формирование Усойского оползня 1911 г. было обусловлено разуплотнением пород в сторону ниши оползня «Мургаб" и подрезкой последним основания склона . Поэтому землетрясение 1911 года послужило поводом, а не причиной возникновения Усойского оползня. Соответственно, сила землетрясения была меньше 9 баллов, что согласуется с указаниями Г.А. Шпилько (1914) на непропорционально малые разрушения в к. Сарез, расположенном всего в 25 км от участка перекрытия.

Оползень "Правобережный» является не формирующимся, как считалось ранее, а происшедшим несколько десятков тысяч лет назад. Поэтому он более устойчив и менее опасен, чем предполагалось Он блокового строения. Его северо-восточная часть представлена огромными блоками-пластинами, сползшими как колода карт не к озеру, а в сторону ниши отрыва оползня "Мургаб", но в отличие от Усойского оползня, без полного опорожнения ниши отрыва. В вершине смещенной фронтальной пластины сохранились моренно-склоновые щебнисто-глыбовые накопления мощностью около 70 м. они опущены на 400-500 м вниз по склону с некоторым наклоном.

В своих верхних торцах пластины обособлены теми, уже реализованными огромными трещинами с оползневыми западинами, которые раньше относили к формирующимся. Боковые торцы пластин обнажены в логах, возникших на склоне при смещении этой части оползня. Здесь видны мощные глыбово-щебнистые склоновые накопления, разорванные по поверхности оползневого смещения. Обе системы трещин заполнены глыбами песчаников и сланцев, смещенными при более молодом, но тоже верхнеплейстоценовом обвале, материал которого плащем прикрывает самую верхнюю часть оползневого склона и в виде рукавов спускается по логам. Фронтальная часть рукавов крутая (около 33º), что показывает их обвальное, а не какое-либо иное происхождение. Обвалом затронута приводораздельная часть склона, ослабленная после смещения оползневых пластин. Ниша обвала переработана последующими процессами, что доказывает ее древний возраст. Об этом же свидетельствует плотный пустынный загар, имеющийся в породах ниши и на глыбах. Подчеркнем, что такого загара нет на глыбах в нише Усойского оползня. Согласно этим данным, большинство трещин на оползневом склоне являются древними (позднеплейстоценовыми).

При землетрясении 1911 года описанные выше огромные трещины не активизировались, так как перемычки между соседними оползневыми трещинами не нарушены. Имеющиеся сейсмогенные трещины 1911 г. гораздо меньше по размеру , локального характера и, вероятнее всего, не выходят за пределы древнего четвертичного покрова, сохранившегося на оползневых блоках. Они диагностируются по своему свежему виду и поворотам глыб, при которых обнажаются их основания, одетые в светло-желтую суглинистую рубашку.

В 1911 году произошло оползание крутых откосов оползневых западин (иногда и с внешней и с внутренней стороны) и еденичные смещения в обвальном покрове объемом в сотни кубометров, возникла усадка последнего у его верхней границы, появились сейсмогенные трещины метровой протяжености в четвертичных чехлах на крутых участках склона. Как показывает документация , сделанная Управлением геологии в 1975-1977 г.г., среди них нет дугообразных трещин, которые могли бы указывать на развитие оползания. Ясно, что эти деформации не свидетельствуют о подготовке смещения всей северо-западной части оползня "Правобережный" или его крупного фрагмента.

Северо-западная часть оползня "Правобережный" не реагировала всем своим объемом на сильные землетрясения, вероятно, потому, что между огромными блоками-пластинами существует значительное зацепление. Характер зацепления, насыщенность зон скольжения, по которым смещались пластины, глинками трения и другие аналогичные вопросы могут быть выяснены, при необходимости, путем вскрытия относительно неглубокими выработками.бортов в логах оползневого происхождения. Весь оползневой массив "Правобережный" плотного сложения даже в своей верхней части, так как вдоль самых крупных оползневых швов под обвальными глыбами течет, по крайней мере, один постоянный водоток, который при подходе к границе с юго-восточной частью оползня следует вдоль нее и выходит на поверхность. Согласно этим фактам и доводам, при более детальных исследованиях может быть окончательно показана практическая устойчивость северо-западной части оползня "Правобережный". Этот вывод, разумеется, не распространяется на период спуска озера. Для этого случая он должен быть проверен расчетами и моделированием.

Меньшая юго-восточная часть оползня "Правобережный" смещена на метры или же является полуотчлененной. Она тоже блокового строения, состоит из трех крупных блоков, из которых нынешний представляет пластину такой же, как описывалось выше, ориентировкой, а внутренний, возможно, полуотчлененный блок сложной неправильной формы. Контакт внутреннего блока с коренным массивом, вероятно, можно вскрыть относительно неглубокими расчистками.

Древние и современные сейсмогенные трещины тяготеют к швам между этими блоками, но не образуют скоплений у внешнего шва. Массив этот, веротно, возвышается над современным дном озера на 100-150 м. Ему еще предстоит смещение в виде оползня или оползня-обвала. По данным Управлени геологии, в 1911 г. в его фронтальной части произошел оползень-обвал объемом около 40 млн м³. Как показывают наблюдения за другими древними оползневыми фрагментами на головном участке Сарезского озера, сейчас для них характерно оползание по частям примерно такого объема. На эту закономерность нельзя, однако, ориентироваться, когда речь идет о спуске озера. Таким образом, юго-восточную часть оползня "Правобережный" надо относить к потенциально-неустойчивым.

На основании установленных закономерностей развития склонов и оползней на них, а также разрезов, построенных с учетом этих закономерностей, общий объем оползня "Правобережный" равен одному кубокилометру. Объем его юго-восточной части около 350 млн. м³, но, с учетом захвата при смещении его обрамления, по принятии мер следует исходить, по нашему мнению, из объема в 0.5 км³.

4) Осмотр берегов озера с вертолета в 1978 г. показал, что чаша Сарезского озера интенсивно заполняется речными наносами, особенно в его хвостовой части. Осыпи, осовы, лавины и оползни по ориентировочным расчетам, также транспортируют в озеро много обломочного материала. Это неизбежно приведет к переливу через перекрытие через несколько сотен лет, если он не возникнет раньше по другим причинам. Если не ставить задачу спуска озера в ближайшие годы, то может иметь значение вопрос о возможности или, напротив, невозможности перехода относительно "спокойного" перелива в прорыв при данном макрогранулометрическом составе Усойского перекрытия у его пониженного правого примыкания. Его решение связано со многими позициями, изложенными в пункте 2.

Таким образом, исследования 1978-1979 г.г. свидетельствуют об оползневом строении левого берега Сарезского озера на междуречье Ирхт-Шадау, что следует учесть при спуске озера. На  основании изложенной концепции при дальнейших более детальных исследованиях может быть окончательно доказан, по нашему мнению, меньший общий объем оползня "Правобережный" (один, а не два км³) и большая, чем считалось ранее, устойчивость его основного объема. Наконец, при специализированном изучении древних и недавних размытых аналогов Усойского перекрытия может быть выяснено то или иное наиболее вероятное эволюционное развитие eго, т.е. без влияния быстрого смещения в озеро огромных оползней. При благопрятном решении этого вопроса, возможно, удастся доказать, что в спуске озера нет необходимости.

В заключение отметим, что при спуске озера надо учесть изменения устойчивости крупного, ныне не оползневoгo массива, обособленного падающим в сторону озера Рушано-Пшартским разломом на правом берегу озера, несколько восточнее Ирхтского залива.