значение землетрясений для внутриконтинентального горообра
advertisement
ЗНАЧЕНИЕ ЗЕМЛЕТРЯСЕНИИ ДЛЯ ВНУТРИКОНТИНЕНТАЛЬНОГО ГОРООБРАЗОВАНИЯ Сейсмотектоника области Их-Богд Сходство распределения подвижек 1957 г. с высотой гор распространяется и на вариации типа деформации. Крутые северные и южные склоны, ограничивающие вершинное плато Их-Богд (см. фиг. 109), сформировались, очевидно, в результате быстрых движений взбросового или, возможно, надвиго-вого типа по разломам, падающим под массив. Далее к востоку, по направлению к Ду-ланБогд, где средняя высота хребта уменьшается, региональный рельеф предполагает наличие широкой складки или изгиба, который особенно хорошо виден с воздуха (см. фиг. 110). Северная граница этой пологой складки является крутой главным образом из-за наличия по Долиноозерскому разлому вертикальных движений, хотя в 1957 г. этот компонент смещения был небольшим, а в некоторых местах даже противоположным по знаку региональному рельефу. Соответственно и рельеф южнее г. ДуланБогд менее контрастный, чем южнее Их-Богд, а система разрывов Цаган-Обо - Тэвш, образовавшаяся в 1957 г., не очень выразительна. Более важно, что самая эффектная деформация в средней части этой системы произошла в результате скорее локализованной складчатости, чем разломообразования (см. фиг. 89, 6 и 90). Таким образом, более плавное, в отличие от основной части массива Их-Богд, поднятие Дулан-Богд над смежными к северу и югу территориями отражает, по-видимому, различные величины смещения по сейсмогене-рирующим взбросам или надвигам на глубине. Разлом, падающий к северу под Их-Богд, вскрылся до поверхности, и смещения были относительно большими, а разлом, падающий под ДуланБогд, по-видимому, не достиг поверхности, и параллельно краю хребта проходит, очевидно, надразломная складка [Sup-ре, 1985. Р. 348352]. Массив Их-Богд выступает как часть блока земной коры, ограниченного с севера и юга сейсмогенными разрывами, расстояние между которыми - 20-25 км. Выше мы опреде- лили, что падение Долиноозерского разлома севернее массива составляет 75—80°. Хотя В.П. Солоненко [Флоренсов, Солоненко, 1963 С. 281] и измерил в одном месте разрыва Гурван-Булаг (западнее участка 44) падение сместителя у поверхности под углом 40° уменьшающимся до 30° близ русла глубоко врезанного после землетрясения оврага, эти оценки падения, вероятно, слишком малы Пологопадающие разломы обычно образуют в плане согласующиеся с неровностями рельефа дугообразные изгибы, а разрыв Гурван-Булаг, хотя и фестончатый местами, в целом довольно прямолинеен (см. фиг. 92 и 94). Мы полагаем, что его падение на глубине составляет 45-55°, что вытекает и из определения механизма очага землетрясения [Флоренсов, Солоненко, 1963; Okal, 1976]. Если допустить, что падения ограничивающих массив разломов положе 75-80 и 45-50°, то они пересеклись бы внутри коры на глубине 20-25 км. Мы не можем исключить возможность проникновения разломов на такую глубину, но наиболее вероятным кажется, что они в нижней части коры, на глубине менее 30 км переходят в рассеянную деформацию. Следовательно, блоки коры, подобные массиву Их-Богд, вероятно, отделены от верхней мантии пластичной нижней корой, что обычно предполагается для широких зон деформации. Полагая, что прочность верхней мантии превышает прочность коры (например, [Molnar, 1992]), к таким блокам не следует относиться как к жестким телам, подтверждением чему является наличие внутренней деформации в пределах массива Их-Богд. В восточной части массива Их-Богд его вершинная поверхность плавно поднимается к северу примерно на 800 м на расстоянии 10 км, образуя пологий изгиб (см. фиг. 110). Такое выгибание обусловлено деформацией, в какой-то степени сопоставимой с формирующей большинство складок у поверхности земли, но необходимая при этом величина, равная ~0,01, тем не менее, слишком велика, чтобы выдержать упругое сопротивление. Более того, если это выгибание представляет 58 П. МОЛНАР И ДРУГИЕ собой концентрическую складчатость верхней коры, то либо материал близ ядра складки будет сжат до ~0,01, либо смятые слои будут скользить относительно друг друга. Для таких складок смещение смятой верхней коры относительно нижней коры и верхней мантии происходило бы при сколе внутри нижней коры, преимущественно путем пластической деформации. Таким образом, растущая коровая складка на восточном замыкании массива Их-Богд представляет собой прототип складчатости фундамента [Арган, 1935], которая, в свою очередь, свидетельствует о наличии пластического течения в нижней коре. Изменения в вертикальном, а следовательно, и горизонтальном компонентах смещений вдоль взбросов или надвигов южнее хребта Их-Богд требуют вращения массива относительно района к югу против часовой стрелки вокруг вертикальной оси, располагающейся восточнее Дулан-Богд. При этом нами рассматривается вращение массива Их-Богд как единого блока. Однако разрывы, проходящие через водораздел Их-Богд согласно линейным элементам рельефа и связанные с изменениями в характере подвижек как по Долиноозерскому разлому, так и по системе надвигов Гурван-Булаг - горы Улдзийт, позволяют предполагать, что массив рассечен на длинные узкие блоки, каждый из которых вращается относительно районов к северу. Разница между 2,5±1,0-метровым схождением по разрыву Гурван-Булаг и 1±0,5метровым схождением по системе разрывов Цаган-Обо - Тэвш требует, чтобы ось вращения находилась между Их-Богд и БагаБогд, примерно в 75±30 км восточнее Их-Богд. Таким образом, величина вращения в 1957 г. составляла 3±2×10-5 (=2,5м75км). Если такие приращения происходят со скоростью, соответствующей одному разу в 5000 лет примерному интервалу повторяемости смещений по Долиноозерскому разлому, то скорость вращения составит 6±4×10-9 год-1 (= 0,3°±0,2° млн лет-1), что на 1-2 порядка меньше величины скоростей в быстродеформирующихся континентальных областях (например, [Kissel, Laj, 1988; Luyendyk, 1991]). Отсюда следует, что если предположить 1000-1500-кратное повторение событий, подобных Гоби-Алтайскому, то суммарное вращение Их-Богд составит 0,030,05 или 2-3° - слишком незначительную величину, чтобы ее можно было измерить с помощью палеомагнитного метода. Несмотря на то что величина и скорость вращения невелики, этот процесс не только характерен для внутриконтинентальных областей, но и может также способствовать вариациям смещения вдоль разрыва Богдо. Разница в величине сдвига по нему между 33,5 м севернее и восточнее Их-Богд и 5-7 м западнее Их-Богд и севернее гор Ноён обусловлена, хотя бы частично, деформацией внутри массива Их-Богд. Левостороннее смещение через массив, составляющее ~1,5 м, несомненно сыграло свою роль в этом различии подвижек (5-7 м относительно 3-3,5 м) западнее и восточнее сайра Хухний-хундий (см. фиг. 2 и вкладку). Тем не менее, примерно меридиональная согласованность между центром скачка от 3-3,5 м к 5-7 м по разрыву Богдо и западным затуханием системы взбросов южнее Их-Богд и гор Улдзийт позволяет предположить, что часть разницы в величине сдвига могла быть поглощена вращением массива Их-Богд против часовой стрелки. Тогда ось вращения должна располагаться южнее разрыва Богдо, например, на широте разрыва Гурван-Булаг. Если ось вращения находится в 75 км восточнее разрыва Гурван-Булаг, который, в свою очередь, лежит в 25 км южнее разрыва Богдо, то 2,5-метровое меридиональное схождение по разрыву Гурван-Булаг объяснило бы разницу в амплитуде левостороннего сдвига по разрыву Богдо, равную примерно 1 м. Сочетание сдвига по разрыву Богдо и взброса или надвига по разрывам ГурванБулаг и Цаган-Обо — Тэвш требует, чтобы вектор общего смещения материала южнее массива Их-Богд относительно района севернее его был ориентирован примерно на северо-восток. Это заключение, очевидно, не подтверждается ни почти чистым сдвигом вдоль западной части разрыва Богдо, ни изменчивой величиной взбросовой подвижки по системе разрывов южнее Их-Богд, имевшими место при Гоби-Алтайском землетрясении. Однако вследствие того, что смещение 1957 г. не повторяет в точности деформацию, возникшую при предыдущих землетрясениях, оно может количественно только грубо определять долговременный вектор общего движения областей севернее и южнее Их-Богд. Тем не менее, запад-северозападное простирание разрыва Богдо севернее гор Ноён, Их-Богд и Дулан-Богд и более значительный здесь горизонтальный компонент смещения, чем по большинству взбросовых разрывов, означают, что вектор движения должен быть направлен скорее на восток-северо-восток, ЗНАЧЕНИЕ ЗЕМЛЕТРЯСЕНИИ ДЛЯ ВНУТРИКОНТИНЕНТАЛЬНОГО ГОРООБРАЗОВАНИЯ чем на север-северо-восток. Выражаясь терминами, обычно применяемыми сейчас к областям с косоориентированной конвергенцией, движение разделено на почти чистый сдвиговый компонент по Долиноозерскому разлому и почти чистый компонент схождения по системе взбросов (надвигов) к югу от него. Сейсмотектоника области Бага-Богд Однотипная запад-северо-западная ориентация, сопоставимые высоты и геометрия разломообразования с крупным сдвиговым компонентом подвижек вдоль северного подножия и, по-видимому, взбросовым - вдоль южного, делают массивы Их-Богд и Бага-Богд почти идентичным проявлением общей косой левосторонней конвергенции в Гобий-ском Алтае [Bayasgalan, 1995]. Однако крупное надвиговое смещение по надвигу Тормхон свидетельствует, что эти массивы двигаются относительно районов к северу и югу как независимые блоки. Более того, если рассматривать в деталях, типы и ориентации окружающих массивы структур также свидетельствуют о независимости их движений. Ориентация разрыва Богдо и характер смещения по нему около массива Бага-Богд отличаются от наблюдаемых около массива Их-Богд. Севернее последнего большая часть разрыва простирается примерно на СЗ 275280° и по нему преобладает сдвиг. Севернее же Бага-Богд разрыв Богдо состоит из двух резко отличных частей. Северо-западнее массива при ориентации на СВ 75° вертикальный компонент смещения по нему незначителен. Северо-восточнее массива, где простирание разрыва СЗ 280°, смещение включает крупный взбросовый или надвиговый компонент. Таким образом, представляется, что в то время как массив ИхБогд двигался при землетрясении 1957 г. относительно области к северу на восток-юговосток, массив Бага-Богд, очевидно, перемещался относительно этой же области на восток-северо-восток. Ориентации активных разломов южнее ИхБогд и южнее Бага-Богд также различны. В отличие от субширотно простирающихся надвиговых зон южнее Их-Богд, эскарп южного склона Бага-Богд, явно маркирующий активный разлом, простирается на северозапад (см. фиг. 63). Хотя этот разлом и не вскрылся в 1957 г., отличная выраженность в рельефе свидетельствует о его молодой 59 активности. Если движения по нему были почти чисто взбросовыми (надвиговыми), что очевидно для разрыва Гурван-Булаг, то вектор смещения массива Бага-Богд относительно области южнее его должен быть направлен приблизительно на юго-запад, а не на юг, куда, очевидно, смещается массив Их-Богд относительно такой же области. Отмеченные различия в ориентации разломов позволяют предположить, что вращение против часовой стрелки, возможное для массива Их-Богд, не может, вероятно, играть важную роль в деформации, возникающей около массива Бага-Богд. Более того, крупные компоненты как сдвигового, так и взбросового смещения по северовосточному подножию Бага-Богд исключают разделение движения на сдвиговое - севернее массива и надвиговое или взбросовое - южнее его. Частично вследствие того, что сейсмогенные смещения 1957 г. не происходили по обеим сторонам (северной и южной) массива Бага-Богд, мы не можем точно представить долговременный вектор его движения. Тем не менее, ориентации связанных с предшествующими землетрясениями левосторонних взбрососдвиговых подвижек севернее БагаБогд и, вероятно, преимущественно взбросовых - южнее массива позволяют предположить, что этот вектор, как и для области Их-Богд, направлен на восток-северовосток. Взаимоотношение с остальной частью Гобийского Алтая и с внутриконтинентальной деформацией в целом Поведение массивов Их-Богд и Бага-Богд аналогично поведению небольших блоков земной коры в региональной зоне сдвига, в которой имеют место как сдвиг, так и конвергенция [Bayasgalan, 1995]. Массивы движутся независимо друг от друга и поразному реагируют на действующие на них силы. Однако общая восток-северо-восточная ориентация косого схождения области к югу относительно области к северу является, повидимому, одинаковой для обоих массивов. Массив Их-Богд ведет себя не как жесткий блок, а скорее как деформирующийся блок верхней коры. Близ Их-Богд скольжение разделяется на почти чисто сдвиговое по разрыву Богдо и на почти чисто взбросовое или надвиговое по разрывам Гурван-Булаг и Цаган-Обо — Тэвш. Изменения скоростей и 60 П. МОЛНАР И ДРУГИЕ величин подвижек характерны для обеих систем разрывов, что должно происходить, если ограниченные ими блоки вращаются относительно соседних областей. Изменение абсолютных высот от максимальной на вершине Их-Богд до постепенно снижающихся к востоку представляет, видимо, долговременное отражение изменяющихся величин подвижек по разломам, которые (величины), в свою очередь, являются скорее результатом различия скоростей движений, чем различия длительностей их проявления с постоянной скоростью. Изменяющаяся величина подвижки вдоль системы взбросов южнее ИхБогд указывает, очевидно, на разные стадии развития, причем скольжение под восточной частью района приурочено к оси растущей надразломной складки, где разлом еще не вскрылся до поверхности. Таким образом, область Их-Богд демонстрирует в широких масштабах проявление непрерывной, хотя возможно и неоднородной, деформации. Гобийский Алтай состоит из 2-3 сопряженных систем хребтов, грубо параллельных Их-Богд и Бага-Богд и созданных подвижками по ~3-4 системам разломов, подобных вскрывшимся в 1957 г. Если скорость смещения, определенную в работе [Ritz et al., 1995], отнести к каждому из них, то общая скорость сдвига составит 3-4 мм/год, а суммарная амплитуда левостороннего смещения - 20-40 км. Если восток-северо-восточную (СВ 74°) ориентировку схождения в области Их-Богд и Бага-Богд приложить ко всему горному поясу, который простирается примерно на СЗ 285°, то сокращение происходило бы со скоростью, составляющей примерно 2/3 вышеназванной: 2-3 мм/год. Изменения по простиранию, хорошо иллюстрируемые морфоструктурными различиями хребтов Их-Богд и Бага-Богд, означают, что и другие хребты Гобийского Алтая аналогичным образом могут состоять из отдельных блоков земной коры, большая часть которых испытывает внутреннюю деформацию. Многие блоки вращаются относительно примыкающих к ним областей. Нам представляется, что каждая из слагающих Гобийский Алтай 2-3 субпараллельных горных цепей состоит из блоков, подобных массиву Их-Богд, движущихся относительно окружающих областей и относительно друг друга. Эти блоки, в свою очередь, разделены впадинами, которые также ведут себя как блоки земной коры. Таким образом, горный пояс шириной примерно 200 км и длиной 850 км может состоять из 15-20 блоков размерами 20-50x100-150 км, разделенных сопоставимым числом блоков, формирующих в настоящее время межгорные впадины. Понятно, что обращение с этим регионом, как состоящим из жестких блоков, даже если игнорировать внутреннюю деформацию, которая явно происходит в пределах массива Их-Богд, потребует гораздо больше параметров, чем можно определить. С учетом внутренней деформации блоков, исследование непрерывной деформации даст более реальную картину кинематики относительных движений в регионе, чем многие десятки векторов, необходимые для описания перемещений и вращений блоков. СОДЕРЖАНИЕ
