значение землетрясений для внутриконтинентального горообра

реклама
ЗНАЧЕНИЕ ЗЕМЛЕТРЯСЕНИИ ДЛЯ
ВНУТРИКОНТИНЕНТАЛЬНОГО ГОРООБРАЗОВАНИЯ
Сейсмотектоника области Их-Богд
Сходство распределения подвижек 1957 г.
с высотой гор распространяется и на вариации
типа деформации. Крутые северные и южные
склоны, ограничивающие вершинное плато
Их-Богд (см. фиг. 109), сформировались,
очевидно, в результате быстрых движений
взбросового или, возможно, надвиго-вого
типа по разломам, падающим под массив.
Далее к востоку, по направлению к Ду-ланБогд, где средняя высота хребта уменьшается,
региональный рельеф предполагает наличие
широкой складки или изгиба, который
особенно хорошо виден с воздуха (см. фиг.
110). Северная граница этой пологой складки
является крутой главным образом из-за
наличия по Долиноозерскому разлому
вертикальных движений, хотя в 1957 г. этот
компонент смещения был небольшим, а в
некоторых местах даже противоположным по
знаку
региональному
рельефу.
Соответственно и рельеф южнее г. ДуланБогд менее контрастный, чем южнее Их-Богд,
а система разрывов Цаган-Обо - Тэвш,
образовавшаяся в 1957 г., не очень
выразительна. Более важно, что самая
эффектная деформация в средней части этой
системы произошла в результате скорее
локализованной
складчатости,
чем
разломообразования (см. фиг. 89, 6 и 90).
Таким образом, более плавное, в отличие от
основной части массива Их-Богд, поднятие
Дулан-Богд над смежными к северу и югу
территориями
отражает,
по-видимому,
различные
величины
смещения
по
сейсмогене-рирующим
взбросам
или
надвигам на глубине. Разлом, падающий к
северу
под
Их-Богд,
вскрылся
до
поверхности, и смещения были относительно
большими, а разлом, падающий под ДуланБогд, по-видимому, не достиг поверхности, и
параллельно краю хребта проходит, очевидно,
надразломная складка [Sup-ре, 1985. Р. 348352].
Массив Их-Богд выступает как часть блока
земной коры, ограниченного с севера и юга
сейсмогенными
разрывами,
расстояние
между которыми - 20-25 км. Выше мы
опреде-
лили, что падение Долиноозерского разлома
севернее массива составляет 75—80°. Хотя
В.П. Солоненко [Флоренсов, Солоненко, 1963
С. 281] и измерил в одном месте разрыва
Гурван-Булаг (западнее участка 44) падение
сместителя у поверхности под углом 40°
уменьшающимся до 30° близ русла глубоко
врезанного после землетрясения оврага, эти
оценки падения, вероятно, слишком малы
Пологопадающие разломы обычно образуют в
плане согласующиеся с неровностями рельефа
дугообразные изгибы, а разрыв Гурван-Булаг,
хотя и фестончатый местами, в целом
довольно прямолинеен (см. фиг. 92 и 94). Мы
полагаем, что его падение на глубине
составляет 45-55°, что вытекает и из
определения механизма очага землетрясения
[Флоренсов, Солоненко, 1963; Okal, 1976].
Если допустить, что падения ограничивающих
массив разломов положе 75-80 и 45-50°, то
они пересеклись бы внутри коры на глубине
20-25 км. Мы не можем исключить
возможность проникновения разломов на
такую глубину, но наиболее вероятным
кажется, что они в нижней части коры, на
глубине менее 30 км переходят в рассеянную
деформацию. Следовательно, блоки коры,
подобные
массиву Их-Богд,
вероятно,
отделены от верхней мантии пластичной
нижней корой, что обычно предполагается для
широких зон деформации. Полагая, что
прочность верхней мантии превышает
прочность коры (например, [Molnar, 1992]), к
таким блокам не следует относиться как к
жестким телам, подтверждением чему
является наличие внутренней деформации в
пределах массива Их-Богд.
В восточной части массива Их-Богд его
вершинная поверхность плавно поднимается к
северу примерно на 800 м на расстоянии 10
км, образуя пологий изгиб (см. фиг. 110).
Такое выгибание обусловлено деформацией, в
какой-то
степени
сопоставимой
с
формирующей большинство складок у
поверхности земли, но необходимая при этом
величина, равная ~0,01, тем не менее,
слишком велика, чтобы выдержать упругое
сопротивление. Более того, если это
выгибание представляет
58
П. МОЛНАР И ДРУГИЕ
собой концентрическую складчатость верхней
коры, то либо материал близ ядра складки
будет сжат до ~0,01, либо смятые слои будут
скользить относительно друг друга. Для таких
складок смещение смятой верхней коры
относительно нижней коры и верхней мантии
происходило бы при сколе внутри нижней
коры, преимущественно путем пластической
деформации. Таким образом, растущая
коровая складка на восточном замыкании
массива Их-Богд представляет собой прототип
складчатости фундамента [Арган, 1935],
которая, в свою очередь, свидетельствует о
наличии пластического течения в нижней
коре.
Изменения в вертикальном, а следовательно,
и горизонтальном компонентах смещений
вдоль взбросов или надвигов южнее хребта
Их-Богд
требуют
вращения
массива
относительно района к югу против часовой
стрелки
вокруг
вертикальной
оси,
располагающейся восточнее Дулан-Богд. При
этом нами рассматривается вращение массива
Их-Богд как единого блока. Однако разрывы,
проходящие через водораздел Их-Богд
согласно линейным элементам рельефа и
связанные с изменениями в характере
подвижек как по Долиноозерскому разлому,
так и по системе надвигов Гурван-Булаг - горы
Улдзийт, позволяют предполагать, что массив
рассечен на длинные узкие блоки, каждый из
которых вращается относительно районов к
северу. Разница между 2,5±1,0-метровым
схождением по разрыву Гурван-Булаг и 1±0,5метровым схождением по системе разрывов
Цаган-Обо - Тэвш требует, чтобы ось
вращения находилась между Их-Богд и БагаБогд, примерно в 75±30 км восточнее Их-Богд.
Таким образом, величина вращения в 1957 г.
составляла 3±2×10-5 (=2,5м75км). Если такие
приращения происходят со скоростью,
соответствующей одному разу в 5000 лет примерному
интервалу
повторяемости
смещений по Долиноозерскому разлому, то
скорость вращения составит 6±4×10-9 год-1 (=
0,3°±0,2° млн лет-1), что на 1-2 порядка
меньше
величины
скоростей
в
быстродеформирующихся континентальных
областях (например, [Kissel, Laj, 1988;
Luyendyk, 1991]). Отсюда следует, что если
предположить 1000-1500-кратное повторение
событий, подобных Гоби-Алтайскому, то
суммарное вращение Их-Богд составит 0,030,05 или 2-3° - слишком незначительную
величину, чтобы ее можно было измерить с
помощью палеомагнитного метода.
Несмотря на то что величина и скорость
вращения невелики, этот процесс не только
характерен
для
внутриконтинентальных
областей, но и может также способствовать
вариациям смещения вдоль разрыва Богдо.
Разница в величине сдвига по нему между 33,5 м севернее и восточнее Их-Богд и 5-7 м
западнее Их-Богд и севернее гор Ноён
обусловлена, хотя бы частично, деформацией
внутри массива Их-Богд. Левостороннее
смещение через массив, составляющее ~1,5 м,
несомненно сыграло свою роль в этом
различии подвижек (5-7 м относительно 3-3,5
м) западнее и восточнее сайра Хухний-хундий
(см. фиг. 2 и вкладку). Тем не менее, примерно
меридиональная
согласованность
между
центром скачка от 3-3,5 м к 5-7 м по разрыву
Богдо и западным затуханием системы
взбросов южнее Их-Богд и гор Улдзийт
позволяет предположить, что часть разницы в
величине сдвига могла быть поглощена
вращением массива Их-Богд против часовой
стрелки. Тогда ось вращения должна
располагаться
южнее
разрыва
Богдо,
например, на широте разрыва Гурван-Булаг.
Если ось вращения находится в 75 км
восточнее разрыва Гурван-Булаг, который, в
свою очередь, лежит в 25 км южнее разрыва
Богдо, то 2,5-метровое меридиональное
схождение
по
разрыву
Гурван-Булаг
объяснило
бы
разницу
в
амплитуде
левостороннего сдвига по разрыву Богдо,
равную примерно 1 м.
Сочетание сдвига по разрыву Богдо и
взброса или надвига по разрывам ГурванБулаг и Цаган-Обо — Тэвш требует, чтобы
вектор общего смещения материала южнее
массива Их-Богд относительно района
севернее его был ориентирован примерно на
северо-восток. Это заключение, очевидно, не
подтверждается ни почти чистым сдвигом
вдоль западной части разрыва Богдо, ни
изменчивой величиной взбросовой подвижки
по системе разрывов южнее Их-Богд,
имевшими место при Гоби-Алтайском
землетрясении. Однако вследствие того, что
смещение 1957 г. не повторяет в точности
деформацию, возникшую при предыдущих
землетрясениях, оно может количественно
только грубо определять долговременный
вектор общего движения областей севернее и
южнее Их-Богд. Тем не менее, запад-северозападное простирание разрыва Богдо севернее
гор Ноён, Их-Богд и Дулан-Богд и более
значительный
здесь
горизонтальный
компонент смещения, чем по большинству
взбросовых разрывов, означают, что вектор
движения должен быть направлен скорее на
восток-северо-восток,
ЗНАЧЕНИЕ ЗЕМЛЕТРЯСЕНИИ ДЛЯ ВНУТРИКОНТИНЕНТАЛЬНОГО
ГОРООБРАЗОВАНИЯ
чем на север-северо-восток. Выражаясь
терминами, обычно применяемыми сейчас к
областям
с
косоориентированной
конвергенцией, движение разделено на почти
чистый
сдвиговый
компонент
по
Долиноозерскому разлому и почти чистый
компонент схождения по системе взбросов
(надвигов) к югу от него.
Сейсмотектоника области Бага-Богд
Однотипная
запад-северо-западная
ориентация,
сопоставимые
высоты
и
геометрия разломообразования с крупным
сдвиговым компонентом подвижек вдоль
северного
подножия
и,
по-видимому,
взбросовым - вдоль южного, делают массивы
Их-Богд и Бага-Богд почти идентичным
проявлением общей косой левосторонней
конвергенции
в
Гобий-ском
Алтае
[Bayasgalan,
1995].
Однако
крупное
надвиговое смещение по надвигу Тормхон
свидетельствует, что эти массивы двигаются
относительно районов к северу и югу как
независимые блоки. Более того, если
рассматривать в деталях, типы и ориентации
окружающих массивы структур также
свидетельствуют
о
независимости
их
движений.
Ориентация разрыва Богдо и характер
смещения по нему около массива Бага-Богд
отличаются от наблюдаемых около массива
Их-Богд. Севернее последнего большая часть
разрыва простирается примерно на СЗ 275280° и по нему преобладает сдвиг. Севернее
же Бага-Богд разрыв Богдо состоит из двух
резко отличных частей. Северо-западнее
массива при ориентации на СВ 75°
вертикальный компонент смещения по нему
незначителен. Северо-восточнее массива, где
простирание разрыва СЗ 280°, смещение
включает
крупный
взбросовый
или
надвиговый компонент. Таким образом,
представляется, что в то время как массив ИхБогд двигался при землетрясении 1957 г.
относительно области к северу на восток-юговосток,
массив
Бага-Богд,
очевидно,
перемещался относительно этой же области
на восток-северо-восток.
Ориентации активных разломов южнее ИхБогд и южнее Бага-Богд также различны. В
отличие от субширотно простирающихся
надвиговых зон южнее Их-Богд, эскарп
южного склона Бага-Богд, явно маркирующий
активный разлом, простирается на северозапад (см. фиг. 63). Хотя этот разлом и не
вскрылся в 1957 г., отличная выраженность в
рельефе свидетельствует о его молодой
59
активности. Если движения по нему были
почти чисто взбросовыми (надвиговыми), что
очевидно для разрыва Гурван-Булаг, то вектор
смещения массива Бага-Богд относительно
области южнее его должен быть направлен
приблизительно на юго-запад, а не на юг,
куда, очевидно, смещается массив Их-Богд
относительно такой же области.
Отмеченные различия в ориентации
разломов позволяют предположить, что
вращение против часовой стрелки, возможное
для массива Их-Богд, не может, вероятно,
играть важную роль в деформации,
возникающей около массива Бага-Богд. Более
того, крупные компоненты как сдвигового, так
и взбросового смещения по северовосточному подножию Бага-Богд исключают
разделение движения на сдвиговое - севернее
массива и надвиговое или взбросовое - южнее
его.
Частично
вследствие
того,
что
сейсмогенные
смещения
1957
г.
не
происходили по обеим сторонам (северной и
южной) массива Бага-Богд, мы не можем
точно представить долговременный вектор его
движения. Тем не менее, ориентации
связанных
с
предшествующими
землетрясениями
левосторонних
взбрососдвиговых подвижек севернее БагаБогд
и,
вероятно,
преимущественно
взбросовых - южнее массива позволяют
предположить, что этот вектор, как и для
области Их-Богд, направлен на восток-северовосток.
Взаимоотношение с остальной
частью Гобийского Алтая и с
внутриконтинентальной
деформацией в целом
Поведение массивов Их-Богд и Бага-Богд
аналогично поведению небольших блоков
земной коры в региональной зоне сдвига, в
которой имеют место как сдвиг, так и
конвергенция [Bayasgalan, 1995]. Массивы
движутся независимо друг от друга и поразному реагируют на действующие на них
силы. Однако общая восток-северо-восточная
ориентация косого схождения области к югу
относительно области к северу является, повидимому, одинаковой для обоих массивов.
Массив Их-Богд ведет себя не как жесткий
блок, а скорее как деформирующийся блок
верхней коры. Близ Их-Богд скольжение
разделяется на почти чисто сдвиговое по
разрыву Богдо и на почти чисто взбросовое
или надвиговое по разрывам Гурван-Булаг и
Цаган-Обо — Тэвш. Изменения скоростей и
60
П. МОЛНАР И ДРУГИЕ
величин подвижек характерны для обеих
систем разрывов, что должно происходить,
если ограниченные ими блоки вращаются
относительно соседних областей. Изменение
абсолютных высот от максимальной на
вершине
Их-Богд
до
постепенно
снижающихся к востоку представляет,
видимо,
долговременное
отражение
изменяющихся
величин
подвижек
по
разломам, которые (величины), в свою
очередь,
являются
скорее
результатом
различия скоростей движений, чем различия
длительностей их проявления с постоянной
скоростью.
Изменяющаяся
величина
подвижки вдоль системы взбросов южнее ИхБогд указывает, очевидно, на разные стадии
развития, причем скольжение под восточной
частью района приурочено к оси растущей
надразломной складки, где разлом еще не
вскрылся до поверхности. Таким образом,
область Их-Богд демонстрирует в широких
масштабах проявление непрерывной, хотя
возможно и неоднородной, деформации.
Гобийский Алтай состоит из 2-3
сопряженных
систем
хребтов,
грубо
параллельных Их-Богд и Бага-Богд и
созданных подвижками по ~3-4 системам
разломов, подобных вскрывшимся в 1957 г.
Если скорость смещения, определенную в
работе [Ritz et al., 1995], отнести к каждому из
них, то общая скорость сдвига составит 3-4
мм/год,
а
суммарная
амплитуда
левостороннего смещения - 20-40 км. Если
восток-северо-восточную
(СВ
74°)
ориентировку схождения в области Их-Богд и
Бага-Богд приложить ко всему горному поясу,
который простирается примерно на СЗ 285°,
то сокращение происходило бы со
скоростью, составляющей примерно 2/3
вышеназванной: 2-3 мм/год.
Изменения по простиранию, хорошо
иллюстрируемые
морфоструктурными
различиями хребтов Их-Богд и Бага-Богд,
означают, что и другие хребты Гобийского
Алтая аналогичным образом могут состоять из
отдельных блоков земной коры, большая
часть которых испытывает внутреннюю
деформацию. Многие блоки вращаются
относительно примыкающих к ним областей.
Нам представляется, что каждая из слагающих
Гобийский Алтай 2-3 субпараллельных
горных цепей состоит из блоков, подобных
массиву Их-Богд, движущихся относительно
окружающих областей и относительно друг
друга. Эти блоки, в свою очередь, разделены
впадинами, которые также ведут себя как
блоки земной коры. Таким образом, горный
пояс шириной примерно 200 км и длиной 850
км может состоять из 15-20 блоков размерами
20-50x100-150 км, разделенных сопоставимым
числом блоков, формирующих в настоящее
время межгорные впадины. Понятно, что
обращение с этим регионом, как состоящим из
жестких блоков, даже если игнорировать
внутреннюю деформацию, которая явно
происходит в пределах массива Их-Богд,
потребует гораздо больше параметров, чем
можно определить. С учетом внутренней
деформации
блоков,
исследование
непрерывной
деформации
даст
более
реальную картину кинематики относительных
движений в регионе, чем многие десятки
векторов,
необходимые
для
описания
перемещений и вращений блоков.
СОДЕРЖАНИЕ
Скачать