научная статья по теме IMPLICATIONS OF LOCAL TECTOGENESIS FOR THE FORMATION OF LAYERED SEQUENCES IN THE TAJIK DEPRESSION Геофизика

Текст научной статьи на тему «IMPLICATIONS OF LOCAL TECTOGENESIS FOR THE FORMATION OF LAYERED SEQUENCES IN THE TAJIK DEPRESSION»

ФИЗИКА ЗЕМЛИ, 2004, № 11, с. 5-25

УДК [550.311:551.24] (235.21)

РОЛЬ ЛОКАЛЬНЫХ ПРОЦЕССОВ ТЕКТОГЕНЕЗА В ДЕФОРМИРОВАНИИ СЛОИСТЫХ ПОРОД ТАДЖИКСКОЙ ДЕПРЕССИИ

© 2004 г. А. А. Лукк1, В. И. Шевченко1

1Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН, г. Москва Поступила в редакцию 08.06.2004 г.

В земной коре Таджикской депрессии на территории Гармского геодинамического полигона Института физики Земли АН СССР по фокальным механизмам очагов землетрясений и геологическим данным ранее установлены напряжения субгоризонтального сжатия, ориентированные вкрест простирания тектонических структур, формирование которых, как полагают многие исследователи, обусловлено конвергенцией Евразиатской и Индийской литосферных плит. Авторами был предложен дополнительный, локальный механизм деформирования толщи слоистых пород депрессии. В настоящей статье, в развитие имеющихся представлений, рассматриваются результаты реконструкции сейсмотектонической деформации, выполненной на базе фокальных механизмов землетрясений (М > 1) на глубинах 25-35 км в осевой части депрессии. Эти результаты свидетельствуют о дивергентном субгоризонтальном раздвижении материала слоистых пород депрессии на указанных глубинах. Такое раздвижение на дневной поверхности подтверждено повторными геодезическими измерениями на достаточно протяженном временном интервале. В качестве возможной причины подобного раздвижения предлагается увеличение объема слоистых пород, связанное с привносом в них дополнительного минерального материала глубинными флюидами из низов коры, а возможно, и из верхов мантии. Обусловленные этими причинами напряжения субгоризонтального распора воспринимаются как напряжения субгоризонтального сжатия.

1. ВВЕДЕНИЕ

Таджикская депрессия (рис. 1, III) располагается между двумя крупнейшими горными сооружениями - Памиром на юге и Тянь-Шанем на севере. Она выполнена мощной толщей неметаморфизо-ванных осадочных отложений мезозойского и кайнозойского возраста, представленных конгломератами, красноцветными песчаниками, глинистыми сланцами, известняками, гипсами. Мощность этой толщи в наиболее прогнутой части Таджикской депрессии - в Люлихарвинской синклинали (111а) - достигает 10-12 км. Ниже располагаются не менее мощные слабо метаморфизованные осадочные и вулканогенные породы венда (?) и палеозоя. В смежных поднятиях - Южно-Гиссарском (II), Кабудкрымском (11а) на Южном Тянь-Шане и Курговатском (IV) (в его осевой части) на Северном Памире - вскрываются метаморфические породы архея и нижнего протерозоя с интрузивными телами гранитоидов. Южная часть Южно-Гиссарского и Кабудкрымского поднятий перекрыта маломощным чехлом относительно полого залегающих отложений мезозоя-кайнозоя.

В рамках концепции тектоники литосферных плит считается, что деформирование слоистых пород Таджикской депрессии, в том числе и современное, вызвано коллизией Евразиатской и Индийской плит, которые в настоящее время

сближаются со скоростью около 40-60 мм/год [Bilham et al., 1997; Larson et al., 1999; Banerjee et al., 2002]. Эта коллизия в той или иной степени определяет некоторые существенные черты сейсмичности, тектонического и сейсмотектонического деформирования обсуждаемой территории. Тем не менее имеются геологические, геодезические и сейсмологические данные, свидетельствующие о том, что локальные, не связанные с конвергенцией плит тектонические процессы в земной коре Таджикской депрессии играют существенную роль в геодинамике рассматриваемого региона.

Авторы на протяжении ряда лет в процессе полевых геологических и инструментальных сейсмологических наблюдений детально изучали (в составе Комплексной сейсмологической экспедиции ИФЗ АН СССР) тектоническое строение и сейсмотектоническую обстановку в зоне сочленения Памира и Тянь-Шаня на территории Гармского геодинамического полигона [Гусева и др., 1983 а; б; 1987; Лукк и др., 1980; Лукк, Шевченко, 1986; 1989а; б; 1990; Лукк, Юнга, 1988а; Lukk, Shevchenko, 1988; Shevchenko, Lukk, 1992; Lukk et al., 1995]. Одновременно на полигоне проводились геодезические измерения [Буланже и др., 1979, 1980; Гусева и др., 1979; 1983а; б; 1993 а; б; Нерсесов и др., 1979; Белокопытов и др., 1990; Be-lokopytov et al., 1992].

Г II

.......

^ Ш

10

и

12

13

14

15

Рис. 1. Тектоническая схема территории Гармского полигона Института физики Земли АН СССР. Составлена по результатам полевых наблюдений В.И. Шевченко и с использованием материалов Б.П. Бархатова (1963), И.Е. Губина (1960), А.В. Бурмакина и др. (1962), Н.Г. Власова (1961), А.Х. Кафарского и др. (1965), А.Н. Кима и др. (1975), Н.Г. Машталера (1965), З.З. Муфтиева (1962), В.М. Стебловой и др. (1990), Э.С. Чернера и др. (1974; 1978): 1 - аллювиальные отложения основных речных долин; 2 - границы Таджикской депрессии; 3 - надвиги и ретронадвиг; 4 - Дар-вазский сдвиг; 5 - крупные разрывные дислокации неясной природы; 6 - второстепенные разрывные дислокации; 7 -юрские-миоценовые отложения; 8 - палеозойские-триасовые отложения и вулканогены Таджикской депрессии; 9 -рифейские(?), палеозойские отложения и вулканогены Зеравшанского синклинория; 10 - вендские(?), палеозойские, триасовые отложения и вулканогены и палеозойские гранитоиды Дарваз-Сарыкольского синклинория; 11 - палеозойские отложения и гранитоды Южно-Гиссарского поднятия; 12 - вендские-палеозойские отложения и вулканогены и палеозойские гранитоиды Курговатского поднятия; 13 - метаморфические породы архея и палеозойские гранитоиды Кабудкрымского массива Южного Тянь-Шаня; метаморфические породы и гранитоиды нижнего протерозоя(?) Курговатского поднятия Северного Памира; рифейские(?), палеозойские отложения и вулканогены и палеогеновые гранитоиды Ванч-Язгулемского поднятия; 14 - линии геологических и сейсмологического профилей; 15 - стационарные сейсмологические станции Комплексной сейсмологической экспедиции Института физики Земли (КСЭ ИФЗ) АН СССР. Цифры в кружках - основные структурные элементы региона: I - Зеравшанский синклинорий; II - Южно-Гиссарское поднятие; 11а - Кабудкрымский массив; III - Таджикская депрессия, Ша - Люлихарвинская синклиналь; IV - Курговатское поднятие; V - Дарваз-Сарыкольский синклинорий; VI - Ванч-Язгулемское поднятие. Цифры в квадратиках - некоторые основные надвиги: Даштихирсанский (1), Дагана-Миндалюльский (2), Сурхобский (3), Юстин-ский (4), Яфучский (5), Аскалонский (6), Петровский (7), Хингоуский (8), Гундаринский (9) и Дарвазский сдвиг (12).

Результаты совместной интерпретации геологических и сейсмологических данных показали, что определяющую роль в сейсмотектоническом деформировании земной коры Таджикской деп-

рессии играют напряжения субгоризонтального сжатия. Под его воздействием верхняя часть земной коры рассматриваемого региона расслаивается на три основные тектонические пластины.

Послойные срывы - чешуйчатые надвиги переменной крутизны, которые являются определяющим типом тектонических деформаций в рассматриваемом регионе, разделяют эти пластины. Первый сверху срыв располагается на уровне верхнеюрских гипсо- и соленосных отложений, второй - несколько ниже кровли кристаллического основания. Третий выделяется только по сейсмологическим данным на глубинах до 30-40 км. Две верхние пластины образуют в общем синклинальную структуру, отвечающую прогибу Таджикской депрессии. Надвиги на северном крыле депрессии северовергентные, на южном - южно-вергентные. Нижняя тектоническая пластина начинается под Кабудкрымским поднятием Южного Тянь-Шаня и уходит наклонно на глубину до 30-40 км под хр. Петра Первого в Таджикской депрессии. Наклоны срывов-надвигов и разделяемых ими тектонических пластин наибольшие на крыльях депрессии и уменьшаются с приближением к ее осевой части до почти субгоризонтальной ориентировки. Ведущая роль чешуйчатых надвигов в тектонической структуре рассматриваемого региона свидетельствует о том, что формирование этой структуры определяется напряжениями субгоризонтального, вкрест простирания Таджикской депрессии сжатия. В процессе перемещения надвиговые пластины могут сминаться в складки.

Важным элементом тектонической структуры рассматриваемой территории является Дарваз-ский (Дарваз-Каракульский, Каракульско-Момук-ский, Северо-Памирский) близвертикальный разлом, расположенный на южном крыле Таджикской депрессии. Согласно распространенной точке зрения, Дарвазский разлом отделяет Таджикскую депрессию от поднятого блока Памира и представляет собой северное ограничение Памирской микроплиты, тыльная часть которой соприкасается с Джеламским выступом Индийской лито-сферной плиты. Одни исследователи считают его на интересующем нас участке субвертикальным взбросом или сдвигом, другие - наклоненным в юго-восточном направлении надвигом. Его рисуют в виде единой линии или серии связанных друг с другом локальных отрезков. Наши наблюдения вполне согласуются с данными о том, что этот разлом имеет субвертикальную ориентировку. В направлении на северо-восток, после пересечения долины р. Зидадара, он распадается на несколько не соединяющихся друг с другом отрезков и далее не прослеживается. К юго-западу Дарвазский разлом разветвляется на несколько субпараллельных ветвей.

Многими исследователями аналогичный близвертикальный разлом (Гиссаро-Кокшаальский) предполагается на контакте северного борта Таджикской депрессии со структурами Южного Тянь-Шаня. Авторы не обнаружили геологических и

сейсмологических подтверждений его существования.

2. О СВЯЗИ МЕЖДУ ТЕКТОНИЧЕСКИМИ ДИСЛОКАЦИЯМИ И СЕЙСМИЧНОСТЬЮ

Связь между разрывными нарушениями и сейсмичностью признается в той или иной форме большинством исследователей. При этом обычно считается (или подразумевается), что относительно узкие линейные полосы эпицентров землетрясений отвечают круто наклоненным или близвер-тикальным плоскостям соответствующих разрывных нарушений, секущих всю земную кору и даже уходящих в мантию. Подобная трактовка идет от традиционных представлений о характере сочленения по таким разломам тектонических блоков земной коры, принимавшихся при выделении зон ВОЗ на территории бывшего СССР (например, [Бабаев, Мирзоев, 1976; Бунэ, Горшков, 1980

Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.

Показать целиком