книги из ГПНТБ / Уломов, В. И. Динамика земной коры Средней Азии и прогноз землетрясений

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Средняя Азия — одна из наиболее сейсмоактивных областей Советского Союза. На всей ее территории очаги землетрясений рас­ положены в пределах земной коры и главным образом в ее «гра­ нитной» толще. Исключение составляет район Памиро-Гиндуку- ша, где сейсмогенной является вся толща литосферы, аномально погруженной в астеносферу. Изучение распределения очагов зем­ летрясений в пространстве и во времени позволяет выявить опре­ деленные закономерности в деформировании земной коры Сред­ ней Азии. В частности, к ним относится корреляционная связь 'между сейсмичностью и глубинным строением, сейсмическим ре­ жимом и особенностями современного деформирования литосферы и др.

Глубинный рельеф подошвы земной коры, как и ее поверхно­

Тянь-Шаня, сформировавшейся в новейшее время из относитель­ но тонкой коры молодой эпипалеозойской платформы, как и вся современная тектоника орогенической области Средней Азии, представляет собой остаточные деформации литосферы, создан­ ные интенсивными горизонтальными геодинамическими напряже­ ниями, действующими со стороны Индийской и Таримской древ­ них платформ, а в конечном итоге — со стороны Памиро-Гинду- куша. Поэтому для восстановления картины деформирования зем­ ной коры и возникновения эпиплатформенного орогена следует рассматривать остаточные деформации коры в кинематическом и динамическом аспектах движения литосферных плит.

Очаги тектонических землетрясений представляют собой об­ ласти остаточных деформаций ограниченных объемов земной коры. Их размеры находятся в прямой связи с величиной землетрясе­ ний. Возникновению землетрясений предшествуют продолжитель­ ные упруго-пластические деформации значительных объемов зем­ ной коры. Поэтому всестороннее изучение особенностей новейших и современных движений земной коры и взаимодействия ее бло­ ков представляется наиболее перспективным путем к отысканию

191

способов долгосрочного прогнозирования землетрясений. В свою очередь, изучение особенностей деформирования очаговых обла­ стей отдельных землетрясений имеет существенное значение для понимания сейсмического режима больших территорий. Положи­ тельное решение важнейшей научно-технической проблемы крат­ косрочного прогноза сейсмических катастроф непосредственно связано с исследованиями очагов землетрясений и, прежде всего, физико-механических и других возможных процессов в них.

Разработанный нами метод сейсмических аномалий (MCA) дает возможность с помощью ЭВМ и графоаналитических пост­ роений изучать особенности глубинного строения основных гра­ ниц в земной коре и верхней мантии. Этим методом для террито­ рии восточной части Средней Азии построена схема глубинного строения рельефа подошвы земной коры (поверхность Мохоровнчича) и границы «гранит—базальт» (поверхность Конрада). На основании статистического материала сейсмологических и геолого­ геофизических наблюдений можно судить о реальной картине глу­ бинного строения, а также репродуцировать блоковую структуру верхней части литосферы. Блоки, представляющие собой квазипластические глыбы земной коры и литосферы в целом, взаимо­ действуют друг с другом по разделяющим их зонам разломов различной протяженности и глубины.

Выявленное дугообразное в плане строение земной коры Пами- ро-Тянь-Шаня характеризуется существенным погружением подош­ вы земной коры от 40—45 до 55—60 км в направлении к централь­ ным частям геоструктур и, по-видимому, отвечает реликтам ка­ ледонских и герцинских островных океанических дуг Тетиса. Тяньшаньские дуги вогнуты в южном направлении, а впадины распо­ ложены в их тыловых частях. Подошва земной коры Памира так­ же повторяет дугообразную форму его геологических структур. Дуги выгнуты на север, земная кора утолщается в южном на­ правлении на Северном Памире (до 65—70 км) и в северном на­ правлении — в Южном (45—50 км) . Особенностью строения зем­ ной коры Памира является резкий скачок в толщине, соответст­ вующий сейсмогенным глубинным (более 250 км) разломам Па- миро-Гиндукуша и обусловленный удвоением толщины коры в Северном Памире.

Поверхность К в земной коре Памиро-Тянь-Шаня и активизи­ рованной части Туранской плиты является естественной границей между высокоактивным в сейсмическом отношении верхним («гра­ нитным») и асейсмическим нижним («базальтовым») слоями коры.

геофизической характеристикой динамики земной коры. На тер­ ритории Тянь-Шаня, как и в большинстве сейсмоактивных райо­ нов земного шара, наибольшим скалывающим напряжениям под­ вержен «гранитный» слой, а в Памиро-Гиндукуше вся литосфера

192

находится в неуравновешенном состоянии. Различия в сейсмичес­ ком режиме-земной коры Северного и Южного Тянь-Шаня могут быть объяснены с позиции механики накопления тектонических нарушений.

Особенности повторяемости землетрясений различной величи­ ны и уровень сейсмической активности в разных по возрасту и прочности геоструктурах Средней Азии обусловлены последова­ тельным вовлечением в тектоническую активизацию достаточно консолидированных участков земной коры окраинных частей мо­ лодой Туранской плиты и Центрально-Казахстанского щита. При этом разупрочнение или «старение» материала земной коры про­ исходит с юга на север, т. е. от альпийских структур к герцинидам, а затем — к каледонидам и т. д. В этом же направлении понижа­ ется сейсмический фон слабых землетрясений, но возрастает ве­ роятность появления крупных, поскольку переработка коры осу­ ществляется путем «откалывания» больших блоков с последую­ щим их дроблением.

Разработанная и примененная нами методика редуцирования структуры земной коры позволяет изучать наряду с вертикальны­ ми горизонтальные движения литосферы в период новейшей тек­ тонической активизации. Анализ впервые построенных схем и карт, характеризующих новейшие движения, и сопоставление их с геолого-геофизической обстановкой в изучаемом регионе указы­ вают на главенствующую роль горизонтальных движений в эво­ люции земной коры и всей литосферы Средней Азии.

Поле горизонтальных и геодинамических напряжений и дефо­ рмаций земной коры Средней Азии неоднородно (неоднотипно) по структуре. Выделяются три основных типа поля, характеризую­ щиеся преимущественно сжимающими, сдвиговыми и растягиваю­ щими напряжениями и деформациями. Наибольшие сжимающие напряжения свойственны земной коре Памиро-Алая и Северного Тянь-Шаня, сдвиговые — центральной части Срединного Тянь-Ша­ ня, а растягивающие — восточной части Туранской плиты.

В связи с реологическими процессами, обеспечивающими ре­ лаксацию упругих напряжений в земной коре в течение примерно ІО4 лет, рассматриваемые поля геодинамических напряжений сле­

земной коры, что, в свою очередь, делает возможным привлечение результатов исследований новейших движений для задач сейсми­ ческого райои ироваиия.

Поле скорости тангенциальных новейших движений земной коры дополняет аналогичное поле, построенное только для верти­ кальной составляющей. Территории с низкими скоростями верти­ кальных движений характеризуются повышенными величинами горизонтальных перемещений и наоборот. В пределах таких тер-

рпторий сеіісмоактивные раііоны совпадают с участками наиболь­ ших градиентов скоростей тангенциальных движеннш Примером служат сейсмоактивные зоны Ферганской межгорной впадины и Центральных Кызылкумов. Величины скоростей и их градиентов для горизонтальной составляющей движений значительно превы­ шают аналогичные величины, характеризующие вертикальные тектоническII е движеиия.

Взаимодействие и деформирование блоков земной коры об­ ласти перехода от территории новейшей тектонической активиза­ ции к мо'лодой платформе находятся в непосредственной связи с динамикой литосферы всего Пампро-Алая и Тянь-Шаня. Значи­ тельное утолщение земной коры в Памнро-Алае п особенности проявления сейсмичности в этом районе указывают на удвоение толщины коры и литосферы за счет наползання более чем на 200 км структур Памира на структуры Южного Тянь-Шаня. При этом в плане наблюдается поворот но часовой стрелке земной коры Памира.

Деформация кручения против часовой стрелки блоков земной коры, обусловленная в конечном итоге интенсивным горизонталь­ ным перемещением пород по Таласо-Ферганскому разлому и слож­ ным взаимодействием Памиро-Тянь-Шаньскнх блоков, создает в Центральных Кызылкумах рифтоподобные зоны растяжения и правых сдвигов земной коры (левосторонний в плане излом и «от­ калывание» литосферы восточной части Туранской плиты). Этим в свою очередь объясняется механизм очагов местных кызылкум­ ских землетрясений и наблюдаемый здесь в последние годы про­ цесс интенсивного трещннообразования на земной поверхности.

Выявление особенностей деформирования земной коры Приташкентского района и Кызылкумов (синхронизм сейсмического режима, распределение полей сжимающих и растягивающих уп­ ругих напряжений и др.) позволяет подойти к долгосрочному прогнозу н проектированию исследований по поиску предвестни­ ков землетрясений в этих районах с новых позиций.

Комплексные исследования, проведенные нами при изучении природы Ташкентского землетрясения 1966 г. и его многочислен­ ных повторных толчков, позволили получить дополнительные све­ дения об особенностях деформирования пород в очаговой зоне тектонического землетрясения. Инструментальные наблюдения, организованные в непосредственной близости от очага, дали воз­ можность количественно оценить не только сейсмический эффект на земной поверхности в плейстосейстовой области, но и целый ряд других физических параметров, характеризующих очаг земле­ трясения:

а) размеры, энергетические характеристики и положение в пространстве очаговой области землетрясения и его повторных толчков;

б) связь между величинами деформаций горных пород в оча­ ге землетрясения и деформацией земной поверхности;

194

в) определенная закономерность в миграции и осцилляции очагов повторных толчков в пространстве и логарифмическая пе­ риодичность их возникновения во времени;

г) изменение во времени конфигурации графика повторяе­ мости афтершоков, заключающееся в постепенном его спрямлении в процессе повторных толчков и разупрочнения очаговой области; д) обнаружение гпдрогеохимических предвестников основного землетрясения и его повторных толчков, сейсмических предвест­ ников сильных афтершоков, электрических и других геофизичес­ ких явлений, связанных с процессами в очаге землетрясения и свндеіельствуюашх о пластических и растягивающе-разрывных

деформациях пород очаговой области.

Процессы деформирования пород в очаговой области текто­ нического землетрясения аналогичны процессам деформирования крупных блоков земной коры в сейсмогениых районах. Прежде всего это относится к явлениям миграции и осцилляции очагов землетрясении, трансформации графиков повторяемости сейсми­ ческих толчков, к процессам упрочнения и разупрочнения мате­ риала земной коры, распределению сильных и слабых землетря­ сении в пространстве и во времени, роли воды в земной коре и отдельных сейсмических очагах и т. д. Все это, еще раз указывает на необходимость совместного и согласованного изучения совре­ менных деформации земной коры, физико-механических и хими­ ческих процессов в очагах землетрясений.

С целью повышения оперативности сейсмической службы на Ташкентском гсодннамичсском полигоне разработана и создана система телеметрической передачи сейсмологической информации на расстояния до 30—40 км. Разрешающая возможность сейсмо­ телеметрической группы в определении времен вступлений сей­ смических волн на порядок выше аналогичных наблюдений дис­ кретной системой станций, идентичных по динамическим парамет­ рам. Разработана методика оперативной обработки получаемой информации с целью определения основных параметров очагов землетрясений (координаты, энергия). Сбор сейсмической инфор­ мации в едином центре в электрической форме позволяет осуще­

Таким образом, проблема прогноза землетрясений может быть решена лишь при условии комплексного подхода к сейсмологи­ ческим исследованиям. Необходим огромный разносторонний фактический материал, полученный в реальных условиях, синх­ ронный во времени и пространстве и высококачественный по свое­ му исполнению. Существенную роль при этом должны играть ав­ томатизация инструментальных наблюдений и широкое примене­ ние современной электронно-вычислительной техники.

195

А п р о д о в В. А. Сходство и различия неотектоники и сейсмотектоники КурилоКамчатской островной дуги и Азиатского мобильного пояса. В сб. «Акти­

197

198

199