É menos intuitiva que nos outros programas de gráficos (gnuplot, xmgrace), porém é possível fazer também. Primeiro crie a função que irá retornar a lista de expressões que você usará no atributo labels da função axis que cria os eixos:

flabs <- function(l) {
        # definimos o comprimento da lista de entrada l
	n <- length(l)
        # criamos um vetor de expressões vazio
	labs <- vector("expression",n)
        # um loop para preencher a lista com seus devidos valores, a função substitute retorna um objeto que contém a expressão no índice 2
	for(i in 1:n) {
		labs[i] <- substitute(expression(10^x),list(x = l[i]))[2]
	}
	return(labs)
}

Agora é só fazer um gráfico sem eixos, e logo em seguida construir os eixos com a função axis:

plot(x,y,axes=FALSE,frame.plot = TRUE)
# no eixo x
axis(1,at=axTicks(1),labels=flabs(log10(axTicks(1))))
# no eixo y
axis(2,at=axTicks(2),labels=flabs(log10(axTicks(2))))

isso funciona apenas para eixos proporcionais a $1\cdot 10^i$. Mas caso necessite de algo como $5\cdot 10^i$ acrescente o número $5$ ao construir a expressão em flabs.

O resultado dessa peleja é o gráfico inserido abaixo.

cumdistmod.pdf