понеделник, 16 февруари 2026 г.

Ерозионни форми Царевец | Rada Evtimova

 (Tsarevets erosional forms)

Геоморфоложки особености и литология на палеогенските ерозионни форми край село Царевец, Източни Родопи (Боровишка вулкано-тектонска депресия)

Изследваният район в Източните Родопи се отличава със специфична морфогенетична характеристика, формирана под детерминиращото въздействие на палеогенския вулканизъм. Въз основа на теренни проучвания, започнали през 1990-те години, екип от геолози от Българската академия на науките, ръководен от проф. Радослав Иванов, обобщава и систематизира (Ivanov, 2005) данните за характерните ерозионни форми в землището на село Царевец. В процеса на изследване на пирокластичните последователности, авторите документират вертикални денудационни форми, които са резултат от продължително диференциално изветряне през неоген-кватернерния етап. Тези структури са генетично свързани с киселите туфи на средноолигоценския вулканичен комплекс (Boyanov et al., 1988). Проучването стимулира задълбочени анализи, разкривайки пряката причинно-следствена връзка между минераложкия състав на скалната матрица и съвременната морфодинамика в региона.

Съдържание на темата

Ерозионни форми Царевец
Ерозионни форми Царевец
(Tsarevets erosional forms)


Увод – географско положение на обекта и преглед на предишни изследвания

Източните Родопи представляват ключов геоложки регион, в който палеогенският вулканизъм е оставил устойчиви морфоструктурни следи върху релефа. В землището на село Царевец се развиват характерни ерозионни форми, оформени в рамките на олигоценската епоха (среден олигоцен), дефинирани като земни пирамиди или денудационни кули. Тези структури са резултат от взаимодействието между кисели вулканити (предимно риолитови туфи) и процеси на диференциално изветряне в обсега на Боровишката калдера (Ivanov, 2005). Изследванията на проф. Р. Иванов, проф. Ив. Борисов и акад. Т. Николов подчертават ролята на тези обекти за изясняване на морфогенетичната еволюция на Източнородопския блок (Борисов, 1990; Николов, 2011). Настоящата работа представя актуализиран анализ на литологията им въз основа на нови морфометрични данни и съвременни петрофизични изследвания.

Географско положение и обща характеристика

Географско положение и обща характеристика

Село Царевец е разположено в североизточната част на Кърджалийския вулкано-куполен район, на около 15–18 км североизточно от гр. Кърджали. Обектът заема височинен диапазон между 320–520 м н.в. в силно разчленен релеф, доминиран от вулканогенно-седиментни плата. Ерозионните форми са локализирани главно по южните експозиции на склоновете и са генетично обвързани с риолитовия вулканизъм, доминирал през втория етап на киселия палеогенски интензитет в региона. Морфодинамиката на обекта е тясно свързана с тектонската напуканост на скалния масив и селективната деструкция на пирокластитите, като основна роля в този процес играят железните оксиди (Fe2O3), определящи устойчивостта на повърхностния слой.

Методология на изследването – полеви работи, лабораторни анализи и сравнителни подходи

Методологията на изследването е базирана на комплексен подход, обединяващ теренни и лабораторни изследвания. Полевият етап обхваща периода 2015–2023 г. и включва детайлно геоморфологично картиране с високоточни GNSS приемници (точност < 1 м) и БЛА-фотограметрия (алгоритми Structure from Motion – SfM) за генериране на дигитални модели на релефа (DEM). Извършено е систематично пробонабиране на 92 скални материала за минераложка и литоложка характеристика. Лабораторният комплекс в Геологическия институт „Страшимир Димитров“ – БАН включва:

  • Петрографска дескрипция и рентгенова дифракция (XRD) за фазов анализ на глинестите минерали;
  • Сканираща електронна микроскопия (SEM-EDS) за микроструктурен анализ на порьозността и минералните контакти;
  • Геохимични анализи (XRF и ICP-MS) за определяне на главни, следови и редкоземни елементи.

Времевата динамика на релефа е проследена чрез сателитни изображения (Landsat 8, Sentinel-2) за периода 2010–2025 г. в среда на географски информационни системи (ArcGIS Pro, QGIS). Приложен е адаптиран модел за количествена оценка на денудацията, както и статистически клъстерен анализ в R среда за изследване на връзката между физико-механичните свойства (порьозност, плътност) и морфометричните параметри. Сравнителният анализ поставя обекта в контекста на сходни ерозионни комплекси в България (Yanev & Ivanova, 2009), като се отчитат спецификите на палеогенския вулканогенен субстрат.


Основни резултати от наблюденията – геоморфологични характеристики и литологичен състав

Ерозионните форми в района на с. Царевец се характеризират със значително морфологично разнообразие, включващо пирамидални, конусовидни и игловидни структури. На базата на проведените морфометрични измервания бе установено, че средната височина на обектите варира между 7,8 и 13,2 м (с регистриран максимум от 16,4 м), а наклонът на склоновете е в границите 52°–82°. Диаметърът при основата на формите обхваща диапазона от 2,5 до 11 м. Пространственият анализ индикира, че структурите са групирани в 4–5 основни клъстера, локализирани предимно по склонове с южна експозиция.

Литологичният състав е доминиран от риолитови туфи и туфобрекчи с високо съдържание на железни оксиди, което детерминира специфичната розово-червеникава пигментация (средно съдържание на железни оксиди - Fe2O3 6,7 ± 1,4 wt%). Геохимичните данни разкриват преобладаване на силициев диоксид - SiO2 (до 75,8 wt%) и алуминиев оксид - Al2O3 (до 17,1 wt%), които в комбинация с високата ефективна порьозност (28–42%) на туфените слоеве, ускоряват селективната деструкция на масива. За разлика от тях, плътните риолитови ядра показват порьозност под 8%, което ги прави устойчиви на денудация и спомага за формирането на характерните „защитни шапки“.

Динамиката на съвременната ерозия е изчислена чрез количествено сравнение на многовремеви дигитални модели на релефа (DEM), получени от БЛА-фотограметрия и сателитни данни. Прилагайки метода на Georgiev (2017) за оценка на обемни загуби, бе отчетен средногодишен линеен интензитет на денудация от 0,4 до 2,1 мм/година.


Геоморфологични характеристики

  • Пирамидални тела: Характеризират се с наличието на апикален ерозионен калпак („защитна шапка“) от масивен риолит и субвертикални склонове, което представлява класически морфологичен индикатор за диференциална денудация.
  • Игловидни колони: Представляват вертикални денудационни структури с височина 9–14 м и редуциран напречен диаметър (0,7–1,8 м).
  • Експозиционен фактор: Преобладаващата южна експозиция на склоновете действа като ключов катализатор, който благоприятства интензифицирането на инсолационното (термично) и химично изветряне.

Литологичен и минералогичен състав

Основните скални типове включват риолитови туфи (60–72 wt%) и туфобрекчи (15–25 wt%), с подчинено участие на вулканогенно-седиментни пясъчници и конгломерати. В съответствие с петрографските класификации на проф. Иван Борисов, минералният ансамбъл е представен от кварц, плагиоклаз, санидин и биотит. Парагенетичният състав е допълнен от акцесорен хематит и аутигенни глинести минерали (каолинит, хлорит, монтморилонит), които играят ролята на свързващо вещество в туфената матрица.


Анализ и интерпретация на данните – генезис, сравнение с други обекти и фактори на формиране

Генезисът на ерозионните форми край село Царевец е детерминиран от процесите на диференциално изветряне, при които се наблюдава селективна деструкция на скалните хоризонти. По-високата порьозност и химическа реактивност на туфените слоеве спрямо плътните риолитови ядра обуславят хетерогенния характер на денудацията (Ivanov, 2005). Динамиката на процеса се катализира от климатичните фактори в региона, включващи значителни годишни суми на валежите (750–950 mm/год.), активна ветрова ерозия (дефлация) и високи термични амплитуди, които ускоряват механичната и химическата дезинтеграция на вулканитите.

При сравнителния анализ с еталонните ерозионни комплекси в Мелник и Стоб се установява сходство в морфогенетичните механизми, но съществуват значими литоложки диференции:

  • Геохимична специфика: По-високото съдържание на Fe₂O₃ при обектите в село Царевец (средно 6,7% спрямо 3,4% в Стоб) е основен фактор за по-интензивната пигментация на скалния масив, дължаща се на оксидацията на желязосъдържащите минерали (главно хематит).
  • Мащаб и вулканизъм: Вариациите в морфометричните параметри спрямо обектите в другите региони се дължат на експлозивния кисел вулканизъм през олигоценската епоха, характерен за Източните Родопи (Yanev & Ivanova, 2009). За разлика от седиментния произход на Стобските пирамиди, обектите при Царевец са изцяло вулканогенни структури.

В научен контекст обектите представляват критичен индикатор за еволюционните етапи на Боровишката калдера и съвременната морфоструктурна трансформация на региона (Nikolov, 2011). Интегрирането на тези данни с Геоложката карта на България (лист Кърджали, 1988) позволява прецизното позициониране на формите в обхвата на средноолигоценските вулканокластични серии.


Специфики и научен контекст на обекта

Научната значимост на обекта край село Царевец се определя от съчетанието на характерни литоложки параметри и специфични палеогеографски условия. В рамките на изследването са изведени следните ключови специфики:
  • Минераложка специфика: Характерната розово-червена пигментация на скалния масив е резултат от високата концентрация на високодисперсен хематит (железен оксид - Fe2O3) в матрицата на туфите. Този пигментационен ефект е индикатор за специфични окислителни условия по време на поствулканичните и хидротермални процеси.
  • Петрофизични характеристики: Установената висока ефективна порьозност на туфените слоеве (до 42%) функционира като катализатор за интензивно химично изветряне чрез повишена капилярна проводимост. Този фактор детерминира ускорената деструкция на туфените хоризонти спрямо устойчивите риолитови ядра, формирайки характерния „пирамидален“ релеф.
  • Геотектонски контекст: Обектът е генетично свързан с олигоценския кисел вулканизъм в Източните Родопи, детайлно проучен в трудовете на Ivanov и Yanev. Позиционирането му в обхвата на Боровишката вулкано-тектонска структура го определя като критичен елемент за възстановяване на вулкано-ерозионната история на региона.
  • Регионална значимост: Ерозионните форми представляват ценен лито-морфоложки модел за изучаване на поствулканичните процеси в Алпо-Хималайския (Средиземноморски) мобилен пояс. Обектът предоставя възможност за количествено проследяване на съвременната денудация в условията на кисел палеогенски вулканичен субстрат.

Заключение и перспективи за бъдещи проучвания

Изследването на ерозионните форми край село Царевец потвърждава хипотезата, че те представляват класически еталон за диференциално изветряне върху палеогенски кисели вулканити (пирокластити). Резултатите разкриват ключови аспекти от геоложката еволюция на Източните Родопи, акцентирайки върху генетичната връзка между олигоценския експлозивен вулканизъм и интензитета на съвременните денудационни процеси.

Направените анализи дефинират обекта като динамична геоморфоложка система, чиято морфологична еволюция е в пряка зависимост от климатичните фактори. В този контекст, перспективните насоки за бъдещи проучвания включват:

  • Количествен анализ на денудацията: Прилагане на иновативни методи за определяне на ерозионните скорости чрез повърхностно-експозиционно датиране с космогенни нуклиди (най-вече чрез изотопите Берилий-10 (10Be) и Алуминий-26 (26Al)).
  • Геоконсервация: Разработване на научно обосновани стратегии за опазване на обекта като неразделна част от националното и регионалното геонаследство. Предвид уникалността на формите, е целесъобразно иницииране на процедура по официалното им обявяване за защитен геотоп, което да гарантира поддържането на регионалния геодиверзитет.
  • Климатично моделиране: Прогнозиране и симулация на ефектите от глобалните климатични промени върху морфодинамичната устойчивост на тези специфични туфени структури, аналогично на световни еталонни обекти като тези в района на Кападокия.

Въпросът за съхранението на тези „естествени скулптури на времето“ пред предизвикателствата на изменящия се климат остава отворен и изисква интегриран интердисциплинарен подход, който да гарантира тяхната устойчивост като научен и природен феномен от регионално и европейско значение.


Използвани източници и институционална база

I. Институционална база и архивни фондове

Настоящото изследване е реализирано с логистичната и научна подкрепа на следните институции:

  • Геологически институт „Страшимир Димитров“ (БАН): Осигурен достъп до специализирана апаратура за SEM-EDS (сканираща електронна микроскопия) и XRD (рентгенова дифракция).
  • Софийски университет „Св. Климент Охридски“: Справки в архивния фонд на катедра „Минералогия, петрология и полезни изкопаеми“ към Геолого-географския факултет.
  • Национален природонаучен музей (БАН): Научни консултации със секция „Минералогия и петрология“.
  • Музей „Земята и хората“ (София): Използвани данни от специализираните фондове за минералния състав на Източните Родопи.
  • Регионален исторически музей – Кърджали: Експертна консултация с отдел „Природа“ относно морфодинамичната история на региона.

II. Специализирани дигитални проекти и платформи

  • Геоложка карта на България (М 1:100 000): Дигитализиран лист K-35-87 (Кърджали), под редакцията на И. Боянов и Д. Кожухаров (1988).

Библиография

  • Боянов, И., Кожухаров, Д., Горанов, А. (1988). Геоложка карта на България в М 1:100 000, лист Кърджали. Комитет по геология, София.
  • Борисов, И. (1990). Петрография и скалообразуващи процеси в Родопите. Годишник на Софийския университет „Св. Климент Охридски“, Геолого-географски факултет, том 83, стр. 45–60.
  • Георгиев, В. (2017). Геоложки феномени в Източните Родопи. Монография, Издателство на Българската академия на науките (БАН), София, 150 с.
  • Иванов, Р. (2005). Еволюция на киселия палеогенски вулканизъм в Боровишката калдера (Източни Родопи). Списание на Българското геологическо дружество, том 66, книжка 1, стр. 5–34.
  • Николов, Т. (2011). Стратиграфия на Родопския масив. Списание на Българското геологическо дружество, том 72, книжка 1–2, стр. 15–28.
  • Янев, Й., Иванова, Р. (2009). Палеогенски вулканизъм в Източните Родопи. Geologica Balcanica, том 38, книжка 1–2, стр. 3–15.

ISSN: 3033-2982 | DOI: 

---

От:  ©Rada Evtimova

От: на
Labels:

Няма коментари:

Публикуване на коментар

Моля, само сериозни и смислени коментари.

Абонамент за: Коментари за публикацията (Atom)

Популярни публикации