title-icon
Яндекс.Метрика
» » Геологические критерии сейсмичности

Геологические критерии сейсмичности

Тектодинамический подход позволяет обсудить природу известных геологических критериев сейсмичности. Главными среди них можно считать следующие характеристики сейсмогенерирующих структур: разрывная природа, масштабный фактор, древность заложения, степень новообразования и характер активизации.
Разрывная природа определяется общепринятым механизмом очагов землетрясений, которые естественно тяготеют к разрывным сочленениям тектонических блоков, т.е. к участкам с максимальной дифференцированностью и контрастностью тектонических движений.
Масштабный фактор заключается в связи наиболее сильных землетрясений с крупнейшими разрывными структурами. Данная связь определяется пограничной ролью разрывных нарушений. Поэтому большие разрывы могут сформироваться на сочленениях наиболее крупных тектонических блоков, в которых возможно накопление максимальных напряжений. “Мгновенная” разрядка последних при подвижках этих блоков по разрывным нарушениям и есть сильное землетрясение. Очевидно, такие блоки являются областью накопления тектонических напряжений, а зоны разрывного сопряжения данных блоков — областью разрядки напряжений (как медленной — криповой, так и “мгновенной” — сейсмической). Соответственно, области подготовки землетрясений оказываются много большими, нежели области сейсмической разрядки, т.е. очаговые. Тут важно лишь подчеркнуть, что движения отдельного блока обычно не самостоятельны, а определяются общими тенденциями движений серии смежных блоков, т.е. особенностями (тенденциями) развития складчатой зоны или другой крупной структурной единицы, которая обусловливает более общее поле напряжений.
Как правило, очаги сильных землетрясений связаны с региональными разрывами. Ho встречаются случаи, когда такие землетрясения связаны с локальными разрывами на участках активной новейшей перестройки. Примером может служить Жаланаш-Тюпское землетрясение (1978 г., 8 баллов, M= 6,6±0,3), произошедшее в приосевой части хребта Кунгей-Ала-Тоо. Перестройка связана здесь с формированием Кенсуйской виргации на восточной периклинали Кунгейского полусвода.
Критерий древности заложения, предложенный Б.А. Петрушевским, находит все большее признание. По словам И.Е. Губина, “достоверно не известно ни одного разрушительного землетрясения, которое было бы вызвано образованием нового крупного разрыва”. И дело, конечно, не в чисто эмпирической закономерности, а в природе разрывных структур.
Во-первых, наращивая свою протяженность и одновременно усложняя свое строение, они могли достичь необходимой величины не сразу. Как показывают многочисленные исследования, время формирования региональных разрывных структур, особенно глубинных, охватывает, как правило, несколько геологических периодов и даже эр. Столь же длительным было и существование контрастно движущихся блоков земной коры. В данном аспекте сомнения связаны с сейсмичностью молодых, например, новейших, разрывов. Ho практика показывает, что среди последних сейсмогенерирующей способностью обладают только унаследованные, т.е. характеризующиеся древностью заложения. Новообразованные же — асейсмичны. Кроме того, они обычно отличаются и по строению от унаследованных. Региональные новообразованные разрывы, например, обычно состоят из ряда локальных разрывов, сопрягающихся под разными углами. Эти региональные новообразования являются, следовательно, составными, не достигшими стадии внутренней целостности, т.е. повсеместного внутреннего единства. Типичным примером такого якобы сейсмоактивного новейшего разрыва может служить Североферганский, расположенный на границе Ферганской депрессии и Кураминского хребта. Как показали наши исследования, северный борт этой депрессии приобрел характер разрывной структуры с амплитудой до 5 км в основном в неогене и антропогене. Этот борт, по крайней мере, в его западной части, имеет в плане ломаную конфигурацию, так как образован несколькими различно ориентированными локальными разрывами. Эпицентры сильных землетрясений (Костакозского, 1889 г., 8 баллов, M=6,3 и Зумбурунского, 1930 г., 7 баллов, M=5,1), обычно связываемых с Североферганским региональным разрывом, по уточненным данным, расположены южнее, т.е. в других сейсмогенерирующих структурах.
Во-вторых, при большой длительности своего развития структура успевает сформировать все свои элементы. Применительно к разрывным нарушениям это означает, что в их пределах возникают рассмотренные выше подразделения, с которыми могут быть связаны очаги землетрясений. В разрывах это главный и оперяющие сместители и тектонические клинья, в шовных зонах, кроме того, краевые швы и их разрывное оперение, а также краевые поднятия.
Обе рассмотренные характеристики, являясь отражением фактора древности заложения, подчеркивают тесную связь последнего с масштабным фактором.
Степень новообразования определяется тем, что среди сейсмогенерирующих структур преобладают такие, в которых не все элементы отличаются большой древностью заложения. Обычно наблюдается чередование древних элементов с новообразованными. Подобный составной характер описан для высокосейсмичной Предгиссаро-Кокшаальской шовной зоны, где крупнейшие землетрясения тяготеют к сочленениям унаследованных и новообразованных отрезков. Здесь, вероятно, возникновение землетрясений связано с новейшей переработкой древних структур. He исключено, что сейсмогенерирующая способность как-то зависит от размеров новообразования. Поэтому степень новообразования может оцениваться, например, в долях или процентах содержания (протяженности) новообразованных элементов во всей сейсмогенерирующей структуре. Однако истинное значение и содержание фактора степени новообразования изучены еще недостаточно.
Характер активизации определяется главным образом степенью современной подвижности сейсмогенерирующих структур. Достаточно длительные повторные геодезические, лазерные и другие измерения современных смещений по разрывам дорогостоящи и редки. Поэтому режим таких движений изучен слабо. He исключены значительные неподвижные эпохи даже у высокоактивных разрывов. Все это заставляет привлекать косвенные свидетельства рассматриваемой активизации. Ими считаются повышенные амплитуды голоценовых, четвертичных и даже новейших движений. Однако детальные исследования поэтапных разрывных движений редки, фрагментарны и часто недостаточно точны. В результате до настоящего времени не делается различий между унаследованной с более ранних этапов, в том числе затухающей, но все еще высокой, и нарастающей к современности разновидностями тектонической подвижности. Поэтому применение поэтапного геоморфологического анализа вместе с повторными инструментальными измерениями разрывных смещений может повысить значимость критерия оценки характера активизации.
He исключено, что наиболее активная сейсмическая разрядка тектонических напряжений связана с разрывными структурами, отличающимися длительной (фактор древности заложения) и все нарастающей (фактор высокой активизации) подвижностью, т.е. со структурами, постепенно развившими способность к интенсивной импульсной разрядке этих напряжений. Высокая интенсивность, в свою очередь, связана с размерами структуры (масштабный фактор). Ho и среди структур сходного размера могут быть различия в строении (региональная специфика), обусловленные особенностями истории развития, в частности перестройкой полей тектонических напряжений (фактор степени новообразования).
Последнее обстоятельство обусловливает неоднотипность строения сейсмогенерирующих структур, следствием которой может быть неравномерность распределения в них землетрясений. Вопрос о такой неравномерности дискуссионен. Уже определились две крайние точки зрения. Сейсмотектонический метод сейсмического районирования предполагает ожидаемые сильные землетрясения в “окнах” между предшествующими, а метод сейсмоактивных узлов — приуроченность к одним и тем же участкам сейсмогенерирующих структур, т.е. к “узлам” пересечения таких структур.
Предшествующее изложение не противоречит принципиальной возможности обоих вариантов, регулируемых фактором степени новообразования. По-видимому, сейсмоактивные “окна” более вероятны в областях со стабильными полями тектонических напряжений и однородными сейсмогенерирующими структурами, а сейсмоактивные “узлы” — в районах тектонических перестроек. В частности, для Тянь-Шаня с его неоднократной переориентировкой ведущих структурных направлений более эффективен метод “узлов”.
“Узлы” могут иметь различное строение. Дизъюнктивные узлы отвечают сочленению и пересечению разрывов и глубинных разломов (шовных зон), а сейсмоактивные дизъюнктивно-пликативные узлы описаны как пересечения шовных зон с региональными поперечными поднятиями.
Современные исследования, особенно палеомагнитные, свидетельствуют о значительных смещениях оси вращения Земли, а возможно, и крупнейших тектонических структур, что определяет повсеместность перестройки главных полей напряжений. Если это так, то метод выделения сейсмоактивных “узлов” применим в глобальном плане, а метод “окон” должен локализоваться на отдельных участках с унаследованным развитием и стабильными полями напряжений. Поэтому метод “окон”, очевидно, не эффективен для крупнейших разрывных, т.е. главных, сейсмогенерирующих структур.
Вполне вероятны и различия сейсмических очагов, отвечающих “окнам” и “узлам”. “Окна”, по-видимому, сейсмоактивны у однородных разрывов, где неровности крыльев, “цепляясь” друг за друга, препятствуют разрывным смещениям, а разрушение этих неровностей ведет к рывкообразному смещению, т.е. к землетрясению. Характер таких неровностей определяется, вероятно, механическими свойствами нарушенных разрывом пород. Естественно, что после уничтожения одной неровности следующее “зацепление” крыльев разрыва произойдет на другой неровности, т.е. в “окне” между предыдущими очагами.
Сейсмоактивность “узлов”, напротив, определяется не свойствами горных пород, а характером образующихся в них деформаций, т.е. видами сочленения различно ориентированных дислокаций, а также характером напряженного состояния. Первое обстоятельство преимущественно определяет тип узла (дизъюнктивный или дизьюнктивно-пликативный), а второе — морфологию разрывных структур. Пересечение и торцовое сочленение структур, образующих “узел”, обусловливают появление локального сложного поля напряжений за счет повышенной дифференциации движений. Следствием этого является обстановка, благоприятная для местного дробления, т.е. возникновения вееров тектонических клиньев. Морфология сопрягающихся структур определяет форму таких клиньев и рисунок их систем. Соответственно очаги в “узлах” чаще связаны с появлением вторичных оперяющих сместителей при образовании тектонических клиньев.
Раздавливание тектонических клиньев возможно и в “окнах”, и в “узлах”, но в “узлах” оно более вероятно.

title-icon Подобные новости