научная статья по теме СОВРЕМЕННЫЕ ГОРИЗОНТАЛЬНЫЕ ДВИЖЕНИЯ И СЕЙСМИЧНОСТЬ ЮЖНОЙ ЧАСТИ БАЙКАЛЬСКОЙ ВПАДИНЫ (БАЙКАЛЬСКАЯ РИФТОВАЯ СИСТЕМА) Геофизика

Текст научной статьи на тему «СОВРЕМЕННЫЕ ГОРИЗОНТАЛЬНЫЕ ДВИЖЕНИЯ И СЕЙСМИЧНОСТЬ ЮЖНОЙ ЧАСТИ БАЙКАЛЬСКОЙ ВПАДИНЫ (БАЙКАЛЬСКАЯ РИФТОВАЯ СИСТЕМА)»

ФИЗИКА ЗЕМЛИ, 2014, № 6, с. 70-79

УДК 528.481:551.24(571.53/55+517)

СОВРЕМЕННЫЕ ГОРИЗОНТАЛЬНЫЕ ДВИЖЕНИЯ И СЕЙСМИЧНОСТЬ ЮЖНОЙ ЧАСТИ БАЙКАЛЬСКОЙ ВПАДИНЫ (БАЙКАЛЬСКАЯ РИФТОВАЯ СИСТЕМА)

© 2014 г. В. А. Саньков1,2, А. В. Лухнев1, А. И. Мирошниченко1, А. А. Добрынина1, С. В. Ашурков1, Л. М. Бызов1, М. Г. Дембелов3, Э. Кале4, Ж. Девершер5

Институт земной коры СО РАН, г. Иркутск, Россия 2Иркутский государственный университет, г. Иркутск, Россия 3Институт физического материаловедения СО РАН, г. Улан-Удэ, Россия e-mail: sankov@crust.irk.ru 4Ecole Normale Supérieure, Paris, France 5Universite de Bretagne Occidentale, Brest, France Поступила в редакцию 01.07.2013 г.

В работе анализируются данные о современных горизонтальных движениях и деформациях центральной и южной части Байкальской впадины и их соотношение с современной сейсмичностью. На основе долговременных измерений на Байкальском геодинамическом GPS-полигоне уточнена скорость дивергенции Сибирского и Забайкальского блоков, которая составляет 3.4 ± 0.7 мм/год в юго-восточном направлении (130°). Это коррелирует с параметрами долговременной составляющей растяжения, определенной по геологическим данным, и с направлением растяжения по сейсмологическим данным. Распределение скорости смешений вкрест простирания рифтовой впадины с постепенным ее ростом от одного блока к другому указывает на нежесткое поведение континентальных литосферных плит на дивергентной границе. Около 30% (1.0—1.5 мм/год) общего роста скорости приходится на Байкальскую впадину. Скорость деформации в пределах впадины достигает 3.1 х 10-8 год-1 и постепенно уменьшается в обе стороны поперек структуры. Характер распределения скорости горизонтальных движений на Байкальской дивергентной границе между Евразийской и Амурской плитами отвечает модели пассивного рифтогенеза. Зоны высокоградиентного рельефа и повышенной сейсмической активности располагаются в пределах зоны современных деформаций, а скорость реализации сейсмического момента находится в прямой зависимости от скорости деформации. При этом скорость реализации сейсмического момента составляет первые проценты от скорости накопления геодезического момента, рассчитанного с применением подхода Дж. Андерсона [Anderson, 1979]. Используя соответствие графиков скорости накопления геодезического момента и реализации сейсмического момента для землетрясений М > 5.0 за исторический и инструментальный периоды наблюдений, сделана попытка расчета текущего уровня сейсмической опасности для Южно-Байкальской впадины, соответствующего землетрясению с М = 7.5-7.6.

DOI: 10.7868/S0002333714060076

1. ВВЕДЕНИЕ

Байкальская впадина является ядром Байкальской рифтовой системы, местом зарождения последней, что следует из работ последних десятилетий [Логачев, 2001; Мац и др., 2001]. С точки зрения тектонофизики разломобразования этот сегмент рифтовой системы максимально приближен к зрелой стадии развития, когда литосфера разрушается на всю мощность, и образуется единый магистральный шов [Шерман и др., 1991].

Соответственно, кинематика движений на такой структуре наилучшим образом отвечает кинематике движений разделяемых ею блоков. Таким

образом, изучение современной кинематики

Байкальской впадины имеет важное значение для установления закономерностей региональ-

ной геодинамики Азиатского континента. Знание параметров движений блоков является необходимым элементом для решения вопроса об источнике тектонических сил, приводящих к развитию Байкальского рифта. Ранее последовательно предлагались модели пассивного [Molnar, Tapponier, 1975; Petit et al., 1996; Леонов, 2001; и др.] и активного [Logatchev, Zorin, 1987] рифтогенеза, модель, сочетающая оба механизма [Логачев и др., 2000], а затем вновь модель с доминированием активного механизма рифтогенеза под воздействием локального мантийного источника [Зорин, Турутанов, 2005; Зорин и др., 2006] или гравитационной неустойчивости осадков [Голь-дин и др., 2006]. До настоящего времени исследователи не пришли к единому мнению по поводу источника Байкальского рифтогенеза, хотя от-

четливо наблюдается тенденция к сближению точек зрения представителей противоположных взглядов [Логачев, 2001]. Дополнительные аргументы в пользу той или иной гипотезы могут предоставить данные измерений современных движений методом спутниковой геодезии, которые в последнее время стали одним из мощных инструментов геодинамических исследований, дающих количественную основу для определения граничных условий любых построений. Кроме того, эти данные могут быть использованы для оценки скорости накопления упругой тектонической энергии в литосфере для сопоставлений с показателями реализации энергии в виде сейсмических событий.

2. НЕОТЕКТОНИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА И СЕЙСМИЧНОСТЬ БАЙКАЛЬСКОЙ ВПАДИНЫ

Байкальская впадина представляет собой полуграбен, вытянутый в северо-восточном направлении вдоль края Сибирской платформы. Контраст в мощности и свойствах литосферы платформы и складчатой области обеспечил концентрацию деформаций вдоль их контакта. В деталях во впадине выделяют два крупных (Южно-Байкальская и Северо-Байкальская впадины), а внутри них — нескольких более мелких седиментационных бассейнов, которые ограничены разломами и разделены перемычками [Levi et al., 1997; Логачев, 2001; и др.]. На юге Южно-Байкальская впадина субширотного простирания ограничена с севера Обручевским разломом (см. рис. 1). Разлом имеет крутое (70°) падение на юг и представляет собой сдвиго-сброс с левосторонней горизонтальной компонентой смещения. Северо-восточнее истока р. Ангары разлом замыкает эту часть впадины, продолжаясь через котловину озера к южной части дельты р. Селенги. Мощность рыхлых отложений во впадине составляет около 7000 м [Хатчинсон и др., 1996]. Другая ветвь разлома продолжается на СВ вдоль берега оз. Байкал до Приольхонского блока, ограничивая впадину с ЗСЗ. Здесь ответвляется Морской (Ольхонский) разлом СВ простирания, прослеживающийся вдоль крутого подводного уступа, ограничивающего с ЮВ Приольхонский и Ольхонский блоки, а также подводный горст Академического хребта. К зоне Морского разлома приурочены максимальные глубины озера — более 1500 м, а мощность осадков в северной части Южно-Байкальской впадины по данным сейсмического профилирования составляет 8000 м [Хатчинсон и др., 1992]. Разлом имеет крутое падение 60°—70° в верхней части и выполаживается до 35° на глубине 10 км. Существуют различные интерпретации разреза осадочных отложений Байкальской впадины. Ряд исследователей считает, что в нижней части присутствуют мезозойские осадки [Крылов

104° 54° 1

106° 108° 110° 112°

54°

52°

50°

104

Рис. 1. Схема разломов и поле скоростей современных горизонтальных движений Байкальской впадины по данным измерений на Байкальском ОР8-по-лигоне за 1994—2007 гг. Толстыми линиями показаны главные сейсмоактивные разломы, тонкими — второстепенные. Цифрами в кружочках обозначены разломы: 1 — Обручевский, 2 — Морской, 3 — Северо-Бай-кальский и 4 — Баргузинский. ЮБ — Южно-Байкальская впадина, СБ — Северо-Байкальская впадина. Векторы скорости смещений пунктов относительно Сибирской платформы показаны с эллипсами 95% доверительного интервала. Пункты постоянных измерений показаны звездочками, а полевые пункты — треугольниками. Черными треугольниками показаны пункты долговременных измерений, белыми — со временем измерений 4 года и менее. Рядом с пунктами указаны аббревиатуры их названий и значения скорости движений в мм/год. Пунктирными линиями показаны профили 1—3.

и др., 1995]. Другие приходят к заключению, что нижнюю часть толщи слагают осадочные комплексы палеозоя [Суворов, Мишенькина, 2005]. Для дальнейших построений важно, что максимальные вертикальные смещения и мощности кайнозоя приурочены к Обручевскому и Морскому разломам. Существенно менее активной является зона Приморского разлома, ограничивающей с СЗ Приольхонский блок, максимальная амплитуда вертикальных смещений вдоль которой не превышает 500 м.

Распределение эпицентров землетрясений внутри Южно-Байкальской впадины неравномерно (рис. 2). Судя по нему, наибольшей современной сейсмической активностью характеризуются те же два разлома — Обручевский и Морской (рис. 1). Цепочки эпицентров, более концентрированные на юге и размазанные по впадине на севере, трассируются вдоль трасс указанных дизъюнктивов. Дополнительно к ним выделяются полосы эпицентров ближе к восточному борту впадины, трассируя, возможно, второстепенные активные структуры [Суворов, Тубанов, 2008]. Согласно данным [Радзими-нович, 2002], распределение гипоцентров земле-

о

104° 54° I

106° 108° 110° 112°

54°

52°

50°

52°

Забайкальский блок

* . .

104°

106° 108°

110°

50° 112°

ры (ц), площадь разрыва (Ae) и среднее смещение в очаге [Brune, 1968]:

M0 = pAeD.

(1)

Рис. 2. Поле эпицентров землетрясений Южно-Байкальской впадины за 1960—2007гг. с Кр > 9 (по данным БФ ГС СО РАН).

трясений указывает на планарный тип главных разломов в Южно-Байкальской впадине и возможное выполаживание Морского разлома на глубину.

Удобным параметром для представления пространственного распределения сейсмической активности является суммарный сейсмический момент ЪМ0 (Дж). Сейсмический момент, М0, в терминах параметров очага землетрясения определяется через средний модуль сдвига земной ко-

Предполагается, что, как и во многих регионах мира [Working Group..., 1995; Koravos et al., 2003; Pancha et al., 2005; и др.], скорость реализации сейсмического момента связана со скоростью деформации земной коры.

Для расчета сейсмического момента каждого конкретного землетрясения мы применили корреляционную зависимость между сейсмическим моментом и энергетическим классом М0(Кр), полученную для землетрясений Байкальской рифтовой системы с 9.1 < Кр < 15.7 по амплитудным спектрам Фурье объемных поперечных волн lg M0 ± 0.60 = = 1.03^p + 3.17 [Добрынина, 2009]. Карта распределения суммарного сейсмического момента в Байкальской впадине за период инструментальных наблюдений за сейсмичностью с 1963 по 2008 гг. (данные БФ ГС СО РАН) получена с осреднением 20 х 20 км (рис. 3). Величина я

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