Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Особенности новейшего развития Чаткало-Нураминского региона в связи с сейсмичностью

ВАК РФ 04.00.04, Геотектоника

Автореферат диссертации по теме "Особенности новейшего развития Чаткало-Нураминского региона в связи с сейсмичностью"

.Г?' 11 9(?

академия наук ссср

ордена ленина институт ©изики еемли

им. О.Ю. ШМИДТА

На правах рукописи 551.24

." шишкин его? иванович особенности. новейшего РАЗВИТИЯ ч»т!шо-нур.№шжсго

. талона в связи о сйашчшйы)'

. Специальность 04.СО.04 - гастектаннка

АВТОРЕФЕРАТ, диссэртащш па сснскспао упгноЗ стспзш: кандидата геологс-гшералагнчзскязс наук

Москва - 1990

Работе выполнена в Ордена Лэшша Институте фгашсп -Земли ашго О.Ю.Шгаздта III СССР.

Каучкаа руководитель; доктор геачого-ыаяаралопиескик паук В.IL Крестников

0$нцкзльеыэ сгигонентн:

доягор фгажко-ывтеывтитасгоЕ: наук A.B. Каракш • ■

каздвдаг гоолого-ШЕзралоглчасжа наук Е.А. Рогскнн

Ведущая организация:

Ордена Трудового Красного Знамени Геологический Институт АН ССОР '

Защита диссертации состоится " «3 й gang¿/6^1990 г. в /4 'часов на ззсодеееи Сшциалазировайдаго Совета К СС2.03.03 при Ордена Лэнзаа Института фш&цщ Земли им. O.D. Шаздта АН СССР то адресу: ' •

123310, r.ttocrasa, Д-242, уя.Б.ГрувннСкая, 10.

О деосэртацдай исжео ошакоаштызя в библиотеке ЙЕЗ АН СССР. ... Автореферат разослан mJ> " к а 1990- г.

Ученый секретарь «

Спэцяаднзлровнншго Совета К 002.08.02 доктор фшако-математнчэоюп: наук ■ ' -. В.А.Дубровский

¿ГдЖМШД^ «¿в. ..ОТЕКА ]

м. 4. А. :',ти Стдвл

ВВЕДЕНИЕ

диссертаций |

'Новейший этап, охватывающий последние несколько десятков миллионов лет, занимает особое место в истории развития Земли. Многие геологические процессы этого зтапа еще нэ завершились и продолжают развиваться в наши дни, оказывая самое непосредственное воздействие на среду обитания человека. Поэтому интерес к изучению новейшей истории Земли постоянно возрастает. Особенно большое внимание уделяется изучению строения п развития земной коры, что вызвано, как известно, не только стремлением к познанию происходящих в ней процессов, но и чисто практическими задача?.«!, например тагами, как изучение условий формирования некоторых типов местороздэний полезных ископаемых с целью выработки критериев их поиска или изучение сейсмотектонических движений с цолыо прогноза оемлатрясоний. При решэшга этих, как и многих других, задач большое взимание удаляется изучению новейших и четвертичных шстошческвх деиЕэйий, особенно в тех районах, где такие движения протопают наиболее интенсивно. Одним из них является Чаткаяо-Нурамииекий регион Тянь-Шаня. Его территория, обладая благоприятными природно-юшматичвсюачй условиями и большими запасами многих полезных ископаемых, является объектом интенсивного хозяйственного освоения. Здесь расположены гфушшэ города - Чирчик, Ангрен, Алмалык, Лешнабпд, Тсп-Кукыр, а 501ССЭ ряд крупных гидротехнических сооругганий, лэчебно-оздоро-витолышх учревдошгй и других объектов приаезлэгшого и гроядаи-ского пезиачоши. Это, в сочетания о позизошой сейсмичностью региона, делает оцзниу сейсмической опасности его территории одной из валшэйпппс задач. П-зрвыэ поггстая рзкить указанную проблему осуществлялись, глапшн образом, из сейсмологической основе без учета геологических данных, что существенно огрегагпшвло прогпо-стическио возможности составляемых карт п схем. В дальнейшем исследования стали 5олоо комплексными л шелпчплп в себя болов сп-рокий сязктр критериев сейсмической опасности. Наряду с сейсмологическими данными, большое внимание стало уделяться изучении морфология и закономерностей размещения новейших структурных форм, амплитуд, скоростей и градиентов скоростей новейших тектонических двинений, а тага® активных в новейшэо время разломов. Цэкнуэ информации о землетрясениях далекого прошлого, по которым нот ей инструментальных данных, ни исторических сведений, дало изучение палоосэйсмодислокаций. Вместе с тем, становится все Со-

лав очевидным, что и этого набора критериев определения возможного хода сейсмического процесса недостаточно. Поэтому в настоящее время к сейсмотектоническим исследованиям стали привлекать данные изучения болеэ глубоких горизонтов земной коры, к которым собственно и приурочена основная масса очагов происходящих землетрясений. Основную информацию о современном состоянии и строашщ этих горизонтов дают геофизические наблюдения. Однако из-за трудоемкости и высокой стоимости таких исследований имеющаяся в настоящее время результатов геофизических наблюдений мало и онй позволяют судить о глубинном строении Чаткало- Курамин-ского региона лишь в самых обща чертах.

Дополнительная информация о строении и развитии земной коры, включая и. ее глубокие горизонты, может быть получена путан изучения различных деформаций горных пород, в том числе образовавшихся в результате деформаций трещин и микроразрывов, являющихся своеобразной "записью" напряженных состояний, породив' ших их. В ходе настоящей работы специальным тектонофизическим исследованиям, направленным на расшифровку этих "записей" уделялось самое пристальное внимание. В результате удалось реконструировать полз новейших тектонических напряжений рассматриваемого региона, которое, очевидно, ответственно не только за формирование молодых трещин и микроразрывов в горных породах, но и за формирование его новейшей структуры в целом. В сочетании с сей-сиологическими данными о современном поле региональных напряжений, а такие результатами других геолого-геофизических исследований, это позволило более полно, чем это делалось ранее, увязать ыаг:ду собой развитие глубинных и приповерхностных частей его земной коры, что открывает новые возможности в оценке как причин, так и тенденции развития но: чйших, в том числе современных, тектонических движений, а следовательно, и в оценке сейсмической опасности территории региона. Таким образом, актуальность предлагаемой работы достаточно очевидна.

Основной целью работы является установление особенностей геологического строения и развития Чаткало-Кураминского региона в швейке? и четвертичное время и выявление их связи с характером проявления сейсмичности #а его территории. Задачи исследования, соответствупцае поставленной цели, следующие:

I. Изучение на основе геолого-геоморфологических данных ха

рактера тектонических движений Чаткало-Кураминского региона в новейшэз и четвертичное время.

2. Реконструкция новейшего поля региональных тектонических напряаений то данным о трещиноватости горних пород.

3. Изучение современного развития земной коры региона го сейсмологическим и сейсмогаологическкм данным.

4. Установление связей сейсмических явлений н характера развития земной коры Чаткало-Курвминского региона в новейшее и. четвертичное время.

Научная новизна работы состоит в том, что в ней на основе огромного фактического материала, включающего а'себя севдэкия э пространственном голошении и других параметрах более чем 40 ООО трещин в разновозрастных горных породах, разработана новые методические приемы использования тектонической трещиноватости в качэотве одного из критериев оценки сейсмической опасности и впервые проведена реконструкция поля региональных тектонических палеояепрякений з земной коре Чаткало-Куреминского региона для . последнего этапа периода новейшей тектонической активизации.

Прослежена связь современного поля тектонических напряжений с более древними.

На основе проведения комплекса специальных геолого-геомор-фологкчэских, палэосейсмогеологзческих и тектоно^изнчесюп исследований, а такке обобщения и интерпретации других кмэгщихся в настоящее время геолого-геофизических н сейсмологича ских данных, прэдлозен новый подход к построению модели формирования совре- • менной тектонической структуры Чаткало-Кураминского региона, открывавший новые зозкогностя в оцэнкэ сейсмической опасности его территория.

Практическая ценность работы прэдцэ всего заключается в , том, что ее результаты могут быть использованы в исследованиях по прогнозу сейсмической опасности, которые, как показал опыт! работ по этой проблеме, зечастуз очень трудно произвести на комплексной основе без привлечения представлений об общих геодинамике ских моделях развития сейсмоактивных регионов.

Кроме того, результаты работы могут быть использованы при изысканиях под строительство крупных инженерных сооружений, а также при выявлении скрытых рудоконтролирупцих структур глубоко то заложения.

Методические приемы, протисканные в работе, могут быть ис-

о

пользованы практически в любом тектонически активном регионе.

ОсЕовниа^ащидаемн о^толокения:

1. Процесс новейшего орогенеза, приведший к формированию соЬреглэаной высоко поднятой горной системы в Чаткало-Курашшском регионе» резко активизировался в конце плиоцена, что выразилось в быстром повышении интенсивности к дайоренцированности восходящи движений крупных тектонических блоков в условиях субмери-дионельеого тангенциального скатил зомной коры. Вместе с тем, основные черти современной тектонической структуру были залоконы гораздо-раньше и, в целом, она представляет собой результат длительного и сложного пути унаследованного развития региона.

2. Современное поле нанряаений з главных своих чертах унаследовано с последней стадии развития региона и характеризуется субгорлсонтальпой, зов-сз ориентацией оси максимального сжатия и субверипсалыпюй ориентировкой оси минимального сжатия.

3. Установлено, что в механизмах очагов землетрясений Чат-кало-Еураыпксцого региона с повшениэм энергетического класса возрастает упорядоченность ориентации осей главных напряхишй. Это кохет служить критерием деления землетрясений на сильные и слабые события.

4. Особенности развития и распределения в горных породах систем тектонических трецин, (¿Еисируодих напряЕевно-дефоршро-ванноо состояние зешюй коры па разных етапах ее развития и характеризующих активность тектопичоских процессов, могут служить одним из геологических критериев для оценки сейсмической опасности территории.

Апробащ1я_р8зультатов_работи. Основные положения работа были доложены на 1-ой и 2-ой Всосоизшх конференциях молодых ученых "Актуальные проблемы геофизики" (г.Черноголовка, 1В32 г; г.Звенигород, 1934 г), на Первой Всесоюзной конференции "Гоодп-нс;.шэс5шо основы прогнозирования нофтегазоносности недр" (Г.Цосква, 1933 г), из Первой Всесоюзной конференции "Строение и геодннашка земной кори и верхней мантии" (г.Москва, 19Э0 г).

Факттаеский_материол, положенный в основу работы был собран авторов в процессе полевых исследований в 1880-1937 годах. Использовались тшсэ Фондовые и опубликованные материалы.

Публикации. Ыатэрпалы диссертации отражены в 7 научных пуб-ггк&цнях. •

Объем работа. Диссертации•состоит из введения, Б глав, ва-

£

ключения и описка использованной литературы, общим объеме:« страниц машинописного текста. В нее включены 2S иллюстраций. Список литература содвргазт /53 наименования.

Автор глубоко благодарен научному руководители работа, доктору гоолого-пшоралогичаских наук В.Н. Крэстникову за постоянное внимание, eco сторонник) помочь, ценнне совета и замечания. Автор пифэниэ признателен Д.З. Штанге, С.Л. Внгэ» всей сотрудником ШЗ АН СССР, оказавши?.! по мода з подготовке работа евоптет. цоншмя совотами, вешчшаянз а коасультацжг-п.

СОДЕРЗШВ РАБОТЫ

ÍLSÍ'SSLSSEESÜ "Основано черта геологического развития региону в доновойпэа аремя" приведены незболээ ойтиэ евздэния об осповшд этапах развития региона а докембрия до позднего огз-гоцопа. Необходимость совещания этого периода з истории развитая рэпюна дшетуотел тем, что без этого трудно, а иногда :: кэпоз-íjojego, понять особенности развития рэпюна в еовэйеэо броня» изучонпэ которых ггоезяязна настоящая работа.'

TpyíJtoo зеэго судить о даокзрайской поторяи развития рэ-гнона. líosno однако продаологлть» что в ней, как п в истории развития 2coro горцинского Тянь-Шаня, вндзлявтея два спохл: шрсжЕХК еппкрзтонпаз гэосшиятшэз й фрйировзняя гпшеарэль-ского платформенного чохла (Аггэдяспоа и др., 1975).

Ка развитие региона з шлзозоз огркяюэ влилппэ оказала ого пршадаэгшость я ерэдинному массиву, яреэгаэ части которого под-вэргдясь довольно существенной переработке на каладонском н гэр-цпнеком этапах тзктогэнэза. В налом, по особенностям палеозойского развития регион делится на два крупные части - Чаткальскуп л Кургмпнскуэ струэтурно-пзцйальннэ зоны. Различия в гс развитии проявились угэ на рубесэ докакбргя н раннего кембрия, когда в северо-восточной (Чаткальской) зоне з толе докенбрийской плат-* форл! возникла серия узких налс-эппнх прогибов с установление?! в :пд геосинклинального ранима, заткалие которого произошло з ¡ позднем ордовике - раннем силуре.

В противоположность Чаткальской, Курвкинская зона в раннем палеозое сохранила значение срединного массива. Лишь з позднем ордовика - раннем силуре на ее запада и востоке возникли прогибы, -»-пределы которых с яга трансгрессировало коре. Инверсия прогибай с выводом их территории из под уровня моря произошла па рубеке позднего силура - раннего.девона. Позднворогенный этап раз' • 7

вития окраинных прогибов Кураминской зоны, отличительной чертой которого Сапа интенсивная вулканическая деятельность, приходится на ранний девон.

" В центом, каледонские двшения в рассматриваемом регионе проявлялись "вяло", что свидетельствует о господстве здесь в раннем палеозое рекнма активизированной платформы (Арипов и др. 1971).

Герцинский геотактогенез, продолжавшийся в рассматриваемом регионе со среднего девона по ранний триас, был одним из наиболее важных втапов его доновэйшего развития н характеризовался господством геосинклинальных условий на значительно большей территории, чем в раннем палеозое. Инверсия прогибов, ознаменовав-■иая собой начало орогенной истории герцннского цикла, произошла на рубеко раннего и среднего карбона.Орогенноа развитие региона было длительным и сопровождалось интенсивной магматической деятельностью. В это время активизировались древние и возникли новые разрывные нарушения, предопределившие преобладание блоковых двиеэеей над складчатыми деформациями.

В результате завершения в раннем триасе герцинского цикла тектогэназа в регионе не было создано крупных горных сооруганий, и со среднего триаса наступил платформенный этап развития региона, продолжавшийся вплоть до эоцен-олигоценового времени. В целом, развитие региона в вто время характеризовалось малоконтраст- ■ ыши тектоническими движениями, которые не привели к существенной .перестройке структуры земной коры, и развитие основных' структурных элементов, особенно разрывных нарушений, шло унасле-дованно от позднегерцинского структурного плана.

1_Елаве^торой "Геологическое развитие региона в новейшее и четвертичное время" рассматриваются методические основы оценки новейших и четвертичных вертикальны? тектонических двиаений и приводится описание современного структурного плана региона, отмечаются наиболее вааные моменты в истории его становления и анализируются возмокные его связи с глубинным строением земной коры. В основу главы положены как личные полевые наблюдения, касавдиеся, главным образом, распространения поверхностей выравнивания, эрозионно-денудационннх уровней и разьлващихся на но-вейззеы етаот разрывных нарушений, так и опубликованные и фондовые материалы (Ибрагимов, 1978; Ходкаев, 1985; и др.).

Новейшие отлохюния в рассматриваемом регионе представлены Еоишчитольно континентальными-ыолассами, анализ фаций и ыощнос-

а

тей которых свидетельствует о начале этапа новейшей тектонической активизации в рассматриваемом регионе. При атом, преобладающая часть его территории в течение определенного периода времени была областью интенсивного прогибания и осадконакопления. Исклкь чение представляли лишь районы, прилегающие к зоне Таласо-Фер-ганского глубинного разлома. Они, являясь размывающейся сушей, по-видимому, поднялись на значительную высоту, что обеспечило поставку больших объемов кластического материала, который накапливался в прилагающих к ним впадинах. На остальной части территории поднятия, разделявшие впадины, были невысокими, и с них 'обломочный материал поступал ограниченно. Лишь со второй половины миоцена началось постепенное усиление восходящих движений в этих областях, приведшее к некоторому погрублетта накапливавшихся В прилегавших впадинах осадков. В плиоцене грубые фации отло-аений накапливались узка повсеместно и в больших объемах, что свидетельствует о значительной интенсивности и дифференцирован-ностп вертикальных тектонических движений' этого времени. К концу •. плиоцена восходящие' тектонические движения стали повсеместно преобладать над нисходящими, и в процесс интенсивного возднмания вовлекались значительные участки впадин, которые ранее испытывали опускание.

В четвертичное время продолжался интенсивный рост гор, о чем свидетельствует накоплние преимущественно грубообломочных фаций дане во внутренних частях крупных депрессий. Вместе о тем, пз анализа разрезов четвертичных отлогений отчетливо видно и то', что во времени-горы росли неравномерно. Активные возднмания, сопровождавшиеся накоплением конгломератов, сменялись периодами тектонического затишья, в условиях которого' накапливались лессы.

Анализ амплитуд новейших тектонических движений показывает, что они были весьма дифференцированными: на фоне с той или иной интенсивностью, устойчиво прогибавшихся территорий Ферганской' и ПритвшкентскоЗ впадин восходящими тектоническими двгскенияни новейшего времени была создана Чаткало-Куремапская горная система, состоящая из вытянутых з северо-восточном направлении довольно широких блоковых поднятий и разделящих их узких прогибов. К числу наиболее крупных положительных и отрицательных структурных форм относятся Угамское, Пскемское, Чаткало-Куршшсков и Атой-—нокское поднятия, а также разделяющие или осложняющие их Чирчих-Пскбмский, Чаткальский, Ангренский и Нанайский прогибы.

. ' Максимальные амплитуды в'осходящих движений отмечаются на . северо-восточных флангах Угамского, Пскемского и Чаткало-Кура-< минского поднятий, где они достигают 4000 м и более. Для Атой-кокского поднятия характерны амплитуды от 3000 до 3500 м. Примечательно» что в юго-западном направлении амплитуды воздыманий цракгичэскн ев всех поднятиях постепенно, реке ступенчато, уменьшается вплоть до погружения положительных структурных элементов под молодые осадки Приташкенской впадины. Другой особенностью распределения амплитуд новейших воздымшвй является перекос поверхностей поднятий с юго-востока на северо-запад. В результате этого перекоса северо-западные фланги поднятий находятся, как правило, гипсометрически много гаже соответствующих юго-восточных флангов.

Максимальные амплитуды нисходящих движений, достигающие такие 4000 м и более, отмечаются на юго-востоке региона, где они приурочены к северо-западному борту крупнейшей Ферганской вподиш. Абсолютное прогибание испытала в новейшее время и Нри-тешкентская впадина, но амплитуда опусканий здесь не превысили 1000 - 1500 м. Более мелкие мекгорныз впадшш испытали относительное» прогибание, выразившееся в отставании их в процессе поднятия от обрамлящих положительных структурных элементов.

В четвертичное время практически на всей территории рвгаона прзоСладали восходящие движения, интенсивность которых была в 0-4 раза выше интенсивности аналогичных движений в продшествую-ацио периода новейшего развития. Только на период со сродного плейстоцена по наши дни приходится до 1/3 суммарных амплитуд но-■ во£ищх поднятий. Кроме того, в четвертичное время в активное воздыхание вовлеклась н периферические части 1срулных впадин, испытывавшие в олпгоцоне п неогопо устойчивое прогибание.

ОоргдфОБЕша новейшей тектонической стуктуры региона, в целого, происходило унаслодозанно от древнего структурного плана. Как и в предшествующее время, большую роль в этом процессе играли крупные региональные и глубинные разломи, контролировавшие размещение и развитие основных положительных и отрицательных структурных форм. Важнейшим элементом современной тектонической отруктурц являются линейно вытянутые с северо-востока на юго-за-. пад тектонические блоки. При этом, учитывая несоизмеримость боль-шнстБа поднятий региона с разделяющими их узкими впадинами, которые по своей сирине (редко прэвышаяцей 10-15 км) сопоставимы с

ю

шириной зон глубинных разломов, в качестве самостоятельных тектонических блоков выделялись не отдельные поднятия и впадины, а их сопряженные пары, в которых поднятия представляют собой "вздернутые" вверх части блоков, а впадины являются наиболее прогнутыми их частями. Кроме того, в крупном плане в современной структуре региона достаточно четко выделяются два более крупных попе--речных блока, разделенных зоной Угам-Кумбельского глубинного разлома. Эти блоки в делом отвечают Чаткальской и Кура?ягаской зонам палеозойского структурного плана, по территория Чаткальской зоны в рамках современного структурного плана намного больше.

В свете современной изученности глубинного строения эе BdS-нейшиг.'я особенностями являются обращенность рельефа поверхности Мохо по отношению к дневному рельефу и общее увеличение мощности земной коры под тектоническими поднятия?,«и на фоне более низких ее значений под впадинами. При этом по мерэ продвижения от прак-тичоски нэактиВизировашшх пространств эпигэрцинской платформы, в пределах которых значения мощности земной коры стабильны п составляют 35-41 км, к центральным частям орогешпеской области мощность земной коры заметно возрастает и дане под впадинами ее усродиенные значения не менее 50 км. Из выявленных з регионе тектонических структур в глубинном строении проявлены только саше крупные поперечные блоки и зоны глубинных разломов.

1_Г5§Б8_трытьей "Напряженное состояние земной коры по геологическим данным" приведен обзор основных голоданий и принципов реконструкции палеонапряжений по.трещинам горных пород, даны результаты реконструкции новейшего напряженного состояния земной коры и показаны возможности использования трещинных сетей для выявления тектонически подвижных зон. В основу главы положены результаты полевого изучения автором трециноватости горных пород в 405 пунктах наблюдения.

Одной из важнейших характеристик напряженного состояния ; является, как известно, ориентация осей главных нормальных напряжений. Выяснить возможное положение осей напряжений во время формирования трещин помогают зависимости ориентации трещин и их природы (отрыв или скол) от соотношения между величинами напряжений. Благодаря многочисленным экспериментальным и теоретическим работам го механике разрушения горных пород (см. Anderson, "1951; Гзовский, 1975; обзор Hancock, 1935), о таких зависимостях'р. настоящее время известно достаточно много. Зависимости, боп кс-

.торах невозможно решение задачи реконструкции напряженного сос-• тояния по трещинам в горных породах, подробно рассмотрены в данной работе.

В целом, теория и эксперимент показывают, что существует достаточно жесткая связь мевду ориентацией трещин и параметрами напряженного состояния, приведшего к их формированию, причем ее . непосредственное использование для реконструкции палэонапрякений возможно лишь в том случае, если известно, что этап формирования трещин был единственным. Однако обычно исследователь, изучающий трещинную структуру горных пород, имеет дело с трещинами трех видов: с новообразованными трещинами, или трещинами последнего 'этапа трещинообразования; с трещинами предавствувдих этапов, претерпевшими унаследованное развитие и преобразование на новых этапах; с законсервированными трещинами, сохранившимися от пред-Евствувдях этапов в неизменном вида. Поэтому, прежде чем переходить к решению задачи реконструкции палеонапряжений в массиве ■ горных пород по развитым в нем трещинам, необходимо рассмотреть нсторзаэ развития массива в общзгеологическом плане и выделить возмогшие'этапа образования (преобразования) трещин. Такими этапами почты для каждого масс1ша являются: I) первичноо растрескивание при литогенезе; 2) етапы треидшообразования при тектонических дзфориациях; 3) трещанообразование при гшергенезе и- . тезшогенозе.

• Постановка задачи о реконструкции палэоаапрякений, как пра-пало, направлена на выяЕлэние напряженных состояний массива горках пород, обусловленных тектсядчэскимц процессами. По'этоцу но-об2одк.:о отделать тектонические трещины от нотектонических, а твкеэ вкявать трещины, прэтерпэвшне унаследованное развитие и преобразование. Сделать это чрезвычайно трудно, но в обдах чор-таг все-таки 1201210 „ если учесть основано особзнностн порообразования трощик ка кавдом из этапов б истории развития массива горит пород.

Из общего числа обследованных цасснвов горпнх пород для реконструкции новзйзего поля региональных тектонических напряжений, хш-за недостаточной разработанности кетодики разделения разяо-юзрастЕпх полай* бшш пспакьгозана данные только по 35 пунктам пзучеает гроцпл и иозо-кайнозоЗсгап: породах. Проведенная рэкок-струкцня в сочотвппи 'с анализом всей совокупности дпагрщм тро-ютоватостн, отстроенных для Чатвгло-Курашшского региона, поз- '

волила сделать заключение, что ось максимального сжатия поля напряжений, существовавшего в регионе на поздних этапах его новейшего развития, была субгоризонтальна и ориентирована примерно по азимуту 330°, а ось минимального сжатия, преимущественно была субвертикальной. Это относительно неплохо согласуется с многочисленными оценками новейшего поля напряжений в пределах всего Среднеазиатского региона, и в целом, не противоречит данным других исследователей о новейших полях тектонических напряжений в Чаткало-Кураминском регионе (Воейкова, Ибрагимов, Николаев и др., 1983).

Было также, установлено, что новообразование тектонических трещин в горных породах происходит не только под непосредственным воздействием региональных полей, но и в условиях воздействия на }шх локальных полей, возникающих, как правило, в тектонически подвинных зонах земной коры. Вследствие этого количество систем тектонических трещин оказалось довольно чутким параметром тектонически активных и тектонически пассивных зон. В рассматриваемом регионе выявленные таким образом активные зоны приурочены к наиболее крупным разрывным нарушениям, развивавшимся в новейшее время,

С^§во_чатвортая "Современное развитие земной коры по сейс-ыс.погачесгаш и сейсмогеологическим данным" посвящена рассмотрении, глаЕпх*: образом, проявлений современной тектонической активности региона и оценке напряженного состояния земной коры. В пей рассмотрены такие вопросы, как: пространственное распределение п структурная приуроченность очагов землетрясений; распространение и структурная пр:1уроченвость остаточных деформаций рель-офз, предположительно связанных с сильными землетрясениями прошлого; современное напрятанное состояние земной коры по дашшм о дохаяязмах очагов землетрясений; особешюсти развития некоторых очаговых зон и другие. Исходным материалом для их освещения пос-лунилл "Новый каталог сильных землетрясений на территории СССР", сборники "Землетрясения в СССР" .и "Землетрясения Средней Азии п Казахстана", другие опубликованные работы, а также результаты личных полевых наблюдений остат чпых деформаций кис известных, так п исторически незафиксированных землетрясений.

Рассматриваемая территория относится к одной из высокосейс-гзгшпе областей СССР. Данные сейсмологии показывают,'что для нее характерны только коровые землетрясения, сила которыхизменяется-;

в весьма широком диапазоне: на фоне большого количества слабых землетрясений с К=9-П и менее здесь известны катастрофические события, такие как Пскемское (1937 г.) землетрясение с М=6,5,' Чаткальское (1946 г.) с Ы=7,5 и Ташкентское (1966 г.) с М=5,3. Наибольшее количество сильных землетрясений приурочено к районам Ферганской и Приташкенской впадин, которые в настоящее время, по-видимому, испытывают перестройку тектонической отруктуры в связи с вовлечением их в процесс интенсивного воздымания. Здеоь, как впрочем и на остальной территории региона, сильные землетрясения связаны, как правило, с зонами крупных региональных и глубинных разломов. Слабые землетрясения с К=9~П распространены на территории региона более широко, но и они, как показывает анализ плотностей эпицентров, зачастую сконцентрированы вблизи зон крупных разрывных нарушений, ограничивающих крупные тектонические блоки. Показательно, что центральные части таких блоков нередко асейсмичны.

Одним из распространенных приемов изучения сейсмичности, не зафиксированной в исторических документах, является изучение сейсмо- и палеосейсмодислокаций. в Чаткало-Кураминском регионе . хорошо изучены сейсмодислокации Чаткальского (1946 г.) землетрясения и ряд наиболее крупных палеосейсмодислокаций древних землетрясений, среди которых обвал скальных пород, создавший оз. Сары-Челек, крупнейший Чукурчакский обвал пород на р. Чаткал' и некоторые другие сейсмогравитационные и сейсмотектонические деформации (Ходааев, 1985). Однако систематическое выявление всех форм остаточных деформаций на территории региона или но проводилось совсем, или приводилось только для ее отдельных участков. Проведение' таких исследований позволило автору установить, что среди остаточных деформаций региона наибольшим распространением пользуются срывы и обвалы делювиально-пролювиальных масс, а также срывы и обвалы коренных пород, в то время как омо-ложоше участки разломов и вновь образовг :иеся разрывы имеют подчиненное значение. По соотношению с речными террасами и моренными комплексами возраст палеосейсмодислокаций соответствует второй половине голоцена. Объемы обвальных масс, как правило, колеблются от нескольких тысяч до нескольких миллионов м3, я- в • -отдельных случаях достигав^' сотни миллионов и даке первые миллиарды ы3. Протяженность омоложенных участков разрывов достигает.• нескольких десятков километров. Развиты остаточные деформации_;

преимущественно в областях сочленения крупных поднятий я впадин, где они приурочены к зонам крупных разрывных нарушений.

Важную информацию о современной тектонической активности региона дает также анализ распределения глубин очагов землетрясений. В рассматриваемой части Тянь-Шаня они формируются на глубинах от нескольких км до 35-40 км, образуя тагам образом сейс-могеншй слой с переменной мощностью. Распределение максимальных глубин очагов землетрясений указывает на большую изменчивость мощности этого слоя, выражаицуюся в неравномерном распределении по территории региона ев максимумов и мшшмуыов. Однако, в целом, очаги землетрясений на глубинах свыше 30 км фиксируются лишь на юго-востоке рассматриваемой территории, где они пространственно приурочены к зонам Оеверо-Ферганского, Таласо-Ферган-ского, Чаткало-Атойпокского и Западно-Карасуйского разломов и совпадают с областью максимального погружения земной коры. Кроме того, за некоторыми исключениями, отмечается определенная согласованность между сейсмической активностью территории и мак «шальными глубинами зарегистрированных землетрясений: чем выше активность, тем они больше. Соответственно, как и сейсмическая активность, максимумы глубин очагов приурочены, как правило, к зонам глубинных и региональных разломов, активных в нобс-йшоэ и четвертичное время.

Для изучения современного напряженного состояния земной ' коры были'построены стереографические проекции выходов осей напряжений механизмов очагов землетрясений как для каждого энергетического класса землетрясений, так и суммарные для сильных и слабых землетрясений. В результате анализа этих стереограмм было установлено, что в очагах землетрясений с К&12 отмечается довольно устойчивая и закономерная ориентация как оси сжатия, так и оси растяжения. Значительный разброс в ориентации осей наблюдается в очагах с к=9-10. Переходным является энергетический масс К=П. Разная степень упорядоченности осей напряжений в очагах землетрясений различного энергетического класса в даль-'нейпем была применена как один из признаков деления землетрясений на сильные и слабые. Анализ их суммарных стереограмм позволил установить, что в очагах сильных землетрясений оси максимального сжатия субгоризонтальны и ориентированы по азимуту 160165°, а оси минимального скатия субвертикальны, что-очень близко к ориентации осой регионального поля палеонапрягений, установ-

ленного по геологическим данным. В очагах слабых землетрясений ориентация главных осей напряжений характеризуется большим разнообразием. На суммарной стереограмме оси максисального сжатия равномерно распределены по всей верхней полусфере. Исключение ' • составляет лишь небольшой максимум повышенной плотности осей, фиксирущий положение оси сжатия регионального поля. Сходный ■ результат получен и при анализе осей минмимального сжатия.

Таким образом, если механизмы очагов сильных землетрясений - обнаруживают тесную связь с новейшим и современным региональными полями напряжений, то очаги слабых, за исключением форшоков и афтершоков сильных землетрясений, обусловлены, очевидно, локальными полями напряжений. Анализ развития очаговой зоны Палского (1984 г.) землетрясения показал, что механизмы слабых сейсмических толчков, происходивших в этой зоне с перюдичностьш 1-2 землетрясения в год задолго до главного события, характеризовались большим разнообразием, в то время как механизмы толчков, участившихся до 5-6 в день непосредственно до и после него, отличались своей упорядоченностью и совпали с механизмом очага Папского землетрясения. Таким образом, упорядочение механизмов очагов слабых землетрясений в сочетании с резким возрастанием числа последних и их пространственной локализацией может служить хорошим прогностическим признаком для краткосрочного прогноза некоторой части сильных, землетрясений.

механизма формирования структуры земной коры в новейше время" рассматриваются особенности современной тектонической структуры региона и высказывается ряд предположений о геодинамических аспектах ев_формирования. Приводится описание зон наибольшей современной тектонической активнооти, с которыми может быть связано возникновение очагов сильных землетрясений. В глава использованы все материалы, рассмотренные в предыдущих разделах. ....

Одной из важнейших оообенноотей современного структурного . плана региона является ярко выраженная структурность рельефа, заключающаяся в том, что равнинные или относительно пониженные участки территории почти полностью соответствуют межгорным и предгорным шадинам, а горные хребты, наоборот, совпадаот-с тектоническими поднятиями. Другой отличительной чертой приповерх-. ностной структура земной хоры является поперечная, юго-восточная асимметрия основных тектонических поднятий й впадин, которая вы-

ражается в том, что северо-западные крылья поднятий длинные и пологие, местами плавно переходящие в днгаца сменных впадин, в то время как юго-восточные - короткие и крутые и, как правило, оборваны 1срупными краевыми разломами. Характерно такжэ и то, что практ5гчески все краевые разломы являются крутыми взбросами.

Большое значение для понимания меха:шзма формирования современной структуры земной коры имеют особенности ее глубинного строения. Прежде всего, это установленная для всего Тянь-Шаня по сейсмологическим данным обращенность рельефа поверхности Мохо по отношении к дневному рельефу (Крестников, Нерсесов, 1962; и др.), проявляющаяся на фоне прогрессирующего увеличения мощности земной коры в направлении центральных частей орогенической области. Важно учитывать и другие широко известные геофизические данные: такие, как данные о высокоскоростной мантии региона, данные о резком отклонении современного состояния земной коры от изостатического равновесия, а также данные о наиболее значительном для Средней Азии тепловом потоке в области сочленения Кура-минского хребта и Ферганской впадины.

Не мзкее важны и сведения о напряженных состояниях земной коры региона, как современном, так и более древних. В Чаткало-Ку-раминском регионе результаты реконструкции таких состояний указывают на то, что с конца плиоцена формирование тектонической структуры происходило в условиях субгоризонтдльного сжатия земной коры в севор-северозападном направлении, которое продолжает сохраняться и в настоящее время. О более древних палеонапряже-няях достоверных сведений нет, но можно предполагать, что ориентация осей главных напряжений в палеополях была близкой к современной, но оси сжатия и растяжения могли меняться местами.

Рассматривая механизм формирования современной тектонической структуры, необходимо учитывать я наиболее общие особенности истории геологического развития региона. Важнейшей из них является деление этапа новейшего развития Чаткало-Кураминского региона на две стадии: стадию преобладания нисходящих движений и формирования глубоко прогнутых впадин, заполнявшихся преимущественно тонкозернистыми молассовыми отложениями, и стадии интенсивного роста гор, сопровождавшегося накоплением в основном гру-бообломочных отложений.

.Комплексный анализ перечисленных выше, а такгэ некоторых других особенностей строения и развития земной кори Чаткало-Ку-

раминского региона позволяет предполагать, что первая стадия новейшего развития была связана не о фиксируемым в настоящее время субмеридиональным тангенциальным сжатием земной коры региона, а с ее растяжением в том же направлении. Возможный механизм формирования тектонической структуры при сходном процессе, вызванном г локенными к подошве земной коры растягивающими усилиями, рассматривался при участии автора применительно к Пршятскому палеориф-ту. Суть его сводится к тому, что в условиях длительного растяжения земной коры, вследствие реологической зональности последней, формирующиеся в ней разломы с течением времени трансформируются в глубинные листрические сбросы, и дневные поверхности смешащихся по ним тектонических блоков приобретают закономерные наклоны в противоположную сторону от осевой зоны растяжения. Это хорошо согласуется с описанными выше особенностями тектонической структуры Чаткало-Кураминского. региона, которые в сочетании с наклоном поверхностей наиболее крупных блоков Юшгого Тянь-Шаня в южном направлении (Чедия,1986) позволяют предполагать, что осевая часть зоны растяжения в период преобладания нисходящих движений и формирования впадин проходила через Ферганскую впадину.

Как уже отмечалось, вторая стадия новейшего этапа гсаракто-ризовалась преимущественно восходящими движениями крупных тектонических блоков в условиях субмеридионального тангенциального сжатия земной коры. Это привело к еще большему пэрэкооу и штабным деформациям поверхностей блоков, а в больЕшетво случЕов и к ослокнению разломами зоны перехода от нааболээ поднятой части блока к наиболее опущенной.

Описанные представления о-возыогшоы ыохшшадэ форщрэгашт современной тектонической структуры Чаткало-Курагдшского рэгаин хорошо согласуются и с другими, откочошшма ранее особенностями строения и новейшего развития его земной кора. В частности, становятся более понятными причины увеличения мощности аомной кори под тектоническими поднятиями и ее утонения под шадгатми. В то же время, не вызывает недоумения и значительное уволачоина косности земной коры под всей орогенической область», вследствие чего даке под крупными впадинами земная кора намного^толдо, чом в неактивизированных районах епигерцинской платформы.Находят свое объяснение и другие гоолого-геофизическио данные о строени и развитии земной коры рассматриваемого региона.

На основании всех рассмотренных ранее материалов и представлении о механизме формирования структуры земной коры сделана попытка выделить зоны наибольшей современной тектонической активности, в которых возможно возникновение очагов сильных землетрясений. Наиболее ванными критериями видолопия таких зон били следуг^е. Прежде всего, ото наличие зон о повышенной сейсмической активностью и зон с повышенной новойяой тектонической активность», наследуемой, как правило, от более ргдпшх отрооков геологической истории. Во вторых, приурочешюсть названных зон друг к другу и и границам крупных тектонических блоков. В третьих, по-лояошт таких son в современном региональном шло тектонических папрягопий. И, наконец, вероятность активности выделенных зон в ссето предполагаемого мохшизма форьпфования тектонической структуры.

В.соответствии с указанными критериями удалось но только пыяглть зоны ВОЗ, но и разделить их предполагаемую сейсмоопас-ностЬ'Па три категории, а также прогнозировать наиболее вероятный механизм очагов ожидаемых сильных землетрясений. При этом окончательное отнесение зон к той или иной категории сейсмической опасности корректировалось сведениями об известных силь-

шк землетрясениях и предполагаемых полеозвмяетрясениях.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Тагам образом, в процессе выполнения работы все задачи, постовлешшо перед началом исследований, выполнены, и полученные результаты позволяют сделать ряд вашшх выводов о строении и новейшем развитии земной коры Чаткало-Кураминского региона.

Установлено, что новейшее развитие региона характеризовалось достаточно сложным сочетанием процессов растяжения и сжатия земной коры, обусловивших преимущественно вертикальные дифференцированные дпихэния крупных тектонических блоков.

Процесс формирования современной тектонической структуры региона разделяется на две, существенно различающиеся стадии: раннаорогенную и позднеорогенную.

Развитие многих новейших тектонических структур характеризовалось большой унаследованностью от более ранних геологических эпох, особенно ярко она проявилась в развитии крутит. текто-'ттчппкмт Плокпп -т ограничивавдих их разломов.

Реконструировано поле новейших региональных тектонических напряжений по трещинам в горных породах и установлено, что применение историко-генэтического подхода к их изучению позволяет • не только существенно повысить корректность проводимых реконструкций, но и открывает широкие перспективы использования систем тектонических трещин в качестве индикатора тектонически подвижных зон земной коры. .

Наибольшей современной тектонической активностью характеризуются зоны региональных и глубинных разломов, ограничивающие крупные тектонические блоки. При этом, особенно высокой активностью отличаются области сочленения Чаткало-Нураминского горного массива с Ферганской и Приташкентской впадинами.

Очаги землетрясений в Чаткало-Кураминском региона приурочо-■ ны к определенному сейсмогенному слою земной коры, существование которого, по-видимому, объясняется ее реологической зональностью. Возникают однако большие трудности в выявлении границ этого слоя по сейсмологическим данным, так как его максимальная фиксируемая мощность в значительной мере определяется уровнем сейсмической активности территории. Чем вше сейсмическая активность, тем больше максимальная глубина, зарегистрированных оча-. - гов землетрясений. Кроме того, сказывается невысокая точность определения глубин гипоцентров землетрясений..

В Чаткало-Кураминском регионе в качестве одного из критериев отнесения землетрясений к сильным и слабым событиям можно4 использовать степень упорядоченности ориентации осей главных . напряжений в очагах землетрясений анализируемого энергетического класса.

Современное региональное поле тектонических ааиряггений в основных чертах унаследовано с последней стадии новеЛиего развития и характеризуется субгоризонтальной Ш-СЗ ориетацией оси максимального сжатия и субвертикальной ориентировкой оси минимального сжатия. В связи с тем, что большинство сейсмогенных разломов региона имеет СВ простирание,> очагах ожидаемых сильных землетрясений чаще всего будут реализовываться взбросовые подвижки.

Проведенный комплексный анализ геолого-геофизиче ских, сейсмологических и тектонофизических данных о строении"» развитии' / земной коры позволяет высказать ряд предположений о возможном механизме формирования современной тектонической структуры рога-

она, которые устраняют многие противоречия в существующих представлениях о новейшем тектогенезе на Тянь- Шане.

По теме диссертации опубликованы"ведущие работы:

1.06 изучении тектонических напряжений по данным полевых наблюдений зеркал и борозд скольжения. - ДАН СССР, N 3, т. 272, 1983 (в соавторстве с С.Л. ¡йогой).

2. К' вопросу изучения тектонических напряжегагй по совокупности разрывных нарушений. - В сб.: Актуальные проблемы геофизики (материалы 2-ой Всесоюзной конференции молодых ученых). М.: .Наука, 1985 (в соавторства с С.Л. Юнгой).

3. Палеосзйсмичность центральной части зоны Таласо-Ферган-ского глубинного разлома и прилегающих областей. - Изв. АН СССР, сер. Физика Земли, N 3, I98S (в соавторстве с А.Л. Теремецким).

4.. Тектонические трещины в горных породах и напряжения в земной корэ Тянь-Шаня. - Изв. АН СССР, сер. Физика Земли, N 3, 1987 (в соавторстве с В.Н. Крестниковым, Д.В. Штанге и С.Л. Юнгой).

5. Напряженное состояние земной коры Центрального и Северного Тянь-Шаня. - Изв. АН СССР, Физика Земли, N 3, 1987 (в соавторстве с В.Н. Крестниковым, Д.В. Штангэ и С.Л. Юнгой).

6.- Реологическая расслоонность и механизм формирования лис-тркчеисгх разломов в областях тектошгчоского растяжения земной коры. - В сб: Геодинагя!ческиэ основы пропюзировшшя нефтегазо-носностп нэдр (тззисы докладов конференции 6-8 сентября 1988г.). Москва, 1983 (в соавторстве с Т.Ю. Шишкиной).

7. О возможном механизме формирования Прийятского палеориф-та (в свате тэктонофязнчоской интерпретации условий образования глубинных лястрических разломов). - Геотектоника, N 6, 1989 (в соавторстве с Т.Ю. Еиакшюй).