Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Новейшая тектодинамика западной части Южного Тянь-Шаня в связи с сейсмичностью

ВАК РФ 04.00.04, Геотектоника

Автореферат диссертации по теме "Новейшая тектодинамика западной части Южного Тянь-Шаня в связи с сейсмичностью"

12 от

МОСКОВСКИЙ ОРДЕНА ЛЕНИНА, ОКТЯБРЬСКОЙ РЕВОЛЮЦИИ И ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ; УНИВЕРСИТЕТ им. М. В. ЛОМОНОСОВА

Геологический факультет

На правах рукописи

УМУРЗАКОВ Рахимжан Абдуразакович

УДК 551.24 + 550.34 (235.216)

НОВЕЙШАЯ ТЕКТО,ДИНАМИКА ЗАПАДНОЙ ЧАСТИ ЮЖНОГО ТЯНЬ-ШАНЯ В СВЯЗИ С СЕЙСМИЧНОСТЬЮ

Специальность 04.00.04—Геотектоника

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата гсолого-мииералогическнх наук

Москва—1989

Рабг.та выполнена в Институте сейсмологии Академии ¿:аук Узбекской ССР

Научные руководители: академик АН УзССР, [Г. А. Мавлянов

доктор геолого-мннералогнческих наук, |П. Н. Николаев!

Официальные оппоненты: доктор геэлого-минералогических 1

наук. В. Г. Трифонов (ГИН АН СССР) кандидат физико-математических наук, Д. Н. Осокина (ИФЗ АН СССР)

Ведущая организация: Институт геологии и геофизики АН

УзССР

Защита состоится в 14 час. 30 мин. на заседании Специализированного ученого Совета Д. 053.05.25 по региональной геологии и тектонике при Геологическом факультете МГУ по адресу: 119899 Москва В-234, Ленинские горы, МГУ Геологический факультет, ауди-торня ¿[{Ь

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Геологического факультета МГУ (корп. «А», 6-ой этаж).

Автореферат разослан « » Л^Л^и^___

Ученый секретарь специализированного совета, доктор гсолого-минералогических наук

А. В. ВИХЕРТ

)• - I -

| ОБШ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

"Необходимо разложить какукееся нам цельнчк разнообразие мира..."

(3. II. Вернадский) "Нельзя проводить грань между большим и салим, ибо и то и другое одинаково важно для единого целого."

(Нлльс Еор)

Актуальность темы определяется тем, что отсутствие единства взглядов на взаимоотношения продольных и поперечных структур,особенностей сочленения орогена Тянь-Шаня и Турзнском плиты, новей-щей активности структур той или иной ориентировки создаст трудности интерпретации и использования геолого-тектонических материалов для решения практических сеисмогоологических задач при оценке сейсмической опасности сейсмоактивно:; ооласти западной части Южного Тянь-Шаня. Кроне того, используемые до настоящего времени для прогнозных целей гоолого-тектонические материалы (карта ( схемы и дрЛ представляют суммарную интерференционную картину движении и деформаций, что затрудняет использование их для внесения кардинальных изменений в решение генетических проблем сейсмологии, многочисленнее данные последних лет , сзпдетель-ствуикио об Иерархической природе процессов в литосфере (в том числе и сейсмогенерируюших) требует поэтапного разложения сложных событий и явлений на ранговые составлявшие, изучения их в отдельности и во взаимодейстзли друг с другом и оценивать генетический вклад их в об сиЯ процесс направленного развития текто-носферы.

•Все это определяет особую актуальность тектодинамических исследований, основу которых составляет ранговая (системнзя) модель соотноиения полей напряжений, деформаций и тектонических движений.

целью настоящей работы является - изучение кинематических и динамических характеристик разнорангових составляющих новейших тектонических дзижений западно;! части шного Тянь-Шаня и оценка влияния их на распределение очагов землетрясений.

Основные задачи исследовании: I) разложить новейшие тектонические движения на, ранговые составляющие и провести количественный анализ их кинематики и динамики; 2) изучить особенности напряженно-деформированного состояния земной коры и виде-

лить разноглубинные составлявшие полей напряжений и деформаций; J) оценить влияние кинематических и динамических характеристик разноранговых составляющих новейших тектонических движений на особенности пространственного распределения очагов землетрясений.

Фактический материал. Л работе использованы материалы, получение автором при выполнении научно-исследовательских заданий Института сейсмологии АН УзССР в период с 1979 по 1966 гг., а ■гак;ке материала полевых исследовании в составе сейсмотектонических отрядов iiC All УзССР и (.'ГУ им. И. J Ломоносова по территории Средней лзин. Кроме того использованы геолого-съемочные материалы 1.ИНГОО УзССР, ([ондовые и опубликованные материалы институтов САШМ;.С, .¡ГиРНиП.'. мпнгео УзССР, ЛГиГ АН УзССР и О'аиГУ им.В.il.Ленина. ii работе тшике использованы опубликованные каталоги землетрясении и их механизмов ь различных сборниках за период до Ii'd'i года.

!■■ ет о д и ка и с с л ед ов а н и п. Для решения задач потребовалось последовательное прииоиение комплекса методических приемов тек-то-динамнческого анализа, разработанных в лаборатории Неотектоники и Сейсмотектоники Геологического факультета МГУ (11.И.Николаев, il. 11. Николаев и др.) U процессе выполнении работ проведено усовершенствование методики составления ранговых карт, для' различных интервалов времен (активизации), определяемых при ригмохронологпческом анализе особенностей разреза. В работе широко использован аппарат математическом статистики, различные методические рекомендации по выполнении полевых структурно-геологических исследовании.

Научная новизна работы.'I. для территории западной части Сц::оро Тяиь-ьЬии по структурно-геологическим данным и фокальным механизмам землетрясении получена серия новых диаграмм и схем региональных разноглубинных составляющих полей тектонических напряжений;

2. количественно установлены масштабные показатели однород-ио-напрлхешшх объемов земной коры (XSOxISOx'iO, 60x60x20 и 20x20x10 км), с которым связываются области проявлении тектодцна-ннческих систем трех рангов;

3. Получена серия новых карт и схем , отражающих разноран-говие составляйте новеиыих тектонических движении и их количественные характеристики;

Показано, что при тектодинаплческом анализе в условиях

западно!! части Южного Тянь-^аня при сопоставлении одноранговых геологических и сейсмологических показателе;) информативность геологического критерия (сила влияния но распределение очагов землетрясений) увеличивается от 1-9 до 50-60 процентов от общей суммы влияпшх факторов.

Практическая ценность работч заключается я toi:, что ока явилась первой апробацией комплекса методических приемов текто-динамического анализа , основанных на принципах системного подхода для изучения особенностей напряженно-деформированного состояния и механизма формирования новеидлх и современных геол^го-струк-турних элементов земной коры сейсмоактивной области территории Узбекистана с применением средне- и крупномасштабных карт (1:1 млн, I: 500000, 1:200000).

Полученные рзнговые карты новеГших тектонических движений и деформаций и их количественна характеристики могут быть использованы в качестве основы сейсмического районирования. Отдельные результаты работ были использованы при обосновании сейсмической опасности районов строительства крупных народнохозяйственных объектов (Талимарджанской ГРЭС в Кагакадарьинской области Узбекской ССР и др.).

Основные закиисмпе положения. I. -Ранговые составляющие соответствующие уровням генерализации 150x150, 60x60 и 2их20 км существенно отличаются характером структурных планов, величиной амплитуд деформаций, особенностями пространственного проявления количественных показателей тектонической активности, контрастности и дробности.

Выделены структурные элементы: первого ранга - Тур-кестано-Гиссарский мегантиклинорчЯ, Ззпадио-Тяньпгшский (новейшего заложения), ..'кно-Тяньшанский (активизированный) глубинный разломы; второго ранга - Зарафпзно-iиссарская горст-мо-гантиклинзль, ^арши-Ажизакская грабен-ме, асинклиналь, Лянгаро-Караильский и Сурхантау-Сарыкамышский региональные разломы; третьего ранга - локальные антиклинальные поднятия и отдельные прогибу.

2. Получена серия карт и диаграмм разноглубинных.полей тектонических напряжений трех рангов. П е р в ы й ( для данного района) ранг поля напряжений характеризуется субгоризонталыгой Субгаротнон ориентировкой оси относительного сжатия и субверти-¿альноГ: ориентировкой оси растяжения, охватывает наибольшие глу-

бшш, свидетельствует о механизмо "продольного расплювявашт" земной кори. Второй ранг поля напряжении в восточной части территории представлен субгоризонтальной северо-восточно;! ориентировкой оси снятия и вертикальной осью растяжения, шест положительную обратную сбязь с полем напряженпи первого ранга, определяет увеличение сдвиговых деформаций средних глубин (10-20 км) и формирование Зарафиано-Гиссарской горст-меганти-клинали, В западной части территории представлен полем напряжении сбросового характера, имеет отрицательную обратную связь с полем напряжений первого ранга, определяет формирование Карии-¿жизакской грабен-мегаСИНклиналп. Трети й ранг представляют поля напряжений сбросового, взбросового, взбросо-(сбросо-) сдвигового типов, проявляются локально, определяют формирование локальных поднятии, впадин и различных типов разривнцх нарушений верхней части разроза.

3, 11реныуцестиеннос ( до 90;^ ) распределение очагов землетрясений в восточной части территории связывается с механизма).; общего "продольного расплющивания" земной корн и формированием в этой части положительной структуры первого ранга, отпеченного повышенными значениями тектонической активности.

На фоно этого очаги сильных землетрясении , как правило, приурочен» к-приграничной полосе областей с разным механизмом деформации тектодннамичсских систем второго ранга, отмеченной зоной смени знака обратной связи между составляющими полей напряжений второго.и Первого рангов повышенными значопияыи контрастности и дробности составляющих движений второго и третьего рангов. При соблюдении принципа соответствия рангов гоологического ери- , терпя и сейсмологического показателя информативность (оила влияния) отдельных критериев в условиях региона увеличивается от 1-9 до 50-60 процентов от обцей суммы влияющих факторов. В качество критериев сейсмического районирования рекомендуются ток-тодинамические показатели ~ вид связи между-полями напряжений ТДС разных рангов , разноранговые показатели активности,контрастности и дробности тектонических движений.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из. Введения, 5 глав и Заключения общим объемом 106 страниц машинописного текста, 60 рисунков, 14 таблиц и библиографии, 175 наименований.

Апробация работы. Отдельные фрагменты работы обсуждались в

разные годы - на Всесоюзном советниц "Опыт изучения Газлийских землетрясений и направления дальнейших исследовании" (Талкснт, 1935), из научном семинаре лаборатории Иеотечтоники и сейсмотектоники ¡ТУ им. И.З. Локонссопа (Госктп,193^, •••) рабочем созсгл-иии секции сейсмотектоники КСССС (Ташкент,7.933), во Второй национальной молодежной школе по геологии (НРБ,С г тия,1937), на научнпх сенинарзх КС АН УзССР (1986,1937,1983).

Работа выполнена в Институте сейсмологии АН УзССР под руководством академика АН УзССР Г.А.Кэвлянова и доктора геолого-минералогических наук H.H. Николаева.

Автор глубоко чтит память и хранит глубокую благодарность своя»! научным руководителям Га ни Ари^хаиошчу Кавлянову и Петру Николаевичу Николаеву - ушедшим из жизни в расцвете творческого таланта»

Автор считает своим долгом выразить искреннюю благодарность профессору Московского Университета Н.Л.Николаеву - за ценные научные Консультации,- советы и замечания в х^де выполнения и завершения работы, научным сотрудникам !'Г/ им.П.В.Ломоносова - кандидатам геол. мин. наук АД.Наймарк, Л.А.Сим, сотрудника:: В.А.Зайцеву, O.A.Воейковой, О.Л.Лебедевой - за просмотр рукописей и плодотворное. участие в диСкуйсиях, сотрудникам ИС АН УзССР докторам ;из.м'зт.наук К.Н. Абдуллабекову, Б.¡-.' ардонову, доктору геол.-мин. наук X.«.Абдуллаезу, кандидата» геол.-мин.наук <5.'5.3ияудннову, Х.Л.Рахматуллаеву, Й.М.Садыкоэу, А.Х.доджаеву,А.Р.Ярмухамедову и др., кандидатам физ.-мат.наук Л, А. Хамидотзу, У.А.Нурматову, сотрудникам ХзсПН им.А.Р.Ееруни - докторам геол.мин.наук К.А.Ахмеджано-ву, Л.А.уузайлову, кандидатам геол.мин.наук 3.Р.ЗаКирову, К.Х.Ачи-лову - за актНзное участие в обсуждениях, содействие и поддержку, без чего немыслимо было выполнение работы, а также всем коллегам и друзьям проявившим отзывчивость и доброжелательность.

СОДЕРЗШНЕ РАБОТЫ

Глава I. Геологический очерк и состояние изученности проблемы

Главз начинается с раздела, посвященного описанию геологи-' ческого строения территории западной части F-Ькного Тянь-Шаня.

По катеризлэм л.В.Айсанова, А.Г.Бухарина, К.К.Пяткоза,Ш.Д. Давлятово, В.И.Попова, Г.U.Алферова, В.Г.Гарьковца, Х.Т.Туляга-нова, !1.Х.Хпмрабаевз, II. А. 1'ирходжэева, М.Л.Ахмедканова, О.М.Бо-

рисова, Л.Л.Урьеиа, Б.В.Псковича и кн.др. в геологическом строении принимают участие осадочно-метаморфические и вулканогенно-oc2AQ4h';;c допалеозонские и палеозойские образования. Они слагают горние сооружения Туркестанского, Зарафшанского, Гиссарского хреб-гов, t/го-западш:е отроги Гиссара, Нуратау, Центрально-Кызылкумские поднятия.

^садочные мезозонско-кайнозоиские образования выполняют впадины Сцннир-Нуратинскую, Каикадарьинскую, Зарафшанскую и др.

М.А.Лхмедминов и О.И.Борисов (1977) в истории развития региона инделяпт осношше эпохи - доналеозоискув, палеозойскую и мезо-зон-каинэзонскуи. Приводится описание схемы геологического районирования домезозойскнх структур. Исследуемая территория относится :с области проявления герцинской складчатости, на месте которого и мезозой-кайнозое развились платформа и с позднего олигоцена постплатформснний ороген (Ахиеджанов и др.,1977).

Üo втором, раздело приводится описание новейшей структуры региона , изучению которого поевявдш работы С.С.Ыульца, Н.И.Николаева, Н.П.Костенко, Л.А.Юрьева, Ь.Б.Ситдикова, Ш.Д. Давлятова, Л.И.Полкановой и др. Главной особенностью является подразделение региона на три разнотипные зоны: .Туркестано-Гиссарскую (амплитуда поднятий до 5000 метров), Нурата-Уирабулак-Зиаэтдинскун Сдо 2000 метров) и Центрально-Кызылкумскую (до 1000 метров).

По кавдой из этих зон приводятся описания региональных глу-б'лшшх разломов северо-западного и северо-восточного заложений. Северо-западная ориентировке разломов имеет древнее .заложение и преимущественное проявление. Они представлены■Римским Бухарским, Карата ус ким, 1Лкно-Ку'льджуктауским, Северо-Нуратинским региональными разломами, западными ветвями Главного Гиссарского, '¿'уркеста-но-Лдайского,Гиссаро-Кокшаальского, Заамин-Каравшинского разломов, Это взбросо-сдвиги, взбросо-надвиги с углами падения от 60 до 80° (Якубов и др.,1976), Северо-восточная ориентировка разломов имеет более молодое (альпийское) заложение (Сурхантауский, Байсунский, Лянгаро-Караильский и др.) и представляют взбросы и взбросо-сдвиги. Далее показано, что< в новейшей истории развития исследователи выделяют пять подэтапов, наиболее поздней из которых является цозднеплиацен-четвертичный (Юрьев,Умаров,1971, Плотницкий и др., 1986).

Подчеркнуто, что до настоящего времени спорным остается во-проо р характере сочлонения эпиплатформенного орогена Тянь-Шаня и

Туринской плиты, о природе структур "переходной" Нурата-Кызыл-кумской зоны. Одни исследователи относят к платформенным структуры к западу от системы Туркестано-Зарафшанских гор (А.Г.Бабаев, Г.Х.Дикенштейн, Д.П.Резвой, И.А.Резанов, Ь.Б.Таль-Вирский и др.) Другие считают* что структуры к западу от система этих гор являются переклинальным окончанием Южного Тянь-Шаня (Ш.Д.Давллтов, М.Маденов, И. М.Мелькановицкий и др.) Группа исследователей между платформой и орогеком выделяют "переходную" область (А.А.йрьев, А.Умаров и др.) Третья группа исследователей морфоструктуры Нурата -Кызылкумского региона относят к орогенным (0.И.Рыжков, Ибрагимов, Б.Ь.Ситдиков и др.)

Другим проблемным вопросом неотектоники региона является вопрос о взаимоотношении "продольных" и " поперечных" структурных планов. Одни исследователи выделяют "продольную" (Тянынанскую, северо-западную,субширотную) ориентировку структур, считая новейшее развитие их унаследованным от древних. Другие исследователи отмечают новейшую активность "поперечно-тяньианских" (северо-восточных, субмеридиональных) структурных элементов. Такое полояение связано о использованием разными исследователями разнородного фактического материала, отражающего разномасштабные процессы,которые нельзя противопоставлять друг другу.

В третьем разделе приводится описание глубинного строения земной коры по геофизическим данным (Зуннунов и др. ,197'(,Насыров, 1975, Литосфера Памира и Тянь-Шаня, 1933 и др.). Земная кора региона характеризуется трехслойным разрезям. Выделяются "осадочный" (глубины до 7-10 км) , "гранитный" (глубины от 7-Ю до 20-25 км) и "базальтовый" (от 20-25 до 35-55 км) слои. Проводится анализ изменения соотношения мощностей этих-слогз в пределах региона. 3 восточной части региона наблюдается макс\ чун утолщения коры до глубин 55 км (Насыров,1975 и др.), осеваг линия которой имеет северо-восточную ориентировку. В этой часть обнаруживается утолщение "гранитного" слоя и характерные горизонтальные перемещения вещества (см.например: Борисов, Беляевский и др., 1971, Макаров,1983 и др.). К западу наблюдается уменьшение мощности коры до 35 км. В-центральной Нурата-Зирабулак-Зиаэтдинской зоне наблюдается участок относительно меньшей и выдержанной на большом протяжении мощности коры.

Специально выделен раздел, посвященный состоянию исследований тектонических напряжений и условий деформации земной коры.

■ фатко отмечено, что вслед за И.В.Гзовским (1954-1975) в развитие тектоноф.изических исследований свой вклад внесли П,Н. Кропоткин, С.'.!.Шорман,Д.Н.^сокина, Н.Ю.Цветкова,Ш.Д.$атхуллаев,И.А. Турчанинов, !!. А.Садовский, Г.А.Соболев, Е.В.Артюшков.В.В.Костров, В.И.Мячкин, А.В.Введенская, Г.А.Марков, П.Н.Николаев, О.И.Гущен-ко.Л.С.Григорьев н мн.др. 3 последнее время новые модели напряженно-деформированного состояния рассмотрены в работах П.Н.Кропоткина (1935 и др), Е.В.Арташковз (1932,1985) П.Н.Николаева (1978, 1934 и др), В.П.Гясникоза и др.(1985),связь их со структурами - в работах А.С.Григорьева (1985),tO.ll.Чабдаровой и др. (1985,1986), (.'.М.Либермана )I985), J.Christoph. (1983), R.Kliegfild, J.Gespi и др. (1984), вопросы методики и методологии - в работах П.Н.Николаева (1982, 1984 ), В.Д.Парфенова (1985) P.E. Вугина и др. (l985)^.Bantoitz,E.Bankvyitz (1934), Р.Ьеогу (1985).

Показано, что исследования полей напряжений для изучения механизма формирования новейших структурных элементов западной части Сжного Тянь-Шаня проводилось либо в рамках крупных региональных обобщений по Средней Азии , либо фрагментарно на отдельных участках и месторождениях. Проведен анализ результатов отдельных ин- v струментальных измерений напряжений в массивах пород (Рахимов и др.,1969, Арипова и др.,1975, Айтматов и др. 1978, Иноятов,1982 и др.), лабораторного моделирования формирования разрывов (Королев, Фатхуллаев,1968,1971 и др.), реконструкций по сейсмологическим данным (Широкова, 1961, Захарова и др.,1971, Безродный,1971,1986 и др), структурно-геологических реконструкций (Гзовский,1971, Гу-щзнко,1979 и др., Николаев,1971,Воейкова и др.,1983 и др.) Отмечено, что отсутствует единая взаимосвязанная их интерпретация.

В целом по данной главе^сходя из вышеизложенного делаются выводы, что пространственные и временные соотношения структурных элементов, особенности их взаимной соподчиненности много сложнее, имеют многофакторную природу и трудносопоставимы. С этим связывается и отсутствие единства взглядов по вопросам сочленения ороге-на и платформы, перекрестном структурном плане, соотношениях различных мощностей земной коры и др. Все ото затрудняет интерпретацию и использование геолого-тектонических материалов для целей сейсмического районирования и требует переосмысления данных и постановки исследований на базе методологически., новых приемов анализа.

Глава П. Методика исследований

В работе принята системная модель тектоносфери П.Н.Николаева (1978 и др.). Главным элементом иерархической ступени этой модели является т е к т о д и н а м и ч е с к а я о ! с т о м а (ТДС) -- модель соотношения полеП напряжении, деформаций и движенипротекающих в определенном однородно-напряженном объеме земно;! корм, характеризующимся эмерджентными (целостными) свойствами.!'з основе анализа трудностей выделения ранговых составляющих поле.i напряжений в работе принята следующая последовательность решения задач: I) выделение масштабов однородно-напряженных объемов земной коры по геолого-геофизическим данным, 2) разложение (декомпозиция) новейших тектонических движений на ранговые составляющие и их количественный анализ, 3) реконструкция и ранговый анализ полей тектонических напряжений по структурно-геологическим и сейсмологическим данным с выделением их разноглубинных составляющих.

На первом этапе на основе изучения зависимостей . расстояний между разрывными нарушениями оф их длины (Шермэн, i'971, Николаев, 1978 и др.) между очагами землетрясении от их энергетического класса и глубины (Ананьин,1973, Николаев,1978 и др.) с оценкой достоверности и значимости разности средних (Плохинский, 1970), проводится оценка возможностей выделения в пределах региона разноранговых ТДС (их количества, масштабных показателей).При этом использованы материалы Д.А.Нкубова и др.(1976 и др.),0.11.Борисова и др. (19Л)),Р.Н.Ибрагимова и др. (1983), данные из геологических корт (масштаба 1:200000). В исследуемом регионе в изучаемых зависимостях выделяются три ступени, связанные с проявлением ТЛС трех рангов, ¡'асштзбние показатели объемов их проявления оцениваются как 150x150x40, 60x60x20 и 20x20x10 км?.

На втором.этапе исследований проводится последовательная генерализация амплитудной карты новейших тектонических движений (в качестве исходной была использована ^арта новейшей тектоники юга СССР, масштаб 1:1млн, ред.Л.П.Полканова,1971).При расчетах средних амплитуд движений использовались палетки 150x150, 60x60,20x20 км, соответствующие масштабным показателям ТДС.

Структурный план составляющей низшего (первого) ранга получен на основе генерализации первой палеткой. Для получения карты деформаций второго ранга из средних значений полученных по второй^ палетке вычитаются значения первой. Такая жо процедура необходи-. fía при получении карты составляющих движений третьего ранга (Ни-

колаев,1978). В качестве дальнейшего совершенствования этой методики показано, что для получения карт деформаций более-высоких ранговых составляющих (второго и третьего) целесообразно использовать в качестве исходных карты деформаций за более поздние этапы активизаций, которые устанавливаются на основе ритмохронологического анализа отложений разреза региона ( по методикам А.С.Девдариани (1974) и И.А.Одесского и др (1969))."

Третий этап исследований включает структурно-геологические ре-г конструкции полей напряжений.Проводится анализ различных методических подходов реконструкций осей главных нормальных напряжений -М.В.Гзовского (1975),0.И.Гуиенко (1979),П.Н.Николаева (1970) и др. Показано, что для решения поставленных задач наиболее приемлемым является методика П.Н.Николаева (1977,1978,1984), основанная на представлениях о существовании закономерного симметричного по отношению к действующим осям напряжений (сжатия и растяжения) разброса ориентировок сколовых плоскостей. Эта закономерность обнаруживается как на микроуровнях, так и макроуровнях и позволяет осуществлять реконструкции напряженного состояния в различных по масштабу объемах земной коры. Благоприятные условий обнаженности разновозрастных горных пород большей части территории Средней Азии позволяет использовать в этих целях ценную информации о трещино-ватости пород -(особенностях их проявления, минеральных заполнениях, смещениях, формах и др.).

Для оценки возраста новейших напряжений помимо известных структурно-геологических признаков (Гзавскии, 197 5,Гущето, 1979, Парфенов,19В4 и др.) проводился специальный анализ фиксации различных типов полей напряжений в разновозрастных породах. Анализ, сопровождается серибй диаграмм и схем , на основе которых показана общая унаследованность современного поля напряжений от новейшего, а также наличие частных случаев перестройки новейшего поля напряжений в современном развитии региона. В целом использованы данные обследований более 300 обнажений при общем количестве замеров более 30 тыс. Оценка разноглубинных составлявших полей напряжений осуществлена по фокальным механизмам землетряоений с учетом деления землетряоений на три группы по энергии и особен^ ностям распределения'их по глубине (раздел первый данной гл^вн).

Тац«м образом количественный анализ геолого-геофиз^ческих Материалов по региону позволяет наметить существование ТДС трех )раИгов, ЧГ0.свидетельствует о :пр«ме!ШМостй в-уолов^я* ртог,о реги-

- п -

она методики тектодинамического анализа для решения поставленных задач. Кроне того показано, что для решения прогнозных сейсмологических задач построение ранговых карт неотектоники, полей напряжений и деформаций необходимо осуществлять п учетом результатов ритмохронологического анализа и выделения риткз разного дления составляющих тектонических движений.

Глава Ш. Кинематические особенности и пространственное соотношение ранговых составляющих новейших тектонических движений

Приводятся результаты разложения новейших тектонических движений на ранговые составляющие. В структурном плане первой ранговой составляющей в восточной части территории выделяется крупное Туркестано-Гиссарское поднятие северо-восточной ориентировки амплитудой поднятия до 25DO метров. Структура имеет глубокие"кор-ни", соответствует области повышенной мощности земной коры и совпадает по простиранию с осевой линией утолщения коры.

В плане второй ранговой составляющей выделяется субширотное Зарафиано-Гиссарское поднятие амплитудой до 500 метров. В районе Центральных Кызылкумов отмечается слабовираженное поднятие (100 метров). В широкой (150 километровой) полосе северо-восточной ориентировки между СамаркандомиЦентральнокызылкумскими поднятиями составляющие движений второго ранга не отмечаются.

Третья ранговая составляющая выражена отдельными локальными поднятиями и впадинами субоиротной и северо-восточной ориентировок.Для всех ранговых карт проведен количественный анализ кинематических особенностей с раочетом тектонической активности , коэффициента вариации амплитуд (контрастности), дробности (блочности) новейших движений.

Проведен анализ пространственной изменчивости этих параметров. Зоны высокой контрастности новейших движений подтверждают активность зон Западно-Тяньшанского и Южно-Тяныпанскога глубинных разломов, а также активность Лянгаро-Караильского и Сурхантау-Сары-камышокого разломов , ограничивающих с северо-запада и пго-восто- ; ка Зарафшано-Гиссарскоэ поднятие второго ранга. Отмечено, что каждая ранговая составляющая резко отличается друг от друга как простиранием структурных .элементов, площадью их охвата, амплитудами перемещений, так и различием тектонической активности,контрастности и дробности, а следовательно и механизмом деформации, Эио свидетельствует о необходимости (и возможности) учетд вклада

каждой ранговой составляющей в общую суммарную картину деформации при структурно-тектоническом районировании,, выделении орогенных и платформенных областей, анализе перекрестного структурного плана, поисках генетической связи с современными процессами (землетрясениями, инженерно-геологическими явлениями и др.)

Получена сводная схема проявления движений и деформаций ТДС разных рангов. Показаны границы между областями их проявления. Сделана попытка объяснения тектонической природы границ между ТДС.Они представляют зоны повышенного дробления земной коры,участки развития флексур и разрывов, глубинных разломов. Предполагается, что приграничная полоса между ТДС первого и второго рангов является как бы "фронтом" распространения деформаций более высокого ранга в теле низшего.

Глава 1У. Механизм новейшей и современной деформации земной коры региона

Глава включает два раздела. В первом из них проводится анализ ориентировок осей главных нормальных напряжений в очагах землетрясений. Большинство сильных землетрясений характеризуется субгоризонтальной северо-западной ориентировкой оси сжатия. На примере Еахмальского 19.07.1955 года, Кызылкумских 13.03 и 14.04. 1968 года.Байсунского 18.-07.1968 года.Газлийского 19.03.1984 года, Лянгарского 18.11.1971 года землетрясений показано,- что механизмы формирования очагов в одной и той же тектонической зоне (платформенной или орогенной) могут быть различными. Это связано с различием механизмов деформаций разных глубинных уровней, особенностями внутренней структуры, охваченного объема и их физико-механических свойств. Поэтому использование отдельных единичных определений для изучения региональных полей^напряжений этих зон, как ото проводилось например Е.М.Безродным (1971) недостаточно. На основе статистического анализа ориентировок сколовых плоскостей очагов землетрясений получены региональные поля современных напряжений объемов разных рангов - для всего региона (низший ранг) и на более высоких уровнях генерализации (отдельных участков и зон). Общерегиональное поле напряжений характеризуется субгоризонтальной северо-западной ориентировкой оси сжатия и субвертикальной ориентировкой оси растяжений. Оно охватывает большие глубинные уровни, отмечается преимущественно по сильным землетрясениям и свидетельствует о механизме "продольного расплющивания" . земной ;:оры в современное время.

На осново реконструкций выделены разноглубинные составляющие поле!! напряжений. Показаны различия напряженного состояния глубин 0-12,12-18 и более 18-20 гл. В целом отмечается изменение напряженного состояния от взбросозых и сбросовых в верхней части разреза к увеличении сдвиговой компоненты в средних и нижних частях земной коры. Эти различия полей напряжений на отмеченных глубинах подтверждают существование тектодинамических систем (ТДС),являющихся сейсмогенерирующими.

Второй раздел содержит описание результатов реконструкций и анализа полей тектонических напряжений по геолого-структурным данным. По данным статистических обследований (более 30 тыс.замеров) обнажений горных пород показаны особенности треиншоватости и получены диаграммы и схемы полей тектонических напряжений различных объемов земной коры. Установлено, что наибольшее распространение имеет поле напряжений, характеризуемое субгоризонтальной ориентировкой осп сжатия и субвертикальной осью растяжения.

В пределах исследуемого региона оно имеет субширотнуп ориентировку оси сжатия, проявляется и по сейсмологическим данным,охватывает большие глубины и также свидетельствует о механизме "продольного расплющивания" земной коры. Вполне очевидно, что оно определило формирование новойяего Туркестано-Гиссарского поднятия первого ранга и рост "корней" этой структуры в восточной части региона , новейшую активность зоны Южно-Тяньшанского разлома и формирование в новейшее время Западно-Тяньшанскои флексурно-раз-рывной зоны с отмоченной высокой контрастностью и дробностью позднеплиоцен-четвзртичных движений.

На более высоких уровнях генерализации получены составляющие полей напряжений второго и третьего рангов (отвечающие областям проявления движений и деформаций указан; >х рангов),которые накладывала на первое осложнил динамическую обстановку..Взаимодействие между этими полями напряжений определяеэ общий механизм формирования структурного плана исследуемой те[ :итории.

Положительная обратная связь между полями напряжений первого и второго рангов в восточной части площади исследований определяет динамические условия резкоконтрастних деформации в средней части земной коры, горизонтальное растекание вощества (что отмечено по механизмам очагов землетрясений) и утолщение "гранитного" слоя коры в субширотном направлении (Борисов,Беляевский и др. 1971), с формированием крупного субииротного Зарафшано-Гиссарско-

го поднятия второго ранга. Отрицательная обратная связь между полями напряжений первого и второго рангов установлена в Кашкадарь-инско-Голодностепской полосе северо-восточной ориентировки и в районе Центральных Кызылкумов. Здесь наблюдается относительное опускание на фоне общего спокойного воздымания территории в результате воздействия факторов низшего ранга.

Приводятся схемы и карты траекторий осей главных нормальных напряжений в пределах площадей проявления составляющих движений и деформаций разных рангов. На примере детального рассмотрения отдельного района западного окончания Туркестанского хребта (Умур-заков и др.,1986) показаны особенности взаимодействия полей напряжений более высоких ранговых составляющих, определяющих механизм формирования структурных элементов региона.

Глава У. Сейсмотектоника

Б главе , на основе сопоставления результатой тектодинамичес- • ких исследований с сейсмичностью делается анализ тектодинамичес-кой обусловленности распределения очагов землетрясений.

Показано, что в-восточной части территории, где наблюдается повышенные значения активности тектонических движений первого ранга плотность землетрясений наибольшая. Это преимущественное распределение (90%) очагов землетрясений связывается с формированием Туркестано-Гиссарского поднятия первого ранга в результате "продольного расплющивания" земной коры в поле напряжений первого ранга.' Кроме того,характерно, что почти все очаги сильных землетрясений возникли вблизи области с положительной обратной связью между полем напряжений первого и второго рангов,локализуясь вдоль • приграничной полосы ТДС второго ранга с разным механизмом деформации. Это очаги Каратагских 1907 года (М-7,3 и 7,4),Байсунских 1935 СМ-6,2) и 1968 года (М=4,8) Дехканабадских 1907 года (М= 5,8) и 1981 года (М=5,2-5,<3),Ургутских 1799 года (М=б,0),1817 года (Н=5,3), 1928 года (М=4,б).Айнинского 1902 года (М=б,0) и др. Проведен анализ плотности очагов землетрясений по разноглубинным уровням земной коры - осадочному, гранитному слоям.Обращает на себя внимание дугообразная вытянутость (выпуклостью к северо-западу) зон наибольшей плотности очагов "гранитного" слоя (глубины от 7-Ю до 20-25км) вдоль северо-западной й йго-восточной •границ Зора^шйно-Гиссарского поднятия второго ранга. этими зонами совпадают зоны высокой контрастности-и дробности составляющих (позднеплиоцен-четвсртичных) движений .второго и-третьего ран-

Гов, Полосу пониженных значений плотности очагов также дугообразно протягивается в северо-восточной направлении, совпадая с осевой линией утолщения земной коры.

На основе анализа материалов делается предположение, что механизм обратной связи между ТДС первого и вто;.рангов, приводя к горизонтальным сдвиговым перемещениям векезтва земной коры в средних глубинах ("гранитный" слой) (см. напр. Сор!"-ов и др., 1971) вызывает высококонтрастние деформации з периферийной части,вовлекая в процесс все новые области.При этом происходит процесс перемещения "фронта" новейшей и современной деформации от центра к периферии, что подтверждается расположением зон высокой контрастности позднеплиоценчетвертичных движений второго ранга, а также . очагов сильных современных и палеоземлетрясений (Ыинг, Искандер-куль и др.)

Описаны результаты количественной оценки связи сейсмичности с показателями разнорэнговых составляющих новейших тектонических движений. На основе дисперсионного анализа показано, что сила влияния отдельных ранговых показателей на плотность очагов землетрясений соответствующего ранга составила 50-60;« тогда, как без 'соблюдения принципа соответствия рангов такое влияние составило лишь- 1-9$ от общей суммы влияющих факторов.

Заключение

Проведенные исследования явились первой апробацией комплекса новых методических приемов тектодинамического анализа для решения региональных задач с применением средне- и крупно-масштабных (I:1илн,1:500тыс,1:200тыс) карт в условиях западной части Южного Тянь-Шаня. В результате получены новые данные, которые в основном сводятся к следующему:

1.'Установлены масштабные показатели однородно-напряженных объемов (150x150x40, 60x60x20,20x20x10 км3),свидетельствующие о действии в земной коре региона ТДО трех рангов;

2. В.новейшей структуре региона выделены три ранговых составляющих новейших движений и деформаций, отличающихся структурным планом, простиранием структурных элементов и площадью охвата, амплитудами, тектонической активностью, контрастностью, дробностью, пространственным положением границ "активных" и "п^соив-(щх!< участков,сетью разрывных нарушений},

'' 3. Выделенн разноглубинные составляющее поле^ тектонических

напряжений трех рангов: Иоле напряжений первого ранга характеризуется субзиротной субгоризонтальной осью сжатия и субвер-ци'.ельнси осью растяжений. Свидетельствует о механизме "продольного расплющивания" земной коры и определяет формирование структуры первого ранга. Поле напряжений второго ранга в орор-е-не, характеризуется субгоризонтальной северо-восточной осью сжатия и вертикальной осью растяжения. Имеет положительную обратную связь- с полем напряжений первого ранга, что определяет сдвиговые смешения в сроднен части земной коры и формирование структуры второго ранга. В платформенной части 'характеризуется субгоризонтальной запад-северо-западной осью растяжения и вертикальной ориентировкой оси сжатия.Отрицательная обратная связь с полем напряжении первого ранга определяет динамические условия относительного опускания второго ранга на фоне общего воздымания низиего ранга;

''».Показано, что преимущественное распределение {90/,) очагов землетрясений в восточной части территории связано,с "продольным расплющиванием" коры и формированием здесь Туркестано-Гиссарского мегаантиклинория (первого ранга); Отмечена приуроченность очагов сильных землетрясений к приграничной полосе смены знака вида обратной связи между полями напряжений первого и второго рангов,где отмечается высокая контрастность и дробность движений второго и третьего рангов;

5. В условиях Исследуемого региона информативность отдельных геологических критериев сейсмичности увеличивается от 1-9.» (при традиционном подходе без разложения на ранги) до 50-60$ ог суммарного влияния факторов при соблюдении принципа соответствия рангов прогностического признака и прогнозируемого явления. В качестве тектодинамических критериев сейсмичности рекомендуются вид связи между разноранговыми ТДС,тектоническая активность ( в условиях поднятий), контрастность-и дробность новейших движений второго и третьего рангов.

lío теме диссертации опубликованы следующие работы:

1. Тектонические поля напряжений rJro-западных отрогов Гис-сарского хребта.-Тез.докл.научно-теорст.конф.молодых ученых-геологов. ^алкент,1982,С.123.

2. Результаты системных (ранговых) сейсмогеологических исследований территории Западного и йкного Узбекистана.-Тез.докл. научно-теорет.конф."Актуальные проблема общ..сстеств.и техн.наук".

I'nniccHT, '¿in, Ic;8't. C.76;

3. ,,j тоаГснпчсской актипиостп я контрастности шжоцзнтотвер-iiiniiüx тскиоипчоекпх дв:исниЛ Западного и ¡л-:ного Узбркистзна.-Тсз.докл. Ее ее о:з зн.еовск."впит изучения Гсзллйоках землетрясений !'. напрлплешм дальне.к'.мх ;icc*iaoBvr.tft". Тплкент, -inn, 1?35.С. 16-17 (сом'.сстпо о Лбрзгиковии Р.Ь.).

Ц. X изучен;;:! ползи п.лпряу.счин и исг.аииэгэ формирован.«! новейших тектонических структур района урочища Су*|а (Туркестанский хребет). -Узб.геол.ж.,, 1986,¡51.С.33-36 (совместно с Нбраги-ковмм Р-Н..Николаевым П.Н.)

'J. Исследование кинематических и динамических условии формирования нозей-знх тектонических структур ( на примере западного окончания Тянь-Изня.Ср.Азия) ~ Cd.докл.Втора наци.шална младс:ккп скола по геология "Г'сзлогическпто науки и минерално-суровината база", Со-ия (НРБ), 1987.C.2:o-:G7

6. !{ из'.'Ченно ноьеГ"';>"и т л;тодн:::;Г ¡ки Запп.щог.) Узбехчстзнч в связи с сейсснчнсст ьи . - Тез. докл. научпо-тсопет. кон]., мал.ученых геологов. Ташкент, 1987.С. ХОг(.

7. К вопросу оценки информативности геологи-гсофизнческих приторлев сейсмичности.-Тез. докл. иаучно-теорет. кон}:, мол. ученых Г':элсгоз,-Тпз!С-нт,1Се-/.Г, 15-10о (совккетио с Л -1; or.o.'i !!.to.,Зля— удиповам „vi-.)

0. Анализ геолего-токтоничеекпх др.иних я с:мзи с проблпгШ сспсклчзского ралониро! "¡пня.- УзбскокиЯ геол.,?:., U'-V>?,'У).