Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Геодинамика литосферы Тихоокеанского подвижного пояса

ВАК РФ 04.00.22, Геофизика

Автореферат диссертации по теме "Геодинамика литосферы Тихоокеанского подвижного пояса"



ЧКСИЛСКЛЯ АКАДЕМИЯ НАУК

ком:

\ ТЕКТОНИКИ И ГЕОФИЗИКИ ЯВО ?АН

ИНСТИТУТ КОЬЖК^О^С^МЛИЗА РЕГИОНАЛЬНЫХ ПРОБЛЕМ ВО РАН

На правах рукописи УДК 551.2. 3(265)+523. 4

МАСЛОВ ЛЕЗ АЛЕКСАНДРОВИЧ

ГЕОДИНАМИКА ЛИТОСФЕРЫ ТИХООКЕАНСКОГО ПОДВИЖНОГО ПОЯСА

Специальность 04.00.22 - геофизика

Диссертация на соискание ученой степени доктора геолого-минералогических наук

Хабаровск 1993

Работа выполнена б Институте Комплексного Анализа Региональны:-: проблем и в ¿Институте Тектоники и Геофизики Дальневосточного отделения РАН

Официальные оппоненты. Лектор геолого-минералогических наук

профессор Ю. А. Зорин

Лектор ге-слсгс-мпнералогическнк наук ¡0. Я. Вавилов

Локтор геолого-минералогических наук В. А. Абрамов

зганизаапя:

.■нститу

Защита состоится " 15 " сентября 1933 г. в 10

час

>з .-я

на заседании специализированного совета I, Президиуме Дальневосточного отделения РАН в конференц-зале 7?.-ститута тектоники и геофизики.

С диссертацией мохло ознакомиться в библиотеке ;ПнГ ЛЕО РАК.

Отзывы,заверенные печатью учреждения, просим направлять ученому секретаря Специализированного Совета В.Г. Зарнавскому по адресу: 58СС53 Хабаровск, ул. Кп:.;-£-Чена. 55. 7j.czитут тектоники и геофизики <а, *

Автореферерат разослан " 1333 г.

;'че:-:й1 секретарь

Специализированного ученого совета .

доктор геолого-минералогических наук .- В.Г.Зарназскзи

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы исследования.

С!

Тихоокеанский подви&ный пояс СТПГО представляет собой узкую тектоническую область, проходящую по границе сочленения Тихого океана и округлюаих его континентов и опоясывающую Еесь земной шар в меридиональном направлении. Эта область характеризуется чрезвычайно высокой тектонической активностью:, в пределах Пояса сосредоточено более 2/3 всех действующих вулканов, здесь выделя- • ется около 80'/. всей сейсмической энергии планеты-. В то же время, ТИП - зона наиболее активной человеческой деятельности. Здесь находятся крупнейшие- города дальнего Востока Российской Федерации, Китая и других стран Тихоокеанского региона, важнейшие коммуникации, плотинн, атомные электростанции, хранилица химических и радиоактивных веиеств и другие об'екты, аварии которых могут привести к тяжелым бедствиям и составить серьезную угрозу выживанию человечества. В связи с э.тим особую актуальность приобретает проблема разработки научшгх основ предсказания стихийных и других катастроф применительно к Тихоокеанскому подвижному поясу..-

Изучение геодинамики литосферы ТПП имеет также- фундаментальную значимость. Существующую геотектоническую парадигму -гипотезу тектоникй плит нельзя пока считать имеющей статус строгого научного знания. Поэтому знание современной геодинами структур планетарного ранга, таких как Тихоокеанский 'подвижный пояс может сыграть важную роль в выработке правильных представлений о сущности и направленности тектонических процессов всей планеты.

Цель работы.

Изучение геодинамики литосферы Тихоокеанского подвижного пояса и выявление закономерностей его структурной и динамической организаций.

Задачи работы

1. Одной кз основных проблем геодинамики является проблема движущих сил. В качестве возмоетых рассматривается силы, вызываете конвекцией, отрицательной плавучестью погружавшейся литсс-?еры, рифтовые и другие. Как правило, перечисленные силы связывает с запасами тепловой энергии з недрах планеты. В то хе время существуют другие источника энергии, способные влиять на ее тек-. тонлческуа активность. ТахсвсЯ является, например, солнечная радиация. За год Земля поглодает примерно 2.1 ■ 10"51 эрг, что на три порядка больше внутренней энергии, выделяющейся за счет потока тепла через поверхность. Многие исследователи причину тектогенеза видят з ротационном режиме планеты - изменениях скорости вращения и движениях полиса. Однако, простые оценки похазызавт. что инерционные силы и силы Кориолиса малы по сравнению с вязкими. Ка этом оснозании вращение планеты как непосредстзекная причина крупномасштабных движений мантии и литосферы исключается. Следовательно, Али преобразование энергии вращения з тектонические напряжения и деформации имеет место, то оно должно осуществляться -посредством каких-то особенных механизмов. В связи с этим была поставлена задача изучить энергетику прсцес-сов способных влиять на тектоническую активность Тихоокеанского подвижного пояса, а также рассмотреть механизмы преобразования энергии этих процессов в тектонические движения и другие струк-турсоооазую'дие явления.

2. На сегодня собрано чрезвычайно большое коли-естьо результатов геологических, геофизических и геохимических наблюдений. Однако эти сведения не представляют единой системы данных о Земле. Дело в том, что они характеризует, как правило, лиш5 от-

г

дельные участки планеты, получены в различных условиях и различ-, ной .аппаратурой, поэтому их интерпретация приведет к несопоставимым, а значит, в целом, неверным результатам. Получение информации, которая: а) характеризовала бы Земле в целом, т е. как единую систему; б) была бы обеспечена метрологически; в) представлена в форме удобной для количественного анализа, качалось вместе с •развитием методов исследования Земли из космоса. Наиболее важными для геодинамических исследований являются: гравитационное поле; рельеф твердой Земли; сейсмоскоростные неоднородности планетарной среды; скорости горизонтальных и" вертикальных смещений поверхности. Модели строения и динамики.различных участков планеты, построенные на основе этих данных будут сопоставимы Д их можно будет рассматривать как части единой системы. Особенно важным является применение глобальных данных для изучения таких структур как Тихоокеанский подвижный пояс. Именно поэтому следуюаей з-а д а ч е й настоящей работы было поставлено: разработать модели глубинного строения л..тос&еры ТПП на основе анализа комплекса глобальных геофизических данных.

3, Для того, чтобы геодинамическое понятие могло эффективно работать, необходимо иметь процедуру его проверки или измерения. Это особенно важно для таких "неизмеряемых" величин как механические напряжения и деформации глубинных недр. Созданге "проверяемых" тектонофизических моделей возможно, если при их* разработке попытаться установить связи между механическими характеристиками модели и каким-либо измеряемым геофизическим параметром. В этом смысле наибольший интерес.представляет гравктаци-

онное поле, поскольку оно является непосредственным источником информации о распределении плотностных неоднородностей, способных создавать механические напряжения и движения вецества. Необходимость создания "проверяемых" тектонофизических моделей и понятий обусловлена также тем, что приходится изучать и оценивать процессы, находяздося вне рамок человеческого опыта как по громадной длительности, так и. по своей масштабности. В связи с этим, третьей задачей работы было поставлено: разработать тектонофизкческие модели литосферы ТПП, которые позволяли бы производить расчеты ее механического состояния на основе "измеряемых" геофизических данных - например, гравитационного поля.

4. Совокупность тектонофизическич моделей является базисом, необходимым для постановки теоретических алгоритмов, связывавших исходную геолого-геофизическую информацию с искомыми характеристиками геодинамического состояния литосферы. Поэтому следующей была поставлена задача разработать методы расчета напряженно-деформированного состояния литосферы по аномалиям гравитационного поля, а также по моделям ее строения полученным путем интерпретации комплекса геслого-геофизических данных.

5. Представление о современной геодинамике Тихоокеанского подвижного пояса может быть' выработано на основэ анализа комплекса таких ее компонент как: распределение механических напряжений и смещений, современные вертикальные и горизонтальные движения, скорости деформаций земной корыилитосферы, изостазия. Этот набор геодинамических характеристик может быть получен в результате теоретической. обработки (решением соответствующих математических уравнений) исходной геолого-геофизической информации и анализа полученных результатов. В связи с этим, одной

из основных задач кашей работы является проведение расчетов механических напряжения, движений к скоростей ее;■-ременных деформаций как для пояса в целом, так и для отдельны:: его структур и участков. ,

G. Внимательное изучение поверхности Земли открывает ряд удивительных закономерностей з ее строении. Это: а) антилсдаль-ность распределения территорий и акваторий. В качестве примера можно привести Арктику и Антарктику, Тихий океан и Африканский континент. Специальные исследования показывают, что симметрия р. распределении форм рельефа может быть более слоеной, б) равномерное, примерно через 90°, распределение средпнно-океанических хребтов, островных дуг и других крупных форм рельефа субмерпдиональ-ного простирания, в) характерное S-образное очертание субмери-диональких ферм рельефа, причем концы S приходятся на полюса, а его средняя часть проходит а субэкваториальной облает;!.

Черты пространственней и временной организации присуши многим элементам и процессам планетарной системы. Несомненно, такими чертами обладает и Тихоокеанский подвижный пояс, его геодинамика. Поэтому задаче й настоящего исследования было поставлено также: выявление закономерностей в структуре отдельны/: геодпнамичееккх характеристик пояса, их анализ и обобщение . .

Сформулируем еще раз основные задачи настоящего исследования:

1. Рассмотреть энергетические процессы и тектонические механизмы, определяющие особенности геодинамики литосферы Тихоокеанского подвижного пояса.

Е. Разработать и обосновать модели глубинного строения Тихоокеанского подвижного пояса с использованием глобальных reoi;:-зических данных.

3.Построить ряд тектонсфизических моделей для изучения геодинамики литосферы Пояса по комплексу геолого-геофпэических данных и. в частности, по внешнему гравитационному поло.

4. Разработать методы расчетов напряженно-деформированного состояния литосферы Пояса на основе- сформулированных тектоно-физич 'сккх моделей.

5. Провести расчеты напряжений, движений и скоростей деформаций литосферы как для пояса в целом, так и'для его отдельных структур и участков, "лучить изостазию земной коры и литосферы ТПП.

6. Выявить закономерности в структуре отдельных геодинамических характеристик пояса, провести их анализ и обобщение.

Синтез результатов решения сформулированных выше задач должен служить -главной цели нашего исследования: изучение геодинамики литосферы Тихоокеанского подвижного пояса и выявление закономерностей ее структурной и динамической организации.

Научная новизна.

Впервые дано списание Тихоокеанского подвижного пояса геофизическими данными, характеризующими Земли, как единую систему, обеспеченными метрологически и представленными коэффициентами сферических гармоник.

Построена обобщенная модель глубинного строения пояса, характеризующая его как естественную границу между'двумя планетарными сегментами - Тихоокеанским'и Индо-Афро-Атлантическим. Выявлены закономерности з строении пояса и его активности, представленные суммой нескольких элементарных симметрии.

Сформулирован и обоснован ряд тектонофизических моделей литосферы ТПП. На основе этих моделей получены .соотношения, свя-

6

ьзас^'.е характеристики механического состояния слоя и граьита-ионкое поле, создаваемое его неоднородностямн. Сделаны расчеты олей напряжении и движений с использованием гравитационных дан-ьгх. Проведены исследования изостазии.

Разработаны методы расчета напряженно-деформированного сотеякия тектоносферы пояса с учетом ее реального плотностного троения. Сделаны расчеты напряжений и движений тектоносферы доль геоверсов Сихотэ-Алинь - Японское море - о.Хонсе - Тихий кеак, о.Сахалин - Тихий океан и других. Выявлены характерные собенности механического состояния тектоносферы ТПП, пределявхиеся ее собственным глубинньп* строением. Показано, что ривлечение внешних воздействий требуется для приведения в соот-етстЕие лишь количественных показателей изучаемых полей --рас-читаннах и определяемых другими методами.

По отдельным коэффициентам тороидальной и полоидалькой час-еН модели абсолютных движений сделаны расчеты скоростей дефор-аций л-итосферных плит. В результате показано, что максимальные, корости деформаций сдвига порядка год-*, концентри-

уются вдоль основных тектонически у. поясов: Тихоокеанского Спра-ые) и Альпийско-Гимал'айского С левые).

Рассмотрен, эффективный механизм непосредственного преоора-ования приливных дефоромаций в горизонтальные движения литосфе- . к. ■

Практическая значимость работы.

*

Полученные в диссертации результаты имеют не только теорети-

ескоЕ, ко и большое прикладное значение, так как открьтзают новый

ласс геодинамических процессов в Тихоокеанском подвижном поясе,

вязанных со структурной организацией планеты в целом. Представ-

7

ленив о современной геодина.'-пке ТИП как уникальной планетарной структуры может быть использовано для изучения его металлогении, поисков нефти и газа, долгосрочного прогноза сейсмичности и предсказания землетрясений. • Полученные результаты могут быть использованы при интерпретации и обобщении региональных геологических и геофизических данных. Оки нужны также для проектирования транспортного, промышленного и гражданского строительства.

• Предложенные методы расчетов используются для изучения полей напряжений рудных районов С Комсомольский рудный район), динамики пострифтогенкого погружения осадочных бассейнов, полей напряжения и движений земной коры юга дальнего Востока 'Геофизическая экспедиция ПГО Дальгеология г. Хабаровск), а также при поисках нефти и газа ш. шельфе Сахалина и Камчатки С трест .Дальмораефтегаз геофизика, г.Южно-Сахалинск).

Аггеобапня работы.

Научные результаты, составляющие содержание настоящей работы, доложены на Советско-Японском симпозиуме СХабаровск, 1935); Второй международной Орловской конференции СПолтава, 1535); Со-зетско-Китайских симпозиумах СНаходка,. 1987; Благовеаенсх, 1353); 28-м Международном ' Геологическом Конгрессе СВашингтон, 1539); 20-й Ассамблее Международного Союза по Геофизике и Геодезии (Вена, 1391); Международном симпозиуме "Закономерности строения и динамики планет земной группы (Хабарозск, 1552);

Всесоюзной школе-семинаре по геологической интерпретации гравитационных и магнитных полей СЯлта,' 1380); Междуведомственном совещании по изучению современных движений земной коры (Звенигород, 1335); Шестом Всесоюзном с'езде механиков СТаикент,

1983); Семинаре "Вопросы геологической интерпретации гразитаци-

?

онних и магнитных аномалий" (Москва, 15?«);

Втором Ьсесспзпом совещании "Тектоника литосферк^ плит" (Звенигород. 1533); Первой гсгесосз'ной конференции "Строение т: геодинамика земной кори и верхней мантии" С.Чоскза, 1590).

Семинаре отдела морской геологии Тихоокеанского океанологического института ЛВС. АН СССР (1990) г.Владивосток;

Заседании геофисичесхоЯ сеянки Ученого совета Института морской геолопш я геофизики ВО АН СССР (1530), г. Южно - Сахалинск; Геологическом коллоквиуме Дальневосточного геологического института £50 АН СССР (1590), г. Владивосток; Геофизических коллоквиумах Институт?, тектоники и геофизики ЛВС АН СССР (1580-1590) г. Хабаровск;

Коллоквиуме йътагслктельного центра ДБ0 РАН С1932), г.Хабаровск.

Семинарах факультета наук о Земле и Космосе Университета науки к технологии Китая, г.Хефсй (1391,1993), Китайская Народная Республика. '

Публикация результатов работы к_яиччкй вклад автора.

По теме диссертации опубликовано з центральные отданиях и за рубелем более 27 научных работ, в том числе две монографии. Из них 9 написано автором лично, остальные в соавторстве с другим;: . исследователям!. В совместных раоетах автору принадлежат ос: уь-ные идеи, составившие основу диссертации. Автор непосредствен!;е участвовал з постановке исследований и интерпретации полученных результатов.

/

Диссертация суммирует результаты, полученные автором з ходе белее чем десятилетних исследований, проводившихся в рамках плановых тем Института тектоники и геофизики, Вычислительного центрг и Института комплексного анализа региональных проблем /30 РАН.

3

Структура и об'ем диссертации

Диссертация состоит из Введс-кия, семи глав и Заключения общим об' эгжзм 3(И машинописных страниц; содержит 66 рисунков и список литературы из 256 наименований.

Автор выражает глубокую благодарность за обсуждение различных аспектов работы, ценные советы, замечания и сотрудничество Ю. А. Косыгину, Л. П. Карсакозу, Л. И. Лобковскому, Н. П. Романовскому, О.А.Тараканову, Р.Ф.Черкасову, В. Н. Полно, В. 3. Очакову. Автор считает своим приятным долго« поблагодарить коллег по работе в Институте тектоники и геофизики и других институтах ДБО РАК Л. И. Брянского. В.Г.Быкова, С. В. Горкузу, Ф.Г.Корчагина, 0. С. Коней _ ву, б. И. Васильева, В. Ю. Косыгина, М. Л. Красного.

Автор признателен за помощь при оформлении работы И. Е. Авдеевой.

Считав своим особым долгом сказать слоза благодарности памяти И. К. Туезова.

Защищаемые положения.

Основные положения диссертационной работы формулируется следующим образом.

1. Тихоокеанский подвижный пояс, это активная тектоническая область планетарного ранга, обладающая резко расчлененным, повышенным рельефом, положительными аномалиями гравитационного поля Ссилы тяжести и высот геоида) и разуплотненной верхней манти- . ей, представляющей собой корневую систему поверхностных- структур ТПП, являющейся местом разрядки эндогенной энергии, наиболее активно протекающей на глубинах до 200 км.

•• ■ 10

2. Тихоокеанский подвижный пояс представляет собой естественную границу между Тихоокеанским и ».идо-Афро-Атлантическим планетарными сегментами, перманентная активность которой поддерживается концентрацией напряжений, вызванной неоднородным глубинным строением пояса, а также слабыми осциллирующими относительная смещениями этих сегментов,что позволяет рассматривать ТИП как "незаживающий аов" на поверхности планеты. * -

3. Пространственная структура геодинамического состояния литосферы ТПЛ может быть описана суммой злеметарных симметрия: круговой, билатеральной, ромбической.. Последняя отражает определенное сходство геодикамических характеристик "диагональных" звеньев пояса: Азиатского и Южно-Американского с одной стороны и Азстралийско - Ново-Зеландского я Северо-Американскогс, с другой.

4. Существуют фундаментальные особенности геодинамическсго состояния литосферы пояса., которые определяются и поддерживаются его собственными неоднородноотями и для объяснения которых не требуется привлечения каких-либо внешних причин. Так, для "континентальной" части .литосферы пояса характерны горизонтальные растягивающие и вертикальные сжимающие девиаторные напряжения; для ее "океанической" части характерны горизонтальные сжлмашке и вертикальные растягивающие девиаторные напряжения;.- область, стыка - это область максимальных касательных напряжений, способствующих образованию глубинных разломов.'

. 5. В рамках модели гранулированной среды показана реальность механиста, осуществляющего непосредственное лр<юбразова{у!е приливных деформаций твердой Земли в большие горизонтальные перемещения, -способные определять структурные и динамические особенности литосферы Тихоокеанского подвижного пояса.

6. Рггоабстанкке методы расчета тектонических напряжений

И

и льижений, а такие комплекс программ, могут быть использованы для изучения геодинамики структур различного ранга - от отдельных рудных районов и нефтегазовых бассейнов до крупных блоков земно» кора.

. СО ДЕРЖАКЕ РАБОТЫ

Во Введении обоснована актуальность темы диссертации, определены цели работы, показана новизна результатов и их практическая ценность, перечислены положения диссертации, которые выносятся на защиту.

Первая глава посвящена описании Тихоокеанского подвижного пояса СТПП), как об'екта исследования. Рассмотрены гипотезы, связывающие зарождение и эволюцию ТПП с планетарной антисимметрией, проявляющейся как в глобальном рельефе Земли, так и в особенностях ее внутреннего строения. Отмечено, что наличие на других планетах земной группы аналогичных антисимметрия позволяет сделать выбор между гипотезами и отвергнуть, по крайней мере, представления о "катастрофическом".происхождении Тихого океана, остаьив в рассмотрении гипотезы "первичной неоднородности" а "эволюционные".

Делается вывод, что Тихоокеанский подвижный пояс являет собой особое геологическое тело, пограничное, между двумя разнородными планетарными сегментами: Тихоокеанским и Индо-Афро-Атланти-ческим. Границы ТПП определены исходя из его вещественной специализации СРомановский, 1584,19853. При этом за ограничители пояса со стороны континентов приняты ареалы распространения мезогойско--кайксзойских гранитоидов и комагматичных им вулканитов; существенное повышение, основности магкатитов в сторону океана контро-

- ■ -12. •

лируется андези^овой такие;1., которая била принята в крчестве второй вещественней ^со сторона океана} границы ТПП

Креме геологической лается геофизическая характеристика ТПП как структуру планетарного ранга. Для этой цели кспольз>?тся глобальные гравитационные ССЕК-10В, 'GEM-IOC, СЯ!-8Э). тепловые и сейсу.оскоростные модели Земли. Расчеты аномалий высот геоида и аномалий силы тягости по коэффициентам сферических гармоник показали xopou.ee соответствие геологически:-'. С вещественных) к геофизических границ ТПП. Установлена концентрическая структура гравитационного поля, характеризуетего весь Тихоокеанский сегмент. При этом область положительных аномалий поля, конформная определенным вше вещественным границам пояса сменяется внутренней по отношению к нему кольцевой областью отрицательных аномалий: центральная часть Тихого океана вноеь проявляется как область положительных аномалий поля. Показано, что согласно морфологическим, гравитационным и термодинамическим данным Тихоокеанский подвижный пояс -. особая тектоническая структура, ймесаая форму, близкую к кольцевой и характеризующаяся повышенным, резко расчлененным рельефом, высокими аномалиями гравитационного поля и аномально высоким тепловым потеком. 3 то же время, согласно сейсмотомогра-фическим данным, верхняя мантия в пределах ТИП ка глубинах до 200 км представлена ниэкосксростньгм и, вероятно, разуплотненным, сильно разогретым вецеством. Оценки глубин залегания центров аномальных масс по гравитационному поле показали, что именно здесь, на глубинах порядка 1СЭ-200 км происходит интенсивное выделение эндогенной энергии, ответственное за необычайно ьксо-кую тектоническую активность ТПП. '

Итогом главы явилось создание пространственной геофизической модели ТПП, характеризующей как поверхностные геофизические поля пояса, так и его глубинное строение.

i2>

Во второй главе рассмотрены возможные источники энергии тектонических процессов. Срс и них гравитационная дифференциация, солнечная радиация, зрааение Земли и другие. Оценки показали, что наибольшими величинами характеризуются энергия, выделлюааяся в

результате гравитационной дифференциации и аккреции вещества пла-

23

неты С10 эрг^год) и энергия солнечной радиации, та ее часть,

•31

которая поглощается земной поверхностью СЮ эрг/год). Сопоставление энергии тектонической актнзности C5 0c'J эрг/год) с приведенными вы^э оценкам говорит о том, что каждая из них может обеспечить всю энергетику планетарного те.ктогенеза. Кроме того, энергия приглвного трения, диссипируемая в твердой Земле,несколько больше энергетических затрат на тектоническую активность и, следовательно, так-.э может обеспечить весь спектр тектонических преобразований. Судить поэтому о реальном вкладе тех или иных процессов в тектоническую активность на ссноге одних только интегральных оценок не ..редстаЕляется возможным. Для выработки более точных представлений необходимо знать конкретные способы, т.е. механизмы, посредством которых энергетический процесс преобразуется в тектонические движения, дислокации и напряжения. Очевидно, что роль какого-либо энергетического процесса в геотектонике зависит от эффективности соответствующего "передаточного" механизма. В связи с этим, иручению таких механизмов посвяден отделыий параграф, где рассмотрены: способ образования напряжений за счет сцепления конвектиругаей мантии с основанием литосферы, способ образования "мембранных" напряжений, вызванных как изменениями скорости вращения планеты, так и другини процессами. Рассмотрены также механизмы преобразования энергии вращения планеты в горизонтальные - движения литосферы.. Показано, что существует эффективный механизм кепасо§£ственногд преобразования прилизаых

деформаций в большие горизонтальные смещения поверхностных слоев

V4

[Ревуженко, 1935), который ыогет быть использован для описания западного дрейфа литосферной оболочки, а также различия в строении восточной и западной частей ТИП. Предложена усовершенствованная модель указанного механизма, кото.зя раклсчается во введении в об'ем переформируемого (или слабо деформируемого) ядра.

В третьей главе.формулируются тектонофизические модели литосферы Тихоокеанского подзикного пояса. Этот шаг необходим для постановки и решения задач расчета механических характеристик среды по комплексу геслого-геофизнческих данных, в частности, по гразитационнсму полю. Каждая из моделей реализует определенный уровень представлений о строении коры, литосферы и астеносферы ТПП, а также природе причин, т.е. исходных сил, вызывающих напряжения и движения среды.

Анализ аномалий силы тяжести и потенциала показал, что литосфера ТПП может рассматриваться как гибкий слой переменной мощности, изостатическое состояние которого близко к равновесному. Такая тектонофизическая модель относится к классу проверяе- . мых и позволяет получить решения, связывающие искомые геодинамические характеристики (напряжения, деформации, скорости смещений' и др.) с измеряемыми геофизическими данными - гравитационным по- ■ лем. Данная модель составляет основу для изучения изостазин слоя ■„ путем сопоставления аномалий высот геоида и рельефа твердой по ■ верхности, а также для расчета его равнсзесных смещений по аномалиям силы тяжести. В некоторых случаях оправданным является учет изгибной жесткости слоя и переход к модели тонкой пластины. •

Обоснование получили также: модель ТПП как области стыка блоков различной мощности и плотности - "континентального" и "океанического". Согласно сейсмологическим данным, от океана в сторону континента наблюдается наклонно падающая область побы-

шекных значения скоростей сейсмических еолн и повышенной добротности, которую некоторые исследователи отождествляют с погружающейся океанический литосферой. С учетом этих представлений пре-днду1 ая моде,-., была дополнена наклонным блоком повышенной плотности, являющимся продолжением океанского. Угол наклона был взят « равным 45°. что характерно для Курило-Камчатского типа субдук-ц:ш. Дальнейшее усложнение Си новая тектонофнзическая модель) связаны с введением зоны разуплотненной верхней мантии ТИП ССычгъ, 1979). Наиболее общей моделью, включасщей в себя перечисленные выше. является модель, построенная путем интерпретации комплекса геолого-геофизических данных с произвольным распределением плотности, см. например. Сродников и др.. 1932).

Э четвертой главе даются постановка и решение задач расчетов напряжений и движений литосферы Тихоокеанского подвижного пояса. Рассмотрены следующие задачи:

Распределение плотности и реологических свойств среды считается произвольным. В данном случае плоткостныэ, неоднородности исследуемой области создают об'емные силы, которые язляются причиной ее тектонической активности. При этом необходимо знание плотно-стного строения^среды, которое может быть получено в результате интерпретации комплекса геолого-геофизических данных. Например, в результате решения обратной задачи гравиметрии с учетом дополнительной априорной информации, получаемой, как правило, по сейсмологическим данным.

Для расчетов напряжений и движений в среде с произвольным распределением плотности и постоянной вязкостью Сили упругостью) использовались аналитические решения задач Миндлина и Буссинес-

16

ка. Расчеты же напряжений в среде с переменной ьдзкостьп прок:.'— ьсдились путем численного интегрирования ойобаеккого бигармснн-ческого уравнения.

~ Е й Я Й Л.. Н Р Л :!. .. Я Л Г1 К..: i КГ.* М (: ;:.. М й :?? 7;. НасТОЯЦаЯ модель позволяет рассматривать ТИП как градиентную область, предс-тавл'яю^чэ плавный, но в то те время достаточно быстрый переход от слоя, с континентальными к слсю с океаническими характеристика:®.

В рамках настоящей тектокофизическсй мог ел.: рассмотрены: а) гибкий слой изостатически уравновешенный по Эри, б) гибкий'слой изостатически уравновешенный . по Пратту, в) упругая тонкая пластина. Для случаев а) к б) получены соотношения, связывающие механические напряжения в слое с аномалия)® еысот геоида, создаваемыми неоднородностями этих слоев. Из соотношений для слоя, уравновешенного по Эри, при стремлении К, средней мощности слся, к бесконечности, вытекают аналогичные формулы для полупропрост-ранства:

л л л л

Здесь ДК, сг„, сг„,. т„_ - аномалии высот геоида и компоненты • тензора напряжений в представлении Фурья, к - волновое число., г -гравитационная постоянная, до - нормальное ускорение силы тяжести, ч х, г - горизонтальная и вертикальная координаты. Исходя из представленных здесь формул, и аналогичных для слоя, можнр пока-' зать, что максимальное горизонтальное девиаторное растяжение имеет место в областях утсляения слоя, горизонтальное сжатие - в местах уменьшения его мощности, и максимальные касательные-напряжения - в переходных областях, рис.1.

' п

Для упругого тонкого слоя получено соотношение, связывасдее равновесные смешения слоя, вызванные "разбалансом" ураьновеояаа-йших его сил, и аномалии силы тяжести в редукции Буге.

При стремлении изгибной жесткости слоя к нуло из этого ссот-„ ношения вытекает более простые, хорошо подтверждающее» эмпирическими данными (Цубои, 1532; Делинджер, 1332 и др.): для территорий ¿Зтег>3 = " С. 11 • Ь; для акватории = - 0.07 • Ь . Здесь Ь - равновесная высста рельефа С в метрах), Дд - аномалия силы тяжести С в мпллигалах).

поверхности длл следучсонх тектонсфизических моделей: однородное вязкое полупространство, содержащее на поверхности тонкую пленку Слитосферу); полупространство с гибкой литссферой и астеносфер-ным каналом; полупространство, составленное из нескольких слоев различной модности, вязкости а плотности; изсстатически уравновешенный зязкии слой на идеальной жидкости. Для каждой из моделей получены со отношен;:.-, связывание скорости вертикальных движений поверхности, аномалии высот геоида и силы тяжести., В частности, для модели гибкой лйтосферы, лежащей . на вязком полупространстве соотношение, связывагшее аномалии высот геоида ДМ и вертикальную скорость V движения земной поверхности имеет вид: ^

уСх.у) =

■I -»Л/,и 1

где V - скорость вертикального смешения произвольной точки Сх,у) поверхности, ДМ - аномалия геоида в той же точке, ^ - вязкость. Согласно этой формуле, скорость восстановительного изсстатичес-кого движения V можно рассчитать, зная соответствуюьие аномалии геоида ДМ. Так, для вязкости ц = 10^ 'пуаз, ДМ = 1м V =

0.35 см.год. Полученная формула была использована для определения скорости погружения Комакдэрскс:* впадины Берингова моря п других структур. Рассмотренный класс решений представляет принципиально новое направление в геодезии и открывает новые- перспектив;: и возможности в геодинамическо/ интерпретации граьита-циеннего поля.

~ Г; Я Н КI.. Й Г: Й Л Гг ^ *'.. Г: ПIЙ П :*;:.. Я 9?. Л й й ^!.. й.. ЙЯ1": ^ ?: N}' -1'... -Л;' Л

Здесь предполагаете:», что напряжения в литосфере вызывается конвективными потоками мантийного вещества за счет его сцепления с основаниями слоя. Представление поля конвективной скорости поло-идальньгм вектором позволило связать структуру течений б мантии, создаваемых ее плотностккми неоднорсдностя;ги с аномалиями силы тяжести на поверхности планеты, создаваемыми этими же кеоднородностями. 3 результате ряда преобразований и упрощений получены соотношения между напряжениями широтной и долготной ориент'ациями и коэффициентами разложения глобального гравитационного поля планеты по сферическим функциям.

Настоящий подход был использован для изучения геодинамики ТПП как структуры планетарного ранга. В качестве исходных данных использовались глобальные модели гравитационного поля СЕК-10В, 0ЕМ-1СС. ,

Итогом главы явились соотношения,- связывающие механические характеристики литосфэрнсго слоя с геофизическими данными, а . также численные схемы к алгоритмы расчетов.

*

В пятой глазе приводятся результаты расчетов . механических напряжений и движений тектонссферы Тихоокеанского пояса, изучения его кзостаззщ как вдоль отдельных профилей,так л для ТЛЛ ? целом. За основу взяты теоретические алгоритмы и тектонсФпзичес-

п ...............Нц-—

t^ * щмицдшцтиитищ

|1. I

I № "'■г;.............

I-

-•••'•••.• .1. • • ' . . .

::::: > в :. -

. ........• I. •.•'..•• •

.........• • I • • • ......

......... I • • ■ ■ ■......

Распределение дезпатсркых капрятеннй ь слое л-эсече г^схности.

ЖПГ

?ис. 2. Распределение глазных дезиаторных напряжений дл. тектсно—физической модели ТИП, содержащей "погружасщу вся" скеаническус литосферу. Сбзеденные области харак теркзуются одинаковой ориентацией глазных осей.

кие модели, разработанные з предкдуоих глазах.

С ломоты: аналитических ре^ен ии Зуссинеска :: Мин^лина рассмотрено распределение напряжений" и в модели ТГ"1 как

области стыка блоков различной модности и ллзтнсст;:.

Показано, что горизонтальнее растяжение характерно длл "ксн-тннектальней" части модели; горизонтальное сжатие - длл "океанической" части, а максимальные касательные напряжения' им?.;т место з зоне контакта блокез. IL"л характерных значений мещнеттн слсез-и их аномальной плстнссти касательные напряжения мсгут достигать критических величин и приводить к образование з мант:::: субвертикально сриентированных областей энергетически насыще:-::-:-;." материала. Распределение интенсивности скоростей деформации Г, показало, что максимальнее значение этого показателя деформированного состояния материала имеет место также э области контакта блекез; далее с глубиной наблюдается две узких зона максимальных значений Г - одна наклонно падающая под "континент", другая -под "океан". Не исключено, что последнее сбстсятэльстзо может рассматриваться как об'лененле сейсмофокальной зоны ?, 3. Тараканова.

С псмсаыз метода конечных разностей получено распределение напряжений и движений в модели ТПП, содержащей, з дополнение к предыдущей, наклонный слой повышенной плотности и вязкости. Расчеты глазных дезиаторных напряжений в "погружающейся" литосфере, рис.2, л сопоставление с механизмами очагоз землетрясений СТара-каноз л др., 1977) показали их хорошее соответствие, что гозерит о существенной рол:! плэтностных и реологических несднородностей

пояса в его геодинамике. ' Напряжения, возникающие з литосфере, о

могут достигать 10 Па и более, значении злолне достаточных для образования разломов и возникновения землетрясений.

Сделаны также расчеты напряжений и дзижений здоль глубинных

2.1

гестраверсов Спхоте-Аяикь - Японское море - о. Хонсю - Тихий океан (Родников и др. ,1982), о. Сахалин - Охотское море - Тихи;: океан (Краен:-,! и др. ,1985) к других. В качестве исходных данных сыли использованы пло:костные модели литосферы и астеносферы гразрезов, полученные путем интерпретации большого комплекса геологических и геофизических данных. Анализ рассчитанных механических характеристик пезюлкя выявить характерные особенности строения динамики литосферы ТПП определяющиеся ее собственными плотностными неодкороднетями. На рис. 3 представлено распределение деы.аторккх Еапряг.с-ний Си деформаций) р&осчитанных по плот-костной модели геотраверса Снхотэ-Алинь - Тихи;': океан .Здесь видно, что верхняя мантия в области Японского моря испытывает горн- ' зоктальное растяжение и вертикальное сжатие, в то же время в районе о.Хонсю наблюдается оораткая картина. Касательные напряжения имеют узкую зону максимума, простирающуюся от поверхности б западной части- Японского моря вглубь до отметки примерно 300 км. Именно здесь был установлен глубинный разлом путей интерпретации гравитационного поля (Вавилов и др., 1959).

Сравнение этих результатов с решениями, полученными аналитическим путем, рис.1, позволило выявить некоторые фундаментальные закономерности механического состояния области сочленения, а именно: максимальные касательные напряжения в слое переменной мощности возникают как раз в области изменения мощности, при переходе от одного слоя к другому. В то хе время область повышенной мощности (континентальная) характеризуется горизонтальным ргстя.^екием, г. область пониженной мощности (океаническая) -горизонтальным сжатием. Возможно, именно эти закономерности пез-ьоляют об'яенлть существование протяженной полосы кайнозойских ггебенев ка востоке Азиатского континента (Варнавский, Малышев, 1 ■??:). сзвание окоах;нны>; морей, геодинамику островных систем

гг

I 1

Рис. 3.

..с.-з счссостэи смешен:::; изолинии скосс л дегнатос.-дегсрмации -.-л тектснсс£~рь: геотрав-грса С'.:.<стз-Алинь ллонсноз мере - о. лонос -'7/:-:;:;: ^ .-¿н. 1 - а - и*: . скорости:: ¿^сссмаш;:::, 2 - нулевая изолиния; 2,3 -тральное оястя^гнне, сжатие; 4,5 - гослзснтальнт.-саегл.тен::0! сжатие; 5 - олен гс?::шенкол" ллотнсст;:, • век тсс скооссгл смешен:!.!.

?;:с. 4.

-- - - , * г ■ -■ г- . - ✓ к 1_, . V V » V 1 » к '^Г""' 1 \

? "Ул4- СГт Лу; 1 г ' 4 г * • I

у ✓ ✓ / ю * ЬХА ; I \ ' • ' * < * 1 1 \ \\ 1 Ч^ГЧ I ч Ч - | 11/

ц*^ ч \ Ж -ч *• • 1 Дни Я , V V 1 чч,ч/-ч - чу>> -ч • Уч Ч ъ - \ / ■ - \\ 1 ! ч\ ' - - , ЧЧ, V 1 л \

. / А - ' г; 1 1 ' 7 - 1 - 1 . / 4 < 1 " М \ ' п у Г ! IX Г ; - . ^ хг - 1 1 '

г-аслозделекне напол.лен:::: з основан:::: литсссгсь:. емсе" мантпнкои конв-гкцпеи.

Стрелкам: показаны вектооа сил сш=плэк::я. Сллсш:-:с;г л::н:-ел' дана нулевая жзелпннл д:;в«сг5нд::;: зоктсонсгс л:г-сазграннчизайдая области таст,г.-.эния и облает:: статил. Расчёты проводились по ксэ^ицнентам мед-зл:! гсазн.тац:: :н него поля' С^-'-ЮЗ.для гармоник с 17 г.о со.

гз

С Сергеев, 1?ЗБЗ и других структур ТПП.

»асчеты напряжений ь лито-фере Азиатско-Тихоокеанской зоны перехода и Тихоокеанского пэавкалого пояса по коэффициентам гло-"Ельней модели гравитационного поля СЕМ-10В подтвердили ряд ьыьодоь, полученных для других тектонг^изических моделей ТИП, рис.4. Здесь видно, что литосфера Японского и Охотского окраинных море;; находится в состоянии растяжения, в то время как для "преддуговой" области характерно горизонтальное сжатие.

Расчеты напряжений по гармоникам с -4 по 22 показали, что Тихоокеанский подвижный пояс подвергается поперечному сжатию со стороны мантии, причем наиболее интенсивное сжатие имеет место в его Азиатском и Южно-Американском звеньях. Полученный результат -позволяет интерпретировать ТПП как область конвергенции потоков двух глобальных конвективных ячеек. Не исключаются, впрочем, и другие интерпретации.

Исследование изостазии земной коры и литосферы Т1Ш проводилось ка основе тектонофизической модели гибкого слоя'переменной мощности и плотности. Использовалась формула асимптотического представления ньютонова потенциала, связывающая аномалии высот геоида, создаваемые слоем и рельеф его поверхности. Сопоставление аномалий высот- геоида и рельефа твердой Земли для большого количества профилей ь пределах пояса показало .что наиболее сильные- нарушения кзостазии имеют место в Азиатской и Южно-Американской частях пояса.. Таким образом, выясняется, что различные гео-динамическке характеристики Тихоокеанского подвижного пояса Сна-■ пряжения, изостазия) характеризуются определенными соотношениями симметрии и порядка.

Кетсд сопоставления аномалий высот геоида и рельефа оказался гФфектвькку при геодинамическом районировании земной коры: по

взаимном-, расположению трчек Сы,ДЮ ка плоскости Сы - зна-

21,

чения высот рельефа или батиметрии, ЛИ - аномалия геоида в том га географическом пункте) можно судить о степени изостатическсй уравновешенности, недокомпенсаци:: или перекомпенсации рассматриваемой области. Исследования показали , что этот метод может эффективно работать также при изучении перспектив нефтегазоноснссти осадочных бассейнов

В шестой главе рассматривается закономерности структурной и динамической организации литосферы всего пояса.

Согласно расчетам скоростей сдвиговых деформаций по козч;-фиценгам тороидальной части модели абсолютных движений плит, практически весь Тихоокеанский подвижный пояс предстазляет собой область интенсивного правого сдвига. 3 то же время, з пределах ортогонального ему субэкваториального тектонического пояса имеет место интенсивные левые скорости деформаций, рис.5. Таксе распределение скоростей деформаций хорошо согласуется с распределением современных активных сдвиговых дислокаций лятосгеры ТПП. Полученный результат можно рассматривать как формальнее подтверждение гипотезы о малоамплитудном правом сдвиговом смещении Тихоокеанского полушария. Возможно, что это смещение носит осциллирующей в рамках геологического времени характер. К такому выводу позволяют прийти исследования изменения тектонических полей напряжений в кайнозое на о. Хонсю (Такеис1и, 1555), исследования седиментогеяоэа востока Азии СЛихт, 1Э51) и другие.

Распределение скоростей широтных деформаций литосферы, рассчитанных по коэффициентам полоидальной части модели абсолют^ ных движений плит также носит закономерный характер и согласуется с установленным ранее распределением напряжений: максимальное широтное сжатие, порядка 2-10 год , имеет место для Азиатского и Южно-Американского звеньев пояса.. Именно здесь.

гз

О ОУ-

КШ111У1

Скорости современных сдвиговых деформаций литосферы, рассчитанные по коэффициентам тороидальной части модели абсолютных движений плит.

Сплошные изолинии - положительные деформации "Справке

сдвиги); пунктирные - отрицательные деформации Слевые

сдвиги): штрих-пунктир - нулевая изолиния.

Значения даны через 1С~е гой"'1.

£6

как было показано, наблюдаются наибольшие нарушения пзоотазии.

Расчет скорости смешения литосферы по коэффициентам Э^д тороидальной части модели абсолютных движений плит, доказал реалькссть западного дрейфа. Сзпостделение скорости западного дре1фэ с оценкой аналогичной скорости полученной з рамках • модели "геофизической" среды, гл. 2. показало применимость предложенного механизма для описания больших горизонтальных а-.-щенил литосферы

3 деле*. проведенные исследования достаточно убедительно показали, что в структуре и геодинамике пояса присутствуют слре-делеленные закономерности, обусловленные как внутренним С легальными, региональными;. так и внешними (глобальными!) причинами. Отметим, прежде всего, сходство геофизических и геодинам::ч:ских характеристик "диагонально" расположенных эвеньез пояса: Азиатского и Южно-Американского, с одной стороны и Австралийс/о - Ново-Зеландского л Сезеро-Амэриканского с другой. Такой тип геоди-нэмическсй симметрии мы назвали симметрией ромба.

5 седьмой глав? .приводятся результаты исследования налря-зенно-деформирова^лого состояния отдельных структур' земной коры в пределах ТИП. бается постановка задачи и обсуждаются результаты расчетов механических напряжений для Комсомольского рудного района.

Изучаются механические напряжения для разрезов шельфа о. Сахалин с целью исследования перспектив егэ нэфтегазснсснсгти. Наиболее интересные результаты получены для Луньокпго месторождения. Здесь, по данным о гектсрах зяз.-.огс (или упругого) смещения точек среды сделан выход о раздвиговои природе верхней части свода поднятия и сдвиговой деформации в низах

крыльев антиклинали. По распределению главных хезиатерных нелрл-

27

...... к.гУ-...«.........г*- • » ■

• * ^ ^ * + • » к ■ X X ^ * -V • •

« * л* ^ * * *

• • + * * * •

• * • +-¿г •

. * + * ^ * X -

« * + • Л- ¿С X ^ х.

• • чх" тГ %-ц--; . х

• >5 Ат,*-'*« ^ * * • «X ¿Г + + • " *

■ * * * X ■ • *

* */ А V ^ + + ¿Т Х * " • *

«. х У • >? * • *

—-¡г^Х X * •■*

■ х X - + ■ -

Рис.Б. Распределение главных девиаторных напряжений, рассчитанное на основе глубинной плотностной модели Луньской структуры. -V— - субгоризонтальные растягивающие напряжения о^; вертикальное сл.атие а ; о* = - и .

, 2 3 1

- субгоризонтальные сжимающие напряжения, вертикальные растяжения.

Точками показана кулевая изолиния аномальной плотности.

' Длинными стрелками - пути миграции флюидов. Черный треугольник отмечает ооласть продуктивных нефтегазовых скважин. ' Горизонтальное скатке и -вертикальное растяжение создают в среде условия благоприятные для раскрытия горизонтальных проводящих каналов. Горизонтальное растяжение и вертикальное сжатие, наоборот, способствует формированию вертикальных проводящих каналов. Распределение девиаторных напряже-нкна данном рисунке является благоприятным для глубинной горизонтальной миграции флюидов, и их выхода в локализованной области поверхности. Расчеты аномалий геои-- да нз шельфе Сахалина показали, что Луньское нефтегазовое месторождение, и ряд других, характеризуются положительными значениями аномалий еысот геоида.

жений. рис.6 выявлены субгоризонтальные и субвертикальные проводящие каналы, направленные к сводовой части поднятия, споссосг-зуюопе субвертнкальной миграции флюидов. Методика и алгоритмы расчетов были знедрекы в тресте Дальморнефтегазгеофнзика, г. Схно-Сахаяинск.

Расчеты напряжений и движений для земной коры Анадырской впадины Берингова моря позволили выработать обобщенную мопель пострифтсгэннсЯ ззолении осадочных бассейнов. Здесь вьглзлены дна последовательно сменяющих друг друга процесса: а) зосстанозление простатического равновесия коры.а б) выравнивание ее плотных границ. Со вторым процессом езязана инверсия зпирифтозых впадин. Настоящая причина инверсии является общей для эволюции рифтогенных осадочных бассейнов платформы.

Решение ряда частных задач настоящей главы продемонстрировали универсальный характер разработанных алгоритмов и их применимость для решения самого широкого круга задач геодинамики.

'заключение

Выполненные исследования позволяет сформулировать следующие итоговые положения:

1. Впервые дано описание Тихоокеанского подвижного пояса СTIED геофизическими полями: гравитационным, тепловым, сейсмо-скоростным, как единой структуры планетарного масштаба. Сопоставление геофизических, геологических, геоморфологических и других характеристик показало их высокую корреляцию в пределах границ полос установленных согласно геологическим Свеаестьекн;л«) критериям. Совместный анализ поверхностных и глубинных геофизических данных позволил построить об'емкую модель ТПП, выявить закономерности структуры геофизических полей и тектонической активности пояса. Так, наибольшие значения аномалий силы тяжести и высот геоида характерны для взаимно диагонально располот женных звеньев пояса - Азиатского и Йжно-Американского. Здесь

же имеет место и наиболее высокая ( по сравнению с другими участками) сейсмичность ТПП. Глубинные корни пояса представлены низкоскоростной, разогретой мантией, являющейся местом разрядки эндогенной энергии, наиболее интенсивно протекающей на глубинах до 200 км.

2. Анализ глубинного строения ТПП и его геофизических полей позволил разработать -и обосновать ряд тектонофкзичесхих моделей,которые могут быть использованы при расчете напряжений, двкьенкй к других геодинамических величин, характеризующих современное состояние коры и литосферы пояса.

Сформулирована концепция "проверяемых" тектокофизичееккх моделей, которые позволяли бы изучать напряжения и движения в зе:..ле на основе измеряемых геофизических данных (к таковым мы в первую очередь относим гравитационное поле).

3. Ни основе разработанных тектокофизичееккх моделей по-

30

лучены решения следующих reoдинамических задач:

- Расчет механически;; напряжения и движений тектскссферы Тихоокеанского подвижного пояса по ее плотностным неоднородное-тям. Предполагается, 'что последние создаст об'емные силы С з поле силы тяжести нормальной земли), которые и являются причиной тектонической активности исследуемой области. При этом необходимо знание плотностного строения среды, которое может быть получено в результате интерпретации комплекса геолого-геофизических данных, например, при решении обратной задачи гравиметрии. В этом смысле предлагаемый,геомеханический подход является продолжением традиционных методоз интерпретации гразитационно-го поля, позволяет извлекать больше информации из этих данных.

- Предыдущая модель дополнена переменным распределением реологических свойств среды Связкости, упругости).

- Расчет механических напряжений в слое переменной мощности. Эта модель поззоляет рассматривать ТИП как градиентную область, представляющую плавный, но достаточно быстрый переход от слоя с континентальными к слою с океаническими характеристиками. При этом, расчеты напряжений производятся по значениям соответствующих аномалий силы тяжести и высот геоида.

По значениям аномалий гравитационного поля в рамках этой тектснофизической модели могут быть рассчитаны также смещения и скорости современных вертикальных движений земной поверхности. Рассмотренный класс решений предстазляет принципиально новый подход и открывает новые возможности применения гравитационного поля для целей геодезии.

В целом, создана фундаментальная база для всестороннего исследования геодинамики Тихоокеанского подзижного пояса.

4. На оснозе полученных решений проведены расчеты налря-женно-деформированного состояния пояса для ряда моделей его

глубинного строения. Расчеты напряжений в литосфере пояса проведены также по сферическим: коэффициентам моделей гравитационного потенциала БЕМ-ЮЗ, СЕМ-ЮС. Путем сопоставления аномалий ы'сот геоида и рельефа твердой земли проведено исследование изостазик коры и литосферы пояса. В итоге выявлены особенности геодинамики пояса, определяющиеся его собственными плотностнкми и реологическими неоднородкостями, для об'яснения которых не требуется привлечения каких-либо внешних воздействий. Этот вывод позволяет выраоотать правильное понимание роли региональных к глобальных факторов в происхождении и эволюции структур пояса и его не следует воспринимать как альтернативу плитоьо;1. текто-кдгл.

Распределение геодинамических характеристик пояса, так ае пак и геофизических полей, лоскт закономерный характер. Так, наиболее интенсиьн—-не сжимающие напряжения имеют место для его Азиатского и Южно-Американского звеньев. Этим же участкам пояса присушд и наиболее сильные нарушения изостазии. ' .

5. Изучение геодинамики пояса по коэффициентам тороидальной к полсидальной компонент модели абсолютных движений плит позволило ■ выявить дополнительные, к установленным ранее, закономерности '■ его строения и динамики. - Так, в поле скорости сдвиговых деформаций ё®^,-рассчитанных по коэффициентам тороидальной части упомянутой модели, ТПП предстает как область интенсивного правого сдвига, что хорошо подтверждается наличием е пределах пояса активных правых сдвигов по простиранию. Расчет скоростей широтных деформаций ло коэффициентам полоидалькзГ; части модели абсолютных движений пл::т показал, что наибольшее сжатие имеет место для Азиатского и Южно-Американского звеньев

пояса. Этот результат находится в хорошем соответствии с ре»

зультгтгыи изучения структуры гравитационного поля, а также по-• "" 31

ля напряжений и изостазии ГПГТ, что отражает одну из важнейших закономерностей строения и динамики пояса.

6. Анализ ряда энергетических процессов показал, что каждый из них может обеспечить практически всю тектоническую энергетиху планеты. Однако же действительная роть того или иного процесса определяете/! эффективность*) .конкретных механизмов, посредством которых производится преобразование энергии этого процесса з тектонические напряжения, дзижения и дислокации. В связи с этим, з работе показано, что з рамках "геофизической" С по М. А. Садовскому) мод»?,та среды, существует .зф}ектизкый механизм, осуществляющий непосредственнее преобразование прилизных деформаций з большие горизонтальнее смещения и деформации литссферных блекез. Посредством этого механизма энергия приливного торможения может "организовывать" другие,бо-лее мощные планетарные процессы и, таким образом, влиять з целом на характер течения тектонических процессов и определять выявленные закономерности строения и динамики ТПП.

7. Методы и алгоритмы, применявшиеся для изучения геодинамики ТПП были использованы также.для изучения напряженнс-дефор-мирозанного состояния отдельных структур в пределах ТПП.3 частности, сделан расчет напряжений земной коры Комсомольского рудного района, исследовано напряженнее состояние Курило-Хам-чатской островной системы, структур щельфа Сахалина с целью изучения перспектиз их нефтегазсносности, рассмотрена эволюция Анщдырской впадины Еерингоза моря, проведен ряд других расче-

А

тоз, которые автор не стал включать в настоящую работу. Все исследования показали эффективность, универсальность и практическую значимость разработок автора, возможность применения его методик и алгоритмов на различных иерархических уровнях.Результаты работ знедпень: з тоес:е Яальмоонефтегеофизиха, г.'¡Сжно-Са-

33

халинск, в Геофизической экспедиции ПГО Лальгеология, г. Хабаровск.

Один из наиболее важных выводов работы следующий; Тихоокеанский подвижный пояс представляет собой уникальную тектоничес-■ кую структуру. своеобразный незаживающий шов на поверхности планеты, активность которого определяется особенностями строения планеты и постоянно поддерживается как потоком энергии из недр, так и воздействиями внешнего характера.

Проведенное исследование позволяет сформулировать направления дальнейших работ, основные из которых суть следующие:

1 Изучение происхождения и эволюции Тихоокеанского подвижного пояса как структуры планетарного ранга. Ке исключено, что эта проблема окажется тесно связанной с проблемой происхождения Земли и ее крупнейших неоднородностей.

2. Изучение пространственно-временных закономерностей проявлений тектонической активности ТПП Свулканизм, сейсмичность и прочее) и их геодикамическая интерпретация.

3. Изучение пространственно-временных закономерностей структуры геофизических полей ТПП. Связь этих-вариаций с глубинным строением пояса и их геодинамическая интерпретация.

'4. Разработка научных основ предсказания природных катастроф в пределах ТПП на основе выявленных закономерностей и их практическое применение.

2,4

Основные результаты диссертации, опубликованы в работах

1.Маслов Л. А. .Туезов И. К. .Расчет .механических напряжений в литосфере востока Азиатского континента и зона перехода на основе гравитационных данных // Тихоокеанская геология, 1982, No.6. С. 41-47.

?.. Мае лов Л. А. , Механика литосферы. Владивосток. ПВО АН СССР 1S87. 80с.

3. Маслов Л. А. .Строев П. А. Дсмова 0. С. .Геодинамика Ялсно-морсксЯ переходной зоны. В кн.: Гравиметрические исследования на море. М. Наука. 1938. С. 92-97".

4. Маслов Л. А. .Косыгин В.Ю. ,Комова 0. С. ,Изучение .глубинных ге о д и н ами чес к и х процессов з Курило-Камчатской зоне перехода на сснозе ее плстностных моделей // Тихоокеанская геология. 1SS8, No.2. С. 3-10.

3.Маслов Л. А. , Изучение изостазии Берингоза и Охотского морей .по данным аномалий высот геоида и батиметрии // Тихоокеанская геология, 1S88, 1Го. 1. С. 110-114.

5. Маслов Л. А., Изучение динамики крупномасштабных движении литосферы по значениям высот геоида. 3 кн.: 'Изучение Земли как планеты методам геофизики, геодезии и астрономии. Труды II Орловской конференции . Киез. : Наукова думка. .1928. С. 193-197

7. Маслоз Л. А. .Романовский Н. П.,Строение Тихоокеанского подвижного пояса и его динамика по поверхностным и глубинным гео-ого-геофизическим данным-// Тихоокеанская геология, 1S89, N'o. 3. С. 3-23. '

8. Маслов Л. А. .Расчет скоростей движений земной поверхности по аномалиям еысот геоида // Изз. АН СССР. -Физика Земли. 1SS9. No.ll. С. 96-103.

9. Маслов Л. А.,Геодинамика Тихоокеанского сегмента Земли.

3.5

Москва. Наука. 1931. 86с. Формат*!. Е.

ЮДаслоь Л. А. Домова 0. С. .деленное моделирование глубинных гесдинамическкх процессов в активных окраинах // Изъ. АН СССР. Спзшса Земли. 1930. Ко. 3. С. 53-60.'

11.Маслов Л. А. .Рейклкб Э. Л. .Исследование напряженно-деформи-роьакното состояния земной ■коры era Дальнего Востока СССР по гравитационному поле Геология и Геофизика. 1932. No.11. C.7-1S.

■ 2. Заоолотниксв А. А. Домова 0. С. .Маслов Л. А. .Динамика пострифтэгенного погружения платформенных осадочных бассейноз (на при -ере Восточно-Анадырской впадины Берингова моря) // И». /Л СССР, физика Земли. 1991. No.7. С.12-20.

13.Комоьа D.C. .Маслс.ь Л. А. .Туезов И. К. .Решение прямой трехмерной задачи геомеханики для аномальных плотностных тел // Тихоокеанская геология. 1984. No. 3. С.110-115.

14.Косыгин ¡0.А. .Маслов Л.А., Роль твердых лунных приливов в тектоническом процессе // Геотектоника. 1533. fío. 6. С. З-"7.

15. Косыгин В. Ю. Домова 0.С. .Маслов Л. А. .Геомеханическое состояние тектоносферы Северо-запада Тихого океана по ее плот-нострым моделям // Тихоокеанская геология, 1931. No.3.С.3-10.

16.'™уезов ИД. ,Маслов Л. А. ,Епанешникоз Б. Д. .Тепловые и механические модели литосферы Азиатско-Тихоокеанской зоны перехода. Труды III С'езда Советских океанологов. Ленинград. Гид-рокетеон-дат. 1987. С. £12-213..

17. liasicv L.A. . Ro-.anovsky К. P. .Structure and geodynamics с; -„pe ?acií'ic Mocile belt, as to aeoicgo-gecphysical data. Proceedings of the Pacific Rin - 30 Congress. Canberra. 1990.

18. Maslov L. A. , Kcrnova O.S. , Computation of mechanical stresses in upper mantle of Asia-Pacific transition zone using its density rcodel. In the book: Geology and Geophysics of the Japan sea. Ed. N. Isezaki, K. Tamaki, I.Bersenev, Б.Кагр, £. Lelikov. Terra Publishers, Tokyo. 1393. P. 127-139.

19. Kosygin iu.A. . Masiov L. A. , Potation of planets and their thermal and magnetic fields// Geotectonica ot [fetallogenia. 1SS0. Vol.14, IJo 2. P. 109-113.

20. Maslov'L. A. , Geodynamics of the Pacific Mobile Beit. Hew aspects/ XX General Assembly IUGG Vienna. IAG Program and Abstracts. P.121.

21. Romanovsky N. P. . Kaslov L. A. , Fu F.cng-shan, Pacific Mobile Belt Metailogeny Relative to Its Structure and Gecdynamics/2Sth International Geological Congress. Kyoto. Japan. Abstracts. Vol.1. P. 193.

22. Macroв Л. А. Методологические проблемы современной геодинамики// Вестник ЛЗО РАН. 1992. N 3-4. С. 55-61.

Ы