title-icon
Яндекс.Метрика
» » Современные внутриразрывные движения - особый вид активного крипа

Современные внутриразрывные движения - особый вид активного крипа

Традиционно считается, что разрывные тектонические движения сводятся к относительным перемещениям крыльев разрывной структуры, ориентированным различно, но преимущественно вдоль сместителя разрыва или трещины. Однако, установленная детальными исследованиями сложность строения разрывных структур позволяет допускать принципиальную возможность самостоятельного перемещения внутренних элементов шовных, разрывных и трещинных зон относительно обоих крыльев этих разрывных структур, т.е. существование особых внутриразрывных тектонических движений.
В настоящее время получены геодезические и геофизические материалы, подтверждающие реальное существование таких внутриразрывных движений в разных типах разрывных структур. Эти движения обусловлены поперечным сжатием или растяжением — тектоническими напряжениями, ориентированными перпендикулярно к поверхности или оси зоны разрывной структуры. Публикуются материалы о интенсивных (“суперинтенсивных”, по терминологии некоторых исследователей) кратковременных современных движениях, связанных с разрывными нарушениями преимущественно на платформах и в смежных прогибах (рис. 4.3). Зафиксированы смещения с амплитудой порядка 20-30 мм (скорости до 40-60 мм/год) в зонах шириной от 0,1 до 6-8 км с обычной продолжительностью от нескольких месяцев до первых лет. Эти параметры характерны для активных древних и молодых разрывных нарушений различных типов (в том числе и погребенных), развитых как в сейсмоопасных, так и в асейсмичных областях. Такие разрывные нарушения отмечены в различных прогибах (Припятский, Терско-Каспийский и др.), на плитах с мощным платформенным чехлом (Среднее Приобье), в периорогенных платформенных областях (Пермское Приурапье) и т.п.

Ширина зон проявления подобных высокоинтенсивных деформаций оценивается довольно грубо, поскольку расстояния между геодезическими реперами обычно велики и существенно превышают ширину подзон сместителя в разрывных зонах и даже ширину разрывных зон. Поэтому, учитывая их общий диапазон ширины, можно полагать, что данные деформации относятся к разрывным и шовным зонам. Ho большинство детально изученных объектов принадлежит различным типам шовных зон.
Наиболее ярким примером может служить изученная с помощью бурения и сейсморазведки шовно-сбросовая зона Peчицкого разлома шириной около 2 км и протяженностью 150 км в северной части Припятского прогиба. Здесь нивелированием за пятилетний (1978-1984 гг.) период выявлено локальное (шириной 1-1,5 км) высокоамплитудное (до 30 мм) отрицательное смещение пикообразной формы. Учитывая значительные (порядка 0,8 км) расстояния между пунктами наблюдений, средние значения градиентов вертикальных движений составляют 20 мм/км или 0,02 мм/м. Интересны и более детальные материалы по тектоническим движениям в этой шовной зоне, которую пересекает более 30 линий повторного нивелирования с интервалом около 5 км. Измерения сбросовых смещений позволили разделить эту зону на ряд чередующихся активных и стабильных сегментов (звеньев) протяженностью 7-10 км. Ограниченная ширина и небольшая протяженность проявлений аномальных современных движений свидетельствуют об их приуроченности именно к шовной зоне указанного разлома. При этом высокоинтенсивные отрицательные пикообразной формы аномальные смещения установлены как над активными (крупноамплитудными в аспекте геологически длительного времени разрывообразования), так и над относительно стабильными (малоамплитудными) сегментами. Очевидно, высокоактивные деформации связаны с определенными внешними воздействиями на разрывное нарушение.
В пределах одного из активных сегментов зоны Речицкого разлома на Сосновском геодинамическом полигоне проведены светодальномерные измерения, высокоточные гравиметрические и магнитометрические наблюдения (рис. 4.4). Ими выявлены кратковременные стадии поперечного к этой зоне сжатия и растяжения. При сжатии происходила активизация сбросовых, т.е. традиционно фиксируемых разрывных смещений (за 1978-1979 гг. на 10 мм, за 1982-1984 гг. также на 10 мм) и увеличение силы тяжести на 100-200 мкГал, а при растяжении (за 1979-1982 гг.) — локальные (шириной около 1 км), т.е. внутриразрывные отрицательные смещения (проседания) с амплитудой 10-20 мм и уменьшение силы тяжести до 100 мкГал. При этом величина сжатия (сближения крыльев) на первой стадии (1978-1979 гг.) на базе 3 км составила 47 мм, расширение на второй стадии (1979-1982 гг.) — 53 мм, а сжатие на третьей стадии (1982-1984 гг.) — 25 мм. Принимая во внимание возможность малой ширины реальных участков, на которых реализуются данные сжатия и растяжения, вполне вероятно допущение о возможности достижения ими опасных значений для объектов массового строительства (более 1 мм/м), а тем более — о вредности для функционирования прецизионных сооружений.

Самостоятельные тектонические движения внутри разномасштабных разрывных структур отмечались и ранее. Так, самостоятельная подвижность была намечена Е.Е. Милановским для внутренних частей шовных зон. На примере ряда таких зон Северного Кавказа он показал, что при растягивающих фоновых напряжениях в них формируются грабеновые структуры, а на фоне сжимающих напряжений — воздымаются горстообразные блоки.
Известное в настоящее время большое разнообразие шовных зон, включающее флексурные, флексурно-разрывные, шовно-депрессионные, шовно-сдвиговые, шовно-сбросовые и шовно-надвиговые их разновидности, свидетельствует о том, что они формировались в различной тектодинамической обстановке. Ho все разнообразие их внутреннего строения не может быть объяснено только относительным смещением смежных блоков литосферы вдоль этих зон. Например, существуют шовные зоны, где рост осевых горстов сопровождался проседанием одного или двух смежных продольных грабенов. При этом край осевого горста надвигался на смежный грабен по козырьковому взбросо-надвигу. Это свидетельствует о существовании самостоятельных (внутриразрывных), длительных, происходившие в течение нескольких миллионов лет, дифференцированных движениях в шовных зонах.
Принципиально сходное, но кратковременное выпирание вверх тектонических клиньев при внешнем латеральном сжатии и их проседание при растяжении зафиксировано высокоточными геофизическими методами в пределах диаклазовых швов.
Применительно к инженерным изысканиям наибольший интерес представляют современные смещения внутри именно разрывных зон и диаклазовых швов.
Характерно, что все высоко интенсивные внутриразрывные смещения в разнородных геотектонических регионах отрицательны. Очевидно, они отражают проседание тектонических клиньев в разрывных зонах или грабенов в шовных зонах. Именно поэтому они связаны с эпохами проявления фоновых латеральных растяжений. С фоновыми растяжениями связаны и упомянутые выше проседания тектонических клиньев в диаклазовых швах платформ.
Периодическая смена различных по продолжительности эпох латерального сжатия и растяжения уже достаточно надежно зафиксирована многими методами (повторные нивелировки, триангуляционные, дальномерные наземные и спутниковые — GPS измерения). В частности для юга Русской плиты и смежных орогенов (Кавказ, Крым, Карпаты и др.) установлены закономерные смены знака вертикальных и горизонтальных движений приповерхностных частей земной коры с периодичностью 1; 3-5; 8-10 и 20-30 лет. Геодезические и картографические измерения в структурах разного типа и соподчинения из различных частей планеты показали, что вертикальные движения земной коры обладают квазипериодичностью в 1; 2-3; 5-7; 10-15; 20-25; 35-40; 50-60; 70-80; 100-120 лет и что сходная периодичность намечается также для горизонтальных движений и может определяться пульсациями ротационного режима планеты. Сходство продолжительности ряда перечисленных периодичностей с интервалами проявления высокоинтенсивных проседаний в разномасштабных разрывных структурах позволяет допускать возможность единой природы перечисленных кратковременных движений. Данное обстоятельство позволяет наметить дополнительные характеристики пространственного и временного проявления внутриразрывных тектонических движений, которые, учитывая их кратковременность возвратность, можно именовать внутриразрывным мерцающим крипом.
В динамике полей современных вертикальных движений надежно выявлена система волн, продольных и поперечных к орогенам и смежным платформам. Например, для разных районов Карпат, Крыма, Кавказа и Предкавказья противофазные волны проявляются в блоках размером от 10-15 до 500-600 км, а размах волн движений достигает 1 см/год и более. Замедление или ускорение вращения планеты приводит к неравномерным деформациям геоида. Считается, что это вызывает возникновение субмеридиональных и субширотных деформационных волн литосферы. Разнообразие сочетаний разномасштабных движений обуславливает региональную специфику временного и пространственного проявления латерального сжатия и растяжения, фонового по отношению к разрывным структурам. Данное обстоятельство, очевидно, определяет соответствующую специфику пространственного распределения внутриразрывных движений.
Намечается также уменьшение средних скоростей вертикальных движений с увеличением продолжительности ритмов или интервалов измерений. Данное уменьшение может определяться взаимной компенсацией встречных перемещений и подчиняться упоминавшемуся выше правилу Гзовского. Соответственно, амплитуды интенсивных короткопериодичных внутриразрывных движений могут достигать нескольких сантиметров, как и более медленных собственно разрывных движений за время функционирования (или в какие-то интервалы времени функционирования) инженерных сооружений, которое обычно оценивается в 100 лет. Te и другие при локализации в узких сместителях могут оказаться опасными для инженерных сооружений.
Таким образом, можно считать доказанным существование особого вида тектонических движений — высокоинтенсивных, кратковременных отрицательных смещений блоков в пределах всех основных типов разрывных структур — в шовных и разрывных зонах и в зонах диаклазовых швов. Эти движения наиболее характерны для платформ и краевых прогибов и связаны с пульсационным характером смены фаз латерального сжатия и растяжения, обусловленным пульсациями ротационного режима планеты. Существование различно ориентированных смещений деформационных волн определяет региональную специфику временного проявления внутриразрывных движений. Величины этих движений могут достигать значений, опасных для устойчивости ряда инженерных сооружений и вредных для функционирования прецизионных сооружений.
Выявление внутриразрывных движений еще только начинается. Предстоит большая работа по определению специфики и признаков выделения разрывных структур, с которыми связаны подобные движения.

title-icon Подобные новости