ДОКЛАДЫ АКАДЕМИИ НАУК, 2013, том 452, № 5, с. 558-561
= ГЕОФИЗИКА :
УДК 551.24.248.2
СОВРЕМЕННЫЕ ГЕОДИНАМИЧЕСКИ АКТИВНЫЕ ЗОНЫ ЦЕНТРАЛЬНОЙ ЧАСТИ ВОСТОЧНО-ЕВРОПЕЙСКОЙ ПЛАТФОРМЫ
© 2013 г. Академик В. В. Адушкин, И. А. Санина, И. С. Владимирова, Ю. В. Габсатаров, Э. М. Горбунова, Г. Н. Иванченко
Поступило 15.05.2013 г.
БО1: 10.7868/80869565213300178
Для идентификации современных геодинамических процессов в структурах центральной части Восточно-Европейской платформы (ВЕП) применен комплексный подход — анализ результатов визуального и автоматизированного дешифрирования мозаики космоснимков ЬАЫВ8АТ в сочетании с данными прецизионных измерений горизонтальных компонент скоростей смещений опорных пунктов ОР8-наблюдений. Используемый подход позволил оценить современную активность геологических структур и выделить зоны повышенной геодинамической неустойчивости.
Для анализа морфоструктур и геодинамической обстановки территории была составлена космотек-тоническая схема центральной части ВЕП с использованием программного пакета ЬБ88А [1] и данных по глубинному строению земной коры [2] (рис. 1). На схеме выделены системы разнонаправленных протяженных линеаментов, составляющие интегральный структурный рисунок, отражающий сложную историю геологического развития региона. Глубинные дизъюнктивы фундамента на поверхности часто проявляются в виде локализованных деформаций и зон сгущения трещиноватости. Реологические свойства осадочных пород предопределяют "рассеивание" межблоковых границ фундамента (разломов) [3].
Ориентировка протяженных линеаментов и линеаментных форм центральной части ВЕП отражает блоковое строение фундамента и фрагментарно трассирует погребенные структуры, активизированные на неотектоническом этапе. На рис. 1 видно, что основные линеаментные зоны ориентированы по направлениям ЮЗ—СВ и ЮВ—СЗ и связаны с первичной регматической делимостью земной коры, преобразованной тектоническими процессами. Субширотные и суб-
Институт динамики геосфер Российской Академии наук, Москва Геофизическая служба
Российской Академии наук, Обнинск Калужской обл.
меридиональные линеаменты имеют подчиненное значение [4]. Выделенная протяженная Москворецко-Рязанская линеаментная зона ЮВ—СЗ простирания состоит из серии субпараллельных протяженных линеаментов и соответствует положению границ переходной зоны на уровне осадочного чехла и межблоковой зоны ко-рово-мантийного заложения ЮВ—СЗ простирания, косвенно свидетельствуя о геодинамической активности отдельных участков, проявляющейся на разновозрастных структурных планах [5].
Прецизионные измерения смещений точек земной поверхности получены с использованием технологии ГНСС-наблюдений (глобальных навигационных спутниковых систем). Для получения оценок координат и скоростей пунктов GPS-наблюдений применялся специализированный программный пакет GAMIT/GLOBK [6]. Данный пакет широко используется в мировой практике для обработки первичных измерений GPS с целью получения высокоточных (с точностью 1—2 мм) оценок координат наблюдательных пунктов в геоцентрической системе координат, реализацией которой является отсчетная основа ITRF (International Terrestrial Reference Frame) [7].
Всего в работе использованы данные 11 станций GPS-наблюдений, расположенных на территории ВЕП и обрамляющих ее регионов (рис. 2). Ежесуточные высокоточные оценки координат всех станций были сформированы во временные ряды, максимальная протяженность которых составила около 13 лет (01.01.2000-20.10.2012), минимальная — около 2 лет. Скорость смещения пункта на земной поверхности в геоцентрической системе отсчета определяется движением подстилающей литосферной плиты, на фоне которого возможно проявление региональных деформационных процессов. Поэтому для изучения этих процессов из скоростей пунктов GPS вычитается скорость соответствующей литосферной плиты. Для того чтобы исключить появление мнимых деформаций, возникающих вследствие смещения центра отсчетной основы ITRF по отношению к
СОВРЕМЕННЫЕ ГЕОДИНАМИЧЕСКИ АКТИВНЫЕ ЗОНЫ
559
Рис. 1. Космотектоническая схема центральной части ВЕП: 1 — сбросы главные; 2 — сбросы второстепенные; 3 — разломы разного порядка; 4 — протяженные линеаменты; 5 — линеаментные формы; 6 — ОР8-станции: МСУО — Менде-леево, МОБК — Обнинск, ZWEN — Звенигород (здесь и на рис. 2 стрелка — направление и скорость смещения горизонтальной компоненты относительно Евразийской литосферной плиты, мм/год; скорости указаны вместе с доверительными эллипсами уровня одной среднеквадратической ошибки).
40 80 120
Изогипсы поверхности фундамента, км
I I I I I I I I 1
0 -0.5 -1.0 -1.5 -2.0 -2.5 -3.0 -3.5 -4.0 >-4.0 км
центру масс Земли, в полученные геодезические данные вносится соответствующая поправка [8].
Многолетние наблюдения на опорных СРВ-станциях, расположенных в срединных частях литосферных плит, в частности на территории ВЕП, свидетельствуют об относительно высокой стабильности этих регионов [8]. Стационарность для каждой станции сезонной компоненты смеще-
ния, имеющей недеформационную природу и связанной с технологией GPS [9], позволяет осуществить ее прямое моделирование при помощи процедуры регрессионного анализа временных рядов [10]. Внесение соответствующей поправки позволило достичь высокой точности (0.3—0.9 мм/год) полученных оценок скоростей смещений пунктов GPS-наблюдений на территории ВЕП.
560
АДУШКИН и др.
Рис. 2. Схема тектонического районирования ВЕП [2], совмещенная с данными скоростей смещения горизонтальных компонент GPS-станций. 1 - граница ВЕП; 2 - граница основных структур; 3 - южная граница Скифской плиты; 4 -докембрийские авлакогены; 5 - палеозойские авлакогены; 6 - GPS-станции: ARTU — Арти, KHAR — Харьков, KSLV - Кисловодск, LOVJ - Ловозеро, MDVO - Менделеево, MOBN - Обнинск, POLV - Полтава, SVTL - Светлое, ZECK - Зеленчукская, ZWEN - Звенигород, VLKZ - Владикавказ.
Пункты наблюдений размещены в разных структурных зонах и блоках ВЕП: в центральной части Русской плиты 3 ОР8-станции в городах Обнинск (МОБ^, Звенигород (ZWEN) и Менделеево (МПУО) (рис. 1) и на периферии 8 СРВ-станций (рис. 2). В соответствии с космотектони-ческой схемой центральной части ВЕП две ОР8-станции ZWEN и МПУО приурочены к одному морфоструктурному блоку, ограниченному протяженными линеаментами.
В районе станции ZWEN отмечается сгущение линеаментных форм, сопряженных с главным сбросом, органичивающим Подмосковный авлакоген. Пункт МПУО тяготеет к Москворецко-Рязанской линеаментной зоне ЮВ—СЗ направления. Третий пункт наблюдений MOBN расположен в пределах протяженной системы субпараллельных линеамен-
тов ЮЗ—СВ простирания, разделяющей блоки с разным линеаментным рисунком: в северо-западном блоке преобладает решетчатый тип, а в юго-восточном — радиально-концентрический.
За период 2000—2012 гг. пункты наблюдений MDVO, ZWEN и MOBN характеризуются горизонтальным смещением в северо-западном направлении. По GPS-станции MDVO, расположенной в пределах Москворецко-Рязанской линеаментной зоны, скорость смещения составляет 0.8 мм/год по простиранию зоны, что косвенно свидетельствует о сдвиговой составляющей структуры. Смещение, зафиксированное GPS-станцией MOBN со скоростью 0.6 мм/год вкрест простирания системы субпараллельных линеаментов ЮЗ—СВ направления, позволяет выделить взбросовую составляющую этой структуры на неотектоническом эта-
СОВРЕМЕННЫЕ ГЕОДИНАМИЧЕСКИ АКТИВНЫЕ ЗОНЫ
561
пе развития. Для пункта наблюдений ZWEN скорость смещения составляет 0.6 мм/год.
Зарегистрированные смещения на GPS-станци-ях ZWEN, MDVO и MOBN косвенно подтверждают современную активность центральной части ВЕП, выраженную в кинематике и направлениях структурно-динамических несогласий, имеющих взбро-сово-сдвиговую природу, связанную с результирующим воздействием обрамляющих региональных геоструктур [11].
Геодинамическая активность краевых и обрамляющих ВЕП геоструктур (Балтийского щита, Уральского орогена, Припятско-Донецкого авла-когена и Скифской плиты) определена по смещениям GPS-станций, расположенных в пределах этих структур (рис. 2). В пункте наблюдения Ло-возеро (LOVJ) зафиксировано горизонтальное смещение со скоростью 0.7 мм/год в северном направлении. По данным GPS-станции "Светлое" (SVTL), приуроченной к зоне сочленения Балтийского щита и Русской плиты, установлено смещение на юг со скоростью 1.0 мм/год. Рассматриваемый пункт наблюдения находится в зоне динамического влияния глубинного разлома сбросового типа, ограничивающего с юга субширотный авлакоген, выделяемый вдоль Финского залива. На фоне общего субмеридионального сжатия ВЕП отмечено смещение данного пункта в южном направлении. Одной из причин разно-направленности движений GPS-станций LOVJ и SVTL, вероятно, является затухающее постгля-циоизостатическое поднятие Балтийского щита.
По GPS-станции "Арти" (ARTU), расположенной в пределах Предуральского краевого прогиба, прослежено горизонтальное смещение в северном направлении со скоростью 0.4 мм/год. Данных, полученных по одному пункту наблюдений, приуроченному к Предуральскому прогибу, выполненному многокилометровой осадочной толщей, недостаточно для оценки влияния Уральского орогена на геодинамическую обстановку ВЕП.
GPS-станции Полтава (POLV) и Харьков (KHAR) находятся в пределах Припятско-Донец-кого авлакогена, разделяющего Воронежский массив и Украинский кристаллический щит. Движение в пункте POLV на северо-запад со скоростью 1.1 мм/год и пункте KHAR на юго-восток со скоростью 0.3 мм/год обусловлено сдвиговой составляющей вдоль краевых разломов, ограничивающих авлакоген.
Наиболее геодинамически активен район молодой Скифской плиты, сопредельной с ВЕП. Согласно данным GPS-станций "Зеленчукская" (ZECK), "Кисловодск" (KSLV) и "Владикавказ" (VLKZ) по обрамляющей ВЕП с юга Скифской
плите прослежено увеличение скорости смещения от 0.8 до 2.9 мм/год и разворот направления движения от север-северо-восточного до северовосточного. Общая картина направлений движений структур ВЕП и ее обрамлений указывает на преобладание латерального давления с юга и юго-запада со стороны Скифской плиты, трансформируемого в предела
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.