Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Геологическая эволюция и современная геодинамика зоны разлома Танлу

ВАК РФ 04.00.04, Геотектоника

Автореферат диссертации по теме "Геологическая эволюция и современная геодинамика зоны разлома Танлу"

И6

я 7 ^ - -

Государственный комитет Российской Федерации но высшему образованию

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ имени М.В.ЛОМОНОСОВА ГЕОЛОГИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ КАФЕДРА ДИНАМИЧЕСКОЙ ГЕОЛОГИИ

На правах рукописи УДК 551.243.8(510)

Тянь Сяочжо ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ЭВОЛЮЦИЯ И СОВРЕМЕННАЯ ГЕОДИНАМИКА ЗОНЫ РАЗЛОМА ТАНЛУ (СЕВЕРО-ВОСТОЧНЫЙ КИТАЙ)

Специальность 04.00.0А - тектоника

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

Москва - 1995г.

Работа иыполнеиа и Московском государственном университете им. М. В. Ломоносова, на Геологическом факультете, кафедре динамической геологии.

Научные руководители:

академик РАН,доктор геолого-минералогнческих наук,профессор Хаин Виктор Ефимович (МГУ)

старший научный сотрудник,кандидат геолого-минералогических наук Полетаев Анатолий Иванович (МГУ) Официальные оппоненты;

доктор геолого-минералогических наук Гатцнский Юрий Георгиевич (ГГМ им.В.И.Вернадского РАН),

доктор геолого-минералогнческих наук Козлоп Владимир Викторович (НИЦ" Геосфера").

Ведущая организация з

Институт тектоники литосферных плит при РАЕН

Защита состоится "_" _1995 года на заседании Сонета

но защите кандидатских диссертаций к. 053. 05. 02 по общей геологии и геотектонике при Геологическом факультете, М ГУ по адресу: 117234

Москва, Ленинские горы, МГУ, Геологический факультет, аудитория_

в_час._мин.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Геологического факультета МГУ, корпус "А", 6 этаж.

Автореферат разослан "_"_1995г.

Ученый секретарь Совета

ВВЕДЕНИЕ

В ряду основных проблем современной геологии надо назвать тектонику линейных нарушений земной коры, кинематическая реализация которых может быть в форме раздвига (рифта), поддвига или сдвига, в том числе трансформного типа, что зависит от конкретных особенностей геодинамического взаимодействия литосферных плит.

Актуальность настоящей работы как раз и определяется тем обстоятельством, что основным объектом исследования является одна из гигантских дизъюнктивных структур Земли - зона разлома Танлу (ЗРТ), которая протягивается по периферии Азиатского континента более чем на 2000 км, прослеживала, параллельно северо-западным границам Тихоокеанской и Филиппинской плит, н разделяя при этом Китайскую и Амурскую континентальные плиты на дне -западную и восточную - част, (рис. 1).

Цель исследования, таким образом, состоит н детальном изучении времени и глубины заложения, особенностей эволюции н специфики геологической структуры, а также современной тектонической активности зоны разлома Танлу по геолого-геофизическим и дистанционным данным.

В соответствии с поставленной целью в данной работе решались следующие основные задачи:

1. Обобщение и анализ материалов по геологии, геофизике и, и частности, сейсмологии ЗРТ, опубликованных в китайских и иностранных, в том числе и российских, геологических изданиях.

2. Критический анализ представлений о времени заложения, протяженности и кинематике ЗРТ.

3. Анализ имеющихся картографических материалов и дешифрирование КС масштаба 1:500 ООО с целью уточнения (или подтверждения) имеющихся данных о протяженности ЗРТ и особенностей строения и кинематики.

4. Составление детальной схемы строения ЗРТ по результатам дешифрирования КС масштаба 1:500 000.

5. Построение региональной геодинамической модели, отражающей роль и значение ЗРТ в структуре современного сочленения Китайской, Амурской, Тихоокеанской и Филиппинской нлнт.

Фактический материал и методика исследования, использованные н работе, отражают большие возможности, заложенные в камеральном изучении огромного фактического материала, накопленного за почти 50-

летний период исследования ЗРТ, с одной стороны, и значительный прирост данных, полученных в результате дешифрирования КС, с другой.

В основу диссертации положены результаты научных исследования, проведенных автором в 1992-1995 гг. на кафедре динамической геологии Геологического факультета МГУ им. М.В.Ломоносова.

В процессе работы широко использовались различные (и разноязычные) литературные источники, разномасштабные геологические, тектонические, геоморфологические, геофизические и прочие схемы и карты, а также разномасштабные материалы дистанционного зондировании ЗРТ.

Сопоставление данных материалом между собой позволило выявить имеющиеся между ними противоречия и наметнгь, таким образом, не - или слаборешенные вопросы, касающиеся протяженности, строения, особенностей эволюции и кинематики, а также современной сейсмотектонической активности ЗРТ.

В процессе работы были огдешнфрированы КС масштаба 1:500 ООО, специально подобранные на ключевые участки ЗРТ вдоль всей ее, более чем 2000-километровой, трассы. В результате визуального дешифрирования составлены Схемы отражения зоны разлома Танду па КС масштаба 1:500 ООО.

Научная новизна настоящей работы заключается в том, что с помощью визуального дешифрирования КС масштаба 1:500 ООО значительно уточнены и детализированы представления о морфологии и кинематике, а также инфраструктуре ЗРТ: достаточно убедительно показано, что зона разлома Танлу, несмотря иа интенсивное линейно-блоковое дробление земной коры Восточного Китая, сохраняется на всем своем гигантском протяжении в виде единого, четко выраженного на КС, структурного шва, имеющего при этом сложное внутреннее строение. Кроме того показано, что ЗРТ является гигантской пограничной (барьерной) линейной структурой, обладающей в современном сейсмическом ноле признаками "зоны затухания сейсмических колебаний", так как она тяготеет к зоне сочленения Китайской п Амурской плит с внутриплатной короной сейсмичностью и Тихоокеанской и Филиппинской плит, западный край которых характеризуется глубинной "субдукнионной" сейсмичностью.

Практическое значение проделанной работы заключается в возможности использования ее основных результатов в различных отраслях геологии и народного хозяйства Китайской Народной Республики: при построении региональных геодинамических моделей; в ходе исследований

сейсмичности, мииерагении и современных геологических процессов; при проектировании и строительстве инженерно-технических объектов повышенной социальной и экологической ответственности - железных дорог, ГЭС, АЭС.

Апробация настоящей работы состоялась в Динамической институте Академии наук Китая (г.Чанша) в 1989г. и на Геодинамическом семинаре кафедры динамической геологии Геологического факультета МГУ им. М.В.Ломоносова 25 мая 1995 г.

Содержание работы состоит из странна машинописного текста, включающего "Введение", пять глав, "Заключение", проиллюстрированных рисунками и сопровожденных библиографией из ¡киваний.

Во "Введении" сформулирована цель и указаны задачи, решаемые в диссертации; рассмотрены фактический материал и методика исследования, использованные в работе; сообщены данные о научной новизне, практическом значении и апробации работы.

Во первой главе рассмотрены вопросы, касающиеся протяженности • зоны разлома Танлу и особенностей ее внутреннего строения, ее роли и значения в общей. геологической структуре Восточного Китая, а также выраженности зоны в магнитном и гравитационном полях.

Вторая глава является для диссертации "ключевой", а для автора -описанием самостоятельной версии визуального дешифрирования КС масштаба 1:500 ООО с целью уточнения и детализации морфологии и строения ЗРТ на ее северном, центральной и южном участках.

Проблемам возраста заложения и эволюции ЗРТ в геологическом времени посвящена третья глава, в которой, на основании многочисленных опубликованных данных, рассмотрены вопросы распределения фаций отложений разного возраста в крыльях ЗРТ, различных магматических проявлений и месторождений полезных ископаемых.

Четвертая глава посвящена проблемам современной, в том числе, сейсмотектонической активности разлома Танлу, тяготеющей к зоне сочленения четырех плит - Китайской и Амурской, Тихоокеанской и Филиппинской, резко отличающимся но своим сейсмическим х арактеристикам.

В "Заключение" суммированы основные выводы и сформулированы основные защищаемые положения, касающиеся основных характеристик зоны разлома Танлу: возраста и глубины заложения, протяженности и эволюции кинематики во времени, особенностей строения и положения в структуре Восточного Китая, современной сейсмотектонической активности.

Работа выполнена под научным руководством академика РАН, профессора В.Е.Хаина и старшего научного сотрудника А.И.Полетаева.

Огромную практическую помощь и моральную поддержку автору оказали сотрудники кафедры динамической геологии В.Н.Вадковский и Н.Б.Макарова.

Автору были ценны и полезны замечания н рекомендации, высказанные М.И.Волобуевым, Э.З.Кучуконым, М.Г.Ломше, А. Г. Рябу хш шм, А .В. Тсвелсвым.

Неоценимую помощь в оформлении графических материалов оказали картографы кафедры динамической геологии Т.П.Иодчерняева и Е Ю.Чурсина.

Всем лицам, перечисленным выше, а также всему коллективу кафедры динамической геологии автор выражает глубокую и искреннюю благодарность за доброжелательное отношение и товарищескую поддержку на разных этапах написания, обсуждения и защиты диссертации.

ГЛАВА 1. РАЗВИТИЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЙ О СТРОЕНИИ И КИНЕМАТИКЕ ЗОНЫ РАЗЛОМА ТАНЛУ.

Геологические исследования ¿оны разлома Танлу проводятся с 20-х годов нашего столетия, то есть, примерно 75 лет. В результате проведенных исследований было ' получено много фактических данных, дающих сколь многообразную, столь же и противоречивую информацию о возрасте заложения, кинематической эволюции и современном строении этой уникальной дизъюнктивной структуры земного шара.

Причина такого положения заключается в том, что геологические организация, изучавшие зону разлома Танлу (ЗР'Г), работали разрозненно, без единого научного плана, в результате чего даже название данной зоны на различных участках звучит по-разному, например Илан-Итун - в провинциях Цзилинь и Хэйлунцзян; Юнь Кокай Юань, Юнь Ко - в заливе Бохай, Ци-Шу - в провинции Шаньдун, и Ан-Зяпьшань - в провинциях Цзяньсу и Анхуэй.

Только в конце 50-х годов эта зона получала единое название Танлу, широко употребляющееся в настоящее время как китайскими, так н зарубежными - российскими, японскими и другими исследователями.

В целом, в изучении ЗРТ можно выделить два этапа - региональный и детальный.

Региональный этап исследований продолжался с 20-х до начала 60>: годов II характеризовался тем, что ЗРТ исследовалась в зги годы именно как составляющая региональной тектоники Восточного Китая, и сняли с чем ее изучение ограничивалось лишь общим описанием:

- и 1929 году Ли Че впервые описал горст, расположенный между диумя грабенами л обусловленный развитием ЗРТ;

- п 1949 году Ли Шикуан предположил, чю ЗРТ нредставляе! собой интенсивную деструктивную зону земном коры н важную границу раздела разных палеозойских формаций, расположенный но обе стороны ЗРТ;

- н I960 году Хуан Цзыцшн> указа.), что зона разлома Танлу нродеганляет систему глубинных разломов, рассекающих Китайскую платформу и характеризующихся интенсивной современной сейсмичностью, протяженной (до 500 км) магнитной аномалией шириной до 10 км и развитием средних и кислых интрузивов мезозойского возраста и кайнозойских гинербазитов.

Детальный этап исследований, продолжающийся с 60-х годов до настоящего времени, характеризуется накоплением и разработкой более конкретных данных о строении, кинематике и развитии ЗРТ.

Так, в результате геологического съемки масштаба 1:200 000 геологи Пекинского геолого-разведочного института п начале 60-х. годов предположили, что ЗРТ образовалась в докембрии, проявлялась и палеозое н мезозое и сохранила активность в кайнозое;

в 1964 году Сюй Шявэй предположил возникновение левостороннего сдвига в триасе и мелу, определи» амплитуду смещения в 740 км;

- в 1975 году этот же исследователь протрассировал ЗРТ и сопредельные регионы России, вплоть до Охотского моря, описал ее как гигантскую подвижную зону, образованную и результате смещения Тихоокеанской плиты но отношению к Азиатскому конпшеиту;

- в 1978 году Ван Тиши описал ЗРТ как один из крупнейших и протяженных разломов Азиатско-Тихоокеанского пояса п выделил по простиранию ЗРТ три основные части: северную, характеризующуюся преобладанием раздвигов; среднюю, с доминированием глубинных литосферных разломов; и южную, с преобладанием приповерхностных региональных разрывов;

- в 1980 году Сюй Чжицинь определи.'! ЗРТ как мел-третичный рифт, а Ли Чуньшу в 1985 году высказал предположение, что ЗРТ представляет собой разлом трансформного типа.

В течение описываемого этапа различные данные о ЗРТ стали появляться и в российской геологической литературе: в работах 11.1 ¡.Хераскова (1963.), М.С.Нагибиной (1964.), 1>.Л.Петрушевского (1964.),' А.В.Ильина (1986.) и других исследователей. В работах В.Г.Трифонова с соавторами (1982, 1989.). новейшая кинематика ЗРТ диагностируется как правосдвиговая. Таким образом, несмотря па довольно длительные период изучения ЗРТ, в настоящее время основные ее параметры - возраст эаложекня, протяженность, кинематика и эпохи активизации - остаются спорными.

ГЛАВА 2. ПРОТЯЖЕННОСТЬ ЗОНЫ РАЗЛОМА ТАНЛУ, ВНУТРЕННЕЕ СТРОЕНИЕ, ОТРАЖЕНИЕ В МАГНИТНОМ И ГРАВИТАЦИОННОМ ПОЛЯХ

Зона разлома Танлу расположена вблизи зоны сочленения Китайской континентальной плиты и Тихоокеанской плиты, что обуславливает высокую тектоническую подвижность и современную сейсмическую активность Восточного Китая.

Данная зона характеризуется протяженностью более 2000 км и мантийной глубиной заложения, занимая важную тектоническую позицию на восточной окраине Азиатского континента.

2.1. Протяженность зоны разлома Танлу.

Рассматриваемая лона играет основную роль и в региональной геологии Восточного Китая, пересекая с СВ на ЮЗ различные 1сотектонические области (см. рис. 1): Гирни-Х^илунцзяискую складчатую геосинклинальную систему (I); Китайско-Корейскую платформу <11); платформу Янцзы (III); Циньлинскую складчатую геосинклинальную систему (IV); продолжаясь в СВ-ом направлении в пределы России в виде Куканского и Сихотэалинского разломов, а. ЮЗ-ом - достигая широты р.Янцзы.

2.2. Внутреннее строение и отражение зоны разлома в магнитном и гравитационном полях

По имеющимся геологическим и геофизическим материалам Сюй Цзявля (1980.), Ли Шикуана (1974.) и Ван Типша (1978.), зона разлома Танлу разделяете« на три части: северный фланг, центральный участок п южный фланг.

Северный фланг располагается и области Гнрип-Хайдунцзянской складчатой системы, центральный участок прослеживается в пределах Китайско-Корейской платформы и платформы Янцзы, южный фланг является границей платформы Янцзы и Цииьлипском складчатой системы.

Эти три части ЗРТ имеют различный характер выражения н геофизических полях из-за разного геотектонического фона каждой части.

2.2.1, Отражение зоны разлома Танлу в магнитном поле.

Вдоль ЗРТ прослеживается резко изменчивая линейная магаито-аномальная зона Северо-Восточного простирания.

В северном фланге ЗРТ зафиксирована линейная отрицательная магннто-аномальная зона северо-восточного простирания со значениями от 0 до 250 гамм.

В центральном участке - линейная положительная аномалия со значениями от 0 до 500 гамм и зеверо-восточного простирания.

В южном фланге отмечается также положительная аномалия СВ-го простирания со значениями от 300 до .100 гамм.

Территория, расположенная к заначу 'от ЗРТ, характеризуется в целом положительным магнитным полем, а к востоку - отрицательным: зона разлома Танлу находится в поясе смены знака.

Очевидно, ЗРТ является границей двух различных магнитных полей п разных структур земной коры разного состава.

2.2.2. Отражение зоны разлома Танлу в гравитационном поле

В гравитационном поле три части ЗРТ выражены также по-разному. Северному флангу ЗРТ отвечает отрицательная гравитационная аномальная зона СВ-го простирания. Центральный участок находится в переходной зоне от области положительных к области отрицательных значений силы тяжести. Южный фланг прослеживается в виде узкой зоны повышенных градиентов силы тяжести ЮЗ-го направления.

2.2.3. Внутреннее строение зоны разлома Таалу

ЗРТ разделяется на три част, межд) которыми неб,подаются существенные различия в строении зоны.

Северный фланг трассируется через Гирин-Хуйлунцзяискую складчатую систему (в провинции Цзилпм, Хэплушшянь) и состоит из двух разломов, имеющих простирание СВ - 30-4ÜO (рис. 2а).

Это мезозойские и кайнозойские разрывные нарушения, ограничивающее грабев, достигающий ширины от 5 до 20 км. В грабене залегают вулканические породы (туфы, брекчии н др.) мелового возраста, мощностью 4000-5000 м.

Центральный участок ЗРТ рассекает Китайско-Корейскую платформу с кристаллическим фундаментом архейско-протерозойсксго возраста и состоит из четырех отдельных разрывов - Fj, F2, F3, F4,

образующих горст, расположенный между двумя грабенами мелового возраста мощностью более 5000 м (см. рис. 26).

Южный фланг продолжается в Циньлинской складчатой системе и выражен в виде пограничного разлома F1, служащего здесь границей между Циньлинской складчатой системой и платформой Янцзы (см. рис. 2в).

ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ДЕШИФРИРОВАНИЯ КОСМИЧЕСКИХ СНИМКОВ ЗОНЫ РАЗЛОМА ТАНЛУ

В процессе данной работы был проведен анализ лииеамецтной сен-i ЗРТ. С этой целью были самостоятельно отдешифриронаны несколько КС серии "Landsat" масштаба 1:500 000, любезно предоставленных А.Л.Ставцевым и охватывающих территорию северного фланга, центрального участка и, частично, южного фланга зоны разлома Танлу. Дешифрирование проводилось визуально. По результатам дешифрирования на отдельные участки ЗРТ составлены схемы линеаментной сети масштаба 1:500 000.

3.1. Общая характеристика отражения ЗРТ на КС.

В пределах зоны разлома Танлу и сопредельных районов наблюдается достаточно густая сеть динеаментов разной длины и ориентировки: 3 - СЗ - 280° - ЗЮ<\ СЗ - С - 310° - 350°, С - СВ - 10° -

1.V, OB - В - 45° - 65°, образующих и целом сочплпие лппеаментов ортогональной п днаюналышп снсюм.

На космических снимках ЗРТ ярко выражена в виде практически ненрерышюй темной полосы, которая "сечет" н горы и равнины и контролирует направление отдельных речных потоков и развитие региональной речной сети н целом.

Следует особо отметить, что несмотря па интенсивное линейно-блоковое дробление земной коры Восточного Китая, ЗРТ сохраняется на всем своем гигантском протяжении и инде единого, четко выраженного на КС структурного шва, имеющего при этом сложное внутреннее строение.

По разнице фототона и особенностям фоторисунка космического изображения ЗРТ по ее простиранию достаточно четко и уверенно выделяются три основные части, о которых говорилось выше: северный фланг, центральный участок и южный фланг.

3.2. Отражение на КС северного фланга ЗРТ,

Но результатам дешифрирования КС было определено: северный фланг ЗРТ простирается в направлении СВ - 40° - 50°, достигая при этом протяженности 780 км от Цзаосмна (па начале северного фланга) до Чанту (на конце северного фланга), н соответствует зоне, разлома Илан-Итун, состоящего из двух нарушения СВ-го простирании (рпс. 3). Между ннмн расположен грабен шириной от 5 до 20 км. Дно пограничных нарушения -восточное и западное, ограничивающие грабен па территории равнины С'пнь-Цзянь, на КС обладают неодинаковой яркостью: лииеамепты восточного разрыва проявлены ярче н четче западного, являясь границей площадей контрастного фототона и контролируя СВ-ный прямолинейный участок долины р.Сунгари, а линеаменты западного пограничного нарушения - прерывисты и не очень ярки.

3.3. Отражение на КС центрального участка ЗРТ.

Отрезок ЗРТ на участке Чанту - южный берег р. Хуанхэ является главной его частью. На КС она проявляется очень четко, благодаря хорошей обнаженности горных пород в провинции Шаньдун, достигая при этом протяженности 1100 км. Однако *к северу от провинции Шаньдун ЗРТ перекрыта водами Бохай и четвертичными отложениями равнины Ляодян.

Вследствие этого здесь она проявляется на КС значительно хуже или даже не проявляется совсем.

Космические снимки провинции Шавьдун де-мшкм рирукн, что в ЗРТ по различиям фототона четко выделяются четыре прямолинейные ветви зоны разлома (рис. 4), западная к восточная пары которых ограничивают межрегиональный горст, в то время как внутри западной и восточной пар разломов развиты грабены.

Таким образом, структура ЗРТ, отдешифрированиая по КС, практически один к одному совпадает со структурным рисунком горста, расположенным между двумя грабенами. При этом грабены, ограничивающие собственно зону разлома Танлу, на КС имеют более темную окраску, а центральный горст, наоборот, более светлую.

3.4. Отражение на КС южного фланга ЗРТ.

На отрезке южный берег Хуанхэ - Гуанцзи (на левом, северном берегу р.Янцзы), ЗРТ выражена двумя параллельными линеаментами.

При подходе к долине р.Янцзы ЗРТ сужается, два разлома соединяются в единый шов СВ-го простирания, который на широте р.Янцзы прерывается и далее - в ЮЗ-ом направлении - не прослеживается.

Данные дешифрирования липеаментной сети ЗРТ в целом хорошо согласуются с результатами структурно-геоморфологического анализа.

Узлы сгущения линеамеитов приурочены к тем местам, где собственно зона разлома Танлу рассекается значительными поперечными линеаментами.

Соотношение простирания этой зоны с поперечными к ней линеаментами показывает, что ЗРТ испытала сложный процесс движений, включающий как левосторонние, так и правосторонние перемещения.

ГЛАВА 4. ВРЕМЯ ЗАЛОЖЕНИЯ И ОСОБЕННОСТИ РАЗВИТИЯ ЗОНЫ РАЗЛОМА ТАНЛУ

Длительная история ЗРТ и неоднократная структурная

перестройка, наряду с гигантской протяженностью, привела к

противоречивым представлениям о. времени заложения и особенностям эволюции.

Например, Ли Сирен, Чже Pamuiii и другие китайские геологи развивают представление о том, что ЗРТ заложилась и течение архейской уры, а в мезозое проявилась в виде левостороннего сдвига.

Вэн и группа других китайских исследователей, напротив, считает, что ЗРТ образовалась в мезозойскую :зру, проявившись в мелу в виде континентального рифта.

На основании анализа многочисленных опубликованных данных, автором настоящей диссертации показано, что развитие ЗРТ происходило в три этапа: первый этап - левосторонний сдвиг на границе триаса и юры, второй - развитие рифта в течение мела и палеогена, третий -правосторонний сдвиг с неогена по голоцен включительно.

4.1. Первый - левосдвиговый этап развития ЗРТ (T-J).

Левосторонние смещения в ЗРТ /(оказываются с помощью анализа распределения фаций отложений разного возраста в крыльях ЗРТ.

4.1.1. Распределение фаций отложений в крыльях ЗРТ.

ИндоскниЙские движение конца триаса - начала юры привели к изменению структурного плана Восточного Китая: субшнротный план, характерный для протерозойской и палеозойской зр, сменился на северовосточный.

Вдоль зоны разлома 'Ганлу СВ-го простирания образуется ряд внутриконтинентальных грабен-бассейнов, имеющих в разные эпохи разные области распространения и, соответственно, разные контуры. При этом и их границы и фации отложений контролирует именно ЗРТ,

К примеру, в западном крыле ЗРТ, в провинции Шаньдун преобладают односторонние грабены, в которых были накоплены юрские-нижнемеловые обломочные и вулканические породы общей мощностью 4000-5000 м, перекрытые песчаниками и сланцами верхнего мела; в восточном крыле ЗРТ, наоборот, развиты более крупные впадины, имеющие большую площадь, чем грабены западного крыла ЗРТ, в результате чего во впадинах восточного крыла накопилась мощная нефтеносная формация.

В яньшанский период (J-K.) Тихоокеанская плита испытала неравномерное пододвигание под Евроазиатскую плиту, в результате чего в восточной окраине Евразии образовалась система нарушений, "срезающая" периферию Евразии по направлению часовой стрелки (Сюй Цзявай, 1987.)

При этом ЗРТ проявилась в качестве левостороннего сдвига, смещающего ряд древних структур, геологических тел и границ стратиграфических разрезов, метаморфических поясов п поясов развития различных полезных ископаемых.

Особенно наглядно это смещение проявляется при восстановлении первоначально единого позднелротерозойского бассейна Восточного Китая.

В результате сравнительного анализа стратиграфических разрезов района Сэйхуан (в провинциях Шаньдун, Анхуэй), расположенного в западном крыле ЗРТ, и района Цзяоляо, находящегося в восточном крыле ЗРТ (в провинции Дзилинь), отстоящих друг о друга в настоящее время на расстояние 500 км, обнаружено, что эти два района н протерозойскую эру были приурочены к одному бассейну субширотного простирания.

На основании смещения осевой Ливии протерозойского бассейна на участке Сусянь-Цзиньсян амплитуда сдвигового смешения во ЗРТ определена в 550 км.

На участке Сусян-Сусун (в провинции Анхуаи) но обе стороны ЗРТ отмечаются резкие различия в стратиграфии и литологии всех отложении: от верхнепротерозойских до юрских. Западное крыло принадлежит к Хуабэйской стратиграфической провинции, восточное - к Янцзыйской, резко отличающимися друг от друга. Можно предположить, что накопление осадочных толщ происходило в них независимо и в разных бассейнах, и только сдвиговое смещение вдоль ЭРТ "приблизило" их друг к другу и даже привело к непосредственному контакту но зоне разлома Танлу. .

В провинциях Хубай и Анхуэй протягиваются фосфорнтоносные пояса: они исчезают в восточном крыле ЗРТ, но появляются вновь в городе Хайчжоу, отстоя, таким образом, друг от друга на 500 километров.

4.1.2. Особенности магматических проявлений в ЗРТ

Вдоль ЗРТ расположен ряд выходов магматических пород, как интрузивных, так и эффузивных.

Особенно мощная магматическая деятельность происходила на пересечениях ЗРТ поперечными разломами.Самая активная интрузивная деятельность (в конце юры - начале мела) прицела к образованию сложных магматических комплексов.

Вулканическая (эффузивная) деятельность в ЗРТ также характеризуется многократными излияниями основных, средних и кислых пород.

При этом северный фланг характеризуется преобладанием пзиестково-щелочных пород - базальте»!, андезитов и других, а центральный участок - базальтовыми вулканическими породами с повышенным содержанием железа. Таким образом, согласно местоположению осадочных, магматических, вулканических и минерагеническнх поясов, расположенных в разных крыльях ЗРТ, но соответствующих друг другу, можно говорить о левосдвиговом смещении вдоль ЗРТ на расстояние 550 км.

4.2. Второй - рнфтовый - этап развития ЗРТ (К-Е).

После интенсивного сжатия в яньшапекпй период орогенеза земная кора Восточного Китая оказалась п состоянии растяжения, н результате чего н течение мела и палеогена ЗРТ характеризуется континентальным рнфтингом.

Собственно зона Танлу в это время состоит из ряда депрессий -речных долин, озер и морских заливов. 1£е структура представляет сабой комбинацию грабенов и горстов.

В северном фланге накапливается красиотюгнаи нефтеносная формация. В центральном участке формируется вулканическая формация мощностью от 1500 до 6000 м. Па а том участке извергались основные и кислые вулканиты, образовались трубки кимберлитов и месторождения ряда рудных полезных ископаемых: Ре, Си, РЬ, Мо н др.

В палеогене магматизм н ЗРТ характеризуется площадными базальтовыми эффузиями, развитыми в бассейнах, образованных зоной разлома Танлу.

4.3. Третий - правосдвиговый - этап развития ЗРТ (N-0)

Начиная с неогена характер активности ЗРТ меняется. Собственно зона Танлу снова находится в состоянии сжатия; меловой-палеогеновый рифт более не активен. Отложения грабенов испытывают сжатие, инверсию, поднятие и денудацию. Разрывная активность характеризуется преобладание надвиго-сдвигов. Зона разлома Танлу в целом выражается правосторонним сдвигом.

В этот период извержения базальтов контролируются зоной разлома Танлу н пересекающими ее разломам)! СЗ-го простирания. Неогеновые базальты образуют лавовые равнины к плато. Их извержении - трещннно-

центрального типа. А четвертичные базальты расположены линейно вдоль зоны'разлома Танлу: их извержения - центрального типа.

Из всего вышесказанного вытекает, что и Яньшанский иериод ЗРТ выражалась левосторонним сдвигом. В позднемеловое - палеогеновое время ЗРТ находилась в состоянии растяжения и рнфтинга (Фан Чжунцзинь, Эй Хун, 1979). С неогена столкновение Индийской плиты с Евразиатской плитой привело к тому, что рифтовые бассейны Восточного Китая испытали субмеридиональное региональное сжатие (МоЬаг е! а!., 1975), при этом западное крыло ЗРТ испытало смещение к северу - северо-востоку, то есть ЗРТ проявилось в качестве правостороннего сдвига,

ГЛАВА 5. СОВРЕМЕННАЯ АКТИВНОСТЬ ЗОНЫ РАЗЛОМА ТАНЛУ, СЕЙСМИЧНОСТЬ И ТЕПЛОВОЙ ПОТОК

В этой ¡лаве рассмотрены современная сейсмическая и геотермическая активность ЗРТ.

5.1. Отражение ЗРТ в сейсмическом ноле региона

Зона разлома Танлу является гигантской линейной структурой земной коры, обладающей в современном сейсмическом поле Восточнокитайского региона признаками "зоны затухания сейсмических колебаний" (в понимании И.В.Ананьина и Ю.К.Щукина), так как она тяготеет к зоне сочленения Амурской и Китайской плит с внутрилдиткой коровой сейсмичностью и Тихоокеанской и Филипинской плит, западные "края" которых характеризуются глубинной "субдукщюштой" сейсмичностью.

5.1.1.Общая сейсмическая характеристика ЗРТ.

С целью выяснения отражения ЗРТ в сейсмичности региона, на основе данных о землетрясениях с мапштудой > 4.7 сейсмологом Фан Чжунцзинь (1984) построена таблица, содержащая сведения о сейсмических событиях в рамках 200-километровой зоны вдоль ЗРТ. Показано, что и пределах данной площади па протяжении примерно 2000 -тег были зафиксированы: 1 землетрясение с М>8.0; 5 землетрясений с М=7.0-7.9; И землетрясений с М=6.0-6.9; 26 землетрясений с М--5.0-5.9 и масса

землетрясений с М<5.0, Очаги всех этих землетрясений расположены вдоль ЗРТ на протяжении 2400 км. 1

При этом высокобальные (выше 6 баллов) события сосредоточены на территории центрального участка ЗРТ - между городом Шэньян (на СВ) и уездом Суцзянь (на ЮЗ).

График М-Т (Цзи Фэнцзюй, 1980), иллюстрирующий связь между магнитудой и временем сейсмических событий, показывает, что за 600-летний период наблюдений в зоне разлома Танлу выделяются 3 стадии сейсмической активности (активизации): 1. 133В- 1 <133 г г.; 2) 1537 - 1673 г.г.; 3) 1765 - до настоящего времени.

В первую стадию (!336-1433г г.) землетрясения концентрировались на территории южного фланга ЗРТ и и районе города Паиьцзпн.

Во вторую стадию (1537-1673 г.г.) отмечается сейсмическая акншплания среднего (центрального) участка зоны разлома, где зарегистрирована самая высокая мапштуда - 8,5: землетрясения с М>7.0 концентрируются па территории между юродом Танцжен (на юге) до южной части Бохайского моря (на севере).

В третью стадию (1765 - настоящие время) сейсмическая активизация охватывает практически всю ЗРТ: здесь зафиксирована максимальная магнитуда - 7,5, а землетрясения с М> 7,0 мигрируют к северу - в район, расположенный между Бохайскии заливом к городом Ханцжен.

Из вышеизложенного следует, что:

1. В зоне разлома Танлу в целом проявляется закономерная миграция сейсмической активности с юга на север; точнее, с ЮЗ на СВ.

2. Для сейсмического режима ЗРТ характерна пространственно-временная дискретность, то есть активизация сейсмического процесса идет но участкам: в течение одного этапа - на одном участке, в течение другого .этапа - на другом участке и т.д.

3. Расположение (концентрация) землетрясений достаточно четко фиксирует границы участков активизации, то есть окончание одного участка активизации к начало следующего.

С целью количественного сравнения интенсивности землетрясения в ЗРТ с интенсивностью землетрясения сопредельных районов нами принят известный параметр - испущенная (освобожденная) сейсмическая энергия в каждом году на каждом километре протяженности ЗРТ, но которому и определяется интенсивность землетрясении.

Согласно проведенным расчетам (Фан Чжуицзинь, Ли Цин, 1989) с 1500 года зона разлома Танлу ежегодно на каждом километре ее протяженности выделяется энергия в 3,74 х 1011 джоулей. Чтобы нагляднее и проще показать интенсивность землетрясений, величина 3,74 принимается п качестве делителя интенсивности - ДИ.

5.1.2. Сейсмическая характеристика участков ЗРТ

Как отмечалось выше, разные части ЗРТ обладают большими различиями в магнитудах землетрясений..

Северный фланг ЗРТ, характеризующийся слабо консолидированным фундаментом и простой структурой, малой современной тектонической активностью и относительно слабым тектоническим стрессом, испытывает землетрясения с максимально;'! М=5.о и, соответственно, ДИ -0,0017.

Центральный участок, характеризующийся наиболее сложной по сравнению с южным и северным флангами, тектонической структурой, обладает интенсивной сейсмической активностью, так как именно здесь с 1537 года произошли землетрясения с М=7.0 (1 событие), М=7.0-7.5 (4 события) и М=6.0-6.5 (7 событий), в результате чего ДИ для этого участка достигает 7.4.

Южный фланг ЗРТ, трассирующий сочленение платформы Янцзы с глыбой Хуабэй и глыбой Бэйхуайян, также характеризуется относительно слабой прочностью фундамента, достаточно простой структурой, нахождением в голоцене в состоянии сжатия и тектонического стресса, что в совокупности привело к небольшой интенсивности землетрясений, ДИ которой равен 0.0015.

Что касается глубины очагов землетрясений, то для зоны разлома Танлу и сопредельных районов она колеблется, по данным В.Н.Вадковского, от 20 до 30 км.

5.1.3. Механизм очагов землетрясений ЗРТ

В связи с разной тектонической позицией, а также с особенностями напряженного состояния трех частей ЗРТ, механизм очагов землетрясений дли згнх трех частей оказывается разным.

Анализ механизмов очагов землетрясений, сконцентрированных в северной фланге ЗРТ, показывает, что значительное число событий

происходило и условиях, близких к одноосному сжатию с элементами правостороннего сдвига. Простирание оси генерального сжатия СВ-В-ое или субширотное. Подвижки в очагах землетрясении имеют характер взбросо-сдвигов или сдвиго-взбросов.

Механизм очагов землетрясений, сконцентрированных в центральном участке ЗРТ, разделяется на два тина:

1. Первый тин наблюдается па отрезке ! Паньян-Банфан (на севере участка). Большинство землетрясений произошло здесь в условиях, близких к двуосному напряженному состоянию сжатия и растяжения. Направление главного сжатия - СВ-ос или С-С'В-ое. а направление главного растяжения - СЗ-ое и С-СЗ-ое. Такая обстановка может быть обусловлена горизонтальным сжатием, вызванным "внедрением" Индийской плиты, что и приводит к правостороннему смещению вдоль ЗРТ.

В отличие от северного фланга довольно значительную роль здесь играют взбросо-сдвиговые подвижки в очагах землетрясений, а сдвиго-сбросовые - имеют подчиненное значение.

Эпицентры землетрясений в ряде случаев приурочены здесь к пересечению с поперечными разломами.

2. Второй тип смещений свойственен участку на отрезке Ванфан -южный берег Хуанхэ. На этом участке землетрясения происходят в условиях, близких к двуосному сжатию. Направление сжатия субширотное. Подвижки в очагах имеют характер взбросо-сдвигов.

Анализ плотности распределения плоскостей разрывов в очагах землетрясений, приуроченных к ЗРТ, показывает, что в целом гораздо чаще реализуются плоскости СВ-го и С-СВ-го простираний, а СЗ-ое направленно имеет подчиненное значение.

5,2. Отражение ЗРТ в геотермическом поле

Движение и подъем вещества из глубинных частей земной коры привели к образованию в зоне разлома Танлу геотермических аномалий.

Но геотермическим данным, полученным геологом Цзейженьвзнь (1984) в провинциях Цзявьсу - Шаньдуп - Лихузн, геотер.чы небольших, до 300 м, глубин вдоль ЗРТ выше на 3-5°С, чем в сопредельных районах. Также несколько выше и геотермический градиент: например, в прогибе Бохайского моря градиент составляет 2.05оС^100 м, а в горах Даншань (в провинции Ляонин) - 5.33°С/100 м.

Таким образом, приведенные выше данные о сейсмичности и тепловом режиме ЗРТ, свидетельствуют, чго данная зона является в настоящее время активной структурой земной коры.

ВЫВОДЫ И ОСНОВНЫЕ ЗАЩИЩАЕМЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1. Результаты исследований автора и обобщение материалов, характеризующих строение, особенности развития и сейсмотектоническую характеристику зоны разлома Танлу, подтверждают представления о данной зоне, как одной из активнейших современных структурных линий Восточной) Китая, представляющей собой крупную различную структуру земной коры древнего (как минимум мезозойского) и глубинного (мантийного) заложения. ЗРТ протягивается но периферии Азиатского континента более чем на 2000 км, проходя, в падрегиональном плане, параллельно зоне сочленения континентальной Евразиатской и Тихоокеанской плит, а в региональном плане - разделяя Амурскую и Китайскую микроплиты на две - западную и восточную - части. Таким образом, ЗРТ занимает важную геотектоническую позицию в восточной окраине Азиатского континента, играя важную роль в во внутриплатной тектонике данного региона.

2. Результаты дешифрирования автором КС "Landsat" м-ба 1:500000 позволили осветить нерешенные или сдаборешенные вопросы, касающиеся протяженности, особенностей строения, эволюции и кинематики, а также современной сейсмотектонической активности ЗРТ.

Результаты дешифрирования КС показали, что зона разлома Танлу, несмотря на интенсивное линейно-блоковое дробление земной коры Восточного Китая, сохраняется на всем своем гигантском протяжении в виде единого лннеачента, четко выраженного на КС и имеющего при этом сложное внутреннее строение как по, так и вкрест его простирания.

3. Геологическое развитие ЗРТ было тесно связано с эволюцией взаимодействия континентальной плиты Евразии с Индийской и Тихоокеанской плитами.

Индосинийские движения (T/J), выразившиеся в столкновении микроплиты Янцзы с Евразийской плитой, привели к образованию ЗРТ в целом;

В яньшанский период, т.е. в юре и мелу, Тихоокеанская плита пододвигается под плиту Евразии: это обусловило образование на

территории восточной окраины Евразийской нлнты крупной срезывающей (скалывающей?) системы нарушений. Под влиянием этой системы ЗРТ развивается как левосторонний сдвиг с амплитудой до 550 км. По обе стороны ЗРТ образовался ряд подчиненных структур. Мощное смещение вдоль ЗРТ привело к разъединению протерозойских, палеозойских и грпасовых структур и осадочных фаций соотнегстиующето возраста, метаморфических поясов и поясов распространения различных полезных ископаемых. Все это сопровождалось интрузиями пндосшшйских и япыплнекнх гранитом. После этих интенсивных движении ЗРТ находилась в состоянии растяжения и проявилась и виде кои пшешального рифта, имеющего морфологию грабен-горста с юрско-,меловыми отложениями мощностью до 5000 м и интенсивными вулканическими извержениями в палеогене.

С неогена столкновение Индийской влиты с Евразийской илнгой обусловило изменение кинематики ЗРТ: западное крыло ЗРТ испытывает смещение к С-СВ, в результате чего в кинематике ЗРТ появляются элементы правостороннего сдвига.

4. В современном сейсмическом поле региона ЗРТ обладает признаками зоны затухания сейсмических колебаний, так как она четко разделяет Амурскую и Китайскую плиты с внутриплатной коровой сейсмичностью и Тихоокеанскую ( совместно с Филиппинской ) плиту, западный " кран " которой характеризуется глубинной " субдукционной " сейсмичностью. Наибольшая концентрация эпицентров землетрясении приурочена к центральному участку ЗРТ, что свидетельствует о дискретной сейсмической активности по простиранию зоны разлома Таилу, обусловленной, скорее всего, неравномерной скоростью пододвнпишя Тихоокеанской плиты иод Евразиатскую.

ЬьЗ 5 е I*'М *

Рис.1 Схема расположения зоны разлома Танлу и Тихоокеанском поясе. Но В.Е.Ханн, М.Г.Ломизе,1995, с добавлением материалов. Цифрами на карте обозначены малые ли тосферные плиты, микроилнты.и блоки, зажатые между континентальными нлнтамн Евразии н Индостана-. Тянъ - Шаньская (1), Таримская (2), Тибетская (3), Джунгарская (4), Алашаньская (5), Ордосская (6), Монгольская (7). Амурская (8), Охотоморская (9), Китайская (10), Индокитайская (11). Филиппинская (12), Тихоокеанская (13),

а - континентальская литосфера Евразии, б - го же Индостана и Арашш, в - ЗРТ, г - надвиг, д - субдукционная зона, е - зона сжатия, ж - сжатие и растяжение на границе плит и пикроплит.

(северный фланг, район р.Сунгари.)

¿да

Ж \ и \ ■

! ч

'// А- '

'ИЛ

Рис.4 отражение ЗРТ на космическом снимке, (центральный участок.)

Рис.2а Схематический разрез грабена Игуи т-еверним фланге 3Г. По данным Хаун Венлин 1980.

О ! i С ' '

Рис.26 Разрез строения центрального участка ЗРТ. По данным Хаун Венлнн 1980.

v Ki»' ® 'ЩкУр^^зщ^__

1 i? W'ilÜWtt

_____ V

LiJ 1 ÍSÜi 5 A ^'s

|I 2

KKíb llalli V

Piic.2b Разрез зоны разлома Танлу (F1) с элементами иоличелия в южнем фланге.По данным Хаун Венлин 1980.

Условные обозначения

1 - четвертичные отложения. 2 - третичные огложеипи

3 ■ мезозойские отложения. А - иерхне.челопые отложения. 5 - нижнемеловые отложения. 6 - палеозойские отложения 7 - архейские отложения. 8 • кайнозойские граниты. 9 - разломы зоны Танлу. 10 - скважина. Цифрами на разрезах обозначены 1 - песчаники п сланцы.

2 - зона дробления песчаников и сланцев.