Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Новейшая тектоника и тектонические напряжения Северо-Западной Армении

ВАК РФ 04.00.01, Общая и региональная геология

Автореферат диссертации по теме "Новейшая тектоника и тектонические напряжения Северо-Западной Армении"

т > > ъ I

московский ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ШВЕРСИТЕГ им. М.В.ЛОМОНОСОВА ГЕОЛОГИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ Кафедра динамической геологии

На гтрапа* рукописи

БОЙНАГРЯН БЭЛЛА ВЛАДИШРОБНА

НОВЕЙШАЯ ТЕКТОНИКА И ТЕКТОНИЧЕСКИЕ НАПРЯЖЕНИЯ СЕВЕРО-ЗАПАДНОЙ АЙШШ

Специальность 04.00.01 - общая и региональная

геология

Автореферат

диссертация на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

Москва, 1992

Работа выполнена на кафедре динамической геологии геологического факультета Московского государственного университета ни. 11. В.Ломоносова.

Научный руководитель: доктор геояога-икнералогкческих наук, профессор Н.В.КороновскиП

Официальные оппоненты; доктор геолого-минералогических наук Е. А. Роговин

кандидат геолого-иинералогических наук Л.М.Расцветаев

Ведущая организация: Геологический институт РАН (Москва)

Защита состоится II декабря 1992 г. в 14 час. 30 мин. ка заседании специализированного Ученого Совета К.053.05.02 по общей и региональной геологии, геотектонике при геологической факультете МГУ по адресу: Ыоаква, 119899, Лошшскыа горы» Ш7, геологический факультет, зона "А", аудитории 608.

С диссертацией ыокно ознакомиться в библиотеке геологического факультета ИГУ (зона "А", 6 атаа).

Автореферат разослан " /с1992 г.

1

Ученый секретарь специализированного совета, кандидат геолаго-иинералогических неук А. $. Читалин

"0С7Д• . »

БКЬЛиО I ¿и-'ч

снуя хлротшктша работы

Территория Северо-западной Армении является частью горно-складчатого сооружения .Малого Кавказа, расположенного в зоне коллизии Африкано-ЛрпвиПской и Еврззиатской литосферных плит. Такая структурная полиция региона обуславливает ряд особенностей его строения и развития.

Актуальность работ». Район исследований представляет собой сильно расчлененную горную область с контрастном рельефом и высокой сейсмической активностью. Этот региои хорошо изучен геологически. Теи не менее катастрофическое Спитакское землетрясение 1988 г. выявило немало "белых гиг?он", поскольку несмотря на явную сейсмооппсиость района, землетрясение подобной силы было неожиданный, В связи с этим возникла необходимость более детального изучения области Спитакского землетрясения и прилегающих районов. Особенно вашим яйллется выявление особенностей новеПшей тектоники, напряженного состояния земной перц региона, изучение закономерностей развития рельефа и современной структуры. Результаты таких исследований иогут послужить основой для разработки новых методо прогнозирования землетрясения, что является наиболее актуальной задачей для Армении, пережившей Спитакскую катастрофу.

Цель исследований, состоит в детальном изучении новейшей структуры района путем проведения структурно-геоморфологических работ, дешифрирования аэро- и иосыических снимков, тектонофизических исследований для выявления связи сейсипч-ности и новейких структур и прогноза наиболее сейсчооивсных участков.

В соответствии с поставленной цсльп реяшшсь следующие оспопике задачи:

- составление структурно-геоморфологической к-зртн региона;

- визуальное дешифрирование аэрофотоснимков и обзорных космических снимков Северо-западной Армении;

- реконструкция поля тектонических напряжений региона независимыми методами и анализ взаимосвязи тектонических напряжений н разломной тектоники;

- проведение анализа взаимосвязи ссйсикчиости, тектонических напряжений и современной структуры региона.

Фактический материал и методы исследований. В основу дис»

сертации положены результаты научите исследопаьлй, проведенных автором в I989--ISS2 гг. на кафедре динамической геологии геологического факультеть-МГУ. В процессе работы была составлена структурно-геоморфмогическия карта Северо-западной Армении по результатам специальной обработки топографических карт с помслцью метода, разработанного профессором Н.П.Костен-ко. Проведено визуальное дешифрирование азрофотоепчмкои и отдельных космических еншков с ломоцыо ландиафтне-индикацкон-ного метода. По результатам дешифрирования бша составлена нарта линеаыентной сети Северо-западной Армении.

Реконструкция полей тектонических напряжений и определение кинематических типов перемещений по разрыв»! проводились независимыми методами: методом вторичных нарушений, разработанным Л.А.Сим, V. сейсмологическим методом, предложенным О.И. Гущенко. При этой исследования велись на разных уровнях генерализации: для Кавказа в целой, для ГюирмАского региона, охватывающего Северо-западную Ариенио и Южную Грузию, и для области Спитакского землетрясения. Бша составлена с хека ьзаи-иосвязи раэломной тектоники, полей напряжений и сейсмичности Кавказа.

Результат исследований, полученные какдыы из прииенлв-пихся в работе методов, подвергались взаимопроверке; достаточно хорошее совпадение таких результатов друг с другой позволяет говорить об объективности полученных выводов.

В процессе работы использовались различные геологические, неотехтонкческие, тектонические карт«, материалы дистанционных исследований, изучена обширная литература, а так;.;s фондовые материала ПО "Арнгеология" и ЕГУ.

Научная новизна. В настоящей работе вперьие для Северозападной Армении составлена детальная структурно-гесшорфоло-гическая карта масштаба 1:100 ООО; установлены активные на новеЯаеи этапе зоны трециноватости и разрывов и характер перемещения по ним; вццелены наиболее подвижные блоки и участки относительной стабильности. Установлена неоднородность вида напряженного состояния эеыной коры Кавказского региона и ее влияние на распределение сейсмичности.

Практическое значение работы заключается в наделении активных на иовейшеи атале блоков земной коры и разломних зон как сеЯсиоопаснцх участков, неблагоприятных для проидалешюго

и гражданского строительства. Ввделение локальных секторов сжатия и растяяе''ия и установление связи сейсмичности с неоднородностью вида напряженного состояния земной коры региона, может послужить основой для разработки новых методов прогнозирования землетрясений. Катер кол и диссертации отражены в тези-С£-х доклада на Iii Всесоязнсм ойШшзиуые ^Экспериментальная тектоника в реиении задач теоретической и практической геологии", а также в статье, сданной в печать. Основные положения работы докладывались на У научной сессии МОИП "Дистанционные методы в геологии".

Содержание работы. Диссертация объемом страниц машинописного текста, рисунков, состоит из введения, четырех глав и заключения. Библиография включает наименований.

В первой главе приводится краткий очерк геологического строения района по материалам предыдущих исследозателей. Во второй главе на основании составленной по методу профессора Н.П.Костенко структурно-геоморфологической карты приводится детальная характеристика орогенных структур Северо-западной Армении. По результатам визуального дешифрирования аэрофотоснимков проводится анализ линеамен?ной сети. В третьей главе содержатся новие данные Об особенностях напряженного состояния земной кори Кавказского сектора Альпийского складчатого пояса. Поля тектонических напряжений анализировались на различных уровнях генерализации: для Кавказа в целом, для Гюмрийсяого региона и для области Спитакского землетрясения 1988 г. В,четвертой главе анализируется влв"мосвязь новейшей тектоники, тектонических налргмений и сейскччностя Кавказа и, в частности, Северо-западной Армении.

Работа выполнена на кафедре динамической геологии геоло- • гического факультета ¿ГУ под нсучкым руководством профессора Н.В.КороноЕского. Огромную помощь и поддержку автору оказали профессор Н.П.Костенко и старший научный сотрудник Л.А.Сим. Полезные рекомендации и замечания были получены от ¡i.D.Макаровой, Л.М.Расцветаева, D.H.ВадноЕСКОго, М.Ю.Нгаситина, сотрудников лаборатории тсктонофизккй ИФЗ РАН А.В.Михайловой, Ю.Л.Ре-бецкого, О.И.Гущенко» старшего научного сотрудника ИФЗ РАЛ Е. А, Рогожина, профессоров кафедры исторической и регионатьной геологии Ереванского госуниверситета O.A.Саркисяна, Г.П.Сихоняна, Л.А.Содопна, доцента Г.Г.Гёлецпна, старшего научного сотрудни-

ка ИГН РА Н. А. Сатиана и др. Всем перечисленным иле лицам автор выражает глубоку» благодарность, а также ьсему коллективу кафедры динамической геологии МГУ эа доброжелательное отношение и поддержку на разных этапах работы.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ РАБОТ 11 Глава I. Краткий геологический очерк. Территория Северо-западной Армении относится к хорошо изучешшм районам. Детальные геологические и геофизические исследования проводились в разные годи шюгши учеными, такими как К. Н.Паф$енгольц, В.П.Ренгартен, Л. А. Варданян«, Е. Е. Ыилановский, Л.А.Габриеля!!, А.Т.Аслаиян, ВЛ.Акопян, К.А.Мкртчян, О.А.Саркисян, А.Т.Вегуни, Т.Ц.Сироткина, Г.В.Егоркина, Ы.А.Сагиан, Г.П.Симонян и многие другие.

Район исследований находится в пределах внутренней области Тавро-Кавказского сектора Альпийского складчатого пояса, где происходит коллизия Епразизгекой и Африкано-Аравий-ской литосферных плит, что обуславливает высокую тектоническую и сейсмическую активность этого региона. Рассматриваемая территория представляет собой участок сложного сочленения трех важнейших тектонических сооружений Тавро-Кавказской области: I) южной периферии Сомхето-Карабахской зоны; 2) Базу-ио-Закгезурской интенсивно складчатой зоны (включая Севано-Амасийскув и Ширако-Зангеэурскув сфиолитовые зоны); 3) северной оконечности Приараксинской зоны. В узком смысле район исследований является частью Севано-Ширакского синклинория, выделяемого рядом исследователей (Габриелям и др., 1981; Саркисян, 1973 и др.).

В стратиграфическом разрезе района исследований значительную роль играют отложения мела, палеогена, неогена и четвертичного периода, причем преобладает палеогеновые отложения.

Палеозойские отложения в районе неизвестны и лиагь предполагаются, по некоторш данным, в строении отдельных антиклиналей. Предпояокигельнцм является также титон-неокоыекий возраст комплекса плитчатых известняков в ядре Еазумского горег-антиклинория и средяе-поэднеюрский возраст базальтои-дов в бассейне р.Памбак (Григорян и др., 1989).

Меловые отложения агирс.ю распространены в пределах района исследований и представлены разнообразными породами: от осадочных терригенна-к&рбонатнцх до вулканогенных и интрузив-

пых образований.

Нижнем ел овне отложения имеют ограниченное распространение и встречаются в западной части Еаэумского хребта. В.Т.Акопян (1962) веделяет ряд свит: кагнахлюрскую, арчидзорскую, спитакскую, чахчахс.куго, суммарная мощность которых достигает 1700 м.

ВерхнемелоЕые отложения п основном перекрыты вулканогенно-осадочными образованиями палеогена и лишь местами выходят на поверхность. Значительную роль и разрезе нижнего сенона играет кремнисто-вулканогенная толща офиолитовой ассоциации мощностью до 800 м. Ее состав несколько варьирует на разных участках офиолитовой зоны, но и целом доминируют диабазы, базальты, а также кремнистые породы (радиоляриты, реже яшмы). Породы офиолитовой ассоциации в большинстве случаев слагают блоки и пластины в серпентинитооом матрицее, образуя серпентинитовкй меланж. Верхнемеловые отложения нвдофюлитового чехла представлены граувакковой формацией верхнего коньяка-сантона моещостьп 200400 м, карбонатными отложениями кампана-маастрихта наибольшей мощностью до 350-400 м, а также маломощной терригенно-карбонат-ной толщей дания-палеоцена.

Палеогеновые отложения широко распространены в районе исследований, представлены в основном вулканогенными, вулкано-генно-осадочными, морскими и континентальными образованиями.

К нижнему эоцену относятся маломощная (200-250 м) толща известняков, иэвестковнстнх песчаников, гравелитов (севанская свита), осадочно-пирокластическая флишвдная (лусахпюрская) свита мощность!) до 200 и, а также мощная (700 м) вулканогенно-обломочнтя толща (спитакская свита).

Средний эоцен представлен мощной (до 2-х км) флкшоидной вулканогенно-осадочной формацией, которая подразделяется на две свиты: пиратскую и кироваканскув, фациально замещающие друг друга.

Отложения верхнего эоцена широко распространены в районе исследований и вьщелявтея О.А.Саркисяном (1958) в памбакскую свиту общей мощностью до 1500 м. Последняя подразделяется на две части: в нижней преобладают андезиты и морские терригенно-туфогенные породы, а в верхней - аф$уэивн кислого и среднего состава.

Олигоцсновые отложения встречаются краЛне редко и представлены двумя свитами: гергерскоА (морские карбонатно-туфо-

генные отложения ниднего олнгоцена) и дилияанской (континентальные иолассоидкие отложения среднего-верхнего олигоцена).

Отложения неогена на территории района исследований также имеют ограниченное раегфостраиение. Миоцен практически отсутствует. 1С 11 иж [ I ему -с р од 11 ему плиоцену относится вохчабердская свита, подразделяющаяся на две лодсоити; нижнюю туфоосадочную (туфоконгломераты, туфопесчанини, глины местами с потоками андезитов, аидезито-базальгов, базальтов) и верхнюю эффузивную (зф|уэивц кислого и среднего состава).

Широко распространены отложения верхнего плиоцена, которые представлены в основном вулканическими породами, слагающими Дорийское и Гукасянское вулканические плато,, Джавахетс-кий вулканический хребет, вулканический массив Арагац. В разрезе верхнего плиоцена преобладают долеритовые базальты.

Комплекс чстьертк''л:!:х отложений представлен разнообразными фациями: озер!их:и, озерно-речнкми, аллювиальными, про-лювиальньки, .целйяиалыпеш, уяовиоглг.циальныки, вулканогенными. Значительное нсото срели чсгвергкчгых отлокений занимают туфы и разнообразные лавы (андеэитс-базальтц, андезиты, анде-зито-дацнты, дециты и т.п.).

Важную роль в тектоническом строении Северо-западной Армении играет разрывные нарушения. Крупные структурные элементи ограничиваются главными разрывами, которые часто имеют глубокое заложение и образуют мощные разломкые зоны. Наиболее чётко выражены разломы общекавказского (северо-западного) простирания. К ним относятся Базум-Зангезурская (Севано-Амасий-ская) зона разломав, МармарикскиП, Памбак-Севансний, Свнаин-Привольненский и другие разломы. Перемещения по разрывам об-цекавказского простирания обычно имею? взбросовый, надвиго-вый характер, часто со значительно!*! правоедвиговой составляющей.

Сеть разрывов антюсавхазского простирания выражена иенее отчётливо, разломы обычно ииеат характер сбросов, режг взбросов с левоедвиговой составляющей перенесения. Наиболее крупными из этой группы разломов являются Арагац-Спитак-Приволь-ненскнй, Теге ар-ДамлугскиП, Добедекий, АхурянскиВ и др.

Для складчатых структур района исследований характерно в основной северо-западное простирание, дугообразный изгиб (с верейной, обращенной на север), ундуляция шарниров. Паи-

более крупными складчатыми структурами являптся Памбакская, Красносельск-Дил;пканская, Марцигстскап синклинали, Базуисиий горст, Дзннагет-Фиолетово-Верхнечичканская антиклиналь.

Глава П. Новейяая тектоника и линеаиетная сеть Северозападной Армении.

Исследования новейшей тектоники Малого Кавказа и, в частности, Армении, начавшиеся ещё в прошлом столетии (работы Г,В. Абиха, Ф.Ф.Освальда и др.), проводились многими учёными (Л.А. Вярданянц, С.С.Кузнецов, К.Н.ПаДфепгалъц, Б.Л.Личгсов и др.). Общая характеристика нвотектоники Малого Кавказа приводится в работах Н.В.Думитрашко (1960, 1962), А.Л..Габриеляна (1962, 1963, 1981), Е. Е.Милвновского (1952, 1962, 1968), А.Т.Асла-няна (1958), С.П.Бальяка (1962, 1969, 1970) и др.

В данной диссертационной работе анализ новейших структур Северо-западной Армении проводится с -помощью специального структурно-геоморфологического метода, разработанного Н.П. Костенко, который позволяет дать детальную характеристику развития структурных форм за конэрозионный этап (т.е. последний, наиболее молодой). Метод включает в себя составление структурно-геоморфологической карты и ряда комплексных гео-лого-геоморфологнческия профилей (продольных и поперечных).

Исходным материалом для составления структурно-геоморфологической карты служат топографические карты, специальный анализ которых дополняется данными дешифрирования различных космических и аэрофотоснимков, а такте геологических исследований региона.

Основным содержанием карта являются суммарные поднятия новейших структурных форм за коиэрозиотшй зтвл их развития (т. е. одновременно с их лнпеПнгм расчленим м процессами эрозии), а также разрывы, ограничивающие или секущие эти структурные формы. Выделяются разновнсотныв блоки, мегаблоки, сво-дово-блоковые структуры. Границы конэроэионных структурных форм обычно наделяются путем анализа так называемых ослабленных зон. Под ослаблениями зонами понимаются разрывные нарушения типа сбросов и раздвигов, зоны повышенной трещшюва-'гости и дробления горных пород, которие обычно используются и разрабатываются речньми долинами различного порядка.

Исследование новейших структур на структурно-геоыорфо-логической карте дает представление о характере латерального

положения новейших поднятий и их горизонтального расчленения. Для изучения вертикального сечения конэрозионных деформаций строятся комплексные геолого-геоморфологические профили. Анализ деформаций предорогенной (предположительно позднеолигоцеи-раннеыиоценовой), а в отдельных случаях раннеорогешюй (миоцен-раннеплиоценовой?) денудационной поверхности проводится ла основании продольных сечений орогенных структурных форм на участках максимальной сохранности упомянутых поверхностей (преимущественно в водораздельной части хребтов). О характере сопряжения хребтов-поднятий и долин-впадин дают возможность судить поперечные сечения этих элементов рельефа.

Необходимо отметить, что структурно-геоморфологические исследования позволяют ввделять преимущественно вертикальную составляющую перемещений по разрывам. Анализ же горизонтальной составляющей в данной работе проводится другими методами, о чём будет сказано далее.

В пределах района исследований ввделяются следующие основные хребты-поднятия (с юга на север): Цахкуняцкйй; Памбак-ский, Ширакский, а также Базумский, в систему которого входят Халабский, ^щеваяскчЯ, Арегунийосий хребты. На севере района расположен Сомхетский хребет-поднятие. Наиболее значительными горными впадинами являются Памбакская, Верхнеахурянскал, Дорийская впадины. Для большинства указанных структурных форм характерно субииротноа (до северо-западного) простирание, которое в целом сохраняется как на уровне мегаблоков, так и на уровне отдельных крупных блоков. Нарушение этой закономерности обычно обусловлено сильной раздробленностью блоковых структур! осложекением их крупными сдвигами. Отмечается асимметричность строения основних структурных форм в поперечном сечении. Ряд хребтов-поднятий (¡¿'иракский, Халабский) имеют ярко выраженный сводообразный характер при блоковом внутреннем строении. Границами наиболее крупных орогенных структур чаще всего служат зоны трансорогенных или региональных разломов, часть из которых выделена впервые, а некоторые установлены 'ранее по геологическим далпым.

Максимальная амплитуда конзрозионного воздымания различна для разных структурных форм. Наибольшего значения (до 3000 м) она достигает в пределах Базумского и Паибакского х р ей г о в-л одня г иЛ, наименьшего (около 2200-2400 м) - в пределах Сомхетского. В целоы конэрозионное воздымацие эначнтель-

но варьирует на различных участках рассматриваемых хребтов-поднятий.

Как следует из анализа продольных сечений хребтов-поднятий, последние испытывают ряд крупных ундуляций. Бри этом пре-дорогенная поверхность выравнивания пддвергается интенсивным деформациям, часто приобретает заметннй наклон. Эта поверхность, лучше сохранилась в пределах Базумского и отчасти Памбакского , „, и Цахкуняцкого поднятий. Структурная позиция ¡¡¡иракского хреб- ,„ та-поднятия в центре древней Памбакской впадины позволяет предположить, что поверхность этого хребта является более молодой, по-видимому, ракнеорогенной.

Мегаблоки раздроблены на отдельные блоки различного порядка по ослабленным зонам. Последние часто представляют собой разрывы, по которым в процессе воздымания происходили дифференцированные вертикальные подвижки блоков, осложняющие общую структуру хребтов-поднятий. Амплитуда таких подвижек достигает местами 400-500 м.

Более молодой по сравнению с предорогеиной поверхностью выравнивания рельеф образован ступенчатыми сопряженными склонами хребтов и впадин. Эта характерная черта - ступенчатость -является повсеместной и отражает импульсивный неравномерный характер воздимания хребтов исследуемого региона. Поперечные профили позволяют выяснить характер региональной ступенчатости. Ступени являются фрагментами днищ разновозрастных долин, выработанных транзитными горными реками.

Долины-впадины представляют собой редуцированные прираз-ломные долины, моделированные процессами эрозии. В рассматриваемом регионе наблюдается повсеместное сокращение ширины долин-впадин за счет активного разрастания сопредельных хребтов-поднятий в процессе их воздамания. В этот процесс последовательно вовлекается периферийные участки впадин.

Анализ морфологии хребтов-поднятий и долин-впадин на поперечных сечениях позволяет выделить на их склонах три крупных региональных вреза, которые отражают три основных этапа (импульса) воздымания горного сооружения Северо-западной Армении, условно выделяемые как молодые (предположительно поз-днеплейстоцен-гояоценовые), древние (преимущественно рвнне-среднеплейстоценовне) и древнейшие (поздкеплиоценовые). При хорошей сохранности еллонов долин могут быть выделены врезы

(и соответственно, импульсы) более высокого порядка. Они выра-каотея как региональные циклы эрозионного расчленения и обусловливают упомянутую вше ступенчатость сопряжённых склонов поднятий и впадин.

В работе проведён также анализ минеаментной сети Северозападной Армении. С этой целью были отдешифрованы аэрофотоснимки и отдельные обзорные космические снимки. Дешифрирование проводилось визуально, с использованием ландшафтно-индикацион-наго метода, который основан на выявлении связи фотоаномалий с отдельными компонентами ландшафта, Установление такой связи позволяет характеризовать тот или иной геологический объект или процесс через особенности рельефа земной поверхности, растительного покрова, эрозионной сети и других природных индикаторов. (Рябухил и др., 1988).

По результатам дешифрирования составлена карта линепмект-ной сети. В пределах района исследований наблюдается достаточно густая сеть якнешлентов разной ориентировки и длины. Наиболее отчетливо вьделяатся линеаменты северо-западного (110-130°) и северо-восточного (30-60°) простираний, образующие диагональную систему. Ортогональная сеть отличается от диагональной меньшей густотой, по тоже отчетливо выражена,

Линеаменты распределены неравномерно; области их ощущения чередуются с участка),« почти полного их отсутствия. Вццеляют-ся узлы сгущения разноориентиротшшх линеаментов:

1) в Спитакском узле наиболее четко выражены линеаменты северо-западного простирания, а также секущие их меридиональные и северо-восточные;

2) в Дилижанскоц узле доминируют линеаменты северо-западного простирания, другие же выражены плохо и имеют небольшую длину;

3) Дебедский узел характеризуется преобладанием линеа-иентов северо-восточного простирания, которые пересекаются разнонаправленными линеаментами;

4) в Иджеванском узле чаще наблвдаются субширотные ли-'леаменты.

Анализ площадного распределения линеаментов позволяет выявить приуроченность участков их максимальной концентрации к крупным активным на новейшем этане раэломнш зонам, таким как Паыбак-Севанская, Д1/эб адская, Раздан-Агстевская и др., ус-

тановленнш по геологическим и структурно-геоморфологическим данным.

Данные дешифрирования линеанентной сети Северо-западной Армении в целом хорошо согласуются с результатами структурно-геоморфологических исследований. Узлы сгущения линеаментов обычно приурочены к наиболее раздробленным мегаблокам, в то время как участки их отсутствия совпадай? с монолитными ме~ габлокшли с горизонтальной водораздельной поверхностью, а также с некоторыми крупными впадинами. Отмечается достаточно хорошее совпадение сети линеаыентов с ослабленными зонами, выделенными структурно-геоморфологическим методом. Крупные раз-ломные зоны, часто служащие границами основных структурных фор«, а также мегаблоков и блоков, обычно отчетливо дешифрируются в Еиде протяженных линеа-уентов. Значительная часть ли-, неамектов северо-западного и местами субш'.роткого простираний маркирует ступенчатость склонов хргбтов-подгщтий и подчеркивает их ликейянЯ характер. Субкервдшнляьнке и северо-восточные линеаменты не всегда совпадай? с границами блоков и мега-блоков и часто пересекает их.

Глава ¡1!. НопеГрние и современные поля тектонических напгнксиий

Исследование тектонических напряжений проводилось с помощью двух методов - методой вторичных нарушений и сейсмологическим методом. Первый разработан Д.А.Сим (1991). Его обоснованием служат результаты обобщения М.В. Гзоаским (1975) теоретических и экспериментальных данных о развитии сопряженных склонов и отрывов в зонах сдвигов в двумерном пространстве. Эти сколы и отрывы (вторичные нарушении) определенным образом ориентированы по отношению к сдвигу; при этом их взаимная ориентация зависит от угла скалывания, а также наличия дополнительного сжатия или растяжения, нормального к плоскости сдвига. Если в зоне разлома развиты три системы вторичных нарушений, которые по взаимному положении и по отношению к плоскости разлома соответствуют одному из вариантов теоретических расчетов и дшгных моделирования (Гзовский, 1975, с.140, рис. 31), то решается обратная задача: определяется тип сдвига, ориентация осей растяжения и сжатия, вызвавших его формирование, а также наличие или отсутствие дополнительного сжатия или растяжения.

Применение данного метода для анализа тектонических кап-ряжений такого хорошо изученного региона как Кавказ имело целью прежде всего проверку сопоставимости результатов, полученных методом вторичных нарушений с известными результатами, а также для возможной характеристики разломов с неопределенными кинематическими типами.

Основным содержанием сейсмологического метода анализа тектонических напряжений, предложенного 0„И.ГУщенко (1973, 1975), является интерпретация сейсмологических данных о механизмах очагов сильных землетрясений (М>4,5, К>11) и, в частности, ориентировок плоскостей разрывов. Такая интерпретация проводится на основе гипотезы максимальных касательных напряжений, указывающей на связь формирования поверхностей сдвиговых нарувений с действием касательных напряжений на некоторых сопряженных плоскостях. Интерпретация имеет целью определить направление действия главных напряжений, выэвавиих возникновение сдвигового смещения в очаге землетрясения. Возможность возникновения сдвиговых поверхностей обусловлена наличием в горных породах ослабленных сечений различной ориентировки. Эти поверхности ориентированы произвольно по отношению к направлен/ям осей главных напряжений. В то же время "данные о направлениях сдвиговых подвихек на каждой из поверхностей несомненно содержат определенную информацию о направлении главных напряжений, действующих в анализируемом объеме и обуславливающих разЕитие.всей совокупности подвижек" (Гущенко, 1979, с.

■ ). Данный 1..стод и служит для получения подобной информации. Off был применен автором диссертации для реконструкции полей тектонических напряжений Гюмрийского (Ленинаканского) региона, а также отдельно для области Спитакского землетрясения 1988 г.

По даням« ряда исследователей (¡J. М, Рас Цветаева, П. Н. Николаева, Ы.Л.Коппа и др.) для Кавказского региона устанавли-.вается сдвиговый тип новейшего поля тектонических напряжений I ранга. В связи с этим возникает необходимость проанализировать горизонтальную составляющую смещения по разрывам. Такой анализ бал проведен с помогаю метода вторичных нарушений. Для ряда разрывов Кавказского региона выявлены сдвиговые перемещения, не ввделяввиеся ранее. Кроме того, исследование тектонических напряжений этим же методом позволило получить еле-

дующую новую информацию. Ня фоне господства в Кавказском регионе полого оркоптированных субмеридионального сжатия и субширотного растяжения установлена неоднородность вида напряжён- v ного состояния земной коры Кавказа, Так, зоны разломов запад-северо-западного простирания в пределах Западного и отчасти Центрального Кавказа формировались в условиях дополнительного , растяжения, ориентированного нормально к разломам. В то же время на Восточном Кавказе разломные зоны этого же простирания формировались в условиях дополнительного сжатия, что хорошо согласуется с геологическими да,-гнили по формирован:® структур зтого региона (Короновский и др., 1987). Дополнительное растяжение па черноморском побережье Западного Кавказа, по-видгаому, связано с активным прогибанием впадины Черного моря. Сходные условия наблюдаются, вероятно, и вдоль западного побережья Каспия, где в услопиях дополнительного растяжения формировались правосдвиговце разломи Дагестанского клина.

Картина распределения поля напряжений в пределах Малого Кавказа гораздо сложнее. Здесь в целом преобладают условия дополнительного сжатия, фиксирующиеся, в частности, по крупной Памбак-Севанской зоне разломов. В то же время южнее разломов Зангезурской сутурной зоны фиксируется, хотя и не очень уверенно, обстановка дополнительного субширотного растяжения, сопровождающая формирование мелких разломов.

В условиях общего субмеридионального сжатия на Кавказе сформировались системы сопряженных правых и левых сдвигов соответственно северо-западного и северо-восточного простираний. Такие системы должны формировать локальные сектора сжатия и растяжения и пределах структур типа Дагестанского или Гюмри-Дмавахетского клина.

На более детальном уровне исследование тектонических напряжений проводилось по данным о механизмах очагов сильных землетрясений Гюмрийского региона, охватывающего Северо-западную Армению и Южную Грузию. Кроме того, рассмотрено локальное поле напряжений области Спитакского землетрясения с цель» выявления его особенностей.

Были использованы данные о механизмах очагов 75 землетрясений Гюмрийского региона, опубликованные в ряде работ (Ка-рапетян, 1977, 1987, 1989, 1990; Сихарулидзе и др., 1983). Восстановленное по этим данным общее поле напряжений соответствуй-

региональному полю напряжений сдвигового типа: оси сжатия и растяжения ориентпровами близгориэонтально, при этом сжатие субмеридиональное, а растяжение субширотное. Число сдвиговых смевший » очагах землетрясений ото го региона вдвое превышает количество вертикальных перемещений.

В результате анализа сводной стереограмыы, на которую для каждого очага землетрясения били нанесены возможные плоскости разрыва, получена следующая новая информация. В восстановленном для данного региона общем поле напряжений не все плоскости подв/хек могли быть реализованы. Для большинства исследованных очагоз землетрясений (68£) смещения происходили только по одной плоскости. Лишь в некоторых случаях (около 13$) реализованными могут считаться обе плоскости, причем смещение по одной из них, по-видимому, проявляется гораздо слабее, чем по другой.

Для каждого очага землетрясения были проанализированы условия, в которых происходили смещения по плоскостям разрывов. 53$ таких плоскостей наблюдается в очагах с трехосным напряженным состоянием, 28£ - в условиях, близких к одноосному растяжению, 19$ - с условиях, близких к одноосному сжатию. Преобладание условий растяжения может быть обусловлено приуроченностью отих очагов к гоне Транскавказского поперечного поднятия.

Анализ плотности распределения плоскостей разрывов в очагах землетрясений Гккряйсксго региона показал, что в целом гораздо чаще реализуется плоскости субширотного и северо-з сладко го простнргшпя, а северо-восточное направление имеет подчиненное значение. При этом сдвиговые подвижки почти вдвое преобладает1 над смещениями в вертикальной плоскости, среди ко- .' торых господствует взбросовые и нздвиговые смещения, в то вре- . мя как сбросовые встречаются редко. Оти данные хорошо согласуются с данными, полученными другими методами, приведенными выше.

При анализе особенностей поля тектонических напряжений Г сирийского региона не рассматривались данные по Спитакскому землетрясению. Учитывая исключительную значимость и масштабность отсго катастрофического сейсмического события для всего региона, более целесообразно исследовать материалы по Спитакскому землетрясении отдельно. Были рассмотрены данные о

механизмах очагов фориока, основного толчка и ряда афтерио-иов (7.12 - 27.12,68 г.). Восстановленное по этил данным поле тектонических иалряяений, хотя принципиально не отличается от общего для Гюмрийекого региона поля напряжения, по жест ряд особенностей. Так, ось сжатия наклонена ке на север-северо-восток, как в случае общего поля, а на юг. Ось растяжения меняет свой наклон с восток-юго-восточного на западный. В таком поле напряжений для половины исследованных очагов, в том числе и для основного толчка, реализованными оказываются обе плоскости разрыва, которые различаются, по-видимому, по степени выраженности. Для пяти очагов ни одна из плоскостей не реализуется в восстановленном поле напряжений. Интересно, что к последней группе очагов относится и очаг форвока (6.12.88 г.), механизм которого значительно отличается от механизма гласного толчка. Это может объясняться тем, что незадолго до сильного землетрясения происходит резкая локальная перестройка поля напряжений. Необходимо отметить и такой факт. При анализе возможных плоскостей подвижек в очагах группы Спитакских землетрясений в общем поле Гюмрк^ского региона выяснялось, что большая часть этих подвижек не может быть реализована а региональном поле. Подобный результат также свидетельствует о возможной перестройке поля напряжений в процессе подготовки сильного эемлетряей;;;;;.

Подвижки в очагах Спятокской группы землетрясений происходят в основном в условиях, близких к одноосному сжатию; очаги этих землетрясения приурочены к зоне дополнительного сжатия шнеэ дугообразного изгиба Памбак-Севаиского разлома. Перемещения по плоскостям разрыва имеют характер габросо-сдвигов и нодвиго-сдвигов, причем «сдвиговая составляющая чаще встречается среди субамроткых разрывов. Соотношение разрывов с преобладанием сдвиговой составляющей и разрывов с преобладанием озбросовой (кадвиговой) компоненты остается тем ке, что и в целом по Гшрийскому региону - 2:1. Б очагах афтершоков актиз-нее проявляются разрывы северо-восточного простирания, по которым резко преобладает левосдвиговое смещение. В меньшей степени проявляются субмиротные и северо-западные направления, по когорт преобладает озбросазые подвижки.

Глаза 1У. Взаимосвязь разломной тектоники, полей тектонических напряжений и сейсничнрстК.Кавк&за (в тоц

- IG -

число СЗ Армении)

Кавказ является одним из наиболее сейсмоактивных регионов Альпийского складчатого пояса, в пределах которого неоднократно происходили разрушительные землетрясения. Вопросам сейсмичности Кавказа посвящено много исследований, затрагивавших различные аспекты этой проблемы. В настоящей работе сейсмичность рассматривается с точки зрения ее взаимосвязи с особенностями разломкой тектоники и напряженного состояния земной кори Кавказа, в том числе и Северо-западной Армении.

Эпицентры землетрясений в пределах Кеаказа распределены неравномерно. Выделяется широкая полоса концентрации сейсмических событий, протягивающаяся вдоль крупной левосдвиговой зоны северо-восточного простирания, юго-западное продолпение которой сливается с Левантийской рифговой зоной. Именно по этой зоне Восточный и Малый Кавказ испытывают более интенсивное смещение на север по сравнению с Западным и Центральным Кавказом, что, в свою очередь, оказывает влияние на характер сейсмичности в этих регионах. Так, Западный и Центральный Кавказ характеризуется низкой плотность» эпицентров со слабой тенденцией к группированию в отдельные, неясно выраженные пятна. В то же вре-.-я на Восточном, а также на Малом Кавказе сей-смоактивность резко возрастает, увеличивается и средняя маг-нктуда зег/летрясений. Такая неравномерность распределения эпицентров, несомненно, связана как с тектонической позицией и геологической структурой, так и с особенностями напряжённого состояния зекной коры региона. В главе III было показано, что на Западном и Центральном Кавказе отмечаются условия дополнительного растяжения (к общему субмеридиопальному сжатию). Восточный, а также Калий Каиказ в основном испытывают дополнительное сжатие. Такое различие вида напряженного состояния земной коры Западного и Центрального Кавказа,с одной стороны, и Восточного и Малого^с другой,может обуславливать отмеченные выше особенности проявления сейсмичности этих регионов.

Эпицентры землетрясений на Восточном и Малом Кавказе группируются в отдельные более или менее четко выраженные пятна, чередующиеся с участками почти полного отсутствия эпицентров. Эти пятна концентрации обычно приурочены к областям максимального сжатия в привершинных частях структур типа Дагестанского или Гкири-Джавахетского клина. Последний образован

юго-западинм продолжением Лграхан-То'илисского линеямента северо-восточного простирания, по которому устанавливается лево-сдвиговое смещение, и правосдвиговой Пвмбьк-Севанской разломкой. зоной северо-западного простирания. В указанном клине выделяется два сектора: Гюмрийский на юге и Дкавахетский на севере, причем последний наделяется условно, т.к. Памбак-Севан-ская зона разломов не имеет четкого продолжения на северо-западе. К обоим секторам приурочены крупные пятна концентрации эпицентров. Однако механизмы очагов событий, сконцентрированных в Дкапахстском секторе, существенно отличаются от таковых в Гпмрийском. Большинство землетрясений Гммрийского сектора произошло в условиях, близких к одноосному сжатию. Среди реализованных плоскостей подвикек и очагах землетрясений этого сектора преобладают субширотные, многие из которых совпадает с плоскостями ранее существовавших разломов, что наглядно проявляется при анализе механизмов очагов Спитакского землетрясения 1988 г., его форшока и ряда афтеркоков. Подвижки в очагах имеют характер взбросо-сдвигов и сдвиго-взбросов, тогда как сбросовые перемещения почти не наблюдаются.

Анализ механизмов очагов землетрясений, сконцентрированных в Джавахегскои секторе показывает, что значительное число событий происходило в условиях, близких к одноосному растяжению. Такая обстановка локального растяжения мояст быть обусловлена расположением зтого сектора к северу от дугообразного изгиба Памбак-Севанской зоны разломов, что приводит к формированию меридиональных отрывов и раздвигав, фиксирующихся геологическим картироианмем. Преобладание субмеридиональных плоскостей разрывов отмечается и по данным механизмов очагов землетрясений Джавахетского сектора. В отличие от Гюмрийской группы довольно значительную роль здесь играют сдьиго-сбросовые и сброео-сдвиговке подвижки в очагах, а взбросовые движения имеет подчиненное значение.

На условия локального растяжения а пределах Дкааахетско-го сектора укапывает также наличие цепочки вулканов, вытянутой в меридиональном направлении, это монет свидетельствовать о тенденции современного раздвигообразования на этом участке, унаследованной от новеПиего этапа.

Сопоставление распределения сейсмичности с результатами структурно-геоморфологических исследований указывает на приуроченность эпицентров к конкретно объедай 'бдзкгм) земной керы,

что подчеркивает дискретность распределения гипоцентров землетрясений и позволяет рассматривать тот или иной объем (блок) как потенциальный очаг сейсмической опасности. Эпицентры землетрясений в ряде случаев приурочены к границам блоков и мега-блокоэ, представляющих собой ослабленные зоны (зоны концентрации деформаций). Перемещения разного знака (как в вертикальной, так и в горизонтальной плоскости) приводят в конечном итоге к возникновению землетрясений.

Большое влияние на характер сейсмичности оказывает также рост и распирение новейших поднятий. Гак, крупное пятно концентрации эпицентров (в том числе эпицентров Спитакского землетрясения 1988 г. и большинства его ефтершокоа) приурочено к центрально^ опущенному, сильно раздробленному мегаблоку активно растущего ¡'¿иракского сводообразного поднятия. Участки отсутствия эпицентров обычно совпадают с наиболее стабильными блоками, Таким образом, весьма четко вырисовывается связь распределения пятен концентрации эпицентров землетрясений с конкретными новейшими структурами.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Подводя итоги исследованиям, проведенным в соответствии с поставленная целью работы, получен рад выводов, главные из которых заключаются в следующем.

1. На карте лине&'иектной сети Северо-западной Армении, составленной по результата визуального дешифрирования аэрофотоснимков и космических, снимков, наиболее отчетливо выражена диагональная сеть линеамектов. Ецделяотся узлы сгущения и пересечения лкнеааентов различного простирания и относительно небольшой длины, которые обычно приурочены к крупным разлом« ныу, зонам или раздробленным блокам новейамх поднятий.

2. Впервые для территории Северо-западной Армении составлено детальная структурно-геоморфологическая карта масштаба 1:100 ООО, на которой показано слояше блоковое строение основ« ыых новейзих структурных форм (поднятий я впадин) рассматриваемого регг.онь. Граница.« структурных форм обычно служат зоны трансорогенпих или региональных разломов. Отдельные блоки ■испытывает вертикальные и горизонтальные перемещения по ослаб-лекньм зонам,представля»щим собой участки концентрации деформаций, разрывы со смещением, зоны повышенной трещяноватости

и дробления пород. Вертикальная амплитуда перемещений по пеко-

торим из таких разрывов достигает местами 400-500 м (за кон-эрозионный этап). Сравнительный ппплиэ незапнсимых данных дешифрирования азрофотоснимкон и результатов структурно-геоморфологических исследоианий показывает достаточно хорошее совпадение линеаментиой сети с ослабленными зонами, что объективно доказывает реальное суцестасванис последних. Формирование блоковой структура горного сооружения Северо-западной Армении происходило на фоне его общего нонэрозиотюго воздымвиия. Этот процесс характеризуется неравномерностью и импульсивностью; на фоне трех крупных инпульсов ввдоляютел импульсы более высокого порядка.

3. На фоне господства в Кавказском секторе Альпийского складчатого пояса полого ориентированных субмвридиопального сгатия и субширотного растяжения устанавливается неоднородность вида налряисшюго состояния и пределах Западного и Центрального Кавказа, с одной сгсрапи (дополнительное растяжение), и Восточного и Малого Кавказа, с другой (дополнительное сжатие). Б таком поле напряжений системы сопряженных правых и левых сдвигов должны формировать локальные сектора сжатия и растяжении.

Для Оенеро-западной .Армении по сейсмологическим данным устанавливается сдвиговый тин современного поля напряжений; число сдвиговых смещений в очагах землетрясений этого региона вдвое превышает количество вертикальных перемещений. Анализ механизмов очагов Спитакского землетрясения 1988 г., его форшока и ряда афтерол'оков показал, что реконстру:»ро»зл!шое по этим данным поле тектонически;; напряжений несколько отличается от регионального. Этот факт свидетельствует в пользу возможности непродолжительной локальной перестройки поля напряжений в процессе подготовки сильного землетрясения.

4. В очагах землетрясений Гшрийского сектора Гюмри-Длса» вахетского клина преобладают субширотные плоскости подвижек

с взбросо~сдвиговым и сдвиго-взбросовш характером перемещения в услоьиях, близких к одноосному сжатию. В Джа'аэхетском секторе этого же клина значительное число событий происходило в условиях, близких к одноосному растяжении. При этом преобладают субмеридиэнальние плоскости подвижек, по которым отмечаптсп сЛросо-сдвиговые и сдвиго-сбросовые перемещения, Ото свидетельствует о тенденции современного рапдпигообра-

зов&НРл на этом участке, унаследованной от новейшего этапа.

5. Анализ взаимосвязи новейшей тектоники, тектонических напрядший и сейсмичности на разных уровнях генерализации позволил установить приуроченность областей скопления эпицентров землетрясений к определенным геологическим структурам, показать их свг.зь с характером напряденного состояния земной коры региона, Эпицентры концентрируются в отдельные более или менее четко выравненные пятна, черздугациеся с участками почти полного отсутствии эпицентров. Эти пятна обычно приурочены к секторам сжатия, образованны?.! крупными сопряженными сдвиговыми зонами, формирование которых обусловлено региональными текто-ническ]?;н напряжениями Кавказа. На ослабление сеЯсмоактивности в пределах Западного и Центрального Кавказа, по-видимому, оказывает влияние дополнительное растяжение, в то время как в условиях дополнительного сжатия па Восточном и Малом Кавказе

сейсмоактивиость достаточно высока. Важная роль принадлежит также крупной левосдвиговой зоне севсро-восточного простирания (сливающейся на юго-западе с Левантийской рифтовой зоной), вдоль которой наблюдается акрокая полоса концентрации эпицентров. Именно по этой зоне Восточный и Малый Кавказ испытывают более энергичное перемещение в северном направлении по сравнению с Западным и Центральным Кавказом.

Большое влияние на характер сейсмичности оказывает также рост и расширение новейших поднятий. Так, область концентрации эпицентров (в тон числе Спитакского землетрясения 1988 г. и большинства его афтершков) приурочено к центральному сильно раздробленному мегаблоку активно растущего Ширакского поднятия. Участки отсутствия эпицентров обычно совпадают с более стабильны.»! блоками.

6. Особенности новейшей тектоники, тектонических напряжений и сейсмичности исследованного региона находят удовлетворительное объяснение с позиций тектоники литосферных плит, рассматривающей Кавказский регион как область коллизии Афри-кано-АравийскоП и Евразиатской плит.

Рак.СС4р.Тлт>, 100. Тип. "Знание"