научная статья по теме СОВРЕМЕННАЯ КИНЕМАТИКА МИКРОПЛИТ В ЧЕРНОМОРСКО-ЮЖНО-КАСПИЙСКОМ РЕГИОНЕ Геофизика

Текст научной статьи на тему «СОВРЕМЕННАЯ КИНЕМАТИКА МИКРОПЛИТ В ЧЕРНОМОРСКО-ЮЖНО-КАСПИЙСКОМ РЕГИОНЕ»

ОКЕАНОЛОГИЯ, 2004, том 44, № 4, с. 600-610

МОРСКАЯ ГЕОЛОГИЯ ^

УДК 551.465

СОВРЕМЕННАЯ КИНЕМАТИКА МИКРОПЛИТ В ЧЕРНОМОРСКО-ЮЖНО-КАСПИЙСКОМ РЕГИОНЕ

© 2004 г. В. Г. Казьмин1, Л. И. Лобковский1, Б. Г. Пустовитенко2

1Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН, Москва 2Отделение сейсмологии НАН Украины, Симферополь Поступила в редакцию 04.04.2003 г.

В результате коллизии Аравии с Евразией ширина Альпийского пояса в Кавказском сегменте (500600 км) значительно меньше, чем в районах к западу и к востоку от него (800-1000 км). Ось максимального сжатия в Закавказье совпадает с треугольным блоком, ограниченным Гарни-Алаварским и Ахурянским сдвигами [35]. Далее эта ось проходит в районе максимального сближения Аджаро-Триалетии и Большого Кавказа, а затем отклоняется к востоку, проходя через Дагестанский клин. Коровые блоки выталкиваются к западу и к востоку от оси, соответственно в сторону Черноморской и Южно-Каспийской впадин. Один из таких блоков - Восточно-Черноморская микроплита (ВЧМ) - имеет компрессионную границу на севере (Южно-Крымский надвиговый фронт), транс-прессионную - на северо-востоке (фронт надвигов Большого Кавказа) и сдвиговые ограничения на юго-востоке, юге и западе (соответственно Северо-Восточный Анатолийский, Северо-Анатолий-ский и Западно-Крымский разломы). С компрессионной и транспрессионной границами связано образование надвиговых чешуй в олигоцен-четвертичных отложениях передовых прогибов Сорокина и Туапсинском. Надвиги резко обрываются у Западно-Крымского разлома (левого сдвига). К западу от него северная и северо-западная пассивные окраины Черного моря остаются не затронутыми современными деформациями сжатия. Предложена интерпретация, согласно которой ВЧМ выталкивается в северо-западном направлении и вращается против часовой стрелки. С границами ВЧМ совпадают пояса высокой сейсмичности, в то же время внутриплитная область слабо сейсмична или асейсмична. Выталкивание блоков в сторону Южно-Каспийской впадины (ЮКВ) как со стороны Кавказа, так и со стороны Копетдага подтверждается структурными данными [5], а также решениями фокальных механизмов в очагах землетрясений. Сжатие ЮКВ в широтном направлении возможно приводит (или по крайней мере стимулирует) поддвиг Южно-Каспийской литосферы в зоне Апшеронского порога и отодвигание к югу Эльбурсской дуги.

ВВЕДЕНИЕ

Сближение Аравии с Евразией со скоростью около 24 мм/г [20, 21] приводит к сильному горизонтальному сокращению в Кавказском сегменте Альпийского складчатого пояса. Ширина сегмента составляет 500-600 км, в то время как к западу и к востоку от него пояс расширяется до 800-1000 км (рис. 1 и 2), главным образом за счет реликтов мезозой ско-кайнозойских задуговых бассейнов: Черноморского и Южно-Каспийского. Ось максимального сжатия (ОМС) проходит через район к востоку от оз. Ван в Закавказье, где она совпадает с клинообразным блоком, ограниченным Ахурянским и Гарни-Алаварским сдвигами [35]. Севернее ОМС отклоняется к северо-востоку, проходя через зону максимального сближения Закавказского массива и Большого Кавказа и далее через Дагестанский клин на северном склоне Большого Кавказа. В отличие от остальной части северного склона, здесь отмечается вдвигание большекавказских структур в осадки Терско-Ка-спийского прогиба, т.е. в северном направлении [12]. Можно ожидать, что к западу и к востоку от

30° 40° 50° 60°

Рис. 1. Кавказский сегмент Альпийского пояса между Аравией и Евразией.

1 - Альпийский складчатый пояс; 2 - океанская или тонкая континентальная кора в реликтовых задуговых бассейнах Черного моря и Южного Каспия; 3 -главные надвиговые фронты; 4 - направление движения относительно Евразии. Цифры: 1 - Северная Аравия (вектор сближения с Евразией по БеМе18 е1 а1., [20]); 2 - Закавказье (положение блока между Гарни-Алаварским и Ахурянским разломами); 3- Дагестанский клин.

Рис. 2. Современная кинематика микроплит в Черноморско-Кавказском регионе.

1 - сдвиг; 2 - взбросы, надвиги; 3 - сбросы (а), прочие разломы (б); 4 - вектор движения относительно Евразии; 5 -пассивная окраина Черного моря.

Буквенные обозначения: АЗ - Апшеронская зона; АНТ - Аджаро-Триалетский надвиг; БНФ - Битлисский фронт надвигов; ВАР - Восточно-Анатолийский разлом; ВЧМ - Восточно-Черноморская микроплита; ЗКР - Западно-Крымский разлом; КД - Копетдаг; ЛЗР - Левантийская зона разломов; НБ - фронт надвигов Балкана; НБК - фронт надвигов Большого Кавказа; САР - Северо-Анатолийский разлом; СВАР - Северо-Восточный Анатолийский разлом; СЗР - Современный Загросский разлом; ЭБД - Эльбурсская дуга; ЮКМ - Южно-Каспийская микроплита.

ОМС происходит выталкивание блоков в сторону областей меньшего сжатия и сокращения. Действительно этот процесс доминирует в Западной Турции и, в меньшей степени, проявлен в Иране.

Наиболее масштабным является выталкивание к западу Анатолийской микроплиты, ограниченной правым Северо-Анатолийским и левым Восточно-Анатолийским сдвигами [33; 16, 17; 19]. Движение микроплиты характеризуется как вращение против часовой стрелки вокруг полюса на Синайском полуострове. По данным GPS смещение по Северо-Анатолийскому и Восточно-Анатолийскому разломам происходит со скоростями 26 и 14-19 мм/г соответственно [19]. К востоку от ОМС выталкивание блоков определяется смещениями по Главному современному разлому Загро-

са (правый сдвиг), Араксинскому разлому (левый сдвиг), а также по нескольким менее крупным сопряженным левым и правым сдвигам, характеризующимся высокой сейсмичностью [28].

Ранее было высказано предположение о том, что боковое выталкивание блоков характерно для южной зоны конвергентного пояса между Аравией и Евразией (Турция, Западный Иран), в то время как для северной зоны (Большой Кавказ) характерно поперечное сокращение за счет надвигов и, возможно, пластической деформации [27]. Между этими отчетливо выраженными зонами, отражающими "разделение напряжений" (partition of stresses), предполагалось существование зоны с переходным режимом. В последние годы было показано, что боковое выталкивание блоков является ведущим процессом и в переход-

Рис. 3. Восточно-Черноморская микроплита. 1 - складчатые пояса; 2 - пассивная окраина; 3 - передовой прогиб; 4 - главный надвиговый фронт; 5 -сдвиг; 6 - сброс; 7 - направление вращения Восточно-Черноморской микроплиты. Буквенные обозначения: АМП - Анатолийская микроплита; АТ - Аджа-ро-Триалетский надвиг; ВП - Восточные Понтиды; ЗКР - Западно-Крымский разлом; ЗП - Западные Понтиды; КГ - Каркинитский грабен; ПС - Прогиб Сорокина; САР - Северо-Анатолийский разлом; СВАР - Северо-Восточный Анатолийский разлом; ТП - Туапсинский прогиб; ЮК - Южно-Крымский террейн.

ной зоне, включающей Восточно-Черноморский бассейн (ВЧБ), Закавказье и Южно-Каспийскую впадину (ЮКВ) [5, 30]. Здесь, однако, масштабы латеральных перемещений значительно меньшие, чем в южной зоне. В настоящей статье анализируется геометрия движений блоков в ВЧБ и ЮКВ.

СОВРЕМЕННАЯ КИНЕМАТИКА ВОСТОЧНО-ЧЕРНОМОРСКОГО БАССЕЙНА

Рассматриваемый район включает Восточно-Черноморский бассейн, часть Закавказья и Восточной Турции между фронтом надвигов Большого Кавказа и Северо-Восточным Анатолийским раломом, а также часть Восточных Понтид к северу от Северо-Анатолийского разлома (рис. 3). Сейсмические (рис. 4) и структурные данные позволяют выделить здесь Восточно-Черноморскую микроплиту (ВЧМ) с четко выраженными границами.

Северной границей микроплиты является крупнейший надвиговый фронт, отделяющий складчатый пояс Большого Кавказа от Закавказского массива. Фронт образован несколькими сближенными взбросами и надвигами, имеющими северо-западное (310°) проостирание. В районе Сочи фронт пересекает береговую линию Черного моря и продолжается вдоль верхней части континентального склона до Таманского полуострова. Здесь простирание надвигов резко изменяется на субширотное и прослеживается вдоль подножия континентального склона Крыма. Пе-

ред надвиговым фронтом Кавказа и Крыма в акватории Черного моря расположены передовые прогибы Туапсинский и Сорокина, образовавшиеся в ходе позднеэоценовой фазы складчатости и развивающиеся вплоть до настоящего времени. Олигоцен-четвертичные отложения, заполняющие прогибы, образуют систему пологих надви-говых чешуй с южной (Крым) или юго-западной (Кавказ) вергентностью. С надвигами связаны асимметричные антиклинали, в ядрах которых развиваются глиняные диапиры. Последние иногда заметно деформируют морское дно, что говорит о продолжающемся росте этих структур (рис. 5). В целом структура представляет собой аккреционную призму, формирующуюся за счет срыва осадков с ВЧМ, пододвигающейся под Кавказ и Крым. Сейсмические профили подтверждают, что олигоцен-четвертичные отложения отделены поверхностями срыва полого погружающимися в сторону сопредельных складчатых сооружений [31].

Поддвиг ВЧМ с одной стороны приводит к некомпенсированному поднятию северо-западного Кавказа и, в особенности, Крыма, с другой - к эластичному изгибу пододвигающейся микроплиты и образованию передовых прогибов. В то же время неглубокое положение эпицентров землетрясений [15, см. также рис. 4.] и отсутствие магматизма говорят об ограниченном масштабе под-двига.

Решения фокальных механизмов в очагах землетрясений для северо-западной части Больше-кавказского фронта надвигов говорят о сочетании взбросовых и сдвиговых смещений (рис. 6). О значительной, возможно ведущей роли сдвига в этой части фронта указывали ранее Коронов-ский с соавторами [7]. Вардапетян [1] показал, что вектор конвергенции ложа Черного моря и Кавказа ориентирован косо по отношению к Большекавказскому фронту надвигов, т.е. обстановка характеризуется условиями транспрессии. В то же время сближение с Крымом имеет ортогональный характер, что отражается в большей концентрации очагов землетрясений (рис. 4) и в более интенсивном, чем на северо-западном Кавказе, поднятии Крымских гор.

Система надвигов Южно-Крымского аккреционного клина резко обрывается на линии Западно-Крымского разлома, проходящего в ССЗ направлении к западу от Крымского полуострова. Данный разлом прослеживается на Одесском шельфе, где он выступае

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