Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Голоценовые тектонические нарушения (палеосейсмодислокации) в зонах Хоккайдо-Сахалинского и Центрально-Сахалинского разломов

ВАК РФ 25.00.03, Геотектоника и геодинамика

Автореферат диссертации по теме "Голоценовые тектонические нарушения (палеосейсмодислокации) в зонах Хоккайдо-Сахалинского и Центрально-Сахалинского разломов"

lililí

004612618

На правах рукописи

ЛОБОДЕНКО ИВАН ЮРЬЕВИЧ

ГОЛОЦЕНОВЫЕ ТЕКТОНИЧЕСКИЕ НАРУШЕНИЯ (ПАЛЕОСЕЙСМОДИСЛОКАЦИИ) В ЗОНАХ ХОККАЙДО-САХАЛИНСКОГО И ЦЕНТРАЛЬНО-САХАЛИНСКОГО

РАЗЛОМОВ

специальность 25.00.03 - геотектоника и геодинамика

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

1 8 НОЯ 2010

Москва 2010

Работа выполнена на кафедре динамической геологии геологического факультета Московского государственного университета имени М.В .Ломоносова

Научный руководитель:

доктор геолого-минералогических наук,

профессор Николай Владимирович Короновский

Официальные оппоненты:

доктор геолого-минералогических наук,

профессор Валерий Сулейманович Имаев

доктор геолого-минералогических наук Сергей Леонидович Костюченко

Ведущая организация: Геологический Институт РАН (Москва)

Защита состоится 26 ноября 2010 г. в 16.00 на заседании диссертационного совета Д.501.001.39 при Московском государственном университете имени М.В.Ломоносова по адресу: 119991, Москва, ГСП-1, Ленинские горы, Главное здание МГУ, геологический факультет, аудитория 415.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке геологического факультета МГУ (Главное здание, корпус А, 6-й этаж)

Автореферат разослан 25 октября 2010 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

доктор геол.-мин. наук, профессор

А. Г. Рябухин

ВВЕДЕНИЕ

В 2000-2009 годах на острове Сахалин велось активное строительство нефте- и газопроводов для транспортировки углеводородного сырья с шельфовых месторождений. Для обеспечения экологической безопасности этих потенциально опасных сооружений был выполнен большой и разнообразный комплекс инженерно-геологических изысканий, в том числе изучение активных разломов, пересекающих трассы нефте- и газопроводов и определение параметров возможных смещений по ним. В ходе этих работ были получены новые данные о сейсмотектонике региона, которые легли в основу диссертации. Результаты исследований были использованы при проектировании переходов трубопроводов через разломы, конструкция которых должна обеспечить их сохранность даже при возникновении сильных землетрясений, сопровождающихся сейсмотектоническими дислокациями.

Целью кандидатской диссертации является изучение голоцеиовых (позднеплей-стоцен-голоцеовых) дислокаций в зонах Хоккайдо-Сахалинского и Центрально-Сахалинского региональных разломов как основы для оценки сейсмического потенциала этих региональных разломов, а также опасности, связанной с непосредственным воздействием подвижек по разломам на сооружения, пересекаемые активными разломами.

Для этого необходимо было решить следующие задачи: 1) выявить и изучить потенциально активные разрывы, как ранее известные, так и вновь обнаруженные в ходе дешифрирования разномасштабных космо- и аэрофотоснимков; 2) подтвердить или опровергнуть позднечетвертичную (позднеплейстоцен-голоценовую) активность выявленных тектонических нарушений; 3) определелить возраст и повторяемость смещений по разрывам; 4) определить кинематику и амплитуды одноактных сейсмогенных смещений - параметры, необходимые для оценки магнитуд землетрясений и также являющиеся исходными при проектировании переходов трубопроводов через разломы.

При выполнении указанных выше задач автор совместно с полевой группой геологов ГИН РАН и ИДГ РАН проводил геолого-геоморфологические исследования, документацию специально пройденных траншей и отбор образцов. Всего было изучено более 10 молодых разрывов, а общее число точек наблюдения составило более 400. Полу-

чено 40 новых радиоуглеродных датировок, подтвердивших позднеплейстоценовый и голоценовый возраст подвижек по разрывам и позволивших в ряде случаев оценить их повторяемость. Полевыми работами была подтверждена активность выявленных разломов, дана оценка вертикальной и горизонтальной компонент смещений - наиболее важных исходных данных для проектирования конструкций переходов трубопроводов через активные разломы.

Новизна работы в том, что на основе полевых наблюдений и исследованиях в траншеях были получены новые данные о параметрах смещений для активных разрывов в зонах Хоккайдо-Сахалинского и Центрально-Сахалинского (Ключевского) региональных разломов, в том числе для локальных молодых разрывов, оперяющих Ключевской разлом. Кроме того, в работе приводятся новые радиоуглеродные датировки, позволяющие уточнить период повторяемости крупных сейсмических событий Северного и Центрального Сахалина.

Практическая значимость работы

Получены новые данные, позволяющие уточнить сейсмическую опасность острова Сахалин, что чрезвычайно важно для оценки сейсмической и геологической опасности при проектировании ответственных инженерных сооружений. Одним из результатов работы стала уточненная карта активных разломов региона, которая учитывалась при проектировании трассы нефтепроводной системы Сахалин-2 и будет использоваться при реализации новых нефтегазовых проектов.

Основные защищаемые положения:

1. Основные крупные разломы Сахалина проявляли активность в голоцене. Обнаруженные новые следы голоценовых сейсмотектонических подвижек свидетельствуют о высоком сейсмическом потенциале (Мтах-7.0-7.5) разломов и, соответственно, о повышенной сейсмической опасности практически всей территории острова.

2. В северной части главного Хоккайдо-Сахалинского разлома, на протяжении 220 км, голоценовые сейсмотектонические нарушения развиты фрагментарно и прослеживаются в виде отдельных сегментов (Хейтонский, Пильтунский, Горомай-

4

ский разломы) протяженностью 20-40 км каждый, разделенных промежутками от 30 до 70 км, где признаки смещений этого возраста отсутствуют.

3. Голоценовые сейсмотектонические нарушения в зоне Центрально-Сахалинского разлома приурочены к его наиболее активной восточной ветви - Ключевскому разлому и к мног очисленным второстепенным разрывам между Ключевским разломом и основным швом Центрально-Сахалинского разлома (районы поселков Победино, Смирных, Гастелло, городов Макаров и Южно-Сахалинск). Структура и возраст подвижек на изученных участках свидетельствуют о том, что Ключевской разлом был активен в позднем плейстоцене-голоцене на всем своем протяжении, но при этом единовременные подвижки проявлялись в пределах отдельных его сегментов длиной в первые десятки километров.

Апробация работы.

Основные результаты диссертации опубликованы автором или с участием автора в 6 статьях (в том числе 2 работы в журналах, рекомендуемых ВАК), доложены на конференции студентов, аспирантов и молодых ученых "Ломоносов-2006", на Первой Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых и специалистов, посвященной памяти академика А.П. Карпинского (С-Пб, 2009), XXII Горшковских чтениях (Москва, 2010), а также на Первом всемирном конгрессе молодых исследователей Земли (Китай, 2009 - см. список публикаций).

Структура и объем диссертации.

Диссертация состоит из «Введения», четырех глав, «Заключения» и списка литературы, содержащего 102 наименования. Объем работы - 165 страниц, 85 рисунков.

Благодарности.

Автор благодарит своего научного руководителя - заведующего кафедрой динамической геологии МГУ профессора Н.В. Короновского за общее руководство работой, в.н.с. ИДГ РАН А.Л. Строма за критические замечания и помощь при написании работы, а также весь коллектив кафедры динамической геологии геологического факультета МГУ за постоянную поддержку и внимание к исследованиям автора. Автор выражает

благодарность своим коллегам: А.И. Кожурину, В.М. Бесстрашнову и С.П. Никифорову, полевая и исследовательская работа с которыми была очень продуктивной.

Глава 1. Краткий очерк геологического и тектонического строения региона.

До настоящего времени нет общепринятой точки зрения на тектоническое строение острова. Большинство исследователей считают, что структура острова образовалась в результате «сложной аккреции террейнов» (Сапрыгин, 2002, Жаров, 2004) при ведущей роли поперечного тектонического сжатия (Роштпег, 11уес1а 1983, Рождественский, 1999).

В целом, остров Сахалин может быть разделен на три основные структурно-геологические провинции (Рождественский, 1993). Это горные сооружения Западно- и Восточно-Сахалинских гор, разделенных системой межгорных впадин. Наиболее древние породы на Сахалине встречаются в пределах Восточно-Сахалинского хребта и Су-сунайского метаморфического комплекса. Они представляют собой отложения палеозойского фундамента, метаморфизованные в триасе, а также раннеюрские интрузии. Породы фундамента перекрываются толщей мел-палеогеновых базальтов, кремнистых известняков и глинистых сланцев, представляющей собой аккреционную призму, накопившуюся в зоне субдукции, погружавшейся в западном направлении и располагавшейся у восточного побережья острова (Веп-АугаЬага, иуес1а, 1983).

Относительно древние породы, слагающие Сусунайский метаморфический комплекс на юге и Восточно-Сахалинские горы в средней части острова, отделены серией межгорных впадин (Сусунайская депрессия на юге и Поронайская или Центрально-Сахалинская депрессия в средней части острова) от Западно-Сахалинского хребта, сложенного мощной интенсивно дислоцированной осадочной толщей мела-палеогена. Схожее трехчленное строение имеет и полуостров Шмидта на крайнем севере Сахалина.

Северная часть острова (примерно от широты г. Ноглики на юге до Охинского перешейка на севере) сложена мощной толщей кайнозойских терригенных осадков. Рельеф этого района гораздо более сглаженный, чем в центре и на юге острова, а прибрежная зона, особенно вдоль Татарского пролива, сложена обширными выходами плиоцен -четвертичных отложений большой мощности, однако общее субмеридиональное деле-

ние остается неизменным. Тенденции геологического развития, характерные для неогенового периода, сохраняются на Сахалине и в четвертичное время.

Четвертичное осадконакопление в долинах и прибрежных областях сочеталось с продолжающимися движениями по разломам, проявившимся, в частности, в надвигании Западно-Сахалинского хребта на Центрально-Сахалинскую депрессию (Роигшсг е1 а1., 1994). Признаки этой продолжающейся тектонической активности проявлены в рельефе и в разрезах четвертичных отложениях в виде молодых разломных уступов и горизонтальных смещений речных долин.

Разломная тектоника

Вдоль всего Сахалина в меридиональном направлении протягиваются три крупных разлома: Западно-Сахалинский, Центрально-Сахалинский (Тымь-Поронайский) и Хоккайдо-Сахалинский (последний в ряде работ описан как Северо-Сахалинский) (Рис. 1). Помимо них, крупные разломы выделены по геофизическим и буровым данным в акваториях Охотского (Восточно-Сахалинский разлом) и Японского (Монеронский разлом) морей, однако эти нарушения недоступны для прямого геолого-геоморфологнческого изучения (Булгаков и др., 2002). Наши работы проводились в зонах Центрально-Сахалинского и Хоккайдо-Сахалинского разломов.

1. Центрально-Сахалинский разлом.

Этот разлом длиной около 600 км является наиболее крупной разрывной структурой центральной и южной части Сахалина (Мельников, 1988), он разделяет Западно-Сахалинскую и Хоккайдо-Сахалинскую тектонические зоны. По разлому, падающему на запад под углом 60-80° (по крайней мере, в приповерхностной части), меловые отложения взброшены на неогеновые. Последние в зоне разлома интенсивно перемяты, в них наблюдаются многочисленные зеркала скольжения, мелкие разрывы и складки, часто запрокинутые к востоку. На участке между поселками Взморье и Вахрушев, где разлом не показан на геологической карте, к его зоне приурочены гипабиссальные интрузии среднего-основного состава, прорывающие палеоценовые и миоценовые отложения.

Возможно, что часть этих интрузий является некками - корнями палеовулканов, продуктами извержения которых сложена чеховская (Ъ^с/г) свита. Присутствие на ука-

занном участке Пугачевской группы грязевых вулканов, выбрасывающих большие количества метана, свидетельствует о его активном флюидодинамическом режиме (Си-рык, 1968).

Принципиальной особенностью Центрально-Сахалинского разлома является то, что "...современный фронт активных тектонических дислокаций, начиная с позднего плейстоцена ... оказался смещенным от Центрально-Сахалинского разлома к востоку в зону Ключевских разломов" (Кучай, 1987). Этот разлом представляет собой восточную ветвь зоны Центрально-Сахалинского разлома и в позднем плейстоцене-голоцене являлся активным на всем своем протяжении. Как будет показано ниже, единовременное вспарывание охватывало отдельные сегменты Ключевского разлома протяженностью, по-видимому, в несколько десятков километров.

2. Хоккайдо-Сахалинский разлом.

Этот разлом протягивается вдоль всего восточного побережья острова от полуострова Шмидта на севере до Восточно-Сахалинских гор (см. Рис. 1), затем скрывается под водами залива Терпения, где прослеживается по геофизическим данным, и снова выходит на сушу на юге, проходя вдоль западного подножья Тониво-Анивского хребта, где по нему приведены в соприкосновение мезозойские (новиковская свита - MZnv) и неогеновые (муруямская свита - N^rar) комплексы.

Хоккайдо-Сахалинский разлом, в отличие от Центрально-Сахалинского надвига, представляет собой правый сдвиг. B.C. Рождественский (1982) оценивал суммарную величину правостороннего смещения по нему в 25-30 км.

В Восточно-Сахалинских горах Хоккайдо-Сахалинский и серия параллельных ему разломов разделяют зоны с различным типом разреза мезозойских и меловых отложений. В этой зоне выделяют грабен-синклинали, выполненные палеоген-неогеновыми толщами, а также интрузивные образования. Здесь установлены тектонические брекчии мощностью до нескольких десятков метров, а палеоген-неогеновые отложения интенсивно дислоцированы и иногда запрокинуты к востоку. В рельефе разлом выражен четким уступом высотой местами до нескольких сотен метров.

Отдельные нарушения, образующие северную часть Хоккайдо-Сахалинского (Се-веро-Сахалинского) разлома, где и проводились наши работы, описаны в литературе, как Хейтонский, Лонгрийский, Охинский, Восточно-Эхабинский, Пильтунский (Паро-

майский), Гаромайский разломы. По мнению большинства исследователей, эти нарушения характеризуются значительной сдвиговой составляющей позднечетвертичных движений. Современная активность нарушений в зоне Хоккайдо-Сахалинского разлома подтверждается и результатами повторных геодезических наблюдений (Сапрыгин, 1988).

Рис. 1. Основные крупные региональные разломы острова Сахалин и районы исследований

Отметим, однако, что при этом на одном и том же участке, в зависимости от про- ■ должительности наблюдений, фиксировались как право-, так и левосдвиговые перемещения.

Верхне-Пильтунский разлом, подвижка по которому послужила причиной катастрофического Нефтегорского землетрясения 27 мая 1995 г., является, по отношению к Хоккайдо-Сахалинскому разлому, второстепенным, оперяющим нарушением (Рогожин, 1995, Стрельцов, 2005).

Одной из особенностей молодых разрывов в северной части зоны Хоккайдо-Сахалинского разлома является непостоянство направления вертикальных перемещений по ним. Чередуются разрывы с поднятыми западными и восточными крыльями. В частности, восточные крылья подняты у Пильтунского и Лонгрийского разломов, а западные - у Восточно-Эхабинского и Горомайского. Тем не менее, прямолинейность зоны Хоккайдо-Сахалинского разлома, а также его связь с офиолитами на полуострове Шмидта заставляют предположить, что, несмотря на различия в кинематике приповерхностных нарушений на разных отрезках разлома, это единое нарушение, глубоко проникающее в земную кору (Сено, 1995). Это подтверждается и В.В. Харахиновым, который на основании анализа геофизических данных полагает, что на севере «Хоккайдо-Сахалинский разлом отличается вертикальной расслоенностью. В нижней коре разлом состоит из ку-лисообразно расположенных проницаемых фрагментов, выявленных детальными маг-нитотеллурическими зондированиями. В средней части осадочного чехла разлому соответствует глубокий узкий грабен, ограниченный конседиментационными сбросами. В верхней части осадочной толщи в зоне разлома фиксируется интенсивная дислоциро-ванность верхнемиоценовых отложений...» (В.В. Харахинов, 2010). Отметим, что основным источником данных по глубинному строению Хоккайдо-Сахалинского разлома являются геофизические и буровые данные, позволяющие более уверенно судить именно о вертикальной составляющей перемещений по разлому.

Глава 2. Методика палеосейсмологических исследований

Начало палеосейсмогеологических исследований в нашей стране было заложено в 70-х годах прошлого века в работах H.A. Флоренсова и В.П. Солоненко (Флоренсов, 1960, 1978, Солоненко, 1962,1966,1973).

Современная методология палеосейсмогеологических исследований, базирующая на изучении разломов в траншеях, разрабатывалась в 70-90х годах прошлого века пре-

10

имущественно силами американских, японских и французских геологов. Этот опыт наиболее полно отражен в двух изданиях книги "Paleoseismology" (McCalpin, 1996, 2009).

Методика палеосейсмологических работ включает в себя геоморфологическое изучение потенциально сейсмогенных форм рельефа наземными и дистанционными методами, а также изучение строения разрывов в траншеях и естественных обнажениях.

Наиболее информативны первичные (сейсмотектонические по терминологии H.A. Флоренсова и В.П. Солонснко) дислокации - молодые активные разломы, смещающие молодые формы рельефа и/или отложения. Эти разрывы могут быть выделены на основе анализа рельефа, чаще всего они хорошо выражены в виде протяженных уступов или закономерных горизонтальных сдвигов мелких форм рельефа.

Следующим этапом является детальное геоморфологическое картирование, т.к. зачастую многие формы рельефа, являющиеся производными от палеосейсмодислокаций, слишком малы (первые метры в высоту), чтобы иметь выражение на имеющихся топо-картах среднего и мелкого масштабов. Намного более информативны аэрофотоснимки и космические изображения большого разрешения, позволяющие выделять смещения форм рельефа с амплитудами до десятков сантиметров. Во время работ на Сахалине мы использовали стереоаэрофотоснимки масштаба 1:25000 - 1:50000, спутниковые изображения LANDSAT с пространственным разрешением 30 м, и LANYARD с разрешением 16 метров, а также детальные топокарты масштаба 1:1 ООО - 1:5000 вдоль трассы трубопроводов. Кроме этого активно использовались цифровые модели рельефа (ЦМР) с шагом точек -90 м. На базе вышеперечисленных материалов выделялись хорошо выраженные в рельефе разломы, и намечались опорные точки для изучения в траншеях или на местности с помощью профилей.

Для дальнейшего изучения палеосейсмодислокаций используют специально пройденные траншеи («trenching» - термин, используемый в англоязычной литературе). Это один из основных современных методов палеосейсмологических исследований; его основной задачей является изучение строения разрыва в разрезе для установления последовательности сейсмических событий, а также измерения величин единовременных подвижек. Радиоуглеродное датирование горизонтов, нарушенных разрывами, и горизонтов, запечатывающих разрыв, позволяет определить интервал времени, в течение которого произошла подвижка, в случае же достаточного набора радиоуглеродных данных можно определить повторяемость смещений по разлому.

Глава 3. Результаты исследований.

Молодые разрывы в зоне Хоккайдо-Сахалинского регионального разлома

Отдельные активные сегменты Хоккайдо-Сахалинского регионального разлома -Хейтонский, Пильтунский, Горомайский разрывы - имеют протяженность 20-40 км каждый, и разделены промежутками протяженностью от 30 до 70 км, где признаков смещений позднечетвертичного возраста не обнаружено.

Хейтонский разлом

Разлом расположен на полуострове Шмидта - северной оконечности Сахалина, где он прослеживается в пределах суши на протяжении 30 км. Северное окончание разрыва находится в Охотском море.

Впервые этот разрыв был выделен B.C. Рождественским (Рождественский, 1978), однако его сейсмический потенциал (магнитуды и повторяемость связанных с ними землетрясений) не был определен.

В южной части Хейтонский разлом геоморфологически выражен в виде уступа высотой до 3 м. Его строение было изучено в двух траншеях, одна из которых показана на Рис. 2. Достоверные признаки сдвиговых смещений по разрыву на этом участке не установлены, но в качестве косвенного признака правосторонних смещений можно указать резкое изменение мощности отдельных слоев в крыльях разрыва в стенках траншеи, а также изменение высоты уступа к югу от р. Б. Лонгри от 0,5 до 2,5 м; вблизи локального водораздела высота уступа минимальна и увеличивается вниз по склону, что может быть обусловлено сдвигом пологой положительной формы рельефа. Последняя подвижка по разлому, выявленная в траншее, пройденной на этом участке, произошла около 10 тыс. лет назад.

Севернее, где Хейтонский разлом проходит по склону восточной экспозиции, у него поднято восточное крыло, которое образует «тектоническую дамбу», перехватывающую материал, сносимый со склона, причем наблюдается отчетливый кумулятивный правый сдвиг долин ручьев на 10-15 м. Синхронное вертикальное смещение здесь не превышало первых метров.

Рис. 2. Схематическая интерпретация разреза, вскрытого в траншее, пройденной через Хейтон-

ский разлом.

Цифры в кружках: 1 - отложения, накопившиеся после подвижки; 2 - сложно построенный коллювнальный клин; 3 - отложения, накопившиеся до последней подвижки по разлому; 4 -разломная зона. Пильтунский разлом.

Этот разлом является одной из крупнейших активных структур северо-востока Сахалина. На всем протяжении (примерно 42 км) от р. Паромай на юге до залива Торрох на севере разлом выражен единым непрерывным обращенным на запад уступом высотой от одного до 3-4 метров. Ранее было установлено, что основной тип движений по разлому - правосдвиговый, а палеосейсмологические исследования, проведенные к северу от долины р. Сабо, подтвердили этот факт и показали, что сейсмогенерирующие подвижки по северной половине разлома происходили примерно 7200, 4500 и 2600 лет тому назад, возможно, также 5500 и 3800 лет тому назад (Булгаков и др., 2002).

Непосредственно к югу от залива Торрох Пильтунский разлом разделяется на две ветви: западную и восточную, которые проходят примерно в 40 м друг от друга, образуя микрограбен. Западная ветвь разлома был вскрыта двумя канавами в 2006 году в районе руч. Сейсмиков. Исследованная ветвь Пидьтунекого разлома в этом месте выражена невысоким, порядка 1-1.2 м, обращенным на восток уступом в абразионной поверхности, выработанной на позднеплиоценовых существенно песчаных отложениях маруям-ской свиты (М2я?г). Молодые отложения, наличие которых обеспечивают возможность палеосейсмологических интерпретаций, маломощны и представлены продуктами пере-

мыва и локального переноса тех же плиоценовых отложений. Разломные плоскости практически вертикальны и хорошо видны в обеих стенках канавы.

В результате проведенных палеосейсмологических работ получены данные, позволяющие считать, что последняя подвижка по Западной ветви Пильтунского разлома произошла около 6 тыс. лет назад. Величина ее вертикальной компоненты составляет до 1.2 метра. Правосдвиговая кинематика разлома предполагается на основании анализа структуры разрыва.

Вопрос о синхронности или асинхронности подвижек по ветвям Пильтунского разлома в районе залива Торрох остается открытым.

Горомайский разлом

Полевое обследование и анализ разномасштабных аэрофотоснимков показали, что Горомайский разрыв отчетливо выражен к югу от р. Нутово в виде прямолинейного уступа с поднятым западным крылом и никак не проявлен в рельефе севернее этой реки. Разлом прослежен на протяжении 23 км до устья р. Хандуза, где он уходит в акваторию зал. Чайво (Булгаков и др., 2002, кавсЬепко, е1 а!., 2001).

Этот выразительный уступ явно сформировался в результате нескольких подвижек, ни одна из которых, тем не менее, не распространилась севернее долины р. Нутово.

К югу от ручья Шивчибин были пройдены и задокументированы две траншеи длиной, соответственно, 22 и 60 м (Траншеи №4 и №7). Здесь приразломный уступ Горо-майского разрыва имеет высоту от 2-2.5 м до 4-5 метров. В траншее №7 обнаружены следы молодых тектонических деформаций, как разрывных, так и пластических, а наиболее крутая часть уступа образована флексурообразной складкой. Простирание частных деформационных структур отличается от общего простирания уступа на 10-15°, что свидетельствует о наличии правосдвиговой компоненты смещения, составляющей около 20% от величины поперечного сокращения по разрыву. Последняя может быть оценена путем сравнения протяженности слоев, смятых в крутую флексурообразную складку и их горизонтальной проекции. Для наиболее сильно деформированного участка эти величины составляют ~2.5 м и 1.5 м. Соответственно, горизонтальное сокращение при формировании этой дислокации составило примерно 1 метр, а величина правого сдвига - порядка 20 см. Вертикальная компонента смещения, с учетом общего изгиба слоев,

вовлеченных в складкообразование, может быть оценена приблизительно в 2 метра, что согласуется с высотой наиболее крутосклонной части уступа.

Помимо следов молодых тектонических деформаций в обеих траншеях вскрыты многочисленные следы выбросов водонасьпценных разжиженных грунтов. В траншее №4 вскрыто, как минимум, 5 таких участков.

Горомайский разрыв, строго говоря, не является непосредственным продолжением Пильтунского, как считалось ранее (Богданов, Василенко, 1988). Эти разрывы необходимо рассматривать в качестве отдельных сейсмогенерирующих структур, развивавшихся независимо друг от друга, поскольку, во-первых, у Пильтунского разрыва на всем его протяжении поднято восточное крыло, а у Горомайского, опять же на всем его протяжении, - западное крыло; во-вторых, между этими разрывами существует значительный интервал, где признаков смещения не обнаружено; в-третьих, интервалы повторяемости подвижек для обоих разломов различны - если по Пильтунскому разрыву выявлено до 5 смещений за последние 7200 лет, то в зоне Горомайского разлома установлены события, произошедшие примерно 11000 и около 5000 лет тому назад (Булгаков и др., 2002; 1уа8сЬепко, е1 а1., 2003).

Молодые разрывы в зоне Центрально-Сахалинского регионального разлома

Центрально-Сахалинский региональный разлом, как отмечалось выше, является одной из наиболее крупных разрывных структур Сахалина, определяющих тектоническое строение острова, а также сейсмический потенциал центральных и южных областей Сахалина, где он хорошо выражен и изучен более полно. Нами были изучены следы молодых подвижек по Ключевскому разлому - активной ветви Центрально-Сахалинского разлома и по оперяющим его разрывам в районе пос. Победино, Смирных, Гастелло, городов Макаров и Южно-Сахалинск.

Участок Побелнио-Смирных:

На всем участке к северу и западу от пос. Победино молодые подвижки зафиксированы как непосредственно по основному шву Ключевского разлома, так и по серии разрывов в его висячем крыле.

Севернее поселка основной шов Ключевского разлома образует в плане коленооб-

разный изгиб, меняя простирание с субмеридионального (характерного для разлома в

15

целом), на субширотное и снова на субмеридиональное. Субширотный участок выражен в рельефе в виде отчетливого уступа высотой около 2 м. По мере того, как описанный двухметровый уступ южнее снова меняет простирание на меридиональное, его высота увеличивается до 4-5 м. При этом там, где разрыв пересекает небольшую эрозионную ложбину, его высота не превышает 2 м, но непосредственно в ее русле уступ не выражен. Это говорит о том, что на этом участке морфологически выраженный уступ сформировался, скорее всего, в результате двух разновременных подвижек сопоставимой амплитуды.

Сместитель Ключевского разлома у поселка Смирных вскрыт в траншее, пройденной ИМГиГ ДВО РАН на левом борту долины р. Орловки. Здесь обнаружен голоцено-вый надвиг с амплитудой смещения 4.6 м (Булгаков и др., 2002; ТбЩзшш е! а1., 2005), сформировавшийся в результате однократной подвижки. Согласно радиоуглеродным датировкам, возраст этого палеоземлетрясения оценен в 3.5 тыс. лет.

В висячем крыле Ключевского разлома на этом участке выделено несколько выразительных субмеридиональных молодых надвигов, формирование которых могло происходить при однократной подвижке. Эти надвиги выражены в виде уступов переменной высоты (до 5-6 м). По результатам ранее проведенных траншейных исследований смещения по крупнейшим из них происходили неоднократно.

Участок Гастелло.

На данном участке были изучены молодые подвижки по основному шву Ключевского разлома и по небольшому активному разрыв в его висячем крыле.

Через основной шов Ключевского разлома, выраженного в рельефе в виде уступа высотой около 40 метров, были пройдены три траншеи на правом берегу р. Кисса, пересекшие относительно крутой центральный участок приразломного уступа. На основании палеосейсмолопической интерпретации траншей и анализа профилей через уступ разлома установлено, что последняя подвижка по нему на этом участке произошла сразу посте накопления слоя песка в кровле горизонта 2 (

Рис. 3), а после подвижки сформировался галечный шлейф (коллювиальный клин (С\У)) выше смещенного горизонта 2. Вертикальное смещение при каждой из двух последних подвижек по разлому составило примерно 2 м.

В нескольких сотнях метров севернее Ключевской разлом пересекает долину р. Кисса, где на ее левом борту хорошо выражена первая и вторая надпойменные террасы, высотой 2-3 и около 6 метров соответственно. Мы предполагаем, что террасы в поднятом крыле разрыва образовались в результате периодических поднятий этого крыла при смещениях по разлому, а разность их высот близка к амплитуде единовременных подвижек; на молодые деформации также указывает наклон пойменных суглинков, обнаруженных в траншее, пройденной через уступ на левом берегу реки. К сожалению, из-за отсутствия органических остатков в траншеях возраст подвижек на этом участке Ключевского разлома определить не удалось.

Говоря об активном разрыве в висячем крыле Ключевского разлома, отметим, что у этого нарушения, в отличие от основного шва Ключевского разлома, поднято восточное крыло. В рельефе он выражен в виде прямолинейного, слабоволнистого в плане уступа высотой 3-6 м. По результатам изучения этого разрыва в траншее, можно говорить о нескольких подвижках с амплитудой ~ I м.

А: Палеосеисмологическая интерпретация I

траншеи через уступ Ключевского разлома ^^^^ /

В: Реконструкция событий перед и после последней подвижки по разлому

3. обрушение галечных отложений поднятого крыла и перекрытие тонких отложений горизонта 2 его же галечным материалом (горизонт 3)

2. разломное смещение горизонта 2, причем плоскость разлома находится внутри галечной части горизонта 2

1. накопление отложений горизонта 2 (с замещением к востоку галечных отложений тонкими лесчано-глинистыми)

Рис. 3. Траншея через уступ Ключевского разлома в районе р. Кисса. (А): Палеосейсмологиче-ская интерпретация. (В): Реконструкция событий пергд и после последней подвижки по разлому (по А.И. Кожурину).

Интервал повторяемости смещений, определенный по радиоуглеродным датировкам возрастов погребенных почв и горизонтов подпрудных отложений, разделяющих кол-лювиальные клинья, составляет от 1 до 3 тысяч лет.

Как и в случае разрывов на участке Победино-Смирных, из-за недостатка радиоуглеродных датировок пока не удалось решить вопрос о синхронности или асинхронности подвижек по основному шву Ключевского разлома и по разрывам его висячего крыла.

Макаровский участок

Расположен к северу от г. Макаров, где между долинами рек Горная и Макарова были изучены разрывы в висячем крыле Ключевского разлома: Восточно-Макаровский и Западно-Макаровский. Основной шов Ключевского разлома на этом участке проходит в акватории залива Терпения. Оба разрыва прекрасно проявлены в рельефе в виде уступов или тектонических дамб с поднятыми восточными крыльями, причем их прямолинейность свидетельствует о близвертикальном падении их сместителей.

Восточно-Макаровский разлом геоморфологически выражается в виде уступа с поднятым восточным крылом высотой от 1-2 до 4-5 м, проходящего, преимущественно, по склонам восточной экспозиции. Местами приразломный уступ очень крутой - до 4555°, иногда почти вертикальный. Там, где разрыв пересекает долины мелких ручьев и оврагов, он образует тектонические дамбы, что свидетельствует о молодости последних подвижек, а при пересечении ручьев отчетливо видны признаки значительного правого сдвига - борта всех без исключения долин смещены вправо на 3-5 м. Особенно ярко это проявилось в левых (северных) бортах долин. Величина сдвига, в целом, сопоставима с вертикальным смещением по разрыву.

Уступ основного шва Восточно-Макаровского разрыва был вскрыт траншеей, в которой обнаружен молодой постэрозионный надвиг. По надвигу коренные глины и прислоненные к ним супеси восточного крыла были надвинуты на погребенную поверхность, покрытую обгорелыми фрагментами древесины. Установлено, что весь уступ Восточно-Макаровского разрыва высотой около 5 м (учитывая его погребенную часть), сформировался в результате двух подвижек. Величина единовременной подвижки по направлению вектора смещения на этом участке составляла примерно 3.5 м. По радиоуглеродным датировкам можно утверждать, что отложения, запечатывающие предпо-

следнюю подвижку по разлому, накопились в интервале 560-690 гг.н.э., а последняя подвижка имела место, скорее всего, около 200 лет назад.

В отличие от Восточно-Макаровского разрыва, Западно-Макаровский разрыв выходит на дневную поверхность на склонах, обращенных на запад. Поэтому, имея, в принципе, аналогичную кинематику, он выражен в рельефе в виде крутого прямолинейного эскарпа высотой до 10 м. Разрыв проходит в литифицированных алевролитах и аргиллитах, и его сместитель сохраняет крутое падение вплоть до выхода на дневную поверхность, существовавшую в момент подвижки. Нависающая часть поднятого крыла разрушилась, сформировав щебенистый коллювиальный клин, который упирается в суглинки с рассеянными в них фрагментами древесного угля с возрастом 10660±130 лет. Скорее всего, морфологически выраженный уступ разрыва является кумулятивным, т.е. сформировался в результате нескольких подвижек, а возраст отложений, образующих делювиальный шлейф на склоне эскарпа, составляет не менее 260±70 лет.

Участок у пос. Советское.

На данном участке Ключевской разлом образует достаточно прямолинейный уступ высотой около 20 м, пересекаемый рядом речных долин.

При детальном изучении Ключевского разлома в 2006 году у поселка Советское было пройдено несколько траншей через его «генеральный» уступ, в которых и характер залегания, и соотношение отдельных слоев свидетельствуют о наличии флексурной деформации, затронувшей только отложения самой нижней толщи пород, а нижележащая плоскость смещении не вскрыта. Согласно радиоуглеродным данным, это событие произошло примерно 19000 лет тому назад, а палеосеймологическая интерпретация разреза предполагает одну подвижку по разлому, которая реализовалась вблизи земной поверхности в виде флексурной деформации. Достоверных признаков более молодых подвижек в разрезе траншей обнаружено не было, а на основании профиля, построенного вдоль дна сухой ложбины вблизи траншеи, вертикальное смещение было оценено в 3.2 м. Очевидно, что приразломный уступ высотой, как указано выше, около 20 м отражает кумулятивное смещение, накопившееся за намного более значительный промежуток времени.

Участок западу от г. Южно-Сахалинск.

Ключевской разлом на этом участке отделяет Камышовый хребет от Сусанайской межгорной впадины и был ранее описан как Апреловский надвиг (Кучай, 1984). Он изучался от района р. Лебяжья до пос. Троицкое. Здесь в зоне разлома в последние годы сотрудниками ИМГиГ ДВО РАН и ГИН РАН пройден ряд траншей и расчисток, в частности, в долинах рек Такой, Лира, Пута, Апреловка, Вахрушевка и др., в которых были выявлены, описаны и датированы многочисленные следы молодых подвижек (Стрельцов, Иващенко и др. 1999,2000,2004).

Эти материалы позволяют достаточно объективно охарактеризовать кинематику разлома на рассматриваемом участке как надвиговую, суммарная амплитуда надвигания составляет более 20 м, а интервал повторяемости смещений по радиоуглеродным данным - порядка 10-25 тыс. лет (А.И. Кожурин, неопубликованные данные).

Величина единовременной подвижки по направлению смещения, измеренная по одному из разрывов в траншее у р. Лира составила 2.8 м при угле падения поверхности сместителя 45° (Стрельцов, Иващенко и др. 2000), хотя по устному сообщению А.И. Кожурина, проводившего исследования, не исключено, что при одном землетрясении подвижки могли происходить по нескольким сместнтелям, отстоящим друг от друга более чем на 10 м. В этом случае совокупная амплитуда смещения по разлому за одно событие могла достигать 4-5 метров.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате исследований были выявлены новые следы позднечетвертичных подвижек в пределах основных крупных разломов о. Сахалин.

Хоккайдо-Сахалинский разлом, в пределах которого выделяются Шмидтовский, Пильтунский и Горомайский молодые разрывы протяженностью в первые десятки километров, является правым сдвигом с некоторой взбросовой компонентой (у Пильтун-ского разрыва на всем его протяжении поднято восточное, а у Горомайского - западное крыло). Неодинаковая выраженность изученных молодых разрывов в рельефе и имеющиеся радиоуглеродные датировки указывают на то, что движения по отдельным моло-

дым разрывам в зоне этого разлома происходили не одновременно и с различной повторяемостью. Это дает основание считать, что максимальные магнитуды землетрясений, связанных с рассматриваемым разломом, не превышали 7.0-7.5.

При изучении Центрально-Сахалинского разлома подтверждено предположение, что его современная активность приурочена к восточной ветви - Ключевскому разлому, а также к многочисленным молодым разрывам, широко развитым в висячем крыле Ключевского разлома (Побединские, Гастелловские, Макаровские дислокации). Установлена преимущественно надвиговая кинематика молодых подвижек по основному шву Ключевского разлома, причем суммарная амплитуда смещения несколько увеличивается к югу и, видимо, максимальна в районе г. Южно-Сахалинска. Молодые разрывы висячего крыла Ключевского разлома - это правосторонние сдвиго-взбросы (Макаровские разрывы) или надвиги (разрывы на участке Победиио-Смирных).

На основании анализа морфологии приразломных уступов Ключевского разлома и результатов датирования позднечетвертичных подвижек можно сделать вывод, что, как и в случае Хоккайдо-Сахалинского разлома, единовременное вспарывание охватывало не весь разлом в целом, а его отдельные фрагменты, протяженностью до нескольких десятков километров. Это дает основание ограничить максимальную магнитуду связанных с нИлМ землетрясений значениями М.тих~7.5. Что касается молодых разрывов в поднятом крыле Ключевского разлома, единовременные подвижки по многим из них превышали значения, характерные для сейсмогенных разрывов такой протяженности. К сожалению, имеющихся данных недостаточно, чтобы определить, были ли подвижки по этим разрывам синхронны с подвижками по основному шву Ключевского разлома, или они развивались автономно. Проведенные исследования дали новые данные, позволяющие более полно охарактеризовать проявления голоценовых (позднечетвертичных) смещений в зонах двух крупнейших региональных разломов о. Сахалин - Центрально-Сахалинского и Хоккайдо-Сахалинского: уточнить кинематику разрывов, периоды повторяемости подвижек по разломам, а также оценить максимальные магнитуды землетрясений, связанных с этими разломами.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

Статьи в периодических изданиях (.перечень ВАК)

1. Кожурин А.И., Лободежо И.Ю., Строи А.Л. Следы сильных землетрясений на полуострове Шмидта - северной части острова Сахалин в голоценовое время // Геология, геофизика и разработка нефтяных и газовых месторождений. 2009. № 4. с. 23-29.

2. Лободенко И.Ю. Позднечетвертичная тектоническая активность Хейтонского разлома на севере о. Сахалин// Вестник МГУ. Серия Геология. №2. 2010. с.56-61

Тезисы докладов

1. Кожурин А.И., Лободенко И.Ю., Стром А.Л. Новейшие смещения по активным разломам на севере о. Сахалин. // Тезисы Первой Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых и специалистов, посвященной памяти академика А.П. Карпинского, С-Пб. 2009 с.53-56

2. Лободенко И.Ю. Сейсмодислокации в зоне Центрально-Сахалинского разлома // Тезисы конференции Ломоносов-2006. Москва. (http://geo.web.ro/db/msg.html7midH 175949&un'Hobydenko.htm)

3. Лободенко И.Ю. Голоценовые смещения на полуострове Шмидта (о. Сахалин). // XXII Горшковские чтения. 2010. Москва, с.3-6.

4. I. Lobodenko, A. Strom, A. Kozhurin Active Faults of Sakhalin Island as a Sign of Strong Earthquakes: Problems, Hazard and Environment Impact// 1-st Earth Science Congress (Y.E.S.), Beijing. China. 2009, p.67

Подписано в печать 19 октября 2010 г.

Формат 60x90/16

Объём 1,00 п.л.

Тираж 120 экз.

Заказ №191010322

Оттиражировано на ризографе в ООО «УниверПринт»

ИНН/КПП 7728572912\772801001

Адрес: г. Москва, улица Ивана Бабушкина, д. 19/1.

Тел. 740-76-47, 989-15-83.

1Шр:/У\у\\^.ишуегрлп1.ги

Содержание диссертации, кандидата геолого-минералогических наук, Лободенко, Иван Юрьевич

Введение.

Глава 1. Краткий очерк геологического и тектонического строения региона.

1.1. Стратиграфия.

1.2. Разломная тектоника.

1.2.1. Западно-Сахалинский разлом.

1.2.2. Центрально-Сахалинский разлом.

1.2.3. Ключевской разлом.

1.2.4. Хоккайдо-Сахалинский разлом.

1.2.5. Прочие разломы.

Глава 2. Методика Палеосейсмологических исследований.

2.1. Изучение форм рельефа.

2.2. Изучение палеосейсмостратиграфических комплексов.

Глава 3. Результаты исследований.

3.1. Активные сегменты Хоккайдо-Сахалинского регионального разлома.

3.1.1. Хейтонский разлом.

3.1.2. Пильтунский разлом.

3.1.3. Горомайский разлом.

3.2. Молодые разрывы в зоне Центрально-Сахалинского регионального разлома.

3.2.1. Молодые разрывы на Победино-Смирныховском участке.

3.2.2. Разломы на Гастелловском участке.

3.2.3. Молодые разрывы на Макаровском участке.

3.2.3.1. Восточно-Макаровский разрыв.

3.2.3.2. Западно-Макаровский разрыв.

3.2.4. Ключевской разлом у пос. Советское.

3.3. Ключевской разлом в районе г. Южно-Сахалинск.

Глава 4. Обсуждение результатов.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Голоценовые тектонические нарушения (палеосейсмодислокации) в зонах Хоккайдо-Сахалинского и Центрально-Сахалинского разломов"

В 2000-2009 годах на острове Сахалин велось активное строительство нефте-и газопроводов для транспортировки углеводородного сырья с шельфовых месторождений. Для обеспечения экологической безопасности этих потенциально опасных сооружений выполнен большой и разнообразный комплекс инженерно-геологических изысканий, в том числе изучены активные разломы, пересекающие трассы нефте- и газопроводов и определены параметры возможных смещений по ним. В ходе этих работ получены новые данные о сейсмотектонике региона, которые легли в основу диссертации. Результаты исследований использованы при проектировании переходов трубопроводов через разломы, так как конструкция этих трубопроводов должна обеспечить их сохранность даже при возникновении сильных землетрясений, сопровождающихся сейсмотектоническими дислокациями.

Цель диссертации - изучение голоценовых (позднеплейстоцен-голоценовых) дислокаций в зонах Хоккайдо-Сахалинского и Центрально-Сахалинского региональных разломов для оценки их сейсмического потенциала, а также опасности, которая связана с непосредственным воздействием подвижек по разломам на сооружения, пересекаемые активными разломами.

Для этого необходимо было решить следующие задачи:

1) Выявить и изучить потенциально активные разрывы, как ранее известные, так и обнаруженные в ходе дешифрирования разномасштабных космо- и аэрофотоснимков.

2) Подтвердить или опровергнуть позднечетвертичную (позднеплейстоцен-голоценовую) активность выявленных тектонических нарушений.

3) Определелить возраст и повторяемость смещений по разрывам;

4) Определить кинематику и амплитуды одноактных сейсмогенных смещений -параметры, необходимые для оценки магнитуд землетрясений при проектировании переходов трубопроводов через разломы.

При выполнении указанных выше задач автор совместно с полевой группой геологов ГИН РАН и ИДГ РАН проводил геолого-геоморфологические исследования, документацию специально пройденных траншей и отбор образцов. Всего за время полевых сезонов было пройдено более 30 полевых маршрутов, изучено более 10 молодых разрывов, а общее число точек наблюдения составило более 400. Автором получено 40 новых радиоуглеродных датировок, подтвердивших голоценовый возраст последних подвижек по разломам и позволивших в ряде случаев оценить повторяемость смещений. Полевыми работами подтверждена активность выявленных активных разломов, дана оценка вертикальной и горизонтальной компонент смещения - наиболее важных исходных данных при проектировании конструкций переходов нефтепроводов через активные разломы. В работе также обсуждается проблема оценки повторяемости подвижек по разломам.

Новизна работы заключается в том, что на основе полевых наблюдений и исследованиях в траншеях получены новые данные о параметрах смещения для активных разломов в зонах Хоккайдо-Сахалинского и Центрально-Сахалинского (Ключевского) региональных разломов, в том числе для локальных молодых разломов, оперяющих Ключевской разлом. Кроме того, в работе приводятся новые датировки, полученные в результате исследований автора, позволяющие уточнить период повторяемости крупных сейсмических событий Северного и Центрального Сахалина.

Практическая значимость работы - получены новые данные, позволяющие уточнить сейсмическую обстановку для острова Сахалин, что чрезвычайно важно для оценки сейсмической и геологической опасности при проектировании ответственных инженерных сооружений. Важный результат работы - уточненная карта активных разломов региона, которая была учтена при проектировании трассы нефтепроводной системы «Сахалин-2» и будет использоваться при реализации новых нефтегазовых проектов.

Основные защищаемые положения

1. Основные крупные разломы Сахалина проявляли активность в голоцене. Обнаруженные новые следы голоценовых сейсмотектонических подвижек свидетельствуют о высоком сейсмическом потенциале (Мтах~7,0-7,5) разломов и соответственно о повышенной сейсмической опасности практически всей территории острова.

2. В северной части главного Хоккайдо-Сахалинского разлома на протяжении 220 км голоценовые сейсмотектонические нарушения развиты фрагментарно и прослеживаются в виде отдельных сегментов (Хейтонский, Пильтунский, Горомайский разломы) протяженностью 20-40 км каждый, разделенных промежутками от 30 до 70 км, где признаки смещений этого возраста отсутствуют.

3. Голоценовые сейсмотектонические нарушения в зоне Центрально-Сахалинского разлома приурочены к его наиболее активной восточной ветви -Ключевскому разлому и многочисленным второстепенным разрывам между Ключевским разломом и основным швом Центрально-Сахалинского разлома (районы поселков Победино, Смирных, Гастелло, городов Макаров и Южно-Сахалинск). Структура и возраст подвижек на изученных участках свидетельствуют о том, что Ключевской разлом был активен в позднем плейстоцене-голоцене на всем своем протяжении, но при этом единовременные подвижки проявлялись в пределах отдельных его сегментов длиной в первые десятки километров.

Апробация работы

Основные результаты диссертации опубликованы автором или в соавторстве в 6 статьях (в том числе 2 статьи в журналах, рекомендованных ВАК), доложены на конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Ломоносов-2006», на Первой Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых и специалистов, посвященной памяти академика А.П. Карпинского (Санкт-Петербург, 2009), на XXII Горшковских чтениях (Москва, 2010), а также на Первом всемирном конгрессе молодых исследователей Земли (Китай, 2009).

Благодарности:

Автор благодарит своего научного руководителя - заведующего кафедрой динамической геологии МГУ профессора Н.В. Короновского за общее руководство работой, ведущего научного сотрудника ИДГ РАН А.Л. Строма за критические замечания и полевые наставления, а также коллектив кафедры динамической геологии геологического факультета МГУ за постоянную поддержку и внимание к исследованиям автора. Автор выражает благодарность своим коллегам - А.И. Кожурину, В.М. Бесстрашнову и С.П. Никифорову, полевая и исследовательская работа с которыми была очень продуктивной.

Заключение Диссертация по теме "Геотектоника и геодинамика", Лободенко, Иван Юрьевич

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате исследований выявлены новые следы позднечетвертичных подвижек в пределах основных крупных разломов о. Сахалин.

Хоккайдо-Сахалинский разлом, в пределах которого выделяются Хейтонский, Пильтунский и Горомайский молодые разрывы протяженностью в несколько десятков километров, является правым сдвигом с некоторой взбросовой компонентой (у Пильтунского разрыва на всем его протяжении поднято восточное, а у Горомайского - западное крыло). Неодинаковая выраженность изученных молодых разрывов в рельефе и имеющиеся радиоуглеродные датировки указывают на то, что движения по отдельным молодым разрывам в зоне этого разлома происходили не одновременно и с различной повторяемостью. Это дает основание считать, что максимальные магнитуды землетрясений, связанных с рассматриваемым разломом, не превышали 7.0-7.5.

При изучении Центрально-Сахалинского разлома подтверждено предположение, что его современная активность приурочена к восточной ветви -Ключевскому разлому, а также к многочисленным молодым разрывам, широко развитым в висячем крыле Ключевского разлома (Побединские, Гастелловские, Макаровские дислокации). Установлена преимущественно надвиговая кинематика молодых подвижек по основному шву Ключевского разлома, причем суммарная амплитуда смещения несколько увеличивается к югу и, видимо, максимальна в районе г. Южно-Сахалинск. Молодые разрывы висячего крыла Ключевского разлома - это правосторонние сдвиго-взбросы (Макаровские разрывы) или надвиги (разрывы на участке пос. Победино-Смирных).

На основании анализа морфологии приразломных уступов Ключевского разлома и результатов датирования позднечетвертичных подвижек можно сделать вывод, что, как и в случае Хоккайдо-Сахалинского разлома, единовременное вспарывание охватывало не весь разлом в целом, а его отдельные фрагменты протяженностью до нескольких десятков километров. Это дает основание ограничить максимальную магнитуду связанных с ним землетрясений значениями Мтах~7,5. Что касается молодых разрывов в поднятом крыле Ключевского разлома, единовременные подвижки по многим из них превышали значений, характерных для сейсмогенных разрывов такой протяженности. К сожалению, имеющихся данных недостаточно, чтобы определить, были ли подвижки по этим разрывам синхронны с подвижками по основному шву Ключевского разлома или они развивались автономно. Проведенные исследования дали новые данные, позволяющие полнее охарактеризовать проявления голоценовых (позднечетвертичных) смещений в зонах двух крупнейших региональных разломов о. Сахалин - Центрально-Сахалинского и Хоккайдо-Сахалинского: уточнить кинематику разрывов, периоды повторяемости подвижек по разломам, а также оценить максимальные значения магнитуды землетрясений, связанных с этими разломами.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата геолого-минералогических наук, Лободенко, Иван Юрьевич, Москва

1. Булгаков Р. Ф., Иващенко А.И., Ким Ч. У. и др. Активные разломы Сахалина // Геотектоника. 2002. Т.36. вып. 3. С. 227-246

2. Ваков A.B. Соотношения магнитуды и размеров очагов землетрясений при различных типах подвижек // Сб. научных трудов Гидропроекта, вып. 130. М. 1988. С. 55-69.

3. Варга A.A. Актуальные проблемы изучения активных разрывных нарушений в инженерной геологии // Инженерная геология. 1986. № 3. С. 3-15.

4. Верещагин В.Н. Отчет о геологических исследованиях на о. Сахалин. Ю.Сахалинск. 1959.

5. Геология СССР. Т.ХХХП1. Остров Сахалин (геологическое описание). М.:Недра. 1970.

6. Гоби-Алтайское землетрясение. Ред. H.A. Флоренсов, В.П. Солоненко, М. 1963. 392 с.

7. Гололобов Ю.Н. Роль сдвигов в формировании структуры Северного Сахалина // Изв. РАН. Геология и Разведка. 1981. № 11. С. 29-35.

8. Гололобов Ю.Н. Соотношение некоторых пликативных и дизъюнктивных дислокаций кайнозойских отложений севера Сахалина // Тихоокеанская геология. 1987. № 1.С. 43-49.

9. Гололобов Ю.Н., Харахинов В.В. Проявление горизонтальных движений на севере Сахалина// Сб. трудов ВНИИГАЗ. 1973. Вып. 46. С. 67-74. Горшков Г.П. Новейшие тектонические движения и геофизика // Землеведение.1950. № 3. С.43.

10. Горшков Г.П. Современные сейсмодислокацни: Материалы конференции «Сейсмогенные структуры и сейсмодислокацни». М. 1972. С. 10-11.

11. Горшков Г.П. О современных сейсмодислокациях // Сб. Современные сейсмодислокацни и их значение для сейсмического микрорайонирования. М.: Изд-во МГУ. 1977. с.3-4.

12. Гусев A.A., Мельникова В.Н. Связи между магнитудами среднемировые и для Камчатки // Вулканология и сейсмология. 1990. № 6. С. 55-63.

13. Жаров А.Э. Аккреционная тектоника и геодинамика юга Сахалина // Геотектоника. 2004. №4. С. 37-50.

14. Захаров В.К., Семакин В.П. Соотношение современных движений с дочетвертичной и новейшей тектоникой на среднем Сахалине // Труды СахНИИ ДВО РАН. 1975. Вып. 37. С. 130-151.

15. Злобин Т.К. Современная сейсмичность и разломная тектоника юга Сахалина. Ю.Сахалинск.: Изд-во СахГУ, 2003. 124 с.

16. Кожурин А.И. Активная разломная тектоника юга Центральной Камчатки // Вестник КРАУНЦ. Науки о Земле. 2008. № 2. Вып. №12. С 10-27.

17. Кожурин А.И. Лободенко И.Ю. Стром А.Л. Следы сильных землетрясений на полуострове Шмидта северной части острова Сахалин в голоценовое время // Геология, геофизика и разработка нефтяных и газовых месторождений. 2009. № 4. С. 23-29.

18. Кожурин А.И., Стрельцов М.И. Сейсмотектонические проявления землетрясения 27(28) мая 1995 года на севере Сахалина // ФССН, Информационно-аналитический бюллетень МЧС РФ.РАН. 1995. С. 95-100.

19. Короновский Н.В., Хаин В.Е., Ясаманов H.A. Историческая геология. 4-еиздание. М.:Академия. 2008. 464 с.

20. Кофф Г.Л. и др. Результаты исследований разрывных структур по трассе трубопроводов по проекту «Сахалин-1»: Отчет ГУЛ "Росстройизыскания". М.Ю.Сахалинск. 1999. 180 с.

21. Кофф Г.Л., Лобацкая P.M. Изучение разломов при инженерно-геологических исследованиях в сейсмоактивных областях. Варшава.: ПГИ,. 1991. 50 с.

22. Краева Н.В. Исследования сейсмичности на юге о. Сахалина в 1992-96 гг. по данным ISIS-2, Южно-Сахалинск // Геодинамика тектоносферы зоны сочленения Тихого океана с Евразией. Т. 5. Очаги сильных землетрясений Дальнего Востока. 1997. С. 125-132.

23. Кучай В.К. Результаты повторного обследования остаточных деформаций в плейстосейстовой области Кеминского землетрясения // Геология и геофизика. 1969. №8. С. 101-108.

24. Кучай В.К. Современная орогенная структура южной части о. Сахалин // Тихоокеанская геология. 1987. № 1. С. 50-57.

25. Кучай В.К. Особенности максимального сейсмического воздействия по палеосейс-могеологическим данным // Геология и геофизика. 1972. № 12. С. 8595.

26. Кучай В.К. Зонный орогенез и сейсмичность. М.: Наука. 1981. 160 с.

27. Кучай В.К, Полунин Г.В. Предельная интенсивность землетрясений Сахалина по палеосейсмологическим данным // Тихоокеанская геология. 1986. № 3. С. 112114.

28. Лободенко И.Ю. Сейсмодислокации в зоне Центрально-Сахалинского разлома // Тезисы конференции «Ломоносов-2006». URL:geo.web.ru/db/msg.html?mid= 1175949&uri=lobydenko.htm. 01.05.2007.

29. Лободенко И.Ю. Позднечетвертичная тектоническая активность Хейтонского разлома на севере о. Сахалин// Вестн. Моск. ун-та. Сер.4. Геология. 2010. № 2. С.56-61.

30. Лободенко И.Ю. Голоценовые смещения на полуострове Шмидта (о. Сахалин).

31. Тезисы докладов ХХП Горшковские чтения. М. 2010. С.3-6.

32. Лукьянов A.B. Структурные проявления горизонтальных движений земной коры (Труды ГИН АН СССР). М.: Наука. 1965. Вып. 136. 212 с.

33. Несмеянов С.А. Введение в инженерную геотектонику. М.: Научный мир. 2004. 216 с.

34. Никонов A.A. Голоценовые и современные движения земной коры. М.: Наука, 1977. 240 с.

35. Никонов A.A. Активные разломы. Определение и проблемы выделения // Геоэкология. 1995. №4. С. 20-27.

36. Никонов A.A., Хромовских B.C. По следам сильных землетрясений. М.: Наука, 1984. 144 с.

37. Савич А.И., Бесстрашное В.М., Стром А.Л. Результаты палеосейсмогеологических исследований, проведенных на острове Сахалин: Технический отчет. М., 1998. 77 с. (Фонды Сахалинприродресурсы, номер Госрегистрации 27-97-37/1).

38. Стрельцов М. И., Кожурин А. И. Активные разломы и катастрофические землетрясения Сахалина (Апреловский активный разлом, результаты тренчинга). ИМГиГ ДВО РАН. Ю.Сахалинск. 2002. 4 с.

39. Рассказов C.B., Мельников O.A. Пространственная схема глубинных источников кайнозойских вулканических пород западного побережья Южного Сахалина // Тихоокеанская геология. 2005. Т.24, № 2. С. 10-32.

40. Рихтер Ч.Ф. Элементарная Сейсмология. М.: ИЛ, 1963. 670 с.

41. Рогожин Е.А. Нефтегорское землетрясение 27(28) мая 1995 года: геологические проявления и тектоническая позиция очага // ФССН, Информационно-аналитический бюллетень МЧС РФ. РАН. 1995. С. 80-94.

42. Рогожин Е.А. Тектоника очаговой зоны Нефтегорского землетрясения 27 мая 1995 г. на Сахалине // Геотектоника. 1996. № 2. С.45-53.

43. Рождественский B.C. Сдвиги северо-восточного Сахалина // Геотектоника. 1975. № 2. С. 85-96.

44. Рождественский B.C. Сдвиги в Восточном хребте полуострова Шмидта на Сахалине // Докл. АН СССР. 1979. Т.240, № 10. С. 131-134.

45. Рождественский B.C. Геологическое строение и тектоническое развитие полуострова Шмидта (о. Сахалин) // Тихоокеанская геология. 1988. №3. с. 62-71.

46. Рождественский B.C. Геодинамическая эволюция Хоккайдо-Сахалинской складчатой системы // Тихоокеанская геология. 1993. № 2. С. 76-87.

47. Рождественский B.C. Сапрыгин С.М. Структурные взаимоотношения неогеновых и четвертичных образований // Тихоокеанская геология. 1999. № 8, С. 59-71.

48. Ружич В. В. Зависимость между параметрами разрывных нарушений и их практическое применение // Механизм формирования тектонических структур Восточной Сибири. Новосибирск: Наука, 1977. С. 41-48.

49. Ружич В.В., Шерман С.И. Оценка связи между длиной и амплитудой разрывных нарушений // Динамика Земной коры Восточной Сибири. Новосибирск: Наука, 1978. С. 52-57.

50. Салун С.А. Значение поперечных дислокаций в тектоническом строении Сахалина// Сб. статей по геологии и гидрогеологии. Вып.5. М.: Недра, 1965.

51. Сено Т. Нефтегорское землетрясение как межплитовое событие // ФССНиПЗ

52. Информационно-аналитический бюллетень. Нефтегорское землетрясение 27 (28) 05 95. Специальный выпуск. 1995. С 120.

53. Сергеев К.Ф. Формационная принадлежность осадочных и магматический образований Сахалина//Геология и геофизика. 1973. № 3. С. 21-34.

54. Сирык И.М. Нефтегазоносность восточных склонов Западно-Сахалинских гор (Южный Сахалин). М.: Наука, 1968. 247 с.

55. Смехов Е. М. О проявлениях альпийской складчатости на Сахалине и Камчатке // Советская геология. 1940. № 11. С. 11-15.

56. Солоненко В.П. Палеосейсмогеология // Изв. АН СССР. Физика Земли. 1973. № 9. С. 3-16.

57. Солоненко В.П. Определение эпицентральных зон землетрясений по геологическим признакам // Изв. АН СССР. Сер. геология. 1962. № 11. С. 58-74.

58. Стрельцов М.И.,Кожурин А.И. Активные разломы и катастрофические землетрясения Сахалина (Апреловский активный разлом, результаты тренчинга). Ю.Сахалинск: Институт морской геологии и геофизики Сахалинского научного центра ДВО РАН, 2002. 4 С.

59. Стрельцов М.И. Нефтегорское землетрясение 27(28) мая 1995 года на Сахалине. Ю.Сахалинск, 2005. 177 с.

60. Стром A.JI. Сопоставление параметров современных и палеосейсмотектонических дислокаций // Физика Земли. 1993а. № 9. С. 38-42.

61. Стром A.JI. Оценка величин сейсмогенных подвижек по разрывам в основании сооружений//Гидротехническое строительство, 19936. № 3. С. 13-17.

62. Стром A.JI., Никонов A.A. Соотношение между параметрами сейсмогенных разрывов и магнитудой землетрясений // Там же. 1997а. № 12. С. 55-67.

63. Структурная геология и тектоника плит. В 3-х томах. М.: Мир. 1990-1991.

64. Трифонов В. Г. Особенности развития активных разломов // Геотектоника. 1985. № 2. С. 30-43.

65. Трифонов В.Г. Активная тектоника и геоэкология // Проблемы геодинамики литосферы. М.: Наука, 1999. С.44-62.

66. Трифонов В.Г. Живые разломы земной коры // Соросовский образовательный журн. 2001. № 7. с. 46-53.

67. Тютрин И.И. Глубинные разломы как один из определяющих факторов размещения нефтегазовых месторождений на Сахалине // Тихоокеанская геология. 1986. № 6. С. 53-57.

68. Уточнение сейсмических условий района и участка Охинской ТЭЦ и расчетные сейсмические воздействия // Технический отчет. РАО ЕЭС, ОАО Институт «Гидропроект» филиал ЦСГНЭО. 1997. 48 с.

69. Флоренсов H.A. О неотектонике и сейсмичности Монголо-Байкальской горной области // Геология и геофизика. 1960. № 1. С. 74-90.

70. Флоренсов H.A. Очерки структурной геоморфологии. М.: Наука, 1978. 238 с.

71. Флоренсов H.A., Хилъко С.Д. Рельеф и сейсмичность // Проблемы эндогенного рельефообразования. М.: Наука, 1976. С. 259-278.

72. Хаин В.Е. Общая геотектоника. М.: Недра, 1973. 512 с.

73. Хаин В.Е., Лимонов А. Ф. Региональная геотектоника (тектоника континентов и океанов). М.: ГЕОС, 2004. 270 с.

74. Хаин В.Е., Ломизе М.Г. Геотектоника с основами геодинамики. М.гКДУ, 2005. 560 с.

75. Харахинов В.В. Нефтегазовая геология Сахалинского региона. М.: Научный мир, 2010.276 с.

76. Хромовских B.C. Основные требования к изучению палеосейсмодислокаций // Сейсмичность и сейсмическое районирование Северной Евразии. Т 1. 1993. С. 251-255.

77. Хромовских B.C., Обухова Л.Г. Количественные соотношения между магнитудами и длинами зон видимых сейсмогеных разрывов по наиболее полнойвыборке сильных землетрясений мира // Современная динамика литосферы континентов. М. 1989. С. 240-255.

78. Barrows A. G. Map of surface breaks resulting in San-Fernando, California earthquake of February 9, 1971 in San-Fernando, California, earthquake of February 9, 1971. US Dept. of Commerce, Washington, DC. 1973. P.127-135.

79. Besstrashnov V.M., Strom A.L. Traces of Prehistoric Earthquakes along the Hokkaido-Sakhalin Fault, Northern Sakhalin // 8th International IAEG Congress. Balkema. 1998. P. 697-702.

80. Gutenberg В., Richter C.F. Frequency of earthquakes in California // BSSA. 1944. Vol. 34. P. 185-188.

81. Hatheway A. W., Leighton,F.B. Exploratory trenching // Geol. Soc. Amer. Rev. Eng. Geol. 1979. Vol 4. P. 169-195.

82. Philip H., Meghraou M. Structural analysis and interpretation of the surface deformations of the El Asnam earthquake of October 10, 1980 // Tectonics. 1983. Vol 2. P. 17-49.

83. Nokleberg, Warren J. and Diggles, Michael F. Geographic information systems (GIS) compilation of geophysical, geologic, and tectonic data for the circum-north Pacific // U.S. Geological Survey Open-File Report. 1999. P. 99-422.

84. Sergeyev K.F., Oscorbin L.S., Neogene strike-slip faulting in Sakhalin and the Japan Sea opening // J. Geophys. Res. 1994, Vol. 99. P. 2701-2725.

85. Schwartz D.P., Coppersmith K.J. Fault behaviour and characteristic earthquakes: examples from the Wasatch and San Andreas fault zones // J. Geophys. Res. 1984. Vol. 89. P. 5681-5698.

86. Wells D.L., Coppersmith K.J. New empirical relationships among magnitude, rupture length, rupture width, rupture area, and surface displacement // Bull. Seism. Soc. Amer. 1994. Vol. 84. P. 974-1002.