ГЕОЭКОЛОГИЯ. ИНЖЕНЕРНАЯ ГЕОЛОГИЯ. ГИДРОГЕОЛОГИЯ. ГЕОКРИОЛОГИЯ, 2012, № 1, с. 3-26
УДК 550.341.2 (470)
ШОВНЫЕ ЗОНЫ КАК ВЕРХНЕКОРОВЫЕ СЕЙСМОГЕНЕРИРУЮЩИЕ СТРУКТУРЫ
© 2012 г. С. А. Несмеянов
Учреждение Российской академии наук Институт геоэкологии им. Е.М. Сергеева РАН (ИГЭ РАН), Уланский пер., д. 13, стр. 2, Москва, 101000 Россия. E-mail: voa49@mail.ru
Поступила в редакцию 19.01. 2010 г.
Сейсмогенерирующие структуры (СГС), служащие тектонической основой верхнекоровых зон возникновения очагов землетрясений (зон ВОЗ), чаще всего представлены шовными зонами глубинных разломов. Приведена классификация шовных зон, отражающая их единую типизацию в различных внутриконтинентальных орогенических и платформенных областях, а также в окра-инно-континентальных островодужных системах. Показано, что сейсмический потенциал шовных зон связан в основном со степенью новейшей и современной тектонической подвижности этих областей. Для платформенных областей важен также фактор преобладающей ориентировки вертикальных новейших движений. Кроме того, для областей распространения поздненеоплейсто-ценовых ледниковых щитов определяющим может оказаться гляциоизостатический фактор. Сложность строения большинства шовных зон определяет разнообразие механизмов связанных с ними землетрясений. Даются рекомендации по совершенствованию сейсмического районироавания с использованием шовных зон как СГС.
Ключевые слова: разрыв, шовная зона, сейсмогенерирующая структура, зона возникновения очагов землетрясений, ороген, платформа, гляциоизостазия.
Важная задача сейсмического районирования -выделение и определение сейсмического потенциала зон возникновения очагов землетрясений (зон ВОЗ). Для верхнекоровой сейсмичности, преобладающей в большинстве внутриконтинентальных регионов, принимается ведущая роль тектонической природы землетрясений. Соответственно выделение зон ВОЗ должно опираться на трассировку и типизацию сейсмогенерирующих структур (СГС).
Методика выделения СГС меняется и совершенствуется при составлении каждой новой генерации карт общего сейсмического районирования. Уточняется она и при работах по детальному сейсмическому районированию. Однако проявление землетрясений в районах, показанных на очередной нормативной карте сейсмического районирования как асейсмичные, свидетельствует, что наши представления о СГС далеки от совершенства.
Данной проблеме посвящена обширная литература, отражающая как общие вопросы, так и региональные особенности методики выделения СГС. Всеобъемлющий анализ опубликованных
материалов требует монографического обобщения при коллективной работе множества исследователей, придерживающихся различных взглядов. В настоящей работе ставится гораздо более скромная задача - наметить в самой краткой и схематической форме некоторые общие тенденции в методических подходах к выделению СГС.
Решение этой задачи поможет судить о генетической природе сейсмогенерирующей способности различных структур и регионов, а соответственно, наметив критерии максимальной дифферен-цированности СГС, повысить надежность общего и детального сейсмического районирования.
СМЕНА ОСНОВНЫХ АЛГОРИТМОВ ВЫДЕЛЕНИЯ СГС
Для территории СССР карты общего сейсмического районирования составлялись в 1937, 1957, 1968 и 1978 годах. В 1997 г. опубликован комплект карт общего сейсмического районирования территории Российской Федерации - ОСР-97 [5].
Первая из этих карт, составленная Г.П. Горшковым в 1937 г., опиралась главным образом на
сейсмологические материалы. Во всех последующих картах для территории СССР последовательно наращивалась тектоническая нагрузка в виде структур, именуемых различно (сейсмоактивными, сейсмогенными или сейсмогенерирующими). При этом все теснее комплексировались структурные, историко-тектонические, сейсмотектонические, геофизические материалы, на основе которых разрабатывались так называемые геологические критерии сейсмичности. В результате нарабатывался более или менее унифицированный алгоритм выделения и комплексной характеристики СГС. И этот алгоритм не предусматривал доминирования какой-либо одной из существующих общетеоретических тектонических парадигм, а использовал наиболее достоверный и по возможности разнообразный местный фактический материал. Для карт 1968 и 1978 гг. этот материал был обобщен монографически [20, 21] и стал доступен для анализа при уточнении сейсмичности отдельных регионов.
Упомянутая тенденция оказалась существенно нарушенной при составлении комплекта карт ОСР-97. Во-первых, в структурную основу этих карт положена мобилистская схема тектоники ли-тосферных плит, что ограничило тектоническую интерпретацию СГС шорами одной парадигмы. Во-вторых, комплексный анализ всего обширного диапазона геолого-геофизических материалов был практически заменен анализом линеаментов, опирающимся в основном на дешифрирование аэрокосмических фотоматериалов. При этом считалось, что линеаменты в генерализованном виде представляют верхние кромки трехмерных сейсмоактивных разломных или сдвиговых структур, а опирающиеся на них домены охватывают квазиоднородные в тектоническом и геодинамическом отношениях объемы геологической среды и характеризуются рассеянной (диффузной) сейсмичностью - линеаментно-доменно-фокальная (ЛДФ) модель зон ВОЗ [5]. При этом фактический материал, положенный в основу трассировки ли-неаментов и выделения доменов, не опубликован, а следовательно, недоступен проверке, анализу и использованию при детализации сейсмического районирования. Само деление сейсмоактивных структур на разломные и сдвиговые [5, с. 14] в тектоническом отношении дефектно, поскольку сдвиги представляют собой лишь один из морфологических и кинематических типов разломов. Дешифрирование аэрокосмических фотоматериалов, как известно, оказывается неоднозначным, зависящим от методических подходов к их интерпретации, набора и качества исходных материалов и других факторов. Но главный недостаток ЛДФ-
модели в том виде, как она доступна потребителю, - отсутствие или явно недостаточное использование геофизических, историко-тектонических, сейсмотектонических материалов, а также данных по современным движениям земной коры.
Упомянутые недостатки делают ЛДФ-модель малоперспективной для детализации общей и региональных схем СГС, а следовательно, и зон ВОЗ. Неудивительно, что в ряде регионов, например на Западном Кавказе, некоторые линеаменты и домены не соответствуют основным неотектоническим структурам. В результате, например, явно завышенной оказалась фоновая сейсмичность Большого Сочи.
Таким образом, при выделении и характеристике СГС представляется более перспективным применявшийся ранее комплексный анализ всего разнообразия геолого-геофизических и геодезических материалов, учитывающий наиболее достоверные местные фактические данные и не ограниченный рамками той или иной общетектонической парадигмы.
ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ КРИТЕРИИ СЕЙСМИЧНОСТИ
В большинстве регионов опасные для строительства зоны ВОЗ приурочены к верхнему сейсмоактивному слою, т.е. являются верхнеко-ровыми, а СГС, в которых возникают сильные землетрясения, имеют тектоническую природу [13]. Сейсмологи обычно считают очаг землетрясения разрывом или трещиной с геологически мгновенным смещением. При этом основной элемент очага совмещается со сместителем разрыва или глубинного разлома. Следовательно, существующий материал по типизации разрывных нарушений может быть полезен для выявления разнообразия по крайней мере коровых очагов землетрясений и очаговых зон.
Главными геологическими критериями сейсмичности можно считать следующие характеристики СГС: разрывная природа, масштабный фактор, древность заложения, степень новообразования и характер активизации [13].
Разрывная природа определяется общепринятым механизмом очагов землетрясений, которые естественно тяготеют к разрывным сочленениям тектонических блоков, т.е. к участкам с максимальной дифференцированностью и контрастностью тектонических движений.
Масштабный фактор заключается в связи наиболее сильных землетрясений с крупнейши-
ми разрывными структурами. Последние могут сформироваться на сочленениях наиболее крупных тектонических блоков, в которых возможно накопление максимальных напряжений. Зоны разрывного сопряжения данных блоков служат областью разрядки напряжений (как медленной -криповой, так и мгновенной - сейсмической). Как правило, очаги сильных землетрясений связаны с региональными разрывами. Но встречаются случаи, когда такие землетрясения связаны с локальными разрывами на участках активной новейшей перестройки.
Критерий древности заложения находит все большее признание.
Во-первых, разломы (разрывы) могли достичь необходимой величины не сразу, а постепенно наращивая свою протяженность и одновременно усложняя свое строение. Как показывают многочисленные исследования, время формирования региональных разрывных структур, особенно глубинных, охватывает несколько геологических периодов и даже эр. Столь же длительным было и существование контрастно движущихся блоков земной коры. Иногда сомнения связаны с сейсмичностью молодых, например новейших, разрывов. Но практика показывает, что среди последних сейсмогенерирующей способностью обладают только унаследованные, т.е. характеризующиеся значительной древностью заложения. Новообразованные же асейсмичны. Кроме того, они отличаются от унаследованных и по строению. Региональные новообразованные новейшие разрывы обычно состоят из ряда локальных разрывов, сопрягающихся под разными углами, т.е являются составными структурами, не достигшими стадии внутренней целостности (повсеместного внутреннего единства).
Во-вторых, при большой длительности развития крупные разрывные структуры успевают сформировать все свои элементы. В разрывах это главный и оперяющие сместители и тектонические клинья, в шовных зонах (разломах), кроме того, краевые швы и их разрывное оперение, а также краевые поднятия.
Степень новообразования определяется тем, что среди сейсмогенерирующих структур преобладают такие, в которых не все элементы заложены одновременно. Обычно наблюдается чередование древних и новообразованных элем
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.