CC BY
24
УДК: 550.34.06(571.6)
РОТАЦИОННО-ПУЛЬСАЦИОННАЯ КОНЦЕПЦИЯ СЕЙСМИЧНОСТИ СЕВЕРО-ТИХООКЕАНСКОЙ ТРАНССТРУКТУРНОЙ ЗОНЫ
А.Н. Калягин, А.И. Обжиров, А.К. Окулов, О.С. Яновская Тихоокеанский океанологический институт им. В.И. Ильичева ДВО РАН, г. Владивосток
Рассмотрена система ортогонально-диагональных сквозных глубинных разломов и синхронных режимов активизации в Восточноазиатском секторе Транс структурной зоны. Предложена концепция причинно-следственной связи землетрясений и их перемещений во времени и пространстве.
Широтно-меридиональная зависимость планетарной трещиноватости, областей глубоких прогибов и ослабленных зон фундамента Трансструктурной зоны (ТСЗ), наследующих сейсмодислокации, опираются на теоретические разработки К.В. Филатова, Г. Джеффриса, Б.Л. Личкова, Д.К. Краузе, Г.Н. Каттерфельда, Ю.Н. Ав-сюкаидр. [1-5,11-13]. Этими исследователями установлено, что тектонические процессы, рожденные в пульсациях вращательного режима Земли, физически закономерны [8-10,18-23]. Выявленные закономерности обеспечивают взаимосвязь многообразия геологических процессов в развитии литосферы, гидросферы и атмосферы Земли в целом и ТСЗ в частности в ходе ее циклической эволюции. Отмеченные закономерности относятся:
а) к малым короткопериодным циклам, слабо влияющим на изменения региональной среды обитания, но резко влияющим на локальные потоки природных газов из недр к поверхности по зонам разломов в период их сейсмотектонической активизации; б) к длительным циклам, определяющим эпохи горообразования, пенепленизации, расцвета или вымирания животного и растительного мира. Общее правило геологических циклов заключается в их совмещениями со строго фиксированными положениями Земли относительно Солнца и планет солнечной системы, началом или окончанием тектонических, климатических биохимических и др. процессов [10,18].
Влияние солнечной системы и космического эфира как вращающейся материи сказывается на сходстве проявленных дислокаций. Например, разрывные дислокации Земли и планет солнечной системы совпадают по ориентировке [11], что может указывать на их генетическое единство. Вероятно, что появление ортогональных и диагональных разломов обусловлено одними причинами. Здесь важно отметить любопытную деталь планетарной трещиноватости. «Диагональная система разрывов является результатом растяжения, ортогональная - отражает условия сжатия» [18, с. 52]. В зонах ортогональных разломов отчетливо проявлены разрывы всех направлений, однако широтная составляющая является преобладающей, что, по-видимому, указывает на ее глобальный и трансглубинный характер [9]. По образному выражению В.Е. Хайна, планетарная сеть больших и малых разломов, возникающих в периоды активизации «приспо-
сабливается к ранее образованной сети дизъюнктивных нарушений литосферы». Наряду с линейными, в литосфере широко представлены структуры вихревого типа. Обычно это вулканические структуры кольцевого типа, кальдеры и кратеры. Известные и самые распространенные кратерные воронки (Аризонская, Тунгусская) - это характерная особенность большинства планет. В таком случае, в своем развитии складчатые, разрывные и другие дислокации будут также подвержены ротационно-пульсационному режиму, источнику геосферных процессов [9, 18, 19]. С изменением ротационного режима будут меняться сопряженные и сопутствующие напряжения [23].
Важным следствием ротационно-пульсационного режима Земли являются изменения формы Планеты: от сплюснутой (у полюсов) к шарообразной. Шарообразная форма наступает в перигелии (март) и перигалактии, эллипсоидальная в афелии (август) и апогалактии. Изменения формы Земли сопровождаются пульсациями, которые проявляются в виде «активизации планеты». В результате активизации происходит зарождение и развитие новых тектонических структур, разделенных интервалами глобальных изменений климата, животного и растительного мира. Глобальным изменениям, происходящим на планете, способствуют короткопериодные (солнечные или годовые) и продолжительные «вялотекущие» и слабо заметные в историческое время галактические пульсации продолжительностью около 200 млн лет [18]. Положение планеты на солнечной и галактической орбите [18, рис. 13] оказывает влияние на фигуру Земли, а ее пульсационный режим обеспечивает свойственные конкретному геодинамическому этапу тектонофизические, геохимические и сейсмотектонические изменения [8,18]. Пульсации могут иметь колебательный характер, что в конечном итоге сказывается на периодической смене активизации относительным покоем, возрождении или затухании разломов. В результате происходит нарушение стабильности, прежде всего ослабленных зон земной коры, которые на участках критических напряжений испытывают максимальные разрывные и складчатые деформации, что приводит к разрыву структурно-веще-ственных комплексов и разрядке напряжений проявляющихся в виде землетрясений, цунами и др. [23].
Следовательно, господствующие ортогональные и диагональные разломы и связанные с ними глубокие прогибы при изменении (смене) геодинамического режима оказываются асинхронными в своем развитии. Такие разломы, часто не заметные на поверхности, проникают на большие глубины и разделяют блоки с различной интенсивностью теплового потока. По этим признакам они отнесены в разряд скрытых сквозных структур длительного развития [3,8,12,24]. Отображение указанных разломов в полях напряжений Земли показано на рис. 1-3 [9,18,23].
Анализ поля напряжения Земли и роз-диаграмм указывают на единую сеть трещиноватости и унаследованный характер ее развития относительно оси вращения. Рассматривая структурный план планетарной трещиноватости, В.М. Анохин и И. А. Одесский [4,18] приходят к выводу о преобладании ортогональной системы по отношению диагональной (рис. ЗА, ЗБ). При этом отмечено (см. рис. ЗА): а) роза диаграмма трещиноватости океана не отличается от розы-диаграмммы континентов;
б) широкий угловой разброс диагональной системы; в) устойчивость широтной системы с отклонением до 10° против часовой стрелки. Эти положения подтверждаются на примерах наиболее грандиозных сквозных складчатых и разрывных дислокаций Земли, которые образуют меридиональные (Уральский, Тихоокеанский) и широтные (Евразийский, Тянынаньский) пояса. Некоторые пояса охватывают весь земной шар и образуют в литосфере ряд протяженных лентовидных секторов субширот-ного простирания. Пояса обычно состоят из разнотипных структурно-вещественных комплексов. Их фланги обычно ограничены складчато-разрывными дислокациями широтного, а фронтальные и тыловые зоны глубинными разломами диагонального распространения. Примерами являются: критические параллели на уровне 3 5° северной и южной широт [23], Центрально-Азиатский пояс Востока Азии, Альпийский пояс Северо-Тихокеан-ской трансструктурной зоны (СТТСЗ), экваториальная зона сдвига и др. [8,10].
Причины нарушения стабилизации земной коры на
Рис. 1. Поле напряжений земной коры [21].
1 - направление вращения Земли; 2, 3 - направления площадок, вдоль которых действуют максимальные касательные напряжения; 4,5 - направление площадок, на которые действуют главные нормальные напряжения*.
“Примечание: теоретические основы формирования
ортогональных разломов рассмотрены в работах [4, 8, 11, 19]
ч!к
Земля Марс Меркурий Луна
Рис. 2. Розы-диаграммы трещиноватости Земли, Марса, Меркурия и Луны [4]
локальных участках и на участках отдельных тектонобло-ков могут иметь техногенную природу (отработка месторождений, строительство крупных жилых массивов, водохранилищ и пр.). Однако главной и наиболее вероятной основной причиной нарушения природной стабилизации и, как следствие, пульсаций Земли представляется гравитационное воздействие со стороны Солнца, планет Солнечной системы и Луны [11,18,21]. Эти воздействия подтверждаются аномальными геофизическими и газо-геохимическими полями, распределением структурно-вещественных неоднородностей, др. свойствами [9]. В свою очередь, пульсации являются причиной событий, проявляющихся в изменении фигуры Земли. Изменение фигуры Земли оказывает влияние на изменения атмосферы, гидросферы, биосферы, ноосферы, литосферы, включая «живые» разломы, магистральные ослабленные зоны фундамента, глубинные расколы литосферы и др. К таким структурным элементам приурочена основная часть землетрясений. Землетрясения распределены крайне неравномерно и сосредоточены в определенных сейсмоактивных зонах и узлах. Зоны и узлы землетрясений возникают в осевых частях и на флангах крупных разломов, крылья которых при длительных упругих напряжениях, согласно теории упругой отдачи, испытывают сдвиговые деформации способные перемещаться на значительные расстояния, достигающие 1000 км. К таким глубинным разломам приурочены очаги с максимумом выделенной энергии [8].
Землетрясения с максимально известными магнитудами сосредоточены в двух широтных поясах. На их долю в северном полушарии приходятся 26,4 % всех землетрясений, произошедших на Земле за 300 лет [8]. Пояса имеют раннее заложение и охватывают широтные зоны критических деформаций (геосинклиналь Тетиса 35°-й и Алеутский пояс 55°-й широты). Эти древние пояса охватывают всю фигуру Земли и совпадают с магистральными разломами Трансструктурной зоны, при этом особо разрушительные землетрясения Х1У-ХХ1 вв. сосредоточены на территории Евразийского континента на уровне осевой линии 3 5° с. ш. [8]. Только небольшая их часть приурочена к надвиговому поясу 55° в.д. Южно-Американского континента (данные Н.В. Шебалина, Н.Г. Мокру-шина). Согласно энергетической классификации, предложенной для территории Калифорнии Ч. Рихтером, (1935), на долю землетрясений различной интенсивности приходится до 1 землетрясения в год с магнитудой более 8; 10 сМ=7,0-7,9; 100 сМ=6,0-6,9; 1000сМ=5,0-
Рис. 3. Розы-диаграммы трещиноватости Земли. По данным В.М. Анохина, И. А. Одесского [3].
А - по различным формам рельефа континентов: 1 - береговая линия, 2 - хребты, 3 - реки; Б - суша; В - дно океанов
5,9; 10 ООО с М=4,0-4,9 (за магнитуду принят логарифм отношения максимального смещения земной поверхности в волне данного типа или максимальной скорости смещения к аналогичной величине землетрясения). Их очаги расположены на глубинах несколько десятков километров.
По данным европейских и северо-американских обсерваторий установлена связь сезонной интенсивности землетрясений с этапами годовой пульсации Земли. Например, внутригодовое распределение разрушительных землетрясений за период с 1500 по 1976 гг. тяготеет кус-коренному вращению планеты и происходит в интервалах от марта к августу и от августа к марту будущего года [18]. В этот период происходит приращение или сокращение продолжительности суток, а Земля приобретает форму эллипсоида и испытывает сжатие-расширение. Процесс землетрясений оживляется к концу каждого рассмотренного этапа, т.е. стрессовая ситуация (максимум активизации) возникает при накоплении напряжений до некоторой критической величины и продолжается в промежутке менее длительном по отношению к критически сжимающим или растягивающим усилиям. Максимальные амплитуды одноразовых смещений достигают 10 м (Камчатское, Чилийское, Монгольское и др. землетрясения). Развитие стрессовых ситуаций сопровождается миграцией землетрясений по простиранию сейсмоактивного разлома. Примечательной чертой миграции является выраженная периодичность миграции и линейная скорость распространения вдоль разлома. Миграция может распространяться по всему разлому или охватывать отдельные его звенья. Все указанные события нельзя заключить в определенные рамки. В этом заключается сложность прогнозирования землетрясений в краткосрочной перспективе.
Крупные катастрофические землетрясения способствуют активизации магматической деятельности, усилению вулканизма и гидротермальных процессов. Активизация может сопровождаться: а) одноактными выбросами большого количества тепла (за последние 15 лет зарегистрировано два мегаплюма в пределах подводного хребта Хуан де Фука Восточно-Тихоокеанского подня-
тия); б) повышенным истечением гидротермальных флюидов (районы распространения подводных полиметаллических сульфидов); в) аномальными потоками газов как кислых, так и углеводородных; г) периодичностью относительного покоя. Полное согласие землетрясений с развитием магматизма и газо-гидротермальной активностью установленное на Камчатке, соответствует активизации всей вулкано-плутонической ассоциации, а не отдельной ее фазы.
Следовательно, можно допустить взаимосвязь между вулкано-плутоническими структурами центрального типа и сейсмичностью, и, таким образом, рассматривать эти процессы в тектоносфере как геодинамически зависимые. Другими словами, мы вправе принять ограничения на сейсмогенную систему по простиранию и вертикали. Это ограничение оправдано самим сйсмотектони-ческим процессом. Общеизвестно, что землетрясения группируются в порядке возрастания или спада активности и выделяемой энергии (афтершоки, форшоки и их комбинации относительно главного землетрясения) и ее миграции по латерали и глубине сейсмоактивной зоны. При таких ограничениях компоновка сейсмотектонических региональных блоков подчиняется свойству гиперболоидов [8]. При этом в результате вариаций разлом -ной сети и нестабильности границы по простиранию и падению несут признаки переменных величин. Вследствие нестабильности границ на поверхностях раздела блоков положение гипоцентра видоизменяется. Гипоцентр может располагаться на границе раздела или асимптотически приближаться или удаляться от нее. Объемная модель такого очага землетрясения рассматривается как единая геодинамическая и структурно-вещественная система, обладающая конкретной энергетической емкостью, т.е. по существу геодинамический и сейсмотектонический процесс неотделим друг от друга. Иными словами, сейсмический процесс можно рассматривать как часть самоорганизации устойчивого развития Земли на протяжении эволюции с ранних эпох.
На рис. 4 представлен модельный вариант такого развития, исходя из геометрии блока земной коры с плотной упаковкой структур по принципу «конус в конус». Струк-
туры конус в конус ближе всего соответствуют структурам центрального типа. В таких структурах-блоках мнимая вершина конуса (или блока) начинается в определенной точке или варьирует вдоль оси. Конусы и блоки могут иметь разнообразную форму, быть асимметричными или приобретать симметричную геометрию, подобную песочным часам [8].
Применительно к модельным разрезам земной коры [9] в естественных условиях сейсмофокальных зон [10] предполагаемая зона саморазрушения (рис. 4В, заштриховано) зависит от мощности и прочности (стабильности) неоднородности. Протяженным и мощным неоднородностям (кора-мантия) будут отвечать модельные разрезы по схеме рис. 4Б. Четко выраженным неоднородностям с резкими и маломощными границами будут отвечать модели рис. 4А. Наиболее приемлемым вариантом для земной коры считается аппроксимация, основывающаяся на представлениях о ее мощности. В условиях сквозных разломов блоки маломощной океанической коры с бесконечно большой площадью и блоки континентального типа со сколь угодно малой площадью должны находиться в компенсированном состоянии. Если предположить, что плотность блоков соразмерна и сохраняется по глубине, становится понятным механизм подъема континентальных и погружения океанических блоков (в данном случае мы пренебрегаем изменением пластичности горных пород, которое возникает в условиях высокого давления и повышения температуры, вызывающих флуктуации угла падения граней модельной воронки с увеличением ее глубины).
Постоянство гравитационного взаимодействия в историческом времени, исходя из закона всемирного тяготения, обеспечивает устойчивость блоков при равновеликих объемах и массах. В природе, особенно в зоне перехода «континент-океан», такие условия часто не со-
блюдаются, и зависимость носит более сложный характер, поэтому проявления активизации, тем более ее компенсация (возможна частичная или полная компенсация), являются неизбежным условием. При этом непременно возникают деформации горизонтального, наклонного и вертикального плана. Поэтому задача оценки времени «достижения» предела критических деформаций при растягивающих или сжимающих силах является чрезвычайно сложной и в определенной степени случайной. Иными словами, задачу поиска решения обнаружения предела критических деформаций нельзя приравнять к простейшим, вытекающим из законов механики. Это правило выражает пока не выясненную зависимость. Физический же смысл начала критических ситуаций ясен. Они возникают в момент возникновения (проявления) активизации. Именно поэтому с начала активизации, если приравнять начальное состояние блока к магнитуде, равной нулю, должны проводиться непрерывные наблюдения и фиксироваться допустимый (полученный эмпирически) и достижимый «относительный покой», после которого наступает разрушение целостности системы и следует разрядка напряжений. Вероятно, существует непрерывный ряд такой функциональной зависимости от геологических и геодинамических условий, в конечном счете, от положения Земли относительно планет Солнечной системы и спутника Земли-Луны, оказывающих наибольшее гравитационное влияние [21]. Ранее [Калягин, Обжиров, 2008] было показано, что такими планетами являются Венера, Меркурий и спутник Земли Луна. Влияние других планет незначительное, и им можно пренебречь.
Таким образом, первичным спусковым механизмом разрядки напряжений является некий критический интервал движения Земли по орбите относительно афелия и перигелия, т.е. когда происходит максимум прираще-
Рис. 4. Модель сейсмоопасных зон в структурах центрального типа. а - конус, за его направляющую кривую взят эллипс с полуосями «а» и «б» плоскость которого перпендикулярна оси «Х». Конус является асимптотическим для гиперболоидов: (б) двуполостного или при удалении образующих в бесконечность (в) может характеризовать непрерывный ряд от однополостных к двуполостным типам
ния или уменьшения продолжительности суток и изменения формы Земли [19]. В эти периоды проявляются наиболее значительные землетрясения, происходят смещения тектонических блоков и движения в литосфере, гидросфере и атмосфере [8,18], что служит причиной изменения окружающей среды и сезонных колебаний в атмосфере (температуры, облачности и пр.). Сходная ситуация и региональные (действительные) изменения климата и проявления общепланетарных сейсмодислокаций должны наблюдаться в перигалактии и апогалак-тии. Так в перигалактии Мировой океан «перекачивает воды» из низких широт в высокие, приближая фигуру Земли к форме шара. В апогалактии следует ожидать противоположный эффект. Вполне естественно, что к этим периодам должны быть приурочены изменения и в ортогонально-диагональной решетчатой сети разломов. Изменения напряжений в ортогонально-диагональной сети разломов вызывают перекос и дробление блоков внутри тектонической рамы. Поскольку ортогональная составляющая рамы является своеобразным «фундаментом» боковых поверхностей сферического слоя ТСЗ, то ортогональные разломы в базовых областях и диагональные разломы испытывают максимальные нагрузки и, следовательно, относятся к активным и динамичным по отношению к условно пассивным ортогональным разломам вне зоны сопряжения с диагональными разломами.
Характерная особенность этого эффекта рассмотрена на примере толстой пластины [8-10]. Хотя предложенная гипотеза не объясняет природу отклонения теоретически рассчитанного угла диагонального разрыва равного 45°, сдвиговые напряжения остаются равными полу-разности наибольшего и наименьшего напряжений [5, с. 30]. Характер этого эффекта геологи наблюдают повсеместно на примерах текстур аспидных сланцев и метасо-матических зон грейзеново-жильнош типа, широко представленных в апикальных частях гранитоидных куполов, когда происходит растяжение и сжатие тонких тектонических или тектоностратиграфических «пластин» надин-трузивных комплексов в кровле и подошве [23]. Вероятно, это связано с остаточными деформациями, возникающими при интенсивных или длительных нагрузках. Это положение, по существу, тождественно геодинамичес-кому режиму, который мы наблюдаем при растяжении или сжатии тонкой пластины. Подобная картина может
Рис. 5. График распространения напряжений вдоль диагональных разломов в направлениях от максимума изгиба.
Обыкновенная (а) и общая (б) синусоиды. Максимумы функции лежат в точках X =7г/2+2п7г; минимумы -Хшш=-п/2+2пп. Касательные в этих точках образуют угол п/4, либо -п/4
отвечать различным этапам пульсации Земли, которые в свою очередь зависят от положения Земли на орбитах относительно Солнца и солнечной системы в галактике [18]. Таким образом, существует совершенно определенная связь глубинных процессов Земли с процессами внут-рикоровыми. Следовательно, появляется возможность связать воедино заложение, возрождение и активизацию разломов и связанных с ними сейсмодислокаций.
Геодинамическая специфика и положение сейсмоо-пасных зон в общей структуре СТТСЗ обусловлены древним заложением, унаследованным развитием, высокой пространственной устойчивостью и консервативностью ортогональных магистральных разломов. Кинематическая и динамическая схема Трансструктурной зоны допускает наиболее вероятную первичную деформацию диагональных разломов, которые будут сопровождаться изгибом, подобно островным дугам. Передача напряжений по дугам ожидается по принципу синусоиды [8, 9], что способствует развитию короткопериодных землетрясений мерцательного типа с миграцией эпицентров землетрясений в обе стороны и с разными знаками (разно-ориентированнная миграция) от максимума изгиба сейсмоактивного разлома. Передача напряжений вдоль диагональных разломов (рис. 5) не только хорошо описывается синусоидой, но и подчеркивает последовательность и непрерывность (возрастающую или затухающую) гармонического колебания (пульсаций) в области граней, осевой линии и вершинной части. При А=со=1 и <р =0 функция обыкновенного синуса с периодом Т=2л, пересекающая ось «х» в точке В с координатами пп (п -любое целое число), являющимися точками перегиба, примет вид рис. 5 А. График незатухающего гармонического колебания с амплитудой^, круговой частотой ю и фазой ([>г1 описывает общая синусоида (рис. 5Б). Затухающее гармоническое колебание получают растяжением в направлениях осей «х» и «у» и сдвигом вдоль оси «х».
Из графиков видно, что касательные в максимумах и минимумах перегибов образуют различные по величине углы, зависимые от периода (7) и амплитуды (А) (рис. 5Б) [8]. Следовательно, передача напряжений по синусоиде в режиме сжатия-растяжения не обладает абсолютной однозначностью. Она искажается силами гравитации и, следовательно, зависит от нахождения Земли относительно планет солнечной системы и Солнца. Вот почему важна как обобщенная, так и частная интерпретация такого ряда зависимостей. Поэтому отклонения со смещениями в передаче напряжений в исторически наблюдаемом временном интервале (миграция скорости и амплитуды перемещения гипоцентров) в ту или другую сторону будут видоизменяться. Важно, что эти изменения мы можем проследить, так как они, главным образом, зависят от места положения Земли на околосолнечной орбите [18], т.е. в краткосрочной перспективе для конкретных районов можно предсказывать временные рамки проявления сейсмической активизации и относительного покоя.
Другой тип проявлений сейсмодислокаций представляют базовые области [8, 10]. Базовым областям будут характерны движения земной коры, связанные с вялоте-
кущими процессами и циклами (эпохами) тектогенеза их проявления, на которые будут наложены дислокации, обусловленные эндогенными энергетическими источниками. Анализ распределения землетрясений в восточной Азии и в зоне перехода «континент-океан», выполненный по литературным данным (Имаев и др.,2000; Guoyu, 2001; Lebedev, Nolet, 2003 и др.) [6,7,9,22 и др.], показал, что особенностью сейсмичности базовой области являются: а) четко выраженное узловое сочленение и переплетение землетрясений разной глубинности; б) максимальная разгрузка очагов землетрясений в эпицентре узла; в) наличие асейсмичного пространства (теневой зоны) на флангах; г) распространение очагов землетрясений соответствует простиранию ортогональных и диагональных разрывных дислокаций; д) концентрация очагов разрушительных землетрясений приходится на фланги.
В этих условиях миграция эпицентров разгрузки напряжений будет протекать в вертикальной области «блока». Такие эпицентры разрядки напряжений, вызывающие землетрясения, могут располагаться на различных
глубинах и обладать огромным энергетическим потенциалом вследствие перестройки общей геодинамичес-кой схемы. Поэтому землетрясения в базовых областях, хотя и редки по проявлениям, являются более опасными по последствиям разрушения. Примером служит тройственный узел Курило-Камчатской, Хоккайдо-Сахалинс-кой и Японской островодужных систем (рис. 6).
Такая оценка сейсмотектонического потенциала ортогональных и диагональных разломов и базовых областей основывается на особом положении Трансструктурной зоны в литосфере континентов и океанов. Важно отметить, что различия в сейсмических полях ортогональных и диагональных разломов и базовых областей согласуется с рассмотренной геодинамической моделью [8-10].
Оценивая в целом сейсмичность Трансструктурной зоны, укажем на ее главные особенности, которые могут служить признаками проявления условно активных и пассивных сейсмодислокаций. Они следующие: а) максимальная концентрация узлов и протяженных сейсмоо-
~Ъз1—-СЧ-
Рис. 6. Модель базовой области ортогонального магистрального разлома на уровне 420 с. ш. Тройственное сочленение Хоккайдо-Сахалинской, Курило-Камчатской и Японской островодужных систем. По Б.И. Васильеву иД.Р. Чою [2001]
1 - океанический блок; 2 - подводные горы Эримо и Такуйо; 3 - оси глубоководных желобов; 4 - верхняя граница Приосевого блока; 5-13 - структуры Курило-Камчатской системы: 5 - Фронтальная антиклинальная зона, 6 - предполагаемое продолжение Фронтальной антиклинальной зоны, 7 - зона Сарома, 8 - подводное продолжение зоны Сарома, 9 - Внешняя синклинальная зона, 10 - Малокурильская антиклинальная зона, 11 - зона Тойокоро-Китами, 12 - Внутренняя синклинальная зона, 13 -Большекурильская антиклинальная зона; 14-18 - структуры Хоккайдо-Сахалинской системы (Главный пояс Хидака): 14 -антиклинорий Хидака, 15 - Центральный синюшнорий, 16 - антиклинорий Камуикотан,17 - синклинорий ИсикариД 8 - подводное продолжение Главного пояса Хидака; 19, 20 - структуры Японской системы: 19 - Внешний пояс Камуикотан, 20 - впадина Хидака; 21 - Южно-Охотская котловина; 22 - границы основных структур; 23 - простирания осей складок; 24 - крупные надвиги; 25 - Центральнокурильский разлом (сдвиг); 26 - разрывы без определения типа; 27 - береговая линия о. Хоккайдо. Линия с зубцами - южный фланг магистрального разлома
пасных областей; б) изменение глубины очагов землетрясений при переходе от одного блока к другому;
в) наличие асейсмичных пространств и теневых зон на границе смены глубин очагов землетрясений; г) изменение режима частоты проявления землетрясений на континенте и в зоне перехода «континент-океан»; д) антипо-дальное простирание сейсмических поясов на континенте (субширотное) и в зоне перехода (субмеридиональ-ное); е) максимальная глубина очагов землетрясений в окраинных морях (200-400 км и более), средняя в глубоководных желобах (до 200 км) и минимальная на континентах (менее 60 км); ж) пространственное положение сейсмических зон, их скрытый (глубинный) или открытый (приповерхностный) тип подчинены планетарной трещиноватости Земли (рис. 1-3).
При оценке глубины очага землетрясения необходимо исходить из возможного «разброса» эпицентров на значительную амплитуду (рис. 4).
Одним из вероятных следствий такой оценки сейсмопотенциала является горизонтально-сферическое перекрытие активных сейсмофокальных зон «литосферным козырьком» [8-10]. В результате перекрытия происходит «бронирование и смещение» геологических и динамических процессов в область океана. Поэтому разрядка землетрясений, прежде всего глубокофокусных, относительно гипоцентра значительно смещается и располагается резко асимметрично относительно проекции очага на поверхности Земли. В результате расслоения козырька разобщение гипоцентра может повторяться многократно в соответствии с объемами многократно высвобождающейся энергии, что значительно снижают негативные последствия в верхних слоях земной коры и на поверхности Земли. Этот эффект может быть многократно усилен в переходные периоды расширения-сжатия когда будут меняться геодинамические условия и происходить отток или приток вещества к полюсам и обратно. Поэтому на поверхности Земли очаги отдельных землетрясений и положение очагов землетрясений их сгущений или поясов могут не соответствовать трассам разломных ослабленных зон тектоносферы. Например, отчетливо выраженная Монголо-Охотская сейсмофокальная зона имеет единые материнские корни с верхней мантией, однако по целому комплексу признаков она отнесена к Центрально-Азиатской Монголо-Байкальской сейсмической зоне, включающей ортогональные (Монголо-Охотские-Стано-вой, Ю ж н о - Ту ку р и н грс к и й и др.) и диагональные (Байкальский рифт) глубинные разломы. Другие зоны высокой сейсмической активности (Сихотэ-Алинская и Алда-но-Желтоморская), обладающие наивысшей сейсмичностью, совпадают с восточной кромкой Буреинско-Хан-кайского докембрийского блока, а также система разломов Танлу, простирающаяся в пределы Татарского пролива и, возможно, Охотского моря, севернее о-ва Сахалин, относятся к самостоятельным структурам диагонального плана. Как и разлом Сан-Андреас, это самые значительные сейсмогенерирующие структуры, обладающие различной скоростью миграции землетрясений (от 80-100 до 10 км год). Поэтому различные по своей природе Уральский (диагональный) и Тянынаньский (широтный)
складчатые пояса можно объединять в составе Урало-Монгольского геосинклинальнош пояса весьма условно.
Особая схема разрядки напряжений присуща районам распространения приповерхностных землетрясений, приуроченных к континентальной части ТСЗ, для которых характерно широкое распространение тектонических покровов и крупных шарьяжей. В этих условиях энергетическая емкость очага землетрясений, напротив, может быть многократно усилена за счет резонанса (уменьшения толщины и массы покровов по направлению снизу-вверх). Совпадение или наложение резонансных процессов может привести к распространению колебаний на значительные территории от центра очага. В этом отношении максимально негативные последствия могут наступить во всех горных районах Сихотэ-Алиня, включая юго-восточное Приморье, где кроме надвигов широко распространены базальтовые козырьки (базальты в подавляющем большинстве случаев залегают на слабо диагенизированных породах, глинах, а иногда подстилаются ископаемым льдом). В горных районах в условиях расчлененного рельефа происходит более интенсивное разрушение слабых подстилающих базальтовых пород, играющих одновременно роль смазки. В результате разуплотнения и обводнения подстилающие породы разрушаются быстрей, и поэтому базальты сползают вниз по склону с нависанием характерного базальтового козырька. В дальнейшем козырек наклоняется, по образовавшейся в тылу трещине отрывается от коренного субстрата и смещается вниз по склону. Первичная трещина приобретает и, чаще У-морфологию, и заполняется рыхлым несортированным глыбово-глинистым осадком склоновых отложений и водой, что способствует появлению горных озер, болот, мощных оползней, гравитационных уступов и обвалов в виде природных глыбовых дамб и прочих заграждений. Базальтовые оползни могут достигать значительных размеров и вовлекаются в активизацию землетрясениями с минимальными магнитудами. По данным О.Г. Старова, оползень площадью более 1 км2 закартирован в пойме реки Илистой. Наиболее ярко структуры такого типа проявлены в южном и северном Сихотэ-Алине (бассейн рек Партизанка, Бикин, Самарга, Коппиидр. (рис. 7)).
Таким образом, по предварительной оценке [8], сейсмотектонический потенциал Трансструктурной зоны является тождественным величине интегрированной суммы: «количества вулканизма» и «количества разрушительных землетрясений», приведенной к шкале интенсивности (Б). Обособленность СТТСЗ по интенсивности потенциала (Б) прослеживается через всю Евразию. Вероятно, динамика недр в этой зоне будет со временем возрастать, что проявляется в возрастании числа разрушительных сейсмических ударов и мощных извержений вулканов в литосфере Тихого и Атлантического океанов даже на коротком временном отрезке [8].
Высокая сейсмичность ТСЗ, очевидно, имела широкое распространение в геологической истории Сихотэ-Алиня. Прежде всего, это положение относится к акватории и континентальной окраине залива Петра Великого (Рязанцев, 1975-1978; Мельников, Голозубов, 1990; Се-
Рис. 7. Базальтовые оползни южного и северного Сихотэ-Алиня.
1 - алевролитовые отложения, нерасчле-ненные четвертичные; 2 - базальты залегающие: в естественном состоянии - а, в состоянии гравитационного обрушения -б; 3 - галечники, пески, алевролиты, углистые сланцы; 4 - позднемеловые лавы и туфы: риолитов - а, дацитов - б; 5 -мезозойские песчаники, алевролиты, туф-фиты пестроцветные с линзами и прослоями углей; 6_-мезозойская песчано-слан-цевая толща интенсивно рассланцован-ная; 7 - габбро, перидотиты, пироксени-ты, гнейсы, кремнистые сланцы протерозойские; 8 - граниты позднемеловые; 9 -разломы глубинные (сдвиги, надвиги)
дых, 1992 и др.). Именно здесь расположены основные промышленные центры и установлены многочисленные нарушения инженерно-геологических условий при возведении сооружений и зданий.
Поэтому, в краткосрочной перспективе, одной из актуальных задач безопасности жизнедеятельности является обновление структурно-формационной и тектонической карт - основы сейсмического районирования. Эти работы необходимо ставить в один ряд с национальными программами развития народонаселения и расширенного воспроизводства минерально-сырьевой базы Дальневосточного региона России. В качестве мотивированного доказательства можно привести заключение А.В. Олейникова о «упорядоченности современной геодинамики... и тесной взаимосвязи современных движений с морфоструктурной дифференциацией земной коры на всех уровнях» Сихотэ-Алинской складчатой системы и Ханкайско-го срединного массива. Исследования распределения землетрясений в Восточноазиатском секторе ТСЗ показало существенную активизацию неотектонических движений в узких рифтогенных впадинах и во фронтальных частях крупных надвигов. Общая схема напряжений в таких очагах землетрясений характеризуется интенсивным сжатием и расширением противоположных направлений, что соответствует главной особенности движения масс в зоне перехода «континент-океан» [8].
Ярким примером возникновения периодов сейсмотектонических активизаций в Восточно-Азиатском регионе ТСЗ является район западной части Охотского моря. По данным газо-геохимических исследований [18], этот регион до 1988 г. находился в стадии относительного сейсмического покоя. Затем в водной толще западной части
Охотского моря появились аномальные поля метана и были обнаружены первые гидроакустические аномалии потоков пузырей метана из донных отложений в воду и из воды в атмосферу. С каждым годом увеличивалось количество потоков метана в этом регионе, и к 1995 г. их появилось около 100. В этот год произошло Нефтегорское землетрясение. Процесс увеличения потоков метана из донных отложений и увеличения концентраций метана в водной толще продолжается до настоящего времени и он сопровождается землетрясениями - Углегорским (2001), Хоккайдским (2003), Невельским (2006) и др. Таким образом, периоды сейсмической активизации сопровождаются газо-флюидными потоками и оказывают влияние на окружающую среду.
ЛИТЕРАТУРА:
1. Авсюк Ю .Н. Колебательный режим эволюции системы Земля-Луна и его сопоставление с геологическими процессами фанерозоя. ДАН, 1986. Т. 287. № 5. С. 1097-2000.
2. Авсюк О. С. и др. Широтная зависимость областей осадконакопления как проявление хода приливной эволюции Земля-Луна-Солнце // ДАН, 2005. Т. 402. №5. С. 643-646.
3. АнохинВ.М., ОдесскийИ.А. Характеристика глобальной сети планетарной трещиноватости // Геотектоника. 2001. №5. С. 3-9.
4. Анохин В.М. Глобальная дизъюнктивная сеть Земли: строение, происхояедение и геологическое значение. СПб.: Недра, 2006.161с.
5. Джеффрис Г. Земля, ее происхождение, история и строение. М.: ИЛ. 1983.485 с.
6. Имаев B.C., Имаева Л.П., Козьмин Б.М. и др. Сейсмотектонические процессы на границе литосферных плит северо-востока Азии и Аляски // Тихоокеан. геология. 1998. Т. 17. №2. С. 3-17.
7. Имаев B.C., Имаева Л.П., Козьмин Б.М. Сейсмотектоника Якутии. М.: ГЕОС, 2000.226 с.
8. Калягин А.Н., Абрамов В. А. Основы трансструктурной геологии в океанологии и металлогении. Владивосток: Дальнаука, 2003. 348 с.
9. Калягин А.Н. Геология и металлогенические особенности Трансструктурной мегазоны северной части Тихоокеанского сегмента Земли, автореф. дис. д.г.-м.н. Владивосток: Дальнаука. 2006.48 с.
10. Калягин А.Н. Тектоника и металлогения Северо-Ти-хоокеанской Трансструктурной зоны // Региональные проблемы. 2007. № 8. С. 51-62.
11. Каттерфельд Г.Н. Планетарная трещиноватость и ли-неаменты Земли, Марса, Меркурия и Луны. СПб.: Изд-во Международного фонда истории науки, 2000. 200 с.
12. Краузе Д. К. Экваториальная зона сдвига / Система рифтов Земли. М.: Мир. 1970. С. 250-278.
13. Личков Б.Л. Природные воды Земли и литосфера. М.-Л.: АН СССР. 1960163 с.
14. Пономарев B.C., Трифонов В.Г. Факторы тектогене-за // Актуальные проблемы тектоники океанов и континентов. М.: Наука, 1984. С. 81-94.
15. Проблемы планетарной геологии. М.: Госгеолтехиз-дат, 1963.
16. ПущаровскийЮ.М., Пущаровский Д.Ю. О тектоно-геодинамической модели Земли нового поколения -обзор проблемы // Геотектоника. 2006. № 3. С. 3-8.
17. Обжиров А.И. Газогеохимические поля придонного слоя морей и океанов. М.: Наука, 1993. 139 с.
18. Одесский И. А. Ротационно-пульсационный режим Земли - источник геосферных процессов. СПб.: СПГТХ2005.100 с.
19. Одесский И. А. Глубинные разломы и рудогенез. Изв. РГО. 2005. Т. 137, Вып. 4. С. 77-80.
20. Олейников А.В., Олейников Н.А. Геологические признаки сейсмичности и палеосейсмогеология Южного Приморья // Владивосток: Дальнаука, 2001.
21. Симоненко С.В. Термогидрогравидинамика Солнечной системы. Находка: Институт технологии и бизнеса, 2007. 159 с.
22. Солоненко В.П. Сейсмичность зоны БАМ // Вестник АН СССР. 1975. №9. С. 50-59.
23. Стовас М.В. О напряженном состоянии коровою слоя в зоне между 30-40° // Проблемы планетарной геологии. М.: Госгеолтехиздат, 1963. С. 275-284.
24. Титов В.И. Роль планетарных поясов глубинных разломов Земли в размещении нефтегазоносных провинций //Отечественнаягеология. 1998. №5. С. 5-6.
The system of orthogonal-diagonal through deep faults and synchronous earthquakes in the East - Asian sector of the Trans-structural zone is considered. The concept on the cause-consequence connection of earthquakes and their spatial-temporal displacement has been offered.
