Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Особенности строения земной коры сейсмического пояса Черского

ВАК РФ 25.00.01, Общая и региональная геология

Автореферат диссертации по теме "Особенности строения земной коры сейсмического пояса Черского"

На правах рукописи УДК. 551.241(571.56)

Третьяков Максим Феликсович

ОСОБЕННОСТИ СТРОЕНИЯ ЗЕМНОЙ КОРЫ СЕЙСМИЧЕСКОГО ПОЯСА ЧЕРСКОГО

Специальность 25.00.01 Общая и региональная геология

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

00347 1 СЬэЭ

Москва 2009

003471755

Диссертационная работа выполнена на кафедре региональной геологии и геоинформатики геологоразведочного факультета Якутского государственного университета имени М.К. Аммосова (ЯГУ)

Научный руководитель:

Доктор геолого-минералогических наук, профессор И.И. Колодезников (ЯГУ) Официальные оппоненты:

Доктор геолого-минералогических наук Ю.Г. Гатинский (Государственный геологический музей имени В.И. Вернадского)

Доктор геолого-минералогических наук, профессор В.Б. Караулов (РГГРУ) Ведущая организация:

Государственный комитет Республики Саха (Якутия) по геологии и недропользованию (г. Якутск)

Защита диссертации состоится 14 мая 2009 года в 1400 на заседании диссертационного совета Д.212.121.03 при Российском государственном геологоразведочном университете имени Серго Орджоникидзе по адресу: 117997, г. Москва, ул. Миклухо-Маклая, 23, ауд. 5-56

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Российского государственного геологоразведочного университета имени Серго Орджоникидзе.

Автореферат разослан апреля 2009 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат геолого-минералогических наук,

профессор

А.В. Туров

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность исследований. Пояса современной сейсмичности мира располагаются как в континентальных, так и в океанических областях Земли. Практический интерес представляют сейсмические пояса, проходящие в пределах материковых областей и их окраин, поскольку они являются опасными зонами для жизни и деятельности людей. В геологическом отношении сейсмические зоны и пояса располагаются вдоль активных окраин континентов и внутриконтинентапьных коллизионных и аккреционных орогенных поясов позднемезозойско-кайнозойского возраста. Одним из таких сейсмически активных поясов является внутриконтинентапьный сейсмический пояс Черского (СПЧ), который располагается на Северо-Востоке России в пределах Верхояно-Колымской складчатой системы на территории Восточной Якутии и Магаданской области.

В настоящее время, в связи с перспективами промышленного освоения Восточной Якутии, активизируются сейсмологические исследования, поскольку вопросы, связанные с природой сейсмичности пояса Черского, не решены полностью. Одной из таких мало исследованных проблем остается связь сейсмичности с особенностями строения земной коры региона и истории ее формирования. Выявление этих закономерностей, анализ их причинно-следственных взаимоотношений позволят приблизиться к решению вопросов прогнозирования сейсмической активности СПЧ.

Цель и задачи исследований. Основной целью исследований является выяснение особенностей строения земной коры СПЧ, установление причин возникновения этих особенностей и их влияния на формирование отдельных сейсмических зон пояса Черского. Следует отметить, что такие исследования ранее практически не проводились. Для достижения этой цели были поставлены следующие задачи:

1. Проанализировать распределение очагов землетрясений СПЧ в пределах тектонических структур Верхояно-Колымской складчатой системы. Проанализировать геолого-геофизические данные и выявить особенности строения земной коры в пределах СПЧ.

2. Определить взаимосвязь особенностей строения земной коры в пределах СПЧ с геологической историей развития региона.

3. Установить связь пространственного положения зон сейсмического пояса Черского с особенностями строения земной коры региона.

Фактическая основа и методика исследований. В основу работы положены доступные автору опубликованные материалы отечественных исследователей по строению и истории развития земной коры Верхояно-Колымской складчатой системы, а также данные специальных сейсмологических исследований по СПЧ. Автором был изучен и проанализирован большой объем фактического материала региональных геологических, геофизических и сейсмологических работ, полученного в разные годы (1960-2004 гг.) исследователями различных научных, научно-производственных и производственных организаций.

Для определения особенностей строения земной коры и причин возникновения СПЧ использовался метод сравнительного анализа, которому были подвергнуты имеющиеся в распоряжении автора геолого-геофизические и сейсмологические материалы: схемы и карты сейсмичности, тектонического строения территории, мощности земной коры, рельефа поверхности консолидированной коры, главных разломов, неотектонических структур, а также геологические и геофизические профили вкрест простирания отдельных крупных тектонических элементов Верхоянской складчатой зоны.

Научная новизна работы. Проведенный автором анализ геолого-геофизических материалов по строению земной коры Верхоянской складчатой зоны позволил установить, что максимальная сейсмическая активность пояса Черского пространственно совпадает с Яно-Колымской областью наименьшей мощности земной коры. Более того, сейсмические зоны пояса Черского

совпадают с зонами утонения консолидированного слоя, которые представлены прогибами в фундаменте или погребенными палеорифтовыми структурами -Западно-Верхоянским, Нерским и другими грабенами. Таким образом, современные сейсмотектонические процессы СПЧ в пределах Верхоянской складчатой зоны унаследуют уже существующие ослабленные зоны в земной коре. Приуроченность активных кайнозойских тектонических процессов к наиболее глубоким прогибам на поверхности фундамента или к ослабленным линейным зонам консолидированного слоя земной коры позволяет объяснить не только одну из причин происхождения СПЧ, но и более точно определить границы зон современной сейсмической активности.

Практическое значение полученных результатов. В результате выполненных исследований показано, что важную роль в сейсмических исследованиях играет выявление и изучение геолого-геофизическими методами в пределах СПЧ зон утоненной земной коры и консолидированного слоя. Эти ослабленные зоны земной коры приурочены главным образом к участкам развития древних погребенных рифтогенных структур. Такого рода исследования являются одним из необходимых условий при решении важнейших задач сейсмологического районирования. Установление ослабленных зон в земной коре сейсмических поясов позволит более точно определить и оконтурить границы зон повышенной сейсмической опасности.

Апробация работы. Результаты исследований докладывались и обсуждались на IV международном научном симпозиуме студентов, аспирантов и молодых ученых имени академика М.А. Усова «Проблемы геологии и освоения недр» (Томск, 2000), XIX всероссийской молодежной конференции «Строение литосферы и геодинамика» (Иркутск, 2001), Научной конференции молодых ученых и аспирантов «Науки о Земле» (Якутск, 2002), Конференции молодых ученых 3-й Яншинские чтения «Современные вопросы геологии» (Москва, 2003), Аспирантских чтениях по наукам о Земле (Якутск , 2003), Всероссийском совещании «Напряженное состояние литосферы, ее деформация и сейсмичность» (Новосибирск, 2003), Региональной научно-

практической конференции «Пути решения актуальных проблем геологии, добычи и переработки полезных ископаемых горнодобывающей промышленности» (Якутск, 2006). По теме диссертации опубликовано 10 научных работ.

Автор выражает глубокую благодарность и признательность научному руководителю доктору геолого-минералогических наук И.И. Колодезникову за помощь и полезные рекомендации при подготовке диссертационной работы. За ценные замечания и советы автор благодарен доктору геолого-минералогических наук B.C. Имаеву, а также В.И. Жижину, В.Ю. Ивенсену, B.C. Оксману, Б.М. Козьмину, Л.П. Имаевой, П.С. Дмитриеву и C.B. Слепцову. Автор также благодарит всех своих коллег, которые советами и практической помощью способствовали выполнению этой работы.

Объём и структура работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав и заключения. Работа содержит 91 страницу текста, 26 рисунков и 4 таблицы. Список литературы включает 97 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Геолого-тектоническая характеристика территории сейсмического пояса Черского

В диссертационной работе рассматривается связь сейсмического пояса Черского с особенностями строения земной коры Верхояно-Колымской складчатой системы. Для достижения поставленной цели были рассмотрены и проанализированы: строение региональных тектонических структур, рельеф поверхности консолидированной коры, мощность земной коры данного региона, - и проведен сравнительный анализ пространственного положения и характеристики этих геологических структур с определенными зонами СПЧ.

Сейсмический пояс Черского протягивается от устья р. Лены через хребет Черского до северного побережья Охотского моря (рис. 1).

;Туора:С.)С-с<ос поднятие!

Рис. 1. Схема соотношения тектоничеких структур Верхояно-Колымской складчатой системы с зонами сейсмического пояса Черского. 1 - чехол кайнозойских отложений, 2 - Верхоянская складчатая зона, 3 - Илинь-Тасский антиклинорий, 4 - поднятия-блоки Колымо-Омолонского мегаблока, 5 -Уяндина-Ясачненский вулканогенный пояс, 6 - Охотский блок (массив), 7 -Сибирская платформа, 8 - Охотско-Чукотский вулканогенный пояс, 9 - сдвиги, 10

- надвиги, 11 - прочие разломы, 12 - геологические границы, 13 - границы сейсмической зоны хр. Черского (1) и Хараулахской сейсмической зоны (2). Буквы в кружочках - главные разломы: ЗВ - Западно-Верхоянский, НК - Нелькано-Кыллахский, Д - Дарпирский, УЛ - Улахан, Я - Янский, Ч - Чаркы-Индигирский, ЧЮ

- Чай-Юрюинский, АТ - Адыча-Тарынский, ТН - Тенькинский, НУ - Нют-Ульбейский, БИ - Билякчанский, БУ - Бурхаинский

В геологическом отношении он располагается в пределах Верхояно-Колымской складчатой системы, которая была сформирована в конце юрского - начале мелового периода. Установлено, что практически все землетрясения СПЧ происходят в пределах земной коры на глубинах 15-30 км (Имаев, Имаева, Козьмин 1990). Соответственно, можно предполагать, что распространение сейсмичности контролируется особенностями строения земной коры Верхояно-Колымской складчатой системы.

Главными тектоническими элементами Верхояно-Колымской складчатой системы являются Верхоянская складчатая зона, Колымо-Омолонский мегаблок, Охотский блок (массив) и Охотско-Чукотский вулканогенный пояс (рис 1). Верхоянская складчатая зона сложена мощными осадочными толщами верхнего палеозоя - мезозоя, которые относятся к верхоянскому терригенному комплексу и интерпретируются как осадочные отложения, сформировавшиеся на шельфе, континентальном склоне и подножье Палеоверхоянской пассивной окраины, составляющей восточный край Северо-Азиатского кратона или Сибирского континента (Тектоника..., 2001). Восточная часть Верхоянской складчатой зоны, обрамляющая Колымо-Омолонский мегаблок с севера, запада и юго-запада, представлена Делакаг-Нерским и Аян-Юряхским антиклинориями и Полоусненским и Инъяли-Дебинским синклинориями (рис. 1). Эти тектонические структуры сложены терригенными отложениями позднетриасового и юрского возраста, которые интерпретируются как дистальные флишоидные и турбидитовые комплексы пассивной окраины (Зоненшайн и др., 1990; Парфенов и др., 2001). Вдоль западной окраины Верхоянской складчатой зоны - в Туора-Сисском поднятии и Сетте-Дабанском антиклинории породы верхоянского комплекса залегают на карбонатных отложениях позднего докембрия и раннего-среднего палеозоя, которые принадлежат к осадочным комплексам пассивной континентальной окраины позднедокембрийско-раннепалеозойского возраста (Парфенов, 1984; Прокопьев и др., 2001). Таким образом, пассивная окраина на востоке Северо-Азиатского кратона или Сибирского континента существовала довольно длительное время,

по крайней мере, с рифея, т.е. более 500 млн. лет. Формирование этой пассивной окраины длительного развития было связано с процессами рифтообразования в рифейское, ранне- и среднепапеозойское время, которые маркируются соответствующими вулканогенными комплексами, установленными в Северном и Южном Верхоянье (Левашов, 1977; Колодезников, Стручков, 2001).

Обоснование защищаемых положений

Первое защищаемое положение. В пределах рассматриваемой территории сейсмический пояс Черского состоит из двух разобщенных сейсмических зон, которые развиваются на двух разных по направлению и природе тектонических структурах Верхояно-Колымской складчатой системы.

По изучению сейсмического пояса Черского накоплен большой фактический материал геологических, неотектонических, геоморфологических и тектонофизических данных, обобщенных в специальной литературе.

Эти комплексные геолого-геофизические исследования позволили установить фокальные механизмы землетрясений, их другие основные параметры и соотношение с различными геолого-геофизическими особенностями строения региона. Например, определены связи СПЧ с активными разломами, со скоростями неотектонических движений земной коры и тепловым потоком. Установлено пространственное распространение и генезис кайнозойских деформаций, реконструированы поля тектонических напряжений, выполнено морфоструктурное районирование территории. Очаги крупных землетрясений СПЧ сосредоточены в пределах земной коры. Приложение этих исследований к основным положениям концепции тектоники плит позволило рассмотреть и предложить новые пути решения проблемы современной геодинамики и истории развития СПЧ, которые зависят от

характера взаимодействия литосферных блоков и плит (Имаев и др., 1990; 2000).

По сейсмотектоническим особенностям в пределах рассматриваемой территории СПЧ подразделяется на две зоны: юго-восточную - сейсмическую зону хребта Черского (СЗХЧ) и северо-западную - Хараулахскую сейсмическую зону (ХСЗ), которые разобщены друг от друга в районе правобережья р. Яны (рис. 2), где между ними отмечается отчетливый пробел или резкое затухание сейсмичности. По обе стороны от этого раздела сейсмогенные зоны имеют также разные направления: СЗХЧ - северо-западное вдоль системы хребтов Черского, а ХСЗ - субдолготное вдоль хребтов Верхоянской системы. Кроме того, каждая из этих зон развивается на разных по направлению и природе тектонических структурах Верхояно-Колымской складчатой системы (рис. 1).

СЗХЧ располагается в зоне сочленения Колымо-Омолонского мегаблока с восточной окраиной Верхоянской складчатой зоны. Основная часть Эпицентров землетрясений СЗХЧ приурочена к структурам Делакаг-Нерского и Аян-Юряхского антиклинориев, Инъяли-Дебинского синклинория, Тас-Хаяхтахского и Омулевского палеозойских блоков, которые входят в состав тектонических структур коллизионного пояса Черского (Оксман, 2000) северозападного направления. Эпицентры относительно слабых землетрясений магнитудой М=4-6,5 баллов прослеживаются практически по всей территории названных структур (рис. 2). А эпицентры более сильных землетрясений М=7-9, располагаются в зоне Адыча-Тарынского разлома (Адычанское землетрясение 1951 г.) или в зоне Чай-Юрюинского разлома (Артыкское землетрясение 1971 г.). Таким образом, наиболее сильные землетрясения, связанные с кайнозойскими тектоническими процессами, в пределах рассматриваемой территории наследуют зоны крупных основных продольных разломов сдвигового характера, сформированных в процессе позднемезозойской складчатости (Имаев и др., 1990; 2000).

ш т"

Рис. 2. Схема эпицентров землетрясений сейсмического пояса Черского и главных тектонических структур Верхояно-Колымской складчатой системы (с использованием материалов Имаева, Имаевой, Козьмина, 2000, 2004). 1-4 - эпицентры землетрясений с магнитудой (М): 1 - 7.0, 2 - 6.0, 3 - 5.0, 4 - 4.0;

5 - границы главных тектонических структур.

Структуры Верхоянской складчатой зоны: 6 - антиклинории (цифры в кружочках): 1 - Хараулахский. 2 - Орулганский, 3 - Куранахский, 4 - Куларский, 5 - Адычанский,

6 - Делакаг-Нерский, 7 - Аян-Юряхский. 7 -синклинории (цифры в кружочках): 8 - Полоусненский, 9 - Инъяли-Дебинский.Ю - Южно-Верхоянский.

Краевые поднятия Колымо-Омолонского мепаблока: СЛ - Селенняхское, ТХ - Тас-Хаяхтахское, ОМ - Омулевское.

ХСЗ долготного направления располагается в зоне сочленения Сибирской платформы с Верхоянской складчатой зоной (рис. 2). Здесь в позднем мезозое не происходило непосредственного столкновения блоков земной коры, а складчатые отложения верхоянского комплекса, сорванные со своего основания, были надвинуты на осадочный чехол Сибирской платформы (Тектоника..., 2001). Основная часть эпицентров землетрясений ХСЗ пространственно приурочена к структурам Хараулахского, Орулганского и Куранахского антиклинориев, которые входят в состав тектонических структур северо-западной части Верхоянской складчатой зоны и граничат со структурами Сибирской платформы (Рис. 2). Эпицентры землетрясений ХСЗ магнитудой М=5,8-6,8 баллов приурочены к северной части Западно-Верхоянского и Центрально-Верхоянского разломов долготного простирания. То есть кайнозойские тектонические процессы и землетрясения в пределах рассматриваемой территории наследуют зоны крупных основных продольных разломов долготного направления.

Кроме того, решения фокальных механизмов землетрясений показывают, что сейсмогенные процессы в Хараулахской зоне происходят в обстановке как растяжения, так и сжатия, тогда как современные сейсмогенные процессы в зоне хребта Черского происходят исключительно в условиях сжатия (Имаев и др., 1990; 2000). Таким образом, указанные выше особенности расположения СЗХЧ и ХСЗ, неодинаковое напряженное состояние территорий, на которых они располагаются, и их приуроченность к разным тектоническим элементам Верхояно-Колымской складчатой системы приводят к выводу не о сплошном, а прерывистом характере сейсмического пояса Черского, состоящего из двух разобщенных сейсмических зон.

Второе защищаемое положение. В пределах Верхоянской складчатой зоны выделяются Яно-Колымская область с утоненной земной корой и система разнонаправленных погребенных грабенов, которые маркируют наиболее ослабленные зоны консолидированного слоя.

Результаты проведенного нами сравнительного структурного анализа позволили выявить связи строения земной коры и консолидированного слоя с зонами СПЧ. Под рассматриваемой территорией СПЧ в пределах Верхоянской складчатой зоны выявляется область утоненной земной коры, мощность которой составляет 35 км (Маскеу е( а!., 1998), тогда как в пределах смежных территориий толщина коры составляет 40-45 км (Тектоника..., 2001). В целом, эта неровная, извилистая в плане, область утоненной коры (рис. 3) под структурами Верхоянской складчатой зоны прослеживается от междуречья нижнего течения р. Яна на севере до верховья р. Колымы на юго-востоке и может быть условно названа Яно-Колымской. Южная часть этой области с сокращенной мощностью земной коры, ограниченная изогипсой 35 км, наиболее отчетливо выражена под сейсмической зоной хребта Черского (рис.3). Здесь она представлена линейной полосой северо-западного направления. Эта полоса, которая прослеживается от верховьев р. Колымы до бассейна верхнего течения р. Яны, выделена нами как Индигирская зона Яно-Колымской области утоненной коры. В отдельных ее участках - в районах пос. Батагай, Усть-Нера и Омчакского рудного узла, мощность земной коры, по одним данным, сокращена до 20-26 км (Суворов, Корнилова, 1986; Хасанов и др., 2001) по другим - до 30-32 км (Маскеу е1 а1., 1998). Юго-восточное окончание Индигирской зоны утоненной коры со всех сторон обрамляется областями повышенной мощности земной коры от 37-40 до 44-45 км, которые характерны для территорий Южного Верхоянья, Охотско-Чукотского вулканогенного пояса, Омулевского и Приколымского блоков Колымо-Омолонского мегаблока (рис. 3). В северном направлении, в нижнем течении р. Яна, Яно-Колымская область сокращенной мощности земной коры изгибается к востоку и прослеживается в бассейнах нижних течений рек Омолой, Яна, Чондон. Здесь северная часть области представлена Янской зоной утоненной коры, где ее минимальные мощности под Куларским антиклинорием составляют 25-30 км, а в низовье р. Яны - 19 км (Маскеу е1 а1., 1998).

Рис. 3. Схема основных тектонических структур и мощность земной коры Верхоянской складчатой зоны (с использованием материалов Mackey, Fujita, Ruff, 1998).

1 - изогипсы мощности земной коры (в км), 2 - границы главных тектонических элементов, 3 - антиклинории, 4 - синклинории. Цифры в кружочках: антиклинории - 1 - Хараулахский,

2 - Орулганский, 3 - Куранахский, 4 - Куларский, 5 - Адычанский, 6 - Делакаг-Нерский,

7 - Аян-Юряхский; синклинории - 8 - Полоусненский, 9 - Иньяли-Дебинский, 10 - ЮжноВерхоянский.

В целом, Яно-Колымская область сокращенной мощности земной коры, ограниченная изогипсой 35 км, устанавливается под разными тектоническими структурами Верхоянской складчатой зоны (рис. 3). Юго-восточная часть этой области - Индигирская зона утоненной коры - располагается под тектоническими структурами Делакаг-Нерского, Аян-Юряхского антиклинориев и северо-западной частью Инъяли-Дебинского синкпинория, которые входят в состав тектонических элементов коллизионного пояса Черского. Северная часть области или Янская зона утоненной коры размещается под северо-западной частью Верхоянской складчатой зоны -тектоническими структурами Хараулахского и Куларского антиклинориев.

В пределах Яно-Колымской области утоненной земной коры на поверхности консолидированной коры Верхоянской складчатой зоны выявляется система крупных погребенных линейных прогибов. Согласно современным представлениям о тектонической природе структур основания Верхоянской складчатой зоны, протяженные отрицательные линейные структуры на поверхности консолидированной коры или фундамента, представляют собой погребенные рифтовые грабены среднепалеозойского возраста, перекрытые терригенными отложениями верхоянского комплекса (Тектоника,..., 2001). С этой точки зрения, в основании складчатой зоны выделены пять погребенных среднепапеозойских палеорифтовых структур: Западно-Верхоянский, Сетте-Дабанский, Дербекинский, Ольджойский и Нерский палеограбены (рис. 4).

Установлено, что под центральной частью погребенного Западно-Верхоянского папеорифтового грабена раздробленная поверхность фундамента опущена до глубин 14-16 км, местами до 18 км. В Сетте-Дабанском грабене дно палеорифтовой структуры располагается на глубине от 12 км на юге до 16 км на севере. Дно Дербекинского папеограбена с северо-востока на юго-запад погружается от 12 до 16 км. Ольджойский и Нерский прогибы фундамента в поперечном разрезе выглядят, как полуграбены или уцелевшие западные половины полных грабенов.

Рис. 4. Схема рельефа консолидированной коры и погребенных рифтовых грабенов (прогибов) Восточной Якутии (с использованием материалов Штех, Мокшанцев, 1975).

1 - изогипсы поверхности кристаллического фундамента Сибирской платформы в км,

2 - изогипсы поверхности консолидированной коры Верхояно-Колымской складчатой системы в км, 3 - надвиги западной границы Верхоянской складчатой зоны,

4 - надвиги, ограничивающие структуры Колымо-Омолонского мегаблока,

5 - прочие разломы, 6 - границы грабенов. Грабены: ЗВ - Западно-Верхоянский, СД - Сетте-Дабанский, ДР - Дербекинский, ВЛ - Вилюйский, ОС - Ольджойский, НС - Нерский. Поднятия: Ян - Янское, Тм - Томпонское, Ох - Охотское. Профили: А-Б - см. на рис. 4.6, В-Г - на рис. 4.7.

Наибольшая глубина погружения поверхности фундамента в западной части Ольджойского полуграбена оценивается в 8-14 км, а в Нерском - 16-18 км (рис. 4).

По известным значениям глубин залегания поверхности фундамента в пределах центральных частей погребенных среднепалеозойских грабенов и глубин залегания поверхности Мохо под ними (Маскеу е1 а1., 1998) была приблизительно вычислена мощность консолидированной коры под указанными выше палеорифтовыми структурами (без учета выполняющих грабены осадочных комплексов). Так, установлено, что под Западно-Верхоянским папеограбеном мощность консолидированной коры сокращена до 19-21 км, под Сетге-Дабанским - от 28 км на юге до 21 км на севере. Под Дербекинским папеограбеном мощность нарушенного фундамента составляет - 23-21 км, под Ольджойским - 29 км на востоке и 21 км на западе и под Нерским - 19-17 км.

Выше было показано, что СЗХЧ и ХСЗ располагаются на разнородных докайнозойских тектонических структурах Верхояно-Колымской складчатой системы. Однако, эти разнородные тектонические структуры и пространственно совпадающие с ними сейсмические зоны, объединяет то, что они подстилаются областью утоненной земной коры и системой линейных погребенных грабенов с сокращенной мощностью консолидированного слоя.

Третье защищаемое положение. Формирование зон сейсмического пояса Черского связано с современными тектоническими движениями вдоль ослабленных участков Яно-Колымской области утоненной земной коры и системы разнонаправленных погребенных грабенов с сокращенной мощностью консолидированного слоя.

Проведенное нами сопоставление структурных планов рельефа поверхности консолидированной коры, утоненных зон земной коры и сейсмических зон показывает их пространственное совпадение (рис. 5). Так, ХСЗ совпадает с Западно-Верхоянским погребенным грабеном и западной частью Янской зоны утоненной земной коры, а СЗХЧ совпадает со структурами

Ольджойского и Нерского погребенных грабенов и с Индигирской зоной утоненной коры.

На основе опубликованных данных по мощности земной коры, по глубинам залегания поверхности консолидированной коры и мощности осадочных толщ верхоянского комплекса (Штех, Мокшанцев, 1975; Натапов, 1984; Натапов, Сурмилова, 1986; Маскеу е1 а1„ 1998; Прокопьев и др., 2001) нами составлены структурно-геологические профили земной коры через центральную и северную части Верхоянской складчатой зоны.

На профиле через центральную часть Верхоянской складчатой зоны (рис. 6) четко выделяются две зоны с разной мощностью консолидированной коры. Восточная зона, совпадающая с СЗХЧ, расположена под Делакаг-Нерским антиклинорием и Инъяли-Дебинским синклинорием, где поверхности фундамента и Мохо залегают соответственно на глубинах 16-18 км и 35 км. Западная зона располагается под Куранахским антиклинорием и под Западно-Верхоянским грабеном, где поверхность кристаллического фундамента залегает на глубине 14-18 км, а поверхность Мохо на глубине 35 км.

Для выяснения связей СПЧ с зонами утоненной консолидированной коры на структурно-геологический профиль (рис. 6) были нанесены проекции известных глубин очагов некоторых крупных землетрясений (Имаев и др., 1990; 2000), произошедших в районах наиболее близких к составленному профилю. Небольшое количество очагов землетрясений, показанных на профиле, объясняется малым количеством определений глубин залегания гипоцентров землетрясений для этого района. Как видно на профиле, очаги землетрясений располагаются в пределах блоков утоненной консолидированной коры, но на разных уровнях.

Так, группа очагов землетрясений СЗХЧ, показанная на профиле в зоне Адыча-Тарынского разлома (рис. 6), соответствует глубинам 18, 21-23 и 29 км, установленным как в зоне самого Адыча-Тарынского разлома, так и южнее его - в зоне Чай-Юреинского разлома (Артыкское землетрясение).

Рис. 5. Схема эпицентров землетрясений сейсмического пояса Черского, мощности земной коры, погребенных рифтовых грабенов (прогибов) и главных тектонических структур Верхояно-Колымской складчатой системы (с использованием материалов Mackey, Fujita, Ruff, 1998 и Имаева, Имаевой, Козьмина, 2000, 2004). 1-3 - эпицентры землетрясений с магнитудой (М): 1 - 7.0 - 5.0, 2 - 5.0 - 4.0, 3 - < 4.0; 4 - границы главных тектонических структур, 5 - границы погребенных рифтовых грабенов с утоненной консолидированной корой в пределах Верхоянской складчатой зоны, 6 - изолинии мощности земной коры, в км. Грабены: ЗВ - Западно-Верхоянский, СД - Сетте-Дабанский, ОЛ - Опьджойский, HP - Нерский, ДР - Дербекинский, ВЛ - Вилюйский. Поднятия: Ян - Янское, Тм - Томпонское, Ох - Охотское.

Следует заметить, что данные разломы располагаются в юго-западной части погребенного Нерского грабена. Восточнее показан эпицентр землетрясения, располагающийся на глубине 17 км, в зоне разлома Улахан, который маркирует границу между структурами Верхоянской складчатой зоны и Колымо-Омолонского мегаблока.

В южной части ХСЗ в области утонения консолидированной коры показан только один эпицентр крупного землетрясения. Он располагается на глубине 16 км, между Куранахским антиклинорием и Сартангским синклинорием и соответственно в зоне влияния Центрально-Верхоянского разлома (Имаев и др., 1990), который ограничивает Западно-Верхоянский погребенный грабен с востока (рис. 6). Весьма примечательно, что к этой же зоне приурочено сгущение эпицентров землетрясений с небольшой магнитудой (М) до 4-4,5 (рис. 5).

Таким образом, особенность или неоднородность строения земной коры, показанная на приведенном профиле, заключается в том, что сейсмичность зоны хребта Черского и южной части Хараулахской зоны приурочена не столько к зонам с сокращенной мощности всей земной коры, сколько к участкам утоненного консолидированного слоя, сформированным в процессе среднепалеозойского рифтогенеза. В частности, к зонам ограничения Западно-Верхоянского и Нерского погребенных грабенов (рис. 6).

Основные черты строения консолидированной коры ХСЗ показаны на схематическом структурно-геологическом профиле через северную часть Верхоянской складчатой зоны - от Туора-Сисского поднятия на северо-западе до Куларского антиклинория на юго-востоке (рис. 7). Здесь также устанавливается не только общее сокращение мощности земной коры, но и уменьшение мощности консолидированной коры в юго-восточном направлении.

(СИБИРСКАЯ |1ППЙТ0!1)РЙ'1А

(копьшо-сшо конский

•МЕРАБПОК

Рис. 6. Схематический структурно-геологический разрез через центральную часть Верхоянской складчатой зоны.

Осадочные комплексы Предверхоянского прогиба и Верхоянской складчатой зоны: 1 - меловые, 2 - юрские, 3 - триасозые, 4 - пермские, 5 - каменноугольные; Колымо-Омолонского мегаблока: 6 - девонские, 7 - силурийские, 8 - ордовикские, 9 - позднедокембрийские; 10 - позднеюрские вулканогенно-осадочные Уяндино-Ясачненского пояса; 11 - породы неопределенного возраста; 12 - позднемезозойские коллизионные гранитоиды; 13 - кристаллический фундамент Северо-Азиатского кратона; 14 - фундамент Нахаттинского блока Колымо-Омолонского мегаблока; 15 - геологические границы; 16 - структурные линии. Разломы: 17 - надвиги, 18 - прочие, 19 - предполагаемые; 20 - межплитный шов; 21 - проекция глубин очагов некоторых землетрясений (по Имаев и др., 1990); 22 - предполагаемая поверхность консолидированного слоя земной коры. Буквенные обозначения: АТР - Адычэ-Тарынский разлом, Ул - шов Улахан. М - поверхность Мохо. Положение разреза см. на рис. 4.

Рис. 7. Схематический структурно-геологический разрез земной коры через северную часть Верхоянской складчатой зоны.

Осадочные комплексы: 1 - меловые, 2 - юрско-триасовые, 3 - триасовые, 4 - пермские, 5 - каменноугольные, 6 - кембрийские, 7 - позднедокембрийские; 8 - породы неопределенного возраста; 9 - консолидированный слой земной коры, 10 - геологические границы. 11 - структурные линии. Разломы: 12 - надвиги. 13 - прочие. 14 - предполагаемые, 15 - проекции глубин очагов некоторых землетрясений (по Имаев и др., 1990); 16 - предполагаемая поверхность консолидированного слоя земной коры. Буквенные обозначения: М - поверхность Мохо. Положение разреза см. на рис. 4.

На этот профиль также были нанесены гипоцентры крупных землетрясений в пределах губы Буор-Хая, Няйбинского кряжа и Булунских землетрясений (Имаев и др., 1990), которые располагаются на глубинах от 15 до 25 км под Хараулахским антиклинорием в северо-западной половине разреза (рис. 7). На приведенном профиле отчетливо видно, что гипоцентры землетрясений приурочены к зонам разломов ограничения западного и восточного бортов северной части Западно-Верхоянского погребенного рифтового грабена, который располагается под Хараулахским антиклинорием. Следует полагать, что и на территории ХСЗ сейсмическая активность приурочена к зоне погребенного грабена, который был сформирован в процессе неоднократного рифтогенеза - в позднем рифее, раннем кембрии и верхнем девоне (Булгакова, Колодезников, 1990; Колодезников, Стручков, 2001).

Проведенный нами анализ строения земной коры Верхоянской складчатой зоны показал, что сейсмичность в пределах этого пояса, в целом, связана с Яно-Колымской областью утоненной коры. Однако немаловажное, а может, и первостепенное, значение имеет существование в структуре фундамента этой области погребенных грабенов или линейных прогибов, образовавшихся, по крайней мере, в течение среднепапеозойского рифтогенеза. Так как именно в этих участках утонения консолидированной коры размещаются очаги землетрясений сейсмических зон пояса Черского (рис. 5, 6 и 7), и именно эти структуры, влияющие на формирование ослабленных зон земной коры,

являются наиболее благоприятными для проявления современных

»

тектонических движений. Этот вывод полностью согласуется с известным положением, что активные тектонические движения, прежде всего, наследуют и приспосабливаются к уже существующим нарушенным, ослабленным зонам земной коры, и такими зонами являются, прежде всего, погребенные палеорифтовые структуры. С этой точки зрения кайнозойские тектонические движения или сейсмические процессы в зонах СЗХЧ и ХСЗ наследуют ослабленные зоны земной коры Верхоянской складчатой зоны, которые маркируются зонами погребенных среднепапеозойских рифтовых грабенов.

Результаты наших исследований позволяют не только показать связи известных районов повышенной современной сейсмической опасности - СЗХЧ и ХСЗ с ослабленными зонами земной коры, но и прогнозировать зоны потенциально опасной сейсмичности на территории Восточной Якутии.

Так, потенциально опасными районами, где возможно проявление сильных землетрясений, предполагаются: на территории СЗХЧ - зоны северной и западной границ Ольджойского погребенного грабена и в южной части ХСЗ -район сочленения Западно-Верхоянского, Вилюйского и Дербекинского погребенных грабенов и, возможно, восточная часть территории Вилюйского палеорифта в пределах Сибирской платформы (рис. 5).

Весной 2008 года, когда данная работа была уже написана, на правобережье р. Лены (бассейн р. Дянышка) или в зоне сочленения Западно-Верхоянского и Вилюйского папеограбенов впервые для этого района было зарегистрировано два шестибалльных землетрясения.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Основные выводы диссертационной работы заключаются в следующем:

1. Сейсмический пояс Черского не является однородным сплошным поясом северо-западного простирания, а состоит из двух разобщенных сейсмических зон, которые развиваются на двух разных по направлению и природе тектонических структурах Верхояно-Колымской складчатой системы. СЗХЧ развивается в условиях сжатия вдоль системы разломов северо-западного направления в зоне сочленения Верхоянской складчатой зоны с Колымо-Омолонским мегаблоком. ХСЗ формируется в обстановке сжатия-растяжения вдоль системы разломов долготного направления в зоне сочленения Верхоянской складчатой зоны и Сибирской платформы.

2. В результате проведенных нами исследований установлено, что на территории Верхоянской складчатой зоны выделяется Яно-Колымская область утоненной земной коры. В пределах этой области и на поверхности

консолидированной коры Верхоянской складчатой зоны выделяется система отрицательных линейных прогибов: Западно-Верхоянский, Дербекинский, Ольджойский, Нерский и Сетте-Дабанский погребенные грабены, которые были сформированы в процессе неоднократных рифтогенных процессов в первой половине фанерозоя. Эти протяженные отрицательные линейные структуры, сохранившиеся в основании Верхоянской складчатой зоны, маркируют наиболее разрушенные, утоненные, ослабленные участки консолидированной и земной коры, с которыми пространственно связана сейсмичность пояса Черского. Таким образом, современные тектонические движения приспосабливаются к утоненным ослабленным зонам земной и консолидированной коры Верхоянской складчатой зоны.

3. Необходимость выявления и изучения геолого-геофизическими методами крупных отрицательных линейных прогибов в основании внешних зон складчатых областей, которые выражены зонами древних погребенных рифтогенных структур, является одной из важнейших задач сейсмологических исследований. Установление таких неоднородностей строения земной коры, которые являются потенциальными зонами проявления современных тектонических движений, позволит прогнозировать и более точно определить и оконтурить границы зон повышенной сейсмической опасности.

Список опубликованных работ по теме диссертации

1. Слепцов C.B., Третьяков М.Ф. Исследование количественных характеристик активных разломов Якутии при анализе сейсмической структуры // Проблемы геологии и освоения недр: Тезисы IV международного научного симпозиума имени академика М.А. Усова студентов, аспирантов и молодых ученых, посвященного 100-летию со дня открытия Томского политехнического университета. Томск, 2000. С. 65-66.

2. Слепцов C.B., Третьяков М.Ф. Сейсмотектоника и сейсмическое районирование западной части Олекмо-Становой сейсмической зоны // Строение литосферы и геодинамика: Тезисы XIX всероссийской молодежной конференции. Иркутск, 2001. С. 114-115.

3. Оксман B.C., Третьяков М.Ф. Сунтарская система разломов: кинематическая и геодинамическая интерпретации // Отечественная геология, 2001. №5. С. 53-55.

4. Имаев B.C., Имаева Л.П., Козьмин Б.М., Слепцов C.B., Третьяков М.Ф. Сейсмотектоника Якутии и проблема выделения границ литосферных плит на Северо-Востоке Азии // Проблемы геодинамики и прогноза землетрясений. 1-ый Российско-Японский семинар. Хабаровск: ИТИГ ДВО РАН. 2001. С. 7-17.

5. Имаев B.C., Имаева Л.П., Козьмин Б.М., Слепцов C.B., Третьяков М.Ф. Неотектоника и сейсмодинамика Северо-Востока Азии II Тектоника неогея и общие и региональные аспекты. Материалы XXXIV Тектонического совещания. М.: ГЕОС. 2001. С. 267-270.

6. Дмитриев П.С., Третьяков М.Ф. Тектонический рельеф зоны Сунтарской системы разломов // Наука и образование. Якутск. 2002. № 3. С. 2729.

7. Третьяков М.Ф., Деревцова О.Г. Связь современного сейсмического пояса Черского с тектоническими структурами Верхояно-колымского

орогенного пояса // Современные вопросы геологии. Материалы конференции 3-й Яншинские чтения. М.: Научный мир. 2003. С. 120-123.

8. Третьяков Ф.Ф., Третьяков М.Ф. Мощность земной коры западной части верхояно-колымских мезозоид и сейсмический пояс Черского // Напряженно-деформированное состояние и сейсмичность литосферы. Труды Всероссийского совещания «Напряженное состояние литосферы, ее деформация и сейсмичность». Новосибирск: Изд-во СО РАН, филиал "Гео", 2003. С. 450-452.

9. Дмитриев П.С., Третьяков М.Ф. Неотектонический рельеф верхнего течения р. Мома (Момский рифт) // Отечественная геология, 2003. № 3. С. 5860.

10. Третьяков М.Ф. Связь сейсмического пояса Черского с тектоническими структурами Верхояно-Колымских мезозоид II Горный информационно-аналитический бюллетень. М.: Мир горной книги. Выпуск 2. 2008. С. 158-161.

Формат 60x84 '/)6. Бумага офсетная. Печать офсетная. Гарнитура «Тайме». Усл. п. л. 1,63. Тираж 100 экз. Заказ № 24.

Издательство ЯНЦ СО РАН

677980, г. Якутск, ул. Петровского, 2, тел./факс: (411-2) 36-24-96 E-mail: fedorov@psb.ysh.ru

Содержание диссертации, кандидата геолого-минералогических наук, Третьяков, Максим Феликсович

Введение

Глава 1. Сейсмический пояс Черского

1.1 Сейсмическая зона хребта Черского

1.2 Хараулахская сейсмическая зона

Глава 2. Краткий обзор тектоники территории сейсмического пояса Черского

2.1 Главные тектонические элементы Верхояно-Колымской складчатой системы

2.2 Докайнозойские тектонические структуры сейсмической зоны хребта Черского

2.3 Докайнозойские тектонические структуры Хараулахской сейсмической зоны

2.4 Краткий обзор кайнозойских (неотектонических) структур

Глава 3. Элементы глубинного строения территории сейсмического пояса Черского

Глава 4. Связь сейсмического пояса Черского с особенностями строения земной коры Верхоянской складчатой зоны

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Особенности строения земной коры сейсмического пояса Черского"

Актуальность исследований. Пояса современной сейсмичности мира располагаются как в континентальных, так и в океанических областях Земли. Практический интерес представляют сейсмические пояса, проходящие в пределах материковых областей и их окраин, поскольку они являются опасными зонами для жизни и деятельности людей. В геологическом отношении сейсмические зоны и пояса располагаются вдоль активных окраин континентов и внутриконтинентальных коллизионных и аккреционных орогенных поясов поздпемезозойско-кайнозойского возраста. Одним из таких сейсмически активных поясов является внутриконтинентальный сейсмический пояс Черского (СПЧ), который располагается на Северо-Востоке России в пределах Верхояно-Колымской складчатой системы на территории Восточной Якутии и Магаданской области.

В настоящее время, в связи с перспективами промышленного освоения Восточной Якутии, активизируются сейсмологические исследования, поскольку вопросы, связанные с природой сейсмичности нояса Черского, не решены полностью. Одной из таких мало исследованных проблем остается связь сейсмичности с особенностями строения земной коры региона и истории ее формирования. Выявление этих закономерностей, анализ их причинно-следственных взаимоотношений позволят приблизиться к решению вопросов прогнозирования сейсмической активности СПЧ.

Цели и задачи исследований. Основной целью исследований является выяснение особенностей строения земной коры СПЧ, установление причин возникновения этих особенностей и их влияния на формирование отдельных сейсмических зон пояса Черского. Следует отметить, что такие исследования ранее практически не проводились. Для достижения этой цели были поставлены следующие задачи:

1. Проанализировать распределение очагов землетрясений СПЧ в пределах тектонических структур Верхояно-Колымской складчатой системы. Проанализировать геолого-геофизические данные и выявить особенности строения земной коры в пределах СПЧ.

2. Определить взаимосвязь особенностей строения земной коры в пределах СПЧ с геологической историей развития региона.

3. Установить связь пространственного положения зон сейсмического пояса Черского с особенностями строения земной коры региона.

Фактический материал. В основу работы положены доступные автору опубликованные материалы отечественных исследователей по строению и истории развития земной коры Верхояно-Колымской складчатой системы, а также данные специальных сейсмологических исследований по СПЧ. Автором был изучен и проанализирован большой объем фактического материала региональных геологических, геофизических и сейсмологических работ, полученного в разные годы (1960-2004 гг.) исследователями различных научных, научно-производственных и производственных организаций.

Методика исследований. Для определения особенностей строения земной коры и причин возникновения СПЧ использовался метод сравнительного анализа, которому были подвергнуты имеющиеся в распоряжении автора геолого-геофизические и сейсмологические материалы: схемы и карты сейсмичности, тектонического строения территории, мощности земной коры, рельефа поверхности консолидированной коры, главных разломов, неотектонических структур, а также геологические и геофизические профили вкрест простирания отдельных крупных тектонических элементов Верхоянской складчатой зоны.

Основные положения, защищаемые в диссертации.

1. В пределах рассматриваемой территории сейсмический пояс Черского состоит из двух разобщенных сейсмических зон, которые развиваются на двух разных по направлению и природе тектонических структурах Верхояно-Колымской складчатой системы. СПЧ не является сплошным поясом северо-западного простирания, а состоит из двух разобщенных друг от друга (в районе правобережья р. Яны) по направлению и природе составных зон. Сейсмическая зона хребта Черского северо-западного направления развивается в условиях сжатия вдоль зоны сочленения Верхоянской складчатой зоны с Колымо-Омолонским мегаблоком, а Хараулахская сейсмическая зона формируется в обстановке сжатия-растяжения вдоль зоны сочленения Верхоянской складчатой зоны с Сибирской платформой.

2. В пределах Верхоянской складчатой зоны выделяются Яно-Колымская область с утоненной земной корой и система разнонаправленных погребенных грабенов, которые маркируют наиболее ослабленные зоны консолидированного слоя.

В основании Верхоянской складчатой зоны выделяется Яно-Колымская область с утоненной земной корой, в пределах которой выделяется система разнонаправленных отрицательных линейных прогибов на поверхности фундамента. Это - Западно-Верхоянский, Дербекинский, Ольджойский, Нерский и Сетте-Дабанский погребенные грабены, маркирующие наиболее утоненные ослабленные зоны консолидированного слоя земной коры.

3. Формирование зон сейсмического пояса Черского связано с современными тектоническими движениями вдоль ослабленных участков Яно-Колымской области утоненной земной коры и системы разнонаправленных погребенных грабенов с сокращенной мощностью консолидированного слоя.

СПЧ, с составляющими его сейсмогенными зонами — хребта Черского и Хараулахской, унаследует и формируется вдоль ослабленных, максимально утоненных линейных прогибов в консолидированном слое Яно-Колымской области, которые сопоставляются с погребенными палеорнфтовыми грабенами, сохранившимися в основании Верхоянской складчатой зоны.

Научная новизна. Проведенный автором анализ геолого-гсофизических материалов по строению земной коры Верхоянской складчатой зоны позволил установить, что максимальная сейсмическая активность пояса Черского пространственно совпадает с Яно-Колымской областью наименьшей мощности земной коры. Более того, сейсмические зоны пояса Черского совпадают с зонами утонения консолидированного слоя, которые представлены прогибами в фундаменте или погребенными палеорнфтовыми структурами -Западно-Верхоянским, Нерским и другими грабенами. Таким образом, современные сейсмотектонические процессы СПЧ в пределах Верхоянской складчатой зоны унаследуют уже существующие ослабленные зоны в земной коре. Приуроченность активных кайнозойских тектонических процессов к наиболее глубоким прогибам на поверхности фундамента или к ослабленным линейным зонам консолидированного слоя земной коры позволяет объяснить не только одну из причин происхождения СПЧ, но и более точно определить границы зон современной сейсмической активности.

Практическое значение полученных результатов. В результате выполненных исследований показано, что важную роль в сейсмических исследованиях играет выявление и изучение геолого-геофизическими методами в пределах СПЧ зон утоненной земной коры и консолидированного слоя. Эти ослабленные зоны земной коры приурочены главным образом к участкам развития древних погребенных рифтогенных структур. Такого рода исследования являются одним из необходимых условий при решении важнейших задач сейсмологического районирования. Установление ослабленных зон в земной коре сейсмических поясов позволит более точно определить и оконтурить границы зон повышенной сейсмической опасности.

Апробация работы. Результаты исследований докладывались и обсуждались на IV международном научном симпозиуме студентов, аспирантов и молодых ученых имени академика М.А. Усова «Проблемы геологии и освоения недр» (Томск, 2000), XIX всероссийской молодежной конференции «Строение литосферы и геодинамика» (Иркутск, 2001), Научной конференции молодых ученых и аспирантов «Науки о Земле» (Якутск, 2002), Конференции молодых ученых 3-й Яншинские чтения «Современные вопросы геологии» (Москва, 2003), Аспирантских чтениях по наукам о Земле (Якутск , 2003), Всероссийском совещании «Напряженное состояние литосферы, ее деформация и сейсмичность» (Новосибирск, 2003), Региональной научно-практической конференции «Пути решения актуальных проблем геологии, добычи и переработки полезных ископаемых горнодобывающей промышленности» (Якутск, 2006). По теме диссертации опубликовано 10 научных работ.

Структура работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав и заключения. Работа содержит 91 страницу текста, 26 рисунков и 4 таблицы. Список литературы включает 97 наименований.

Заключение Диссертация по теме "Общая и региональная геология", Третьяков, Максим Феликсович

Выводы. Как показывают результаты сравнительного анализа проведенного нами, кайнозойские сейсмотектонические процессы СПЧ формируются вдоль ослабленных зон с утоненной земной корой в основании Верхоянской складчатой зоны. Но наиболее благоприятные условия проявления современных тектонических движений и сейсмичности происходят в тех структурах основания Верхоянской складчатой зоны, где выделяются и располагаются глубокие отрицательные линейные структуры поверхности консолидированной коры или погребенные палеорифтовые грабены (рис. 3.1, 4.6 и 4.7). Известно, что активизированные тектонические движения в пределах разных крупных тектонических областей мира всегда закономерно унаследуют уже существующие ослабленные зоны земной коры, приспосабливаются к этим зонам и в первую очередь подвергают их деформациям (Леонов, 2001).

Это отчетливо просматривается при наложении плана сейсмических зон СПЧ на структурный план погребенных рифтовых грабенов в основании Верхоянской складчатой зоны (рис. 4.8) и на профилях построенных вкрест структур Верхояно-Колымской складчатой системы (рис. 4.6 и 4.7). Особенности и неоднородности строения утоненной земной коры Верхоянской складчатой зоны, связанные с проявлением современной сейсмичности, в разных тектонических структурах под сейсмическим поясом Черского показаны также в таблице 4.1. В этой таблице видно, что очаги сильных землетрясений приурочены к тем участкам земной коры Верхоянской складчатой зоны, где консолидированный слой наиболее разрушен и толщина его составляет 30-50% мощности всей земной коры, даже в тех участках земной коры, где ее общая мощность достаточно высокая (например. Южно-Верхоянский синклинорий) (рис. 3.8 и табл. 4.1). Следовательно, вполне закономерно то, что кайнозойские сейсмотектонические процессы, которые формируют СПЧ, унаследуют существующие древние (допозднемезозойские) нарушенные ослабленные зоны земной и консолидированной коры Верхоянской складчатой зоны. Такие ослабленные зоны, как было показано выше, приурочены к глубоким отрицательным линейным структурам поверхности консолидированной коры, сопоставимым с погребенными палеорифтовыми грабенами, возникшими в процессе неоднократного рифтогепеза в позднем докембрии, раннем и среднем палеозое и которые сохранились в основании Верхоянской складчатой зоны. Таким образом, СПЧ и ее разнородные сейсмогенные зоны — хребта Черского и Хараулахская, проявившиеся в результате кайнозойских сейсмотектонических процессов, приспосабливаются и формируются вдоль уже существующих утоненных ослабленных зон консолидированной и земной коры Верхоянской складчатой зоны.

Это позволяет обосновать третье защищаемое положение: Формирование зон сейсмического пояса Черского связано с современными тектоническими движениями вдоль ослабленных участков Яно-Колымской области утоненной земной коры и системы разнонаправленных погребенных грабенов с сокращенной мощностью консолидированного слоя.

Подводя итоги, следует еще раз обратить внимание на то, что выявление геолого-геофизическими методами областей и зон с наиболее прогнутыми участками поверхности консолидированного слоя (фундамента), которые часто являются реликтами древних погребенных рифтогенных структур в основании внешних зон складчатых областей, является одной из важнейших задач сейсмологических исследований. Установление таких неоднородностей строения земной коры, которые являются потенциальными зонами активизации тектонических движений, позволит более точно определять, и оконтуривать границы поясов и зон современной сейсмической активности и решать вопросы их прогнозирования.

Результаты наших исследований позволяют не только показать связи известных районов повышенной современной сейсмической опасности - СЗХЧ и ХСЗ с ослабленными зонами земной коры, но и прогнозировать зоны потенциально крупных землетрясений па территории Восточной Якутии. Так, потенциально опасными районами, где возможно проявление сильных землетрясений, предполагаются: на территории СЗХЧ - зоны северной и западной границ Ольджойского погребенного грабена и в южной части ХСЗ - район сочленения Западно-Верхоянского, Вилюйского и Дербекинского погребенных грабенов и возможно восточная часть территории Вилюйского палеорифта в пределах Сибирской платформы (рис. 4.8).

Весной 2008 года, когда данная работа была уже написана, на правобережье р. Лены (бассейн р. Дянышка) или в зоне сочленения Западно-Верхоянского и Вилюйского палеограбенов впервые для этого района было зарегистрировано два шестибалльных землетрясения.

Заключение

1. Сейсмический пояс Черского не является однородным сплошным поясом северозападного простирания, а состоит из двух разобщенных сейсмических зон, которые развиваются на двух разных по направлению и природе тектонических структурах Верхояно-Колымской складчатой системы. СЗХЧ развивается в условиях сжатия вдоль системы разломов северо-западного направления в зоне сочленения Верхоянской складчатой зоны с Колымо-Омолонским мегаблоком. ХСЗ формируется в обстановке сжатия-растяжения вдоль системы разломов долготного направления в зоне сочленения Верхоянской складчатой зоны и Сибирской платформы.

2. В результате проведенных нами исследований установлено, что на территории Верхоянской складчатой зоны выделяется Яно-Колымская область утоненной земной коры. В пределах этой области и на поверхности консолидированной коры Верхоянской складчатой зоны, выделяется система отрицательных линейных прогибов: Западно-Верхоянский, Дербекинский, Ольджойский, Нерский и Сетте-Дабанский погребенные грабены, которые были сформированы в процессе неоднократных рифтогенных процессов в первой половине фанерозоя. Эти протяженные отрицательные линейные структуры, сохранившиеся в основании Верхоянской складчатой зоны, маркируют наиболее разрушенные, утоненные, ослабленные участки консолидированной и земной коры, с которыми пространственно связана сейсмичность пояса Черского. Таким образом, современные тектонические движения приспосабливаются к утоненным ослабленным зонам земной коры Верхоянской складчатой зоны.

3. Необходимость выявления и изучения геолого-геофизическими методами крупных отрицательных линейных прогибов в основании внешних зон складчатых областей, которые выражены зонами древних погребенных рифтогенных структур, является одной из важнейших задач сейсмологических исследований. Установление таких неоднородностей строения земной коры, которые являются потенциальными зонами проявления современных тектонических движений, позволит прогнозировать и более точно определить и оконтурить границы зон повышенной сейсмической опасности.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата геолого-минералогических наук, Третьяков, Максим Феликсович, Якутск

1. Архипов Ю.В., Климаш В.П., Попов Л.Н., Трущелев A.M., Шашкина И.А. Геологическое строение Былыньинского блока в центральной части Адыча-Тарынского разлома (верхнее течение р. Адыча) // Геотектоника, 1981, N 4, с. 78-89.

2. Беляевский Н.А. Земная кора в пределах территории СССР. М.: Недра, 1974. 280 с.

3. Белый В.Ф. Стратиграфия и структуры Охотско-Чукотского вулканогенного пояса. М.: Наука, 1977. 172 с.

4. Биджиев Р.А., Горшкова Е.Р., Леонов Б.Н. Государственная геологическая карта СССР. Масштаб 1:200 ООО. Серия Верхоянская. Лист S-52-III,IV. Объяснительная записка. Москва, 1979. 71 с.

5. Биджиев Р.А., Грошин С.И., Горшкова Е.Р., Гогина Н.И. Государственная геологическая карта СССР. Масштаб 1:200 000. Серия Нижнеленская. Лист S-52-VII,VIII. Объяснительная записка. Москва, 1977. 80 с.

6. Бобровников В.А., Измайлов Л.И. Современная структура и геодинамика земной коры юго-восточной части Яно-Колымской системы // Геофизические исследования при решении геологических задач. Магадан, 1989, с. 5-23.

7. Богданов Н.А. Тектоника Арктического океана // Геотектоника, 2004. № 3. С. 13-30.

8. Богданов Н.А., Добрецов Н.Л. Охотское океаническое вулканическое плато // Геология и геофизика, 2002. Т. 43. № 2. С. 101-114.

9. Богданов Н.А., Тильман С.М. Тектоника и геодинамика Северо-Востока Азии (Объяснительная записка к тектонической карте). М.: Издание Ин-та Литосферы РАН, 1992. 53 с.

10. Бондаренко Г.Е. Тектоника и геодинамическая эволюция мезозоид северного обрамления Тихого океана: Автореф. дисс. д-ра геол.-минерал. паук. М., 2004. 46 с.

11. Буалло Г. Геология окраин континентов. М.: Мир, 1985. 160 с.

12. Бяков А.С., Ведерников И.Л. Стратиграфия пермских отложений северо-восточного обрамления Охотского массива, центральной и юго-восточной частей Аян-Юряхского антиклинория. Препринт Магадан: СВКНИИ ДВО РАН. СВГПО, 1990. 69 с.

13. Ващилов Ю.Я. Блоково-слоистая модель земной коры и верхней мантии. М.: Наука, 1984. 240 с.

14. Володин В.Д. Государственная геологическая карта СССР. Масштаб 1:200 ООО. Серия . Лист P-55-XXII-XXIII. Объяснительная записка. 1956. С.

15. Гайдук В.В. Вилюйская среднепалеозойская рифтовая система. Якутск: ЯФ СО АН СССР, 1988. 128 с.

16. Гатинский Ю.Г., Рундквист Д.В. Современная геодинамика Евразии по результатам спутниковых измерений // Тектоника и геодинамика континентальной литосферы. Материалы XXXVI Тектонического совещания. Том 1. М.: ГЕОС, 2003. С. 127-131.

17. Гедько М.И. Уяндино-Ясачненская позднеюрская островная дуга (северо-восток СССР) // Геотектоника, 1988, N 3, с. 88-100.

18. Гогина Н.И., Грошин С.И. Государственная геологическая карта СССР. Масштаба 1:200 000. Серия Нижнеленская. Лист R-52-I,II. Объяснительная записка. Москва, 1976. 82 с.

19. Гогина Н.И. Государственная геологическая карта СССР. Масштаб 1:200 000. Серия Нижнеленская. Лист S-52-XXXI,XXXII. Объяснительная записка. Москва, 1979. 91 с.

20. Грачев А.Ф. Рифтовые зоны Земли. Л.: Недра. 1977. 246 с.

21. Гринберг Г.А., Гусев Г.С., Мокшанцев К.Б. Тектоника, формирование континентальной коры и полезные ископаемые Верхояно-Чукотской области / Тектоника территории СССР. М.: Наука, 1979. С. 197-207.

22. Гусев Г.С. Складчатые структуры и разломы Верхояно-Колымской системы мезозоид. М.: Наука, 1979. 208 с.

23. Данилов В.Г., Ставский А.П. Стратиграфия и литология Уяндино-Ясачненского вулканического пояса (Северо-Восток СССР) // Бюлл. Моск. Общ. Испытат. Природы. Отд. Геол., 1984, Т. 59, вып. 1, с. 44-56.

24. Драчев С.С. Тектоника рифтовой системы дна моря Лаптевых // Геотектоника, 2000. N6. С. 43-58.

25. Ермоленко В.Г. Стратиграфия среднеюрских отложений междуречья Берелех-Мяунджа // Материалы по геологии и полезным ископаемым Северо-Востока СССР. Магадан: Кн. изд-во, 1991. Вып. 27. С. 97-101.

26. Зоненшайн Л.П., Кузьмин М.И., Натапов Л.М. Тектоника литосферных плит территории СССР. Книга 1. М.: Недра, 1990а. 327 с.

27. Зоненшайн Л.П., Кузьмин М.И., Натапов Л.М. Тектоника литосферных плит территории СССР. Книга 2. М.: Недра, 19906. 334 с.

28. Зоненшайн Л.П., Савостин Л.А. Введение в геодинамику. М.: Недра, 1979. 311 с.

29. Ивенсен Ю.П. (отв. ред.). Осадочные и вулканогенно-осадочные формации Верхоянья Наука: Новосибирск, 1976. 134 с.

30. Ивенсен Ю.П., Амузинский В.А., Невойса Г.Г. Строение, история развития, магматизм и металлогения северной части Верхоянской складчатой зоны. Новосибирск.: Наука, 1975. 322 с.

31. Имаев B.C., Имаева Л.П., Козьмин Б.М. Активные разломы и сейсмотектоника Северо-Восточной Якутии. Якутск: ЯНЦ СО АН СССР, 1990. 140 с.

32. Имаев B.C., Имаева Л.П., Козьмин Б.М. Сейсмотектоника Якутии. М.: ГЕОС, 2000. 227 с.

33. Имаев B.C., Имаева Л.П., Козьмин Б.М., Макки К., Фуджита К. Сейсмотектонические процессы на границе литосферных плит Северо-Востока Азии и Аляски // Тихоокеанская геология, 1998. Т. 17. № 2. С. 3-17.

34. Коган А.Л. Постановка сейсмических работ методом КМПВ-ГСЗ с морского льда на шельфе Арктических морей (опыт работы в море Лаптевых) // Геофизические методы разведки в Арктике (сборник статей). Л. НИИГА. 1974. Вып. 9. С. 33-38.

35. Козьмин Б.М. Сейсмические пояса Якутии и механизмы очагов их землетрясений. М.: Наука, 1984. 125 с.

36. Козьмин Б.М., Имаев B.C., Имаева Л.П. Сейсмичность и современная геодинамика // Тектоника, геодинамика и металлогения территории Республики Саха (Якутия). / Отв. ред. Л.М. Парфенов, М.И. Кузьмин. М.: МАИК "Наука/Интерпериодика", 2001. С. 3368.

37. Колодезников И.И., Стручков К.К. Магматизм Хара-Улаха (Якутия). Якутск: Изд-во ЯГУ, 2001. 80 с.

38. Левашов К.К. Среднепалеозойская рифтовая зона Сетте-Дабана // Доклады АН СССР, 1974. Т. 219. № 3. С. 689-692.

39. Левашов К.К. Палеорифтовая структура восточного обрамления Сибирской платформы//Сов. геология, 1977. № 10. С. 59-75.

40. Леонов М.Г., Леонов Ю.Г. О понятии "консолидированная кора" и ее границах // Литосфера, 2002. № 4. С. 3-21.

41. Леонов Ю.Г. Континентальный рифтогенез: современные представления, проблемы и решения//Геотектоника, 2001.N2. С. 3-16.

42. Лобковский Л.И., Никишин A.M., Хаин В.Е. Современные проблемы геотектоники и геодинамики. М.: Научный мир, 2004. 612 с.

43. Мокшанцев К.Б., Горнштейн Д.К., Гусев Г.С. и др. Тектоника Якутии. Новосибирск: Наука, 1975. 198 с.

44. Натапов Л.М. (отв. ред.). Геологическая карта СССР. Масштаб 1:1000000 (новая серия). Лист-52, 53 Верхоянск. Объяснительная записка. Ленинград, 1984. 130 с.

45. Натапов Л.М., Сурмилова Е.П. (отв. ред.). Геологическая карта СССР. Масштаб 1:1000000 (новая серия). Лист-54, 55 — Хонуу. Объяснительная записка. Ленинград, 1986. 120 с.

46. Оксман B.C., Куренков С.А. Мунилканский комплекс офиолитов хребта Черского // Геотектоника, 1996. № 6. С. 44-57.

47. Оксман B.C., Парфенов Л.М., Прокопьев А.В., Тимофеев В.Ф., Третьяков Ф.Ф., Недосекин Ю.Д., Лейер П.В. Пояс офиолитов хребта Черского // Геология и геофизика, 1994, N 6, с. 3-20.

48. Парфенов Л.М. Континентальные окраины и островные дуги мезозоид северо-востока Азии. Новосибирск.: Наука, 1984. 192 с.

49. Парфенов Л.М. Террейны и история формирования мезозойских орогенных поясов Восточной Якутии // Тихоокеанская геология, 1995. т. 14, N 6, с. 32-43.

50. Парфенов JI.M., Козьмин Б.М., Гриненко О.В. и др. Геодинамические модели сейсмических поясов Якутии. Якутск: ЯФ СО АН СССР, 1987. 46 с.

51. Парфенов JI.M., Натапов JI.M., Соколов С.Д., Цуканов Н.В. Террейны и аккреционная тектоника Северо-Востока Азии // Геотектоника, 1993, N 1, с. 68-78.

52. Парфенов JI.M., Оксман B.C., Прокопьев А.В. и др. Коллаж террейнов Верхояно-Колымской орогенной области // Тектоника, геодинамика и металлогения территории Республики Саха (Якутия). М.: МАИК "Наука/Интерпериодика", 2001. С. 199-255.

53. Парфенов JI.M., Прокопьев А.В. Фронтальные надвиговые структуры Верхоянского складчатого пояса // Геология и геофизика, 1993, Т. 34. N 7, с. 23-34.

54. Парфенов Л.М., Прокопьев А.В., Спектор В.Б. Рельеф земной поверхности и история его формирования // Тектоника, геодинамика и металлогения территории Республики Саха (Якутия). М.: МАИК "Наука/Интерпериодика", 2001. С. 12-32.

55. Парфенов Л.М., Рожин С.С., Третьяков Ф.Ф. О природе Адыча-Тарынской зоны разломов (Восточное Верхоянье) // Геотектоника, 1988, N 4, с. 90-102.

56. Парфенов Л.М., Трущелев A.M. Позднетриасовая складчатость и олистостромы на юго-западном крыле Инъяли-Дебинского синклинория, их тектоническое положение и природа (Верхояно-Чукотская область) // Геология и геофизика, 1983. N 3. С. 7-20.

57. Петров А.Ф. (отв. ред.). Путеводитель экскурсии XIII сессии Научного совета по тектонике Сибири и Дальнего Востока. Якутский филиал СО АН СССР. Якутск, 1980. 40 с.

58. Петрология и геохимия позднедокембрийских интрузивных базигов Сибирской платформы. Новосибирск.: Наука, 1983. 206 с.

59. Прокопьев А.В. Верхояно-Черский коллизионный ороген // Тихоокеанская геология, 1998, Т. 17, N 5, с. 3-10.

60. Прокопьев А.В., Дейкуненко А.В. Деформационные структуры складчато-надвиговых поясов // Тектоника, геодинамика и металлогения территории Республики Саха (Якутия). М.: МАИК "Наука/Интерпериодика", 2001. С. 156-198.

61. Прокопьев А.В., Парфенов Л.М., Томшин М.Д., Колодезников И.И.Чехол Сибирской платформы и смежных складчато-надвиговых поясов // Тектоника, геодинамика иметаллогения территории Республики Саха (Якутия). М.: МАИК "Наука/Интерпериодика", 2001. С. 113-154.

62. Савостин JI.A., Драчев С.С. Кайнозойское сжатие в районе Новосибирских островов и его связь с раскрытием Евразийского бассейна // Океанология, 1988. Т. 28. № 5. С. 775-781.

63. Стогний Г.А., Стогний В.В. Геофизические поля восточной части Северо-Азиатского кратона. Якутск: ГУП НИПК "Сахаполиграфиздат", 2005. 174 с.

64. Структура и эволюция земной коры Якутии / Гусев Г.С., Петров А.Ф., Фрадкин Г.С. и др. М.: Наука, 1985. 248 с.

65. Суворов В.Д., Корнилова З.А. Мощность земной коры на юго-востоке Верхояно-Колымской складчатой системы // Тихоокеанская геология. 1986. № 4. С. 32-36.

66. Сурнин А.А. Позднеюрские ультраосновные и основные комплексы Колымского массива. Новосибирск: Наука, 1990. 160 с.

67. Тектоника Якутии / Отв. ред.Ю.Н. Трушков. Новосибирск: Наука, 1975. 198 с.

68. Тектоника, геодинамика и металлогения территории Республики Саха (Якутия). / Отв. ред. JI.M. Парфенов, М.И. Кузьмин. М.: МАИК "Наука/Интерпериодика", 2001. 571 с.

69. Третьяков Ф.Ф. Среднепалеозойские рифтовые структуры в основании Верхоянского складчатого пояса // Отечественная геология, 2004. № 5. С. 67-70.

70. Фридовский В.Ю., Соловьев Е.Э., Полуфунтикова Е.И. Динамика формирования и структуры юго-восточного сектора Адыча-Нерской металлогенической зоны // Отечественная геология, 2003. № 3. С. 16-21.

71. Хаип В.Е., Ломизе М.Г. Геотектоника с основами геодинамики. М.: Изд-во МГУ, 1995. 480 с.

72. Худолей А.К. Континентальный рифтогенез и пассивные окраины: тектоника и эволюция осадочных бассейнов. Учеб. пособие. СПб, 2004. 84 с.

73. Чехов А.Д. Тектоника Инъяли-Дебинского синклинория // Складчатые системы Дальнего Востока. Владивосток: ДВНЦ АН СССР, 1976. С. 3-64.

74. Чехов А.Д. Тектоническая эволюция Северо-Востока Азии (окраинноморская модель). М.: Научный мир, 2000. 204 с.

75. Шпикерман В.И. Домеловая минерагения Северо-Востока Азии. Магадан: СВКНИИ ДВО РАН, 1998.333 с.

76. Штех Г.И., Мокшанцев К.Б. Рельеф консолидированной коры // Тектоника Якутии. Новосибирск: Наука, 1975. С. 118-121.

77. Bally A.W., Scotese C.R., Ross M.I. North America; plate-tectonic setting and tectonic elements // The geology of North America. Vol. A. The geology of North America — An overview. The Geological Society of America, 1989. P. 1-15.

78. Fujita K., Stone D., Layer P.W. et al. Cooperative program helps decipher tectonics of Northeastern Russia // EOS. Trans. Amer. Geophys. Union. 1997. Vol. 78. N 24. P. 245,252-253.

79. Cook F.A., Brown L.D., Kaufman S., Oliver J.E., Petersen T.A. COCORP seismic profile of the Appalachian orogen beneath the central plain of Georgia // Geol. Soc. Amer. Bull. 1981. Part 1. Vol. 92. P. 738-748.

80. Cook D.B., Fujita K., McMullen C.A. Present-day plate interactions in Northeast Asia: North American, Eurasian, and Okhotsk plates // J. of Geodynamics. 1986. Vol. 6. P. 33-51.

81. Mackey K. G., Fujita K., Ruff L.J. Crustal thickness of northeast Russia // Tectonophysics. 1998. V. 284. P. 283-297.

82. Parfenov L.M. Tectonics of Verkhoyansk-Kolyma Mesozoides in context of plate tectonics // Tectonophysics, 1991, vol. 199, p. 319-342.

83. Parfenov L.M., Koz'min B.M., Grinenko O.V. et al. Geodynamies of the Chersky seismic belt // J. Geodynamies. 1988. N 9. P. 15-37.

84. Sheridan R.E. The Atlantic passive margin // The geology of North America. Vol. A. The geology of North America — An overview. The Geological Society of America, 1989. P. 8196.

85. Wernicke B. Low-angle normal faults and seismicity: a review // Journ. Geoph. Res. 1995, vol. 100, pp. 20159-20174.