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

границы со скоростью Ѵо (отрезок A'D) и преломляется в верх­ нюю среду под углом

і = D1DB' = arc sin -pL

где V] — скорость распространения волны в слое M'N.

Рис. 9 . Влияние на точность вычисления глубины

о, б, в —варианты залегания преломляющей границы; N —поверх­ ность наблюдения; М —горизонтальная площадка изучаемой гра­ ницы; Ж '—возможное положение этой площадки; Я —глубина залегания площадки М, вычисленная методом MCA; AB и D B 1— проекции на плоскость чертежа лучей волн в слое M N; CD— глубина площадки М ’ с учетом сейсмического сноса; oh и Ы— отклонения площадки М' по глубине и в плане от площадки М.

Тогда, начиная отсчет времени от линии АА' и имея в виду условие сохранения времени прихода волны на станцию В', по­ лучим:

где AB' — трасса луча в слое ММ при преломлении его горизон­ тальной границей, DB' — то же, в случае наклонной границы.

40

Из геометрических представлении согласно чертежу находим:.

Решая это уравнение, получаем

б/ = Я-С,

где

COS а |s i n (г—a)— sin /j

^cos I [sin г'-sin ( i —a)— COS aj

Аналогично находим:

Отсюда 8 h = HE, где

£ = 1 — (tgi — C )-ctg (i-a).

Зависимости (29) и (30) изображены графически на рисунке- 9 б. В этом варианте положения наклонной границы обе величи­ ны бh и бI имеют отрицательный знак, т. е. указывают на завыше­

V = arc sin (sin i-cos a).

Тогда, следуя геометрическому построению рис. 9 в, получим

SA = AB - CD = H — (tftg i + о/) ctg (i + a).

41

Величина 6А, как и в предыдущих случаях, имеет отрицатель­ ный знак и указывает на занижение глубины в пункте, определен-

Для того, чтобы определить пределы изменения а, обратимся к рисунку ІО а, где показаны максимальные углы наклона подошвы земной коры в платформенных (/) районах и областях палеозой­ ской (2) и альпийской (3) складчатости. Исследования показыва­ ют, что даже в районах с резко дифференцированным глубинным рельефом (Памир и островные дуги) углы наклона границы Мохоровичича не превышают в среднем 14—15°. Углы наклона подо­ швы земной коры в области палеозойской складчатости равны 8—9°. Для Средней Азии исключение составляет, по-видимому, лишь район центральной части Чаткальского хребта, толщина зем­

варьирует в пределах ±5 км в поперечном по отношению к линии эпицентр—станция направлении и в пределах ± 15 км вдоль него. При а=!5° эти величины повышаются примерно в два раза. По­

42

Г л а в а III

ГЛУБИННОЕ СТРОЕНИЕ И ОСОБЕННОСТИ ДЕФОРМИРОВАНИЯ ЗЕМНОЙ КОРЫ ВОСТОКА СРЕДНЕЙ АЗИИ

Взгляд на тектонику окружающей территории

Район наших исследований расположен между 36—45° с. ш_ и 63—80° в. д. Однако для лучшего понимания тектоники изучаемо­ го региона мы рассмотрим более обширную территорию. Это за­ падная часть Центральной (или Высокой) Азии, включающая в: себя, кроме Памира и Тянь-Шаня, высокогорные сооружения Гин­ дукуша, Каракорума, Кунь-Луня и Гималаев, Тибетское нагорье,, пустыни Такла-Макан и Кызылкумы, а также северную часть по­ луострова Индостан.

Средняя Азия — одна из наиболее сейсмоактивных областей страны ■— характеризуется сложным геологическим строением, вы­ сокой современной мобильностью земной коры и сильно расчленен­ ным рельефом с чередующимися горными хребтами и крупными межгорными впадинами (рис. 11). Северная ее часть образована Тянь-Шанем, южная — Памиром. Тянь-Шань, в свою очередь, де­ лится на Северный, окаймленный с юга хребтами Терскей-Алатау, Таласским и Каратау, Срединный (или Центральный), ограничен­ ный на юге Ферганской долиной, и Южный (или Алай) — хребты Туркестанский, Зарафшанский, Алайский, Гиссарский и Кокшаалтау.

Памир, отделенный от Тянь-Шаня узкой Алайской долиной,, также делится на три части: Северный, связываемый большинст­ вом исследователей с горными сооружениями Кунь-Луня, Южный, который рассматривается как система Гиндукуш—Памир—Кара­ корум и Центральный, заключенный между ними.

Территория Средней Азии отличается исключительной правиль­ ностью очертаний горных сооружений и равнинных пространств. Туранская низменность имеет почти идеально квадратную форму с равномерно размещенными на ней параллельными друг другу и вытянутыми на северо-запад хребтами (Каратау, Нуратау, Тамдытау, Копетдаг). Дугообразный и плавный разворот этих хребтов, на северо-восток выпуклостью к югу, неожиданное подобие югозападных горных ответвлений Чаткала и Гиссара на западных окраинах Тянь-Шаня, отгородивших две крупные межгорные впа-

44

дины — Ферганскую и Афгано-Таджикскую, симметричность дугам Тянь-Шаня дугообразно вогнутых к северу хребтов Памира — вот

далеко не полный перечень «чудес» рельефа земной поверхности Средней Азии.

Не случайно этот район Земли издавна привлекал к себе мно­ гих исследователей. Начиная с А. Гумбольдта (1843), Ф. Рихтгофе­ на (1877), И. В. Мушкетова (1881) и кончая исследованиями сего­ дняшних дней, тектоника и геологическое строение этого сегмента Земли освещаются все с новых и новых позиций.

Тектоника рассматриваемой территории и особенно Памира и Тянь-Шаня широко и разносторонне представлена в геологической литературе. Однако из-за мно­ гочисленных противоречий во взглядах исследователей на интерпретацию того или иного фактического материала сде­ лать даже общее описание оказалось весьма трудным.

Значительные сложности в по-

Рнс. 12. Схема расположения района исследований.

/ —докембрпйскне Индийская и Таримская платформы; 2 —Тнбетскнй срединный массив с мезозойским покровом; 3 —область каледонской

бинные разломы; р-граница между Тураиской плитой и эпнплатформеиным орогеном. Штрих- -пунктиром показан район исследований. Гео­ логические данные приведены по тектоничес­

кой карте Евразии (рсд. акад. А. Л. Яншин,

ІУбб)

иимании литературных источников, в первую очередь, создает неоправданное обилие в них геологических терминов, сложнейших по конструкции, но зачастую носящих одинаковое смысловое содержа­ ние. Крайне неудовлетворительно практически полное отсутствие количественных оценок конкретных процессов или явлений дефор­ мирования земной коры.

Ниже рассмотрим тектонические особенности и взаимосвязь геоструктур Высокой Азии и их возможное влияние на тектонику Памиро-Тянь-Шаня.

Рассматриваемая территория зажата между крупными блоками (вернее плитами) консолидированной в разное геологическое время земной коры: иа севере и западе это Центрально-Казахстан­ ский щит и Туранская плита Урало-Сибирской платформы; на вос­ токе — Таримская и на юге — Индийская платформа (рис. 12).

Тектоническая природа внутриконтинентальных мобильных поясов, к каковым относится и Высокая Азия, весьма своеобразна

46

и различными исследователями трактуется по-разному. Одни счи­

тия континентальной земной коры (Белоусов, 1962; Шульц, 1948, 1959; и др.).

По мнению В. В. Белоусова (1962), внутриконтинентальная но­ вейшая активизация земной коры несопоставима с геосинклинальным режимом и ее следует рассматривать как самостоятельное, своеобразное тектоническое явление. Другие же, наоборот, усмат­ ривают сходство неотектоники Азиатского мобильного пояса и оке­

и др.). Одна из первых попыток нахождения древних «ископае­ мых» дуг в нашей стране принадлежит П. Н. Кропоткину (1950), по мнению которого антиклинории Центрального Казахстана в раннем палеозое «несомненно, очень напоминали современные вул­ канические островные дуги».

Поиск сходства и установление генетической связи между раз­ вивающимися в настоящее время островными дугами и их релик­ тами в глубине континентов становится наиболее актуальным в связи с зарождением сейчас новой глобальной теории неомобилизма или плитовой тектоники.

Автор причисляет себя к сторонникам мобилизма и считает, что во многих случаях возникновение областей тектонической ак­

оставалась относительно стабильной во все последующие геологи­ ческие эпохи (Wadia, 1949; Кришнам, 1954; и др.).

Новейшие тектонические движения, возникшие около 30 млн. лет назад в олигоцене, Индийский полуостров затронули слабо, распространившись в виде незначительных поднятий на обширные территории Индостана. Наибольшее поднятие испытала централь­ ная часть полуострова, где образовались Деканское плато и сводо­ во-глыбовые поднятия по его окраинам. В южных районах появи­ лись горстовые структуры. В результате опускания сопредельных участков дна морей на них накопились значительные толщи моло­ дых отложений, а прибрежные районы полуострова местами по-

47

■крылись водой. Дифференцированные тектонические движения, создавшие перечисленные подвижные зоны, продолжаются и в сов­ ременную эпоху. Об этом свидетельствуют молодой рельеф горных

данные, А. Гансер приходит к заключению, что движение к северу Индийской платформы послужило причиной образования всего па­ мирского и тянь-шанского скучивания хребтов и конфигурации их простираний. Поддвигание же Индостана под Гималаи создало не только эту высокогорную цепь, но и поднятие Тибета. О влиянии

Индостана по отношению к Азми указывают и другие зарубежные и советские исследователи, занимающие мобилистические позиции (И. Е. Губин, П. Н. Кропоткин, С. А. Захаров и др.). По резуль­ татам палеомагнитных и палеогеографических исследований (Хра­ мов и др., 1965; Кропоткин, 1964; и др.), только за последние 20 млн. лет Индостан переместился к северу более, чем на 2000 км (ско­ рость движения >10 см/год). И наконец, примечательно высказы­ вание В. Е. Хайна, никогда ранее не занимавшего позиции мобнлизма: «Параллельно с накоплением принципиально новых гео­

одного из доказательств нереальности таких движений земной ко­ ры и литосферы приводят довод о существовании глобальной систе­ мы разломов (линеаментов), общих для континентов и океанов. В частности, называют линеамент, выраженный в Индийском океа­ не хребтами Чагос, Мальдивским и Лаккадивским, и якобы уходя­ щий через Индостан, Памирское скучивание, Центральный Казах­

В. Е. Хайна, является хотя и серьезным аргументом против мобилизма, но не непреодолимым. Так, совершенно не исключается воз­ можность перемещения к северу плиты литосферы Индостана вдоль этих линеаментов, играющих в этом случае роль направляю­ щих линейных глубинных разломов. Говорят также о «просвечива­ нии» подастеносферных разломов сквозь литосферу движущихся континентов и океанов и т. д.

48

•Т а р и м с к а я п л а т ф о р м а (или плита), на западе разделяю* Щая Тянь-Шань и Кунь-Лунь, так же, как и Индийская, докембрийского возраста. Тарим — это область умеренного поднятия, принадлежащая к участкам слабой новейшей тектонической актив­ ности (Синицын, 1957, 1959; Резвой, 1964). В центральной части Таримской платформы без заметных нарушений залегают мезозой­ ские и кайнозойские отложения. В предгорных прогибах, располо­ женных у подножий Тянь-Шаня и Кунь-Луня донеогеновая поверх­ ность погружается до глубины 3000 м, несколько поддвигаясь под эти горные сооружения (Резвой, 1962; Беляевский, 1948 и др.). В зоне сочленения Тарима с Тянь-Шанем известна целая система активных в сейсмическом отношении новейших тектонических на­ рушений, связанных с блоковыми перемещениями фундамента платформы. А. Гансер рассматривает Тарим как древнюю жесткую глыбу, которая своим движением к северу создала изогнутые вос­ точные дуги Тянь-Шаня.

Ц е н т р а л ь н о - К а з а х с т а н е к а я и Т у р а н с к а я ч а с т и У р а л о-С и б и р с к о й платформы, располагающиеся к северу и западу от Тянь-Шаня, сформировались в основном на протяжении палеозоя, после герцинского этапа складчатости (более 200 млн. лет назад). Поэтому эту платформу называют эпппалеозойской или эпнгерцинскон. Складчатый фундамент, представленный здесь дислоцированными геосинклинальными формациями палеозоя, в пределах платформы залегает на разной глубине. На западе,-в равнинной части Узбекистана и Туркмении, он достаточно погру­ жен (до 5—10 км), а мезозойские отложения достигают значи­ тельной мощности (Туранская плита); на востоке палеозойский фундамент почти повсеместно выведен на поверхность (Централь­ но-Казахстанский щит).

Новейшую информацию о тектонике Туранской плиты и Цент­ рально-Казахстанском щите можно найти у И. С. Вольвовского и др. (1966) и Б. А. Петрушевского (1955). В отличие от Индостана и Тарима эпигерцинская платформа Туранской низменности и Центрального Казахстана отнесена к категории «молодых» плат­ форм. На них в противоположность древним широко распростране­ ны линейные выходы складчатого фундамента. Наиболее крупным из них в пределах Урало-Сибирской платформы является Урал. Сравнительно меньшие— цепь Кызылкумских палеозойских гор­ ных массивов( Каратау, Нуратау и др.) — расположены на тер­ ритории Средней Азии.

На юге Туранская плита граничит с областью альпийской складчатости, на северо-востоке — с Центрально-Казахстанским щитом, а на севере через Кустанайскую седловину соединяется с Западно-Сибирской плитой. На востоке она сливается с Западно- Тянь-Шаньской эпиплатформенной орогенной областью. Единого мнения о границе между этими структурами не существует. Одни исследователи (Резвой, 1962; Таль-Вирский, 1964; Борисов, 1964) считают ее довольно четко выраженной в виде системы глубинных