Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Тектонофизический анализ разломно-блоковой делимости литосферы юга Восточной Сибири

ВАК РФ 04.00.04, Геотектоника

Автореферат диссертации по теме "Тектонофизический анализ разломно-блоковой делимости литосферы юга Восточной Сибири"

На правах рукописи

ЧЕРЕМНЫХ Александр Викторович

ТЕКТОНОФИЗИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ РАЗЛОМНО-БЛОКОВОЙ ДЕЛИМОСТИ ЛИТОСФЕРЫ ЮГА ВОСТОЧНОЙ СИБИРИ

Специальность 04.00.04 - геотектоника

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

НОВОСИБИРСК - 1998

Работа выполнена в лаборатории тектонофизики Института земной коры Сибирского отделения Российской Академии Наук

Научный руководитель:

доктор геолого- минералогических наук, профессор C.II. Шерман

Официальные оппоненты:

доктор геолого- минералогических паук, профессор Б.М. Чиков

доктор геолого- минералогических паук-профессор B.C. Старосельцев

Ведущая организация: Иркутский государственный технический университет (г. Иркутск)

Защита состоится " 48_" 1998 г. в '/В часов

на заседании диссертационного совета Д 002.50.03 в Объединенном институте геологии, геофизики и минералогии СО РАН, в конференц-зале. Адрес: 630090, Новосибирск-90, проспект Академика Коппога, 3.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ОИГГМ СО РАН. Автореферат разослан " /ь - 1998 г.

Ученый секретарь диссертационного

совета, к.1.-м.н. . ~ , - Н.М. Хабаров

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. Разломная тектоника играет определяющую роль I! структуре литосферы. Истоки учения о разломах связаны с именами I'. 'Зоплера, Э. Зюсса, А.П. Карпинского, И.В. Мушкетова, В.А. Обручева, A.B. Нэка, У. Хоббса, И.Д. Черского, A.B. Пейве и др. Более 50 лет назад академик A.B. Пейве (1945, 1956 и др.) показал геологическую и геофизическую значимость глубинных разломов как факторов структурного контроля в широком комплексе процессов в литосфере. Детальное изучение разломной тектоники (Ажгирей, 1966; Буртман, 1963, 1973; Ващилов, 1984; Гурари, Микуленко, Старосельцев и др., 1970; Красный, 1977, 1984; Мули, Хилл, 1956; Саньков, 1989; Суворов, 1968, 1973; Хаин, 1958; Хиллс, 1947; Чебаненко, 1963, 1977; Шерман, 1977; Шермаи и др., 1991, 1992, 1994; Wilson, 1953 и др.) показало, что развитие последних не исчерпывает деструктивный процесс в литосфере. Вслед за разломообразованием, при дальнейшем развитии процесса начинается формирование блоков - следующая стадия деструкции.

Под блоком (разломно-блоковой структурой), автор понимает, объем геологического субстрата (слоя горных пород, земной коры или литосферы), ограниченный разломами. Изучение блокового строения территорий является одной из разновидностей тектонического районирования значительных по масштабу территорий континентов, каковой является юг Восточной Сибири, и пределах которого активно развивается Байкальская рифтовая зона (БРЗ). Особенно это актуально для БРЗ, где ведущая роль принадлежит опускающимся и воздымающимся блокам. Известно, что разломообразование в литосфере происходит закономерно на всех иерархических уровнях. Несомненно, что блоки земной коры, размеры, форма и активность которых зависит от характера ограничивающих их разломов, так же подчиняются свойственным им закономерностям развития. Изучение основных черт строения, эволюции и взаимосвязи разломно-блоковой делимости литосферы с другими природными процессами является актуальной проблемой современной тектоники.

Цель работы. Выявление закономерности разломно-блоковой делимости и упорядоченности в распределении блоковых структур юга Восточной Сибири.

Основные ¡(¡дачи исследования: - Оценить влияние геодинамического режима литосферы на параметры и характер распределения разломно-блоковых структур юга Восточной

Сибири.

- На основе природных данных и лабораторных экспериментов установить закономерности формирования блоковых систем в зонах растяжения литосферы.

Фактический материал. Теоретической основой исследования является концепция слоисто-блокового строения литосферы. Качественный и количественный материал был получен: в результате полевых работ в составе тектонофизического отряда 1994-1997 гг. - 246 точек наблюдения характера трещиноватости, на пяти из которых произведен детальный замер размеров блоков; при проведении экспериментов физического моделирования (21 лабораторный опыт) и дополнен по литературным источникам.

Методы исследования. При обработке фактического материала использовались современные методы тектонофизического анализа. Физическое моделирование на установке «Разлом» в лаборатории тектонофизики Института земной коры СО РАН позволило проследить делимость упруго-вязкой среды во времени. Для установления влияния морфологии и размеров блоков при активизации структуры было применено математическое моделирование зон сочленения разломов. Для выявления зависимостей параметров блоков и геодинамических процессов широко использовались методы математической статистики. В необходимом объеме использовались геоморфологические и геофизические методы. Защищаемые научные положения и выводы:

1. Разломно-блоковая делимость литосферы является результатом многостадийного процесса развития систем разломов и может быть охарактеризована степенной зависимостью вида: L~ A-iY, где: L - среднегеометрический размер блоков; N - количество блоков; А и с - коэффициенты. А - зависит от максимального размера блока в выборке; c--0.2-0.35 - характеризуется относительным постоянством при разных геодинамических режимах;

2. Напряженное состояние литосферы влияет на морфологические особенности формирующихся блоков. Для зон растяжение литосферы характерны вытянутые в плане четырехугольные блоки, длинные стороны которых субперпендикулярны вектору растягивающих напряжений. Для сдвиговых зон наблюдается широкое развитие треугольных блоков;

3. Тектоническая активность блоковой структуры зависит от приложенной энергии и может быть оценена как функция ряда геолого-геофизических параметров, характеризующих процессы высвобождения глубинной энергии.

Научная новизна. Личный вклад. В работе рассмотрена упорядоченность распределения разноранговых блоков юга Восточной Сибири. Для этого были вычислены и обработаны статистическими методами среднегеометрические размеры разломно-блоковых структур: в моделях, в обнажениях горных пород, на геологических и тектонических картах различных масштабов, а также взяты из публикаций (Красный, 1984; Садовский и др., 1987). Условия активизации разломно-блоковых структур оценены с применением математического моделирования, основанного на принципах механики разрушения. Автором лично проведено 15 экспериментов физического моделирования и в 6 принято активное участие. Такой подход позволил определить этапность формирования разломно-блоковых структур в однородной среде и выявить основные черты сходства и отличия морфологии блоков при различных способах приложения нагрузки.

Практическая значнмость. Результаты исследования позволили установить структурную организацию разломно-блоковой делимости литосферы. Предложены методы оценки тектонической активности блоков и составлена карта относительной степени стабильности разломно-блоковых структур юга Восточной Сибири, которая может быть использована при сейсмическом районировании. Некоторые разработки полезны при исследовании месторождений полезных ископаемых.

Апробация работы. Основные положения работы докладывались на XXXI Тектоническом совещании «Тектоника и геодинамика: общие и региональные аспекты», Москва, 1998 г.; Научной конференции РФФИ «Геодинамика и эволюция Земли», Новосибирск, 1996 г.; XVII молодежной научной конференции Института земной коры «Строение литосферы и геодинамика», Иркутск, апрель 1997 г.; На научно-технических конференциях факультета геологии, геоипформатики и геоэкологии, Иркутского государственного технического университета, Иркутск, 1994, 1996, 1998 г.г., а также на семинарах лаборатории тектонофизики Института земной коры СО РАН. По теме диссертации опубликовано 8 работ.

Объем п структура работы. Диссертация общи^ объемом 206 страниц состоит из введения, пяти глав, заключения и трех приложений, иллюстрирована 40 рисунками и 9 таблицами. Список литературы включает 251 наименование.

Автор выражает глубокую признательность своему научному руководителю академику РАЕН, доктору геол.-мин. наук, профессору С.И.Шерману за постановку темы, советы по методике исследования, совместную разработку ряда положений и рекомендации по выполнению диссертации на различных этапах; старшим научным сотрудникам кандидатам геол.-мин. наук - В.А. Санькову, К. Ж. Семинскому, С.А. Борнякову, А.Н. Адамовичу, A.C. Гладкову за помощь при проведении исследований, практические советы по сбору полевого и экспериментального материала, прочтение рукописи и рекомендации по изложению материала.

Глава 1. РАЗЛОМНО-БЛОКОВЫЕ СТРУКТУРЫ (ОБЗОР ПРОБЛЕМЫ)

На основе литературных источников показана история формирования вопроса о блоковом строении земной поверхности. Обсуждаются возможные источники деструкции литосферы и определение самого объекта исследования (блока). Также приводятся существующие классификации разломно-блоковых структур.

В работах академика М.А. Садовского и др. (Садовский, Писаренко, 1990; Садовский, Болховнтиноп, Писаренко, 1987) разработано понятие геофизической среды и создана теоретическая предпосылка дальнейшего изучения ее блоковой неоднородности, «кусковатость» которой имеет закономерный дискретный ряд преимущественных размеров. Полимодальность в распределении блоков по размерам прослеживается от микроуровня до планетарных объектов, что говорит о всеобъемлющем масштабе данного явления. Экспериментальными методами (Соболев, Асатрян, 1990) было установлено, что процесс формирования блоков происходи! .стадийно. В процессе деструкции наблюдается разрушение блоков с уменьшением их размеров. Однако, некоторые границы блоков укрупняются с объединением нескольких первичных блоков, образуя разломпо-блоковые струюгуры более высокого ранга.

Наибольшими неоднородностями литосферы являются плиты, эволюция и взаимодействия которых рассмотрены в работах (Le Pichón, 1968; Morgan, 1968; Зоненшайн, 1971; Le Pichón et al, 1973; Кропоткин, 1973; Хаин, 1973 и др.). Следующий ранг имеют глобальные блоки - геоблоки по Л.И. Красному (1977, 1984). Блоковым структурам более низких рангов: мегаблокам, региональным, локальным и даже микроблокам посвящено большое количество работ. Чаще всего исследования направлены на кар-

тирование блоков с использованием различных методических подходов, однако, в некоторых работах разломно-блоковое строение сопоставляется с особенностями размещения полезных ископаемых (Чебаненко, 1963, 1977; Фаворская и др., 1969; Очиров, 1976; Красный, 1977; Тяпкин, 1986), с сейсмической активностью (Кочетков, 1977; Семенов, Серебряников, 1995), с особенностями глубинного строения земной коры (Ващилов, 1984; Билибина, 1986).

В настоящий период времени, актуальным вопросом является изучение параметров блоков и их сравнительный анализ в регионах с различным напряженным состоянием и геодинамическим режимом.

Глава 2. МЕТОДЫ ИЗУЧЕНИЯ ДЕЛИМОСТИ СРЕДЫ НА БЛОКИ

Приводится обзор методических приемов изучения неоднородностей тектоносферы. Методы подразделяются на геологические, геофизические, геоморфологические и экспериментальные. Разные методы исследования разломно-блоковых структур литосферы позволяют охарактеризовать блоковое строение геологической среды. Геологические методы наиболее информативны в подвижных областях, в которых можно достоверно картировать строение блоков и их разломных границ. Геофизические методы позволяют откартировать «скрытые» блоки, а также, горизонтальные (нижние) границы разломно-блоковых структур - важный параметр блоков. Хорошие результаты по изучению блоков рельефа дают геоморфологические и дистанционные (дешифрирование аэро- и космоснимков) методы. Моделирование тектонических процессов открывает возможности при минимальных затратах изучить динамику процесса и получить необходимый количественный материал для выявления статистических закономерностей. Оно помогает установить взаимосвязь формирующихся структур от граничных условий эксперимента и тгим, выявить характер природных взаимосвязей. Однако, лишь комплексное исследование (различными методами) неоднородности литосферы позволяет получить весь спектр особенностей её разломно-блокового строения.

В своих исследованиях мы применили несколько новых показателей. Гак, границей разломно-блоковой структуры мы считали разлом или его часть, разделяющую два соседних блока. Показатель активности границы -процентное отношение активизированных участков разлома ко всей его

длине. Участками активизации считались сегменты данного разлома, хорошо выраженные в рельефе, а также границы блоков, выделяющиеся линейным расположением эпицентров землетрясений в зоне динамического влияния разлома. Среднегеометрический размер блоков (X) вычислялся по формуле: I = ф.Г , где 5-площадь блока. Блочность пород по обнажению в целом (т. е. размер блоков Ь, отделенных друг от друга трещинами) вычислялась по формуле (Рац, Чернышев, 1970):

где оI, и2, аз - средние расстояния между трещинами трех систем наиболее густых трещин; а4, - то же для систем более редких трещин, развитых совместно с тремя первыми.

При изучении «вытянутое™» блоков применялось отношение длинной и короткой границ блока. За анализируемую геометрическую характеристику формы блока было взято количество углов, что позволило оценить геометрическую фигуру блока числом. Для разломных границ блоков, которые также являются информативными структурами, вычислялся размах волнистости границы - наибольшее отклонение границы от ее генерального простирания. За ориентировку блоков был принят азимут длинной границы блока. К изучению форм, размеров н параметров границ (длина, ориентировка, волнистость) блоков применялись методы математической статистики. Для установления динамики формирования блоков было проведено физическое моделирование данного процесса на глинистых пастах. Эксперименты проводились с использованием теории подобия и размерностей. Было применено математическое моделирование условий активизации разломно-блоковых структур. Использование различных методических приемов позволило установить некоторые закономерности блоковой делимости литосферы.

Ь =

аГа 2'"3

Глава 3. РАЗЛОМНО-БЛОКОВАЯ ТЕКТОНИКА ЮГА ВОСТОЧНОЙ СИБИРИ

В главе освещается тектоническое строение и разломно-блоковая делимость юга Восточной Сибири, центральное положение в которой занимает БРЗ. Байкальския рифтовая зона протяженностью более 2500 км

является ярчайшим примером континентальных рифтов. Б результате действия растягивающих тектонических напряжений (субгоризонтальных векторов растяжения (325° СЗ) и сжатия (55° СВ) Мишарина, 1967; Шер-ман, Днепровский, 1989) в ее пределах наблюдаются активные рельефооб-разующие процессы (Ласточкин, 1977; Леви, 1981, 1991), современное раз-ломообразование (Ружич, 1972; Шерман, 1977; Леви, 1980), повышенный тепловой поток из недр (Лысак, 1989), высокая сейсмическая активность (Голенецкий, 1977, 1986; Кочетков, 1977).

Нами было продолжено изучение тектонического строения данного региона, для чего в БРЗ и на сопредельных территориях изучались разно-ранговые разломно-блоковые структуры. Сопоставление региональных и.-' локальных разломов юга Восточной Сибири на геологических, неотектонических, геофизических, тектонических картах и схемах, составленных в разные годы различными коллективами исследователей, позволило установить структурное положение и ранг границ блоков. Были выделены региональные блоки - структуры, ограниченные разломами соответствующего ранга, а также иногда, разломами более высокого уровня при их (блоков) непосредственном примыкании к швам; локальные разломно-блоковые структуры, возникшие при рассечении региональных блоков разломами более низкого иерархического уровня. Результатом явилась схема разломно-блокового строения юга Восточной Сибири, центральное положение на которой занимает БРЗ, граничащая с Сибирской платформой на СЗ и Забайкальской областью мезозойской тектономагматической активизации на ЮВ.

Для выделенных разломно-блоковых структур района исследований был собран ряд геолого-геофизических характеристик, которые использовались при тектонофизическом анализе.

Анализ геометрических характеристик региональных блоков. В основу концепции изучения геометрии разломно-блоковых структур положено представление о том, что формы и размеры блоков зависят от типа напряженного состояния, условий деформирования среды, степени прочности связей с соседними блоками (Шерман, Черемиых, Адамович, 1996).

Форма блоков. За анализируемую геометрическую характеристику формы блока было взято количество углов, образующих его фигуру, что, конечно, не дает представления о полном разнообразии форм, однако, позволяет охарактеризовать блок числом его граней. Анализ проводился для БРЗ и, с целью сравнения, для некоторых районов Земного шара (Кали-

форния, Вьетнам - зоны сдвига, Камчатка, Средняя Азия, Кавказ - зоны сжатия, Рейнский грабен - растяжение и др.). На всех изученных территориях наиболее встречаемыми оказались трех- и четырехугольные блоки (80-90%) от общего количества), значительно реже встречались пятиугольные и шестиугольные (4-13%). Выяснилось, что отношение наиболее встречаемых форм блоков различно для регионов с различным напряженным состоянием (рис. 1). Так для зон растяжения литосферы наблюдалось преобладание четырехугольных блоков над треугольными (1:2,6 - 1:5), в зонах сжатия это преобладание было значительно ниже (1:1.1 - 1:2), а в сдвиговых зонах наблюдается либо равенство вышеназванных форм, либо даже преобладание треугольных блоков, формирование которых, по-нашему мнению, отражает сдвиговое поле напряжений.

Гистограммы встречаемости форм блоков А'ф^общ , % 76% ■■л:! 3 4 5 6 3 4 5 6 1 55 * Л5Ч ДД 3 4 5 6 1 46% 3 4 5 6 и 3 4

к еЦ №

Количество углов V блока (форма блока) 3 4 5

Характерная область Байкальская рифтовая зона 1 Рейнский _грабен __ Альпы Камчатка Сан-Андрсас (Калифорния) Красная Река

Тип напряженного состояния растяжение | сжатие | сдвиг

Отношение 1

преобладающих

форм блоков 1-5 1:2,6 1:1.6 1:1.1 1:1.2 1 0,89

(трех- к

четырехуюльным)

Рис. 1. Преобладающие формы разломно-блоковых структур в регионах с различными типами напряженного состояния литосферы.

Размеры одноранговых блоков значительно различаются в стабильных и тектонически активных областях. Стабильные территории характеризуются крупными в плане изометричными блоками, а активные области выделяются по развитию небольших по размеру закономерно вытянутых блоков.

Выше было отмечено, что на территории юга Восточной Сибири выделяются три самостоятельные тектонические области: Сибирская платформа, кайнозойская Байкальская рифтовая зона и область мезозойской активизации - Забайкалье, для них был проведен анализ геометрии регио-

напьных разломно-блоковых структур (табл. 1).

Геометрические характеристики региональных блоков Таблица 1.

^^Тектонические ^\области Параметры^^ Областей ^^ В целом по изученному региону Сибирская платформа Область мезозойской активизации (Забайкалье) Область кайнозойской активизации (БРЗ)

Количество блоков/границ 198/414 55/143 69/135 24/70

Наиболее часто встречаемые азимуты границ 320° 55° 325° 0° 35° 60° 315° 50° 330° 55°

Средняя длина границы по направлениям, км 51 122 113 72 139 132 56 122 30 120

Средний размах волнистости границы, км 1 7 5.3 4.5 6.3 3.8 1.4 5.7 0 7.5

Отношение длин границ основных направлений (3 15330° и 55°) 1:2.39 1:1.15 1:2.18 . 1:4

Среднегеометрический размер блоков, км 88 104 79 76

Соотношение преобладающих форм блоков (трех-к четырехугольным) 1:1.8 1:0.66 1:2.8 1:5

Анализ результатов статистической обработки выявил ряд особенностей:

1. Как в целом для юга Восточной Сибири, гак для отдельных областей видно превалирование двух основных (главных) субперпендикулярных направлений простирания границ региональных блоков: 320° СЗ и 55° СВ. Исключение представляет Сибирская платформа, на которой фиксируются еще два направления: 0° и 30° СВ.

2. Для первого главного направления (320° СЗ) отмечается меньшая длина границы блока, чем для второго.

3. Отношения длин границ главных направлений различны в изучаемых областях. Наибольшее фиксируется в БРЗ. '

4. Наибольшему размаху волнистости подвержены границы, согласованные с направлением 55° СВ, а наименьшему - гранит,I с простиранием ребра 320° СЗ. При этом следует отметить, что если минимальная величина волнистости границ первого главного направления наблюдается на Сибирской платформе, средняя - для Забайкалья, а максимальная - для гра-

ницы БРЗ, то для границ второго направления наблюдается противоположная картина.

5. В БРЗ наблюдается резкое преобладание четырехугольных блоков над треугольными (5:1). В Забайкалье так же наиболее встречаемыми являются четырехугольные блоки (соотношение с треугольными 2,8:1). Сибирская платформа характеризуется некоторым доминированием треугольных блоков над четырехугольными -отношение 1,5:1.

6. Средние поперечные размеры региональных блоков района характеризуются полимодальным распределением с модами 65, 90 и 120 км. Причем для БРЗ характерны моды 40, 60, 90 км (среднее по зоне 76 км); для Забайкалья - 65, 90, 110 км (среднее 79 км); для платформы 70, 120 км (среднее 104 км).

Анализ форм и размеров разломно-блоковых структур в регионах с различными геодинамическими режимами и типом напряженного состояния позволил установить следующие особенности:

1. Тип напряженного состояния литосферы способствует формированию блоков определенных форм.

2. Геодинам и чески активные области, примером которых является БРЗ, характеризуются небольшими по размеру и закономерно удлиненными блоками.

Условия актива ищи и разломно-блоковых структур. Активизация - процесс резкого усиления (или возобновления) тектонических движений в стабилизированных участках земной коры. Применительно к блокам это выражается в возобновлении движений по их разломным границам, вызывающее воздымание, опускание и «вращение» блоков, а также разрушение последних.

Предрасположенность разломно-блоковых структур к активизации рассматривалась с позиции соответствия геометрических форм блоков к действующему на изучаемой территории полю тектонических напряжений.

Для этого было проведено исследование, как простирание и длина границ региональных блоков юга Восточной Сибири влияет на степень их активности. Изучение состояло в математическом моделировании условий тектонической активности зон сочленения разломов в поле растяжения. Алгоритм механико-математических построений разработан в лаборатории тектонофизики Института земной коры (Адамович, 1991; Шерман и др., 1992). Коэффициент активности границ блока при характерном сочленении - расчетная величина, показывающая интенсивность напряжений на концах данной границы. В качестве фактического материала для модели-

рования были использованы средние значения длины границ региональных блоков (табл. 1). Наиболее распространенным сочленением разломов в пределах юга Восточной Сибири является ортогональное, причем в зависимости от области (Сибирская платформа, Забайкальская складчатая область, БРЗ), оно характеризуется различной длиной границы блока и углом между преимущественными направлениями, что и учитывалось при моделировании. При моделировании предполагалось, что растягивающие напряжения вызваны конвекцией в астеносфере и приложены к подошве литосферы.

Рассчитанные показатели тектонической активности границ блоков распределились следующим образом: ]) высокая степень активности наблюдается на границах блоков БРЗ, несколько меньшей активностью характеризуются границы разломно-блоковых структур Забайкальской складчатой области, наименьшие показатели активности границ региональных блоков фиксируются на Сибирской платформе; 2) большей активностью характеризуются границы разломно-блоковых структур, простирание которых субперпендикулярно вектору растягивающих напряжений (СЗ 325°- ЮВ 145°), т. е. вектору, определяющему тектонический режим.

Для сопоставления полученных результатов «предрасположенности» разломно-блоковых структур к активизации с природной картиной был проведен анализ показателя активности границ разломно-блоковых структур тектонических областей. Наибольшей степенью активности, как и следовало ожидать, характеризуются границы разломно-блоковых структур БРЗ. В Забайкалье также наблюдается высокая степень активности границ, хотя наиболее приспособленные к действующим напряжениям границы с аз. прост. СВ 10-90 проявляют меньшую степень активности, чем в БРЗ. Сибирская платформа отличается низкими значениями активности границ блоков и более равномерным интервалом простираний активизированных разломов. Исключение составляют границы с аз. прост. 295-305°, для которых наблюдается высокая степень активности, обусловленная современными подвижками по разломам Присаянья.

Проведенный анализ позволяет сделать вывод, что в активизацию вовлечены наиболее «приспособленные» к кайнозойскому полю напряжений разломы и вычленяемые ими блоки, т. е. ориентация блоков в действующем поле напряжений играет существенную роль при возобновлении тектонической активности.

Опыт анализа тектонической активности разломно-блоковых структур. Активность разломно-блоковой структуры зависит от эндогенных процессов, действующих на блок, а численно там выше, где большее количество энергии выделяется через поверхность блока или на его границах. Основными процессами высвобождения глубинной энергии мы считаем: рельефообразование, тепловой поток, тектонические движения по разломам и, как их результат, сейсмичность. Собранные нами характеристики эндогенных процессов имеют невысокую, но устойчивую корреляционную связь между собой, что говорит о взаимозависимости этих параметров.

Наиболее важным показателем геодинамической активности для нас является современная сейсмичность, поэтому, для количественного выражения степени стабильности блоков (St) и использования этого показателя в практической геологии, было получено уравнение взаимосвязи максимального известного энергетического класса землетрясения (К1ШЧ) в пределах блока и группой параметров, считая, что St пропорционально К,„ач:

St~Kmax = 0,0005А+3,22-1081 grad V | ш+0,002Р+114,9D+0,0002AM+6,747, где: А - амплитуда вертикальных неотектонических движений, м; | grad V | m - градиент скорости вертикальных неотектонических движений земной коры, год"1; Р - процентное выражение активности границ блока; D -средняя плотность разломов в блоке, ед/км ; ДМ - отклонения в мощности земной коры от среднего значения, м.

Уравнение было получено с помощью множественной регрессии. Для нахождения приведенной выше зависимости использовались только блоки, у которых были известны все входящие в формулу параметры, что позволило получить достоверную взаимосвязь Ктах как функции других параметров. Данная формула дает возможность оценки потенциальной сейсмической опасности территорий по небольшому числу геолого-геофизических параметров. По формуле была оценена степень стабильности (состояние относительного динамического равновесия) блоков юга Восточной Сибири (рис. 2).

Критерием разделения всей совокупности блоков на пять классов является разрушающая способность возможных на данной площади землетрясений - их интенсивность. Карта позволила показать различную относительную стабильность блоков внутри единых по тектоническому районирован и ю терр mop и й.

Восточной Сибири (Шерман, Черемных, Адамович, 1996).

Условные обозначения: 1 - 5 - степень стабильности разломно-блоковых структур: 1 - стабильные; 2 - относительно стабильные; 3 - относительно нестабильные; 4 - нестабильные; 5 - весьма нестабильные; 6 -разломы: а-установленные, б-предполагаемые; 7 - разломы под осадочным чехлом платформы: а-установленные, б-предполагаемые; 8 - активизированные участки разломов: а - трансрегиональных, б - региональных, в -локальных; 9 - эпицентры зафиксированных сильных землетрясений (К>13).

Глава 4. ФИЗИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ РАЗЛОМНО-БЛОКОВОЙ ДЕЛИМОСТИ ЛИТОСФЕРЫ

Для изучения условий формирования блоков и выявления особенностей геометрии этих структур было проведено физическое моделирование

деструктивного процесса на глинистых пастах. Физическое моделирование разломно-блоковых структур проводилось в лаборатории тектонофизики Института земной коры по методике (Шерман и др., 1983) с использованием критерия-комплекса подобия (Шерман, 1984):

Ут] ^Соп.и,

где: р-плотность, н/м; §-ускорение силы тяжести, м/с2; Ь-линейный размер, м; Т-время, с; т)-вязкость, Па*с.

Моделирование позволило изучить динамику блокообразовании при одноактном нагружении модели, а также наметить некоторые элементы сходства и отличия структурообразования при растяжении и срезе. Поэтапное развитие систем разноориентированных разломов формирует раз-ломно-блоковую делимость модели. Основной отличительной чертой делимости при различных типах нагружения модели является геометрическая форма разломно-блоковых структур (рис. 3). Физическое моделирование подтвердило вывод, что формы разломно-блоковых структур зависят от типа напряженного состояния и являются следствием деструктивного процесса при определенных условиях приложения нагрузки. Размеры блоковых неоднородностей зависят от стадии развития структуры, т.е. величины деформации. На поздних стадиях разрушения, и в условиях среза, и при растяжении, в пределах активных участков модели продолжается деструктивный процесс, результатом которого является дальнейшее уменьшение среднегеометрических размеров блоков; наряду с уменьшением размеров блоков наблюдается увеличение их «удлиненности» - отношения длины блока к его ширине.

Проведенные эксперименты позволили проследить делимость геологической среды в динамике и доказали, что формы и размеры блоков зависят от напряженного состояния и геодинамического режима развития.

Глава 5. НЕКОТОРЫЕ ОБЩИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ РАЗЛОМНО-БЛОКОВОЙ ДЕЛИМОСТИ ЛИТОСФЕРЫ

Одной из характерных особенностей современных геотектонически активных регионов является их разломно-блоковое строение. Нами рассматриваются некоторые общие закономерности разломно-блоковой делимости литосферы в условиях растяжения, а так же более общее свойство геофизической среды - структурная организация разломно-блоковой делимости.

Форма и ориентация блоков « пож растяжения. Изучение форм разломно-блоковых структур в регионах с различным напряженным со-

I

II

А

В

Рис. 3. Схемы эволюции разломно-блоковых структур в моделях в условиях деформаций растяжения (I) и среза (II). I - разрывы: а - сколы, б - отрывы; 2 - направления действия растягивающих (a¡) напряжений; 3 - направления смещения штампов экспериментальной установки «Разлом». А-Г - этапы дизъюнктивной стадии.

стоянием литосферы показало, что в зонах растяжения наблюдаются вытянутые четырехугольные их разновидности. Значительное преобладание прямоугольных, ромбовидных, трапециевидных и других четырехугольных форм можно объяснить параллельностью системы нормальных сбросов, формирующих структуру континентальных (и, очевидно, океанических) рифтов. Наблюдаемая «вытянутость» блоков и их размеры зависит от степени деструкции среды, чем выше последняя, тем большим отношением длины к ширине и меньшим среднегеометрическим размером характеризуются блоки. ,

Волнистость границ блоков - характерная особенность зон растяжения литосферы. Это обусловлено несколькими причинами. Во-первых, данная особенность является отличительной чертой дислокаций отрыва и связана с особенностями механики разрушения материалов. Во-вторых, континентальные рифты, как правило, формируются на консолидированной коре, частично «приспосабливаются» к древней структуре и «заимствуют» дорифтовые разломы, которые не всегда параллельны развивающейся зоне, из-за чего возникает «извилистость» границ блоков.

Структурная организация блочной среды оценивалась но основному ведущему показателю: соотношению между числом элементов множества (блоков).N и их средним поперечным размером - Ь. Исследуемые данные представляли собой выборки среднегеометрических размеров блоков различных рангов (рис. 4).

Распределение блоков по размерам может с достаточной вероятностью быть оценено степенной функцией. Таким образом, делимость геологической среды на блоки различных размеров характеризуется зависимостью среднегеометрических размеров структур (Ь) от их количества (Ы): ¿= А/!\Г (Шерман, Черемных, Адамович, 1996); где А и с -эмпирические коэффициенты, причем А- зависит от максимального размера анализируемых структур, а с - показывает характер уменьшения размера структур с увеличением их числа и является относительно постоянной величиной равной 0.2-0.35.

Сравнительный анализ размеров блоков выделенных рангов с существующими классификациями геологических объектов дал возможность обособить 6 иерархических уровней разломно-блоковых структур. Каждый из которых: микро, макро, локальный, региональный, трансрегиональный, глобальный - выражает связь блоков с определенными рангами разломов (Шерман и др., 1994), контролирует характерные для него рудные объекты и ареалы магматизма (Фаворская и др., 1969; Красный, 1977).

L

'3 100км-

1 k-y

£ НЮм-

Э

,, 4650 -Iforuiokir (Красный, 1984) 1Д KM)- ^ q •

1'criKi нал mi м с Гк'1

=-0,94

215

= N0,29

[■=-0,65

213

mc6.ii.k-It -j ..............Памир (Гельфянд и др., 1973) l(km)= ^тз5 ' г=г"0'77

81

Плок-ii фундамента Снбирскон пл атфорчы L(km)= ^ q 27 г=-0,6

32

Ряиюмно-блокопие ct¡ivkiy|ii.i на кяртя! мясштяба 1:2(10000 L(km)~ ' Г

Морфооруюурные (ijiok-H Зябяйкяльн (Симонов, 1972) L(km)——г=-0,9б

90

ILtokh n корен...... оПняжгннмх (Прпо.'п.чип.г) I .(см)= '

L(c»i)= -44-, ; г=-0.82

.íi.Hikn н моделях (физнческ-ос моделирование II а niKiincTi.il пястях)

tt^SÍ

¡.100 Ю00

Число блоков

(масштаб логарифмический)

N 2

, ; г=-0,82

Рис. 4. Структурная организация разломно-блоковой делимости литосферы.

Делимость среды на структурные неоднородности - блоки - происходит закономерно на всех иерархических уровнях. Однако на фоне общего структурного единства блоковой делимости наблюдаются некоторые особенности, характерные для зон растяжения литосферы.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Комплексное изучение разломно-блоковой делимости юга Восточной Сибири и других регионов мира позволило сделать следующие выводы:

1. Делимость среды на структурные неоднородности происходит закономерно на всех иерархических уровнях.

2. Формы блоков земной коры, зависят от типа напряженного состояния литосферы, при котором проходит деструкция. Для зон растяжения литосферы характерны удлиненные перпендикулярно действию растягивающих напряжений четырехугольные блоки. Причем, с увеличением деформации величина отношения длин их сторон возрастает, а среднегеометрический размер уменьшается. Сдвиговое поле напряжения способствует формированию треугольных блоков, особенно при длительном воздействии на деформируемую среду.

3.'Тектоническая активность разломно-блоковых структур может быть оценена как функция ряда геолого-геофизических параметров: амплитуды вертикальных неотектонических движений; градиента скорости вертикальных движений земной коры; показателя активности границ блока; средней плотности разломов в блоке; отклонения в мощности земной коры.

4. Особенности эволюции блокообразования при моделировании разломно-блоковых структур в условиях среза и растяжения, обстановках характерных для БРЗ, свидетельствуют, что блокообразование является результатом многостадийного процесса формирования разломов.

Таким образом, в работе охарактеризованы закономерности блоковой тектоники, типичные для зон растяжения литосферы, тектонотипом которых является Байкальская рифтовая зона, а также показаны более широкие особенности разломно-блоковой делимости. На очереди встают' такие важные вопросы, как изучение нижней (субгоризонтальной) границы блоков, связь формирования разнообразных полезных ископаемых с блоковой тектоникой, относительные перемещения блоков, как в современную, так и в предыдущие эпохи развития Земли.

По теме диссертации опубликованы следующие работы:

1. Шсрман С.И., Черемных A.B., Адамович А.Н. Разломно-блоковая делимость литосферы: закономерности структурной организации и тектонической активности // Геодинамика и эволюция Земли. Материалы к научной конференции РФФИ. Новосибирск, 1996, с. 74-77.

2. Черемных A.B., Кочнев А.П. Надвиги и взбросы Мамской мусковотонос-ной провинции // Вопросы прикладной геологии, геофизики и геоэкологии. Сборник докладов научно-технической конференции факультета геологии, геоинформатики и геоэкологии. Иркутск, 1996, с. 39-46.

3. Черемных A.B. Самоподобие разломно-блоковой делимости литосферы // Строение литосферы и геодинамика: Материалы XVII молодежной научной конференции. Иркутск: ЦАФГИ, 1997. с. 53.

4. Черемных A.B. Геометрические характеристики региональных блоков юга Восточной Сибири // Строение литосферы и геодинамика: Материалы XVII молодежной научной конференции. Иркутск: ЦАФГИ, 1997. с. 54-55.

5. Сизых 13.И., Черемных A.B. О механизме надвигообразования в кристаллическом фундаменте и осадочном чехле Сибирской платформы // Структурные парагенезы и их ансамбли. Материалы совещания. - М.: ГЕОС, 1997, с. 156-157.

6. Шерман С.И., Семинский К.Ж., Черемных A.B. Деструктивные зоны и разломно-блоковые структуры Центральной Азии // Тектоника и геодинамика: общие и региональные аспекты. Материалы XXXI Тектонического совещания. Том II. М.: ГЕОС, 1998. С.277-279.

7. Шерман С.И., Черемных A.B. Оценка движений блоков фундамента по амплитудам надвиговых перемещений осадочных толщ (новые результаты экспериментальных исследований) // Доклады Академии наук, 1998, Т. 358, №3, с. 381-383.

8. Гладков A.C., Черемных A.B., Лунина О.В. Особенности тектоники юрских отложений верхнего течения Ангары // Актуальные вопросы геологии и географии Сибири: Материалы научной конференции, посвященной 120-летию основания Томского государственного университета, 1-4 апреля 1998 г., Т.1. г. Томск: Том. гос. ун-т, 1998. с.45-48.

Мод. к печ.10.11.98. Формат 60x84/16.

11еч. офс. Усл. печ. л. 1.1 7. Тираж I 00 экз. Заказ

Отпечатано в МЗК СО РАН

Текст научной работыДиссертация по геологии, кандидата геолого-минералогических наук, Черемных, Александр Викторович, Иркутск

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК СИБИРСКОЕ ОТДЕЛЕНИЕ ИНСТИТУТ ЗЕМНОЙ КОРЫ

На правах рукописи

ЧЕРЕМНЫХ Александр Викторович

ТЕКТОНОФИЗИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ РАЗЛОМНО-БЛОКОВОЙ ДЕЛИМОСТИ ЛИТОСФЕРЫ ЮГА ВОСТОЧНОЙ СИБИРИ

Специальность 04.00.04 - геотектоника

ДИССЕРТАЦИЯ

на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

Научный руководитель доктор геолого-минералогических наук, профессор С.И. Шерман

ИРКУТСК - 1998

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение...................................................................................................................^

Глава 1. Разломно-блоковые структуры (обзор проблемы)...................................9.

1.1. Определение термина - "блок"......................................................................И

1.2. Основные причины и возможные механизмы

делимости литосферы на блоки...........................................................................М

1.3. Классификации блоковых структур...............................................................2.3

Глава 2. Методы изучения делимости среды на блоки.............. ...........................32

2.1. Геологические методы..................................................................................32

2.1.1. Общие положения................................ ....................................................32

2.1.2. Полевой тектонофизический анализ.......................................................33

2.2. Геофизические методы..................................................................................ЗЭ

2.3. Геоморфологические.....................................................................................442.4. Экспериментальные методы......................... ................................................4.8

2.5. Возможности использования и комплексирования методов.......................5.0

Глава 3. Разломно-блоковая тектоника юга Восточной Сибири........ ..................5.5

3.1. Тектоническое строение юга Восточной Сибири.,......................................5.5

3.1.1. Байкальская рифтовая зона......................... ............................................5.7

3.1.2. Забайкальская складчатая область..........................................................6.1

3.1.3. Сибирская платформа................. .............................................................6.3

3.2. Разломно-блоковая делимость юга Восточной Сибири.......... ....................66

3.2.1. Байкальская рифтовая зона в блоковой структуре

юга Восточной Сибири......................................................................................6.7

3.2.2. Геолого-геофизические характеристики разломно-блоковых структур юга Восточной Сибири......................................................................7.0

3.3. Тектонофизический анализ разломно-блоковой делимости

юга Восточной Сибири......................................................................................8.1

3.3.1. Анализ геометрических характеристик региональных блоков..............81

3.3.2. Условия активизации разломно-блоковых структур..............................9.1

3.3.3 Опыт анализа тектонической активности

разломно-блоковых структур............................................................................5.9

3.3.4. О различии прочностных свойств пород соседних блоков

в связи с активностью их границы.............................................10.4

Глава 4. Физическое моделирование разломно-блоковой

делимости литосферы.............................................................................................НО

4.1. Условия подобия и методика постановки экспериментов..........................110

4.2. Блокообразование в зонах растяжения литосферы......................................Ш

4.3. Блокообразование в условиях среза..............................................................117

4.4. Моделирование ситуаций характерных для некоторых

районов юга Восточной Сибири..........................................................................421

4.5. Сравнительный анализ закономерностей делимости среды

в условиях растяжения и среза............................................................................425

Глава 5. Некоторые общие закономерности разломно-блоковой

делимости литосферы..............................................................................................128

5.1. Форма и ориентация блоков в поле растяжения...........................................128

5.2. Волнистость границ блоков - характерная особенность

зон растяжения литосферы............................. ......................................................№

5.3. Структурная организация блочной среды.................. ..................................Ш

Заключение..............................................................................................................

Литература.......................................................................................143

Приложение 1: Вещественные комплексы блоков юга Восточной Сибири.......'/.63

Приложение 2: Таблица размеров блоков в коренных выходах горных пород.. .186 Приложение 3: Таблицы параметров блочности массивов горных пород

в Приолхонье...............................................................

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. Разломная тектоника играет определяющую роль в структуре литосферы. Истоки учения о разломах связаны с именами Р. Зонд ера, Э. Зюсса, А.П. Карпинского, И.В. Мушкетова, В.А. Обручева, A.B. Пейве, A.B. Пэка, У. Хоббса, И.Д. Черского.

Более 50 лет назад академик A.B. Пейве (1945, 1956 и др.) показал, что основной из типов разломов литосферы - глубинные разломы, "характеризующиеся длительностью и унаследовательностью развития, большим пространственным протяжением, большой глубиной заложения и определенной связью с формациями горных пород" (Пейве, 1956, с. 90), которые предопределяют и контролируют многие геологические процессы. Отсюда - их громадная роль в формировании геологических структур регионов и большое внимание к их изучению. Позже учение A.B. Пейве о глубинных разломах развивалось его учениками (А.П. Суворов, A.B. Лукьянов, A.C. Буртман и др.) и последователями (С.И. Шерман, H.A. Берзин и др.) в различных направлениях: выделение новых типов глубинных разломов (Ажгирей, 1966 и др.), их квантификации (Шерман и др., 1991, 1992, 1994; Саньков, 1989), их роли в структурном контроле магматизма и оруденения (Фаворская, Томсон и др., 1969; Хренов, 1971; Щеглов,1966, 1987 и др.). Было установлено, что глубинные разломы не всегда являются активными. Учитывая релаксацию геологической среды, они начинают "заживать" в своих "корнях". Первым это показал С.И. Шерман (1977) и предложил термин "генеральные разломы", как более нейтральный, не связанный с глубиной проникновения. "Генеральные разломы - линейно-вытянутые, протяженные и глубоко проникающие области концентрации напряжений в литосфере с хорошо выраженным вертикальным зональным строением (высокая плотность трещин, катаклаз, милонитизация, внутри разломные структуры течения), повышенной сейсмической активностью, повышенной проницаемостью для магм, гидротерм и тепловых потоков, существующие благодаря периодической активизации движений в разграничиваемых ими структурах" (Шерман,

1977, с.88). Близкое определение ранее было дано Ю.А. Косыгиным (1969).

С признанием и дальнейшим развитием концепции "новой глобальной тектоники" - термин "глубинный разлом" стал применяться только для крупных внутриплитных разломов: их по-прежнему называли глубинными или генеральными. Сегодня классификации разломов в основном строятся на генетическом и количественном принципах и образуют последовательный иерархический ряд (Дедеев, Запольнов, 1972; Вотах, 1979; Забродин, 1981; Хаин, Михайлов, 1985; Шерман и др., 1994). Детальное изучение разломной тектоники показало, что развитие последних не исчерпывает деструктивный процесс в литосфере. Вслед за разломообразованием, при дальнейшем развитии деструктивного процесса начинается формирование блоков - следующая стадия деструкции.

Под блоком (разломно-блоковой структурой), автор понимает, объем геологического субстрата (слоя горных пород, земной коры или литосферы), ограниченный разломами. Изучение блокового строения территорий является одной из разновидностей тектонического районирования значительных по масштабу территорий континентов, каковой является юг Восточной Сибири, в пределах которого активно развивается Байкальская рифтовая зона (БРЗ). Особенно это актуально для БРЗ, где ведущая роль принадлежит опускающимся и воздымающимся блокам.

Тектонофизический анализ, позволяющий оперировать цифровым материалом, способствует выявлению математических зависимостей между основными параметрами деструктивного процесса. Разломообразование в литосфере происходит закономерно на всех иерархических уровнях; изучены основные количественные параметры разломов, динамика разломообразования в литосфере (Несмеянов, 1970; Шерман, 1977, Шерман, Семинский, Борняков и др., 1991, 1992, 1994; Mandl, 199). Несомненно, что блоки земной коры, размеры, форма и активность которых зависит от характера ограничивающих их разломов, так же обладают свойственными им закономерностями развития. Кинематика блоков, составляющих структуру литосферы и влияющих на развитие в геологической среде многих природных процессов, является одной из характерных особенно-

стей геодинамики деструктивных зон литосферы. Изучение основных черт строения, эволюции и взаимосвязи разломно-блоковой делимости литосферы с другими природными процессами является актуальной проблемой современной тектоники.

Цель работы. Выявление закономерности разломно-блоковой делимости и упорядоченности в распределении блоковых структур юга Восточной Сибири. Основные задачи исследования:

- Оценить влияние геодинамического режима литосферы на параметры и характер распределения разломно-блоковых структур юга Восточной Сибири.

- На основе природных данных и лабораторных экспериментов установить закономерности формирования блоковых систем в зонах растяжения литосферы.

Фактический материал. Теоретической основой исследования является, концепция слоисто-блокового строения литосферы. Качественный и количественный материал был получен: в результате полевых работ в составе тектоно-физического отряда 1994-1997 гг. - 246 точек наблюдения характера трещино-ватости, на пяти из которых произведен детальный замер размеров блоков; при проведении экспериментов физического моделирования (21 лабораторный опыт) и дополнен по литературным источникам.

Методы исследования. При обработке фактического материала использовались современные методы тектонофизического анализа. Физическое моделирование на установке «Разлом» в лаборатории тектонофизики Института земной коры СО РАН позволило проследить делимость упруговязкой среды во времени. Для установления влияния морфологии и размеров блоков при активизации структуры было применено математическое моделирование зон сочленения разломов. Для выявления зависимостей параметров блоков и геодинамических процессов широко использовались методы математической статистики. В необходимом объеме использовались геоморфологические и геофизические методы.

Защищаемые научные положения и выводы:

1. Разломно-блоковая делимость литосферы является результатом многостадийного процесса развития систем разломов и может быть охарактеризована степенной зависимостью вида: Ь=А/№, где: Ь - среднегеометрический размер блоков; N - количество блоков; А и с - коэффициенты. А - зависит от максимального размера блока в выборке; с=0.2-0.35 - характеризуется относительным постоянством при разных геодинамических режимах;

2. Напряженное состояние литосферы влияет на морфологические особенности формирующихся блоков. Для зон растяжение литосферы характерны вытянутые в плане четырехугольные блоки, длинные стороны которых субперпендикулярны вектору растягивающих напряжений. Для сдвиговых зон наблюдается широкое развитие треугольных блоков;

3. Тектоническая' активность блоковой структуры зависит от приложенной энергии и может быть оценена как функция ряда геолого-геофизических параметров, характеризующих процессы высвобождения глубинной энергии. Научная новизна. Личный вклад. В работе рассмотрена упорядоченность

распределения разноранговых блоков юга Восточной Сибири. Для этого были вычислены и обработаны статистическими методами среднегеометрические размеры разломно-блоковых структур: в моделях, в обнажениях горных пород, на геологических и тектонических картах различных масштабов, а также взяты из публикаций (Красный, 1984; Садовский и др., 1987). Условия активизации разломно-блоковых структур оценены с применением математического моделирования, основанного на принципах механики разрушения. Автором лично проведено 15 экспериментов физического моделирования и в 6 принято активное участие. Такой подход позволил определить этапность формирования разломно-блоковых структур в однородной среде и выявить основные черты сходства и отличия морфологии блоков при различных способах приложения нагрузки.

Практическая значимость. Результаты исследования позволили установить структурную организацию разломно-блоковой делимости - основу геофи-

зической среды в понимании Садовского и др. (1987). Предложены методы оценки тектонической активности блоков и составлена карта относительной степени стабильности разломно-блоковых структур юга Восточной Сибири, которая может быть использована при сейсмическом районировании. Некоторые разработки вошли в научный отчет 1995 года по программе "Поиск", целью которой является изучение потенциальной нефтегазоносности юго-восточной окраины Сибирской платформы.

Апробация работы. Основные положения работы докладывались на XXXI Тектоническом совещании "Тектоника и геодинамика: общие и региональные аспекты", Москва, 1998 г.; Научной конференции РФФИ "Геодинамика и эволюция Земли", Новосибирск, 1996 г.; XVII молодежной научной конференции Института земной коры "Строение литосферы и геодинамика", Иркутск, апрель 1997 г.; На научно-технических конференциях факультета геологии, геоинформатики и геоэкологии, Иркутского государственного технического университета, Иркутск, 1994, 1996, 1998 г.г., а также на семинарах лаборатории тектонофизики Института земной коры СО РАН. По теме диссертации опубликовано 8 работ.

Объем и структура работы. Диссертация общим объемом 206 страниц состоит из введения, пяти глав, заключения и трех приложений, иллюстрирована 40 рисунками и 9 таблицами. Список литературы включает 251 наименование.

Автор выражает глубокую признательность своему научному руководителю академику РАЕН, доктору геол.-мин. наук, профессору С.И.Шерману за постановку темы, советы по методике исследования, совместную разработку ряда положений и рекомендации по выполнению диссертации на различных этапах; старшим научным сотрудникам кандидатам геол.-мин. наук - В.А. Санькову, К.Ж. Семинскому, С.А. Борнякову, А.Н. Адамовичу, A.C. Гладкову за помощь при проведении исследований, практические советы по сбору полевого и экспериментального материала, прочтение рукописи и рекомендации по изложению материала.

Глава 1. РАЗЛОМНО-БЛОКОВЫЕ СТРУКТУРЫ (обзор проблемы)

"Земная кора состоит из множества различных по составу, форме, величине и подвижности блоков, со всех сторон ограниченных тектоническими поверхностями - разломами, которые, также как и блоки, крайне разнообразны по морфологии, геологической истории и роли в структуре земной коры".

(A.B. Пейве, i960)

Вопрос о делимости земной коры на блоки неоднократно поднимался в литературе (Пейве, 1945, 1960, 1961; Петрушевский, 1965; Белоусов, 1958; Хаин, 1958; Красный, 1961, 1977, 1984; Карпова, 1968, Орлова, 1975; Фаворская, Томсон и др., 1969; Ващилов, 1984 и многие другие).

Основы учения о блоковой делимости литосферы были заложены работами А.Н. Заварицкого (1946), ранними работами по глубинным разломам А.В.Пейве (1945, 1948). О глыбовой тектонике земной коры писали Дж. Муди и М. Хилл (1956). М.А. Фаворская и др. (1969) показали, как повлияло изучение различных по масштабам блоков земной коры на ход дискуссии об основном типе дислокаций: глыбово-блоковом или пликативном (изгибовом). Ход дискуссии описывается со ссылками на таких исследователей в области тектоники, как В.В.Белоусов, В.Е.Хаин, А.В.Пейве, П.Н.Кропоткин.

Л.И. Красный (1977; 1984) показал, что литосфера разделена на глобальные разломно-блоковые структуры, и предложил для них термин геоблоки. Блоковое строение рельефа и вопросы его изучения рассматривались в работах A.B. Орловой (1975, 1981), Ю.Г. Симонова (1972), Л.Б. Аристарховой и Е.А. Пряхиной (1994), И.П. Герасимова и Е.Я. Ранцман (1973), "Развитие рельефа..."

(1994) и др. Огромный вклад в изучение неоднородности нашей планеты внесло применение геофизических методов исследования. Работами по сейсморазведке было установлено "слоистое" строение Земли в разрезе, а гравиразведка, широко применяемая при площадных съемках, позволила выявить неоднородное строение земной коры по латерали. В настоящий период времени, сейсмическая тамография позволяет изучать вертикальную неоднородность Земли до глубин 2900 км.

По мнению В.В. Белоусова (1978), существует общая делимость земной коры на множество различных по составу и строению блоков. Тектоническая делимость земной коры обсуждалась в работах А.Л. Яншина (1965), И.И. Чеба-ненко (1963, 1977), В.А. Дедеева и П.К. Куликова (1994) и многих других.

В работах М.А. Садовского и др. (Садовский, Писаренко, 1990; Садовский, Болховитинов, Писаренко, 1987) разработано понятие геофизической среды1 и создана теоретическая предпосылка дальнейшего изучения ее блоковой неоднородности, "кусковатость" которой имеет закономерный ряд преимущественных размеров. Полимодальность в распределении блоковых структур и других структурных единиц нашей планеты прослеживается от микроуровня до планетарных объектов, что говорит о всеобъемл�