научная статья по теме БЛОКОВЫЕ СТРУКТУРЫ И КИНЕМАТИКА ЗАПАДНОЙ ЕВРАЗИИ ПО ДАННЫМ GPS Геология

Текст научной статьи на тему «БЛОКОВЫЕ СТРУКТУРЫ И КИНЕМАТИКА ЗАПАДНОЙ ЕВРАЗИИ ПО ДАННЫМ GPS»

ГЕОТЕКТОНИКА, 2007, № 1, с. 30-42

УДК 5512435(4+5-15)

БЛОКОВЫЕ СТРУКТУРЫ И КИНЕМАТИКА ЗАПАДНОЙ ЕВРАЗИИ

ПО ДАННЫМ GPS

© 2007 г. Ю. Г. Гатинский1, Д. В. Рундквист1, Ю. С. Тгопкин

Государственный геологический музей им. ВИ. Вернадского РАН, 125009, Москва, ул. Моховая, 11, корп. 2 2Геофизический центр РАН, 117296, Москва, ул. Молодежная, 1 Поступила в редакцию 25.01.2006 г.

2

Между Северо-Евразийской, Аравийской и Африканской литосферными плитами выделены Аль-пийско-Иранская и Северо-Африканско-Апулийская транзитные зоны. Они состоят из преимущественно коровых блоков, ограниченных сейсмоактивными разломами и характеризующихся современной разнонаправленной подвижностью по данным спутниковой геодезии. Измеренные горизонтальные перемещения наиболее крупных блоков в системе ITRF сопоставлены с движениями главных литосферных плит по модели NNR-NUVEL-1A. Расхождения между ними связаны с деформацией блоков в транзитных зонах под влиянием взаимодействия плит, что подтверждается также анализом относительных перемещений блоков. Близкое совпадение измеренных и модельных скоростей горизонтальных движений на пунктах Западной Европы за пределами Альп позволяет продолжить Северо-Евразийскую плиту к западу от Рейнских грабенов. Рассмотрены системы внутри-плитных активных разломов и обсуждена проблема глубины расположения поверхности, по которой происходят горизонтальные подвижки блоков.

ВВЕДЕНИЕ

Проблема латеральной дискретности литосферы является одной из основных в науках о Земле [2, 5, 17]. Особый интерес представляет выявление делимости литосферы на следующем иерархическом уровне после разделения ее на главные литосферные плиты. Западная часть Евразии в большинстве схем рассматривается как входящая в состав Евразиатской и Аравийской литосферных плит. Анализ сейсмичности, активных разломов и материалов спутниковой геодезии на основе геолого-геофизических баз данных электронного геодинамического глобуса привел к необходимости пересмотра границ Евразиатской плиты. В качестве относительно монолитной литосферной структуры в пределах Евразии была выделена только северная часть континента [1, 2, 12, 21, 23]. Эта плита названа СевероЕвразийской в отличие от Евразиатской, выделявшейся и выделяющейся в настоящее время в большинстве плейт-тектонических схем. СевероЕвразийская плита оконтурена со всех сторон зонами сейсмичности различной интенсивности и активными разломами, проходящими вдоль подводного хребта Гаккеля, горной системы Черского и Южного Верхоянья, Станового хр., Байкальской рифтовой системы и Алтае-Саянской области, Северного Тянь-Шаня, Памира, Гиндукуша и Копетдага, Кавказа, Северной Анатолии, Родоп, Карпат, Восточных и Западных Альп.

В предыдущих работах [2, 11, 12, 21] СевероЕвразийская плита как относительно целостная

структура ограничивалась с запада Рейнскими грабенами и акваторией, прилегающей к Скандинавии, с выделением многочисленных блоков в пределах Западной и Центральной Европы по обе стороны от упомянутой границы (рис. 1). Это предположение базировалось, прежде всего, на сейсмических и структурных данных. Детальный анализ векторов горизонтальных движений земной коры на этой территории, подобный тому, что был выполнен нами ранее для Центральной и Восточной Евразии [4, 22], позволил уточнить геодинамическую схему западной части континента и распространить Северо-Евразийскую плиту далее на запад. Большинство систем сейсмоактивных разломов на этой территории, которые ранее рассматривались нами как границы самостоятельных блоков, проникают на различные расстояния в пределы плиты, не приводя к полному нарушению ее сплошности.

Между Северо-Евразийской плитой, с одной стороны, Аравийской и Африканской плитами, с другой, по геологическим и сейсмическим данным рядом исследователей [15, 24 и др.] выделяются протяженные пояса повышенной поздне-четвертичной - современной тектонической активности и деформаций, названные авторами транзитными зонами [3, 23]. В Западной Евразии они относительно узкие по сравнению с более широкими в восточной и центральной частях континента [4]. Это зоны Альпийско-Иранская, проходящая через Средний и Ближний Восток, Бал-кано-Эгейский регион, Динариды, Карпаты и Альпы, и Северо-Африканско-Апулийская, охва-

10° з.д

Рис. 1. Предварительная схема блокового деления Западной Евразии по результатам анализа сейсмичности и геологических данных [2, 12]

Жирная пунктирная линия - граница Северо-Евразийской плиты, тонкие линии - границы блоков, пунктир - предполагаемые границы. Точками показаны эпицентры землетрясений с М > 4 [29]. Цифрами обозначены блоки: 1 - Североморский, 2 - Южно-Норвежский, 3 - Ютландский, 4 - Франко-Британский, 5 - Баварский, 6 - Богемский, 7 - Акви-танский, 8 - Западно-Альпийский, 9 - Центрально-Альпийский, 10 - Восточно-Альпийский, 11 - Паннонский, 12 - Мё-зийский-Западно-Черноморский, 13 - Иберийский, 14 - Альборанский, 15 - Сардинский, 16 - Тирренский, 17 -Северо-Адриатический, 18 - Салентинский, 19 - Южно-Динарский, 20 - Родопский, 21 - Северо-Анатолийский, 22 -Восточно-Черноморский-Западно-Кавказский, 23 - Восточно-Кавказский, 24 - Риф-Рабатский, 25 - Западно-Ма-грибский, 26 - Восточно-Магрибский, 27 - Восточно-Средиземноморский, 28 - Эгейский, 29 - Мендерес, 30 - Восточно-Анатолийский, 31 - Малокавказский, 32 - Южно-Каспийский, 33 - Центрально-Иранский, 34 - Лут, 35 - Афганский

тывающая восточную часть Средиземного моря, север Магриба, восток Апеннинского п-ова и Адриатику (рис. 2). В их строении участвуют блоки различных размеров, ограниченные сейсмоактивными разломами и характеризующиеся современной разнонаправленной подвижностью. Наиболее крупными среди блоков являются Центрально-Иранский, Анатолийский, Эгейский, Паннонский, Апулийский, Восточно-Средиземноморский. В результате привлечения данных по активным разломам, приведенных в работах [14, 16], ряд мелких блоков были объединены нами с более крупными, а положение границ других блоков было уточнено (сравни рис. 1 и 2).

Ниже будет показано, что дает изучение современных движений земной коры для расшифровки геодинамики Западной Евразии. Отметим сразу, что нас будут интересовать не только "абсолютные" горизонтальные движения блоков в пределах транзитных зон в системе ITRF (напомним, что система ITRF связана с центром масс Земли), но и их относительные перемещения, поскольку именно эта информация позволяет оценить деформацию (степень кинематической свободы) структурных элементов. В качестве источ-

ника данных о современных движениях земной коры использовался сайт, созданный в ГЦ РАН [25], на котором собраны данные спутниковой геодезии из различных Интернет-сайтов и публикаций. Специальный раздел работы посвящен системам внутриплитных активных разломов, лишь частично нарушающих литосферные плиты и отдельные блоки, но не ограничивающих их полностью.

Целесообразно также сделать некоторые замечания относительно используемой ниже терминологии и степени применимости данных спутниковой геодезии. Выражения типа "блок движется относительно Евразийской плиты/соседних блоков с такой-то скоростью по такому-то азимуту" нельзя понимать буквально, в смысле движения твердого тела. Говоря об этом, мы имеем в виду, что пункты GPS измерений, расположенные на данном блоке, испытывают соответствующие смещения. Однако эти смещения могут проявляться в деформациях материала коры, в медленных локальных подвижках по границам блоков и по бортам разломов внутри блока и, наконец, в сдвигах, надвигах и раздвигах, связанных с землетрясениями. Другое выражение, которое требует пояснений, - "скорости относительно такого-то блока".

А/1 А/2 ЛЛ АЛ Л/^'\/б л/7

Рис. 2. Схема современного геодинамического строения Западной Евразии и прилегающих территорий 1 - границы литосферных плит; 2 - то же предполагаемые; 3 - границы транзитных зон; 4 - то же предполагаемые; 5 - границы блоков в пределах транзитных зон; 6 - то же предполагаемые; 7 - основные системы активных внутри-плитных тектонических нарушений. Серые тонкие линии - разломы и границы структур на основе электронного геодинамического глобуса, составленного в ГГМ РАН. Цифрами обозначены блоки: 1 - Западно-Альпийский, 2 - Восточно-Альпийский, 3 - Паннонский, 4 - Апулийский, 5 - Динарский, 6 - Эгейский, 7 - Родопо-Синопский, 8 - Менде-рес, 9 - Анатолийский, 10 - Восточно-Понтийский, 11 - Западно-Кавказский, 12 - Восточно-Кавказский, 13 -Малокавказский, 14 - Южно-Каспийский, 15 - Рабатский, 16 - Магрибский, 17 - Центрально-Средиземноморский, 18 - Восточно-Средиземноморский, 19 - Центрально-Иранский, 20 - Лут, 21 - Афганский, 22 - Пенджабский, 23 - Па-мирский, 24 - Гималайский

При этом имеется в виду, что для этого блока строится модель его движения как абсолютно твердого тела, и скорости относительно этого блока определяются по методике, описанной в [4].

Необходимо подчеркнуть, что данные GPS и других методов космической геодезии дают смещение точек на самой поверхности плит и блоков. Поэтому регистрируемые смещения одних пунктов относительно других не всегда можно интерпретировать как результат их принадлежности к разным блокам. При построении модели блоковой структуры региона мы, в первую очередь, ориентировались на результаты изучения сей-

смичности, активных разломов и других геолого-геофизических данных. И лишь вслед за этим построенная схема проверялась и уточнялась по данным о современных движениях земной коры с внесением необходимых корректив.

АЛЬПИЙСКО-ИРАНСКАЯ ТРАНЗИТНАЯ ЗОНА

Начнем наш анализ с восточной части этой транзитной зоны, расположенной между Аравийской и Северо-Евразийской плитами. Здесь в пределах Ближнего и Среднего Востока выделяются

Рис. 3. Векторы скоростей современных горизонтальных движений в пределах Центрально-Иранского блока и его окружения

Черные стрелки - измеренные скорости в системе ITRF [27], серые стрелки - скорости по модели NNR-NUVEL-1A. Черный пунктир - границы Аравийской плиты, принятые в данной работе, серые линии - границы плит по модели NNR-NUVEL-lA, сплошная толстая линия - граница блока

блоки (с запада на восток): Анатолийский, Во-сточно

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