CC BY
56
ОСОБЕННОСТИ СЕЙСМОТЕКТОНИЧЕСКИХ ДЕФОРМАЦИЙ АЛТАЕ-САЯНСКОЙ ГОРНОЙ ОБЛАСТИ
Ольга Анатольевна Кучай
Институт нефтегазовой геологии и геофизики им. А.А. Трофимука СО РАН, 630090, Россия, г. Новосибирск, пр. Коптюга, 3, старший научный сотрудник, e-mail: KuchayOA@ipgg.sbras.ru
Антонина Андреевна Татаурова
Институт нефтегазовой геологии и геофизики им. А.А. Трофимука СО РАН, 630090, Россия, г. Новосибирск, пр. Коптюга, 3, магистрант, e-mail: ant07@mn.ru
Анализируются широтная, меридиональная и вертикальная компоненты сейсмотектонических деформации Алтае-Саянской области, полученные по данным механизмов очагов землетрясений. Рассмотрены величины компонент деформаций в каждой элементарной области. Наибольшие значения укорочения меридиональной компоненты, отражающей горизонтальное давление Индийской плиты, характерны для южных и центральных районов Алтая и горного обрамлении восточной части Тувинской впадины.
Ключевые слова: сейсмотектонические деформации, механизм очага.
FEATURES SEISMOTECTONIC DEFORMATIONS ALTAI-SAYAN MOUNTAIN REGION
Olga A. Kuchay
Trofimuk Institute of Petroleum Geology and Geophysics SB RAS, 630090, Russia, Novosibirsk, Koptyug, 3, senior research scientist, e-mail: KuchayOA@ipgg.sbras.ru
Antonina A. Tataurova
Trofimuk Institute of Petroleum Geology and Geophysics SB RAS, 630090, Russia, Novosibirsk, Koptyug, 3, magistrand, e-mail: ant07@mn.ru
Analyzed latitude, meridional and vertical components of seismotectonic deformation of the Altai-Sayan region, obtained from data of earthquake focal mechanisms. Consider the quantity of the strain components in each unit area. The greatest values of shortening meridional component, reflecting the horizontal pressure Indian Plate, are characteristic of the southern and central regions of the Altai and the surrounding mountains eastern Tuva Basin.
Key word: Seismic strain, earthquake mechanism.
В статье рассматривается общая сейсмотектоническая обстановка Алтае -Саянской горной области (АСО) и в качестве основного источника информации о напряженно-деформированном состоянии глубинных частей земной коры используются механизмы очагов землетрясений. Оценка сейсмотектонических деформаций (СТД) проводится по данным о механизмах очагов землетрясений, полученных по методике, основанной на работах [Введенская, 1969; Костров, 1975; Юнга, 1990], с использованием регионального годографа, рассчитанного [Цибульчик, 1967] для АлтаСаянской области.
Компоненты тензора деформаций за счет остаточных явлений в очагах землетрясений, рассчитывались путем суммирования тензоров сейсмических моментов всех землетрясений, возникших в единице объема за определенный промежуток времени [Ризниченко, 1985; Костров, 1975]. Деформация тех участков, где наряду со слабыми землетрясениями возникли и сильные очаги, определяется в основном сильными. Представленные в этой статье сейсмотектонические деформации рассчитаны по данным о 770 механизмах очагов землетрясений с М=3.5-7.3, происшедших в АСО за период с 1970 по 2007 гг. В этот каталог входят как землетрясения, так и афтершоки. В ряде случаев для наиболее сильных событий использовались данные полученные из каталога СМТ [http://www.globalcmt.org/CMTsearch.htm]. Элементарные объемы, для которых определялись тензоры сейсмотектонических деформаций, имели по широте и долготе значения равные 0.4о и глубине 30км. Расчеты компонент деформаций для ячеек осреднения, проводились методом скользящего окна с шагом 0,2о. Такие площадки осреднения вполне оправданы, так как наибольшее количество землетрясений приходится на магнитуды 3.5-5 и деформации от этих очагов не выходят за пределы этих площадок. В пределах каждой ячейки осреднения рассчитывались вертикальная, меридиональная и широтная компоненты деформаций в географической системе координат. В данной работе положительные значения деформаций соответствуют относительному удлинению, отрицательные значения - относительному укорочению линейных размеров элементарных объемов земной коры в соответствующих направлениях. Наряду с вышеперечисленными картами были построены карты-схемы максимальных и минимальных значений. Для этого в каждой ячейке из диагональных компонент тензора сейсмотектонических деформаций (в , в уу, г ) выбирались наибольшие и
наименьшие значения по абсолютной величине и затем строились две карты: одна с учетом максимальных значений и знака деформации, другая с учетом минимального значения и знака деформации.
На карте меридиональной компоненты тензора сейсмотектонических деформаций (рис. 1) устойчиво прослеживается субмеридиональное горизонтальное укорочение, подтверждая, что в целом земная кора в пределах АСО находится в состоянии субмеридионального сжатия. Соответственно меридиональная компонента деформаций (в уу) имеет отрицательные значения на большей
части территории. Положительные значения наблюдаются фрагментарно на отдельных локальных участках АСО и проявились в Котловине Больших Озер. Дополнительно рассчитанные сейсмотектонические деформации только по 82 -м наиболее сильным землетрясениям и афтершокам (М > 5.0) показывают стабильное меридиональное укорочение объемов земной коры для большей территории, исключая Котловину Больших Озер.
В поле широтной компоненты деформаций в(рис. 1) несмотря на неоднократную смену знака деформаций, наблюдается преимущественное широтное удлинение на всей территории Алтая - Саян. Области широтных укорочений приходятся на центральную часть АСО.
Рис. 1. Карта-схема меридиональной (слева) и широтной (справа) компонент тензора СТД земной коры Алтае-Саянского региона. Черными квадратами показаны области положительных значений деформаций (области удлинения), белыми - области отрицательных значений деформаций (области укорочения), разломы обозначены тонкими светлыми линиями
Вертикальная компонента (в ) отличается наибольшей контрастностью, в пределах значительной части исследуемого района отмечается вертикальное удлинение объемов земной коры. Отрицательные значения вертикальных деформаций, наблюдаются на отдельных участках по всей территории АСО. В частности в Котловине Больших Озер, на территории, расположенной диагонально на северо-восток от хр. Сангилен, в западной части Русского Алтая, юго-восточной окраине Шапшальского хребта встречаются участки "рифтово-го" типа с близвертикальными укорочения.
Карта максимальных значений получилась значительно отличной, от карты меридионального укорочения. А так как считается, что давление в субмери-диональном направлении на Алтае-Саянскую зону происходит за счет смещения Индийской плиты, в субмеридиональном направлении, то и наибольшее укорочение должно происходить в этом направлении. Однако далеко не всегда наблюдается подобная картина. Но прежде надо отметить, что расчет СТД проводился иногда на основе землетрясений достаточно слабых магнидут, поэтому деформации могут быть связаны с локальными напряжениями отдельных частей коры.
Анализ карты (рис. 2А) максимальных значений СТД показывает, что в Зайсанской впадине отмечается наибольшее укорочение, далее севернее в Русском Алтае широтное удлинение, еще севернее меридиональное удлинение и вертикальное укорочение. В районе Чуйско-Курайской впадин и их горных обрамлений объемы земной коры деформируются таким образом, что южная часть характеризуется максимальным меридиональным укорочением, северная - широтным удлинением.
А
80 84 88 92 96 Ю0
В
80 84 88 92 96 ЮО
Рис.2. Карты-схемы максимальных (А) и минимальных (В) значений одной из трех диагональных компонент тензора сейсмотектонических деформаций в географической системе координат в каждой ячейке осреднения. Черным цветом показаны области положительных значений деформаций (области удлинения), белым - области отрицательных значений деформаций (области укорочения). Квадратами обозначены ячейки с максимальными (минимальными для В) по абсолютной величине значениями меридиональных компонент, треугольниками - ячейки с максимальными (минимальными для В) по абсолютной величине значениями вертикальных компонент, крестиками-ячейки с максимальными (минимальными для В) по абсолютной величине значениями широтных компонент. Разломы обозначены тонкими
светлыми линиями
В Монгольском Алтае, с юга на север широтное укорочение сменяется меридиональным укорочением и затем широтным удлинением в районе схож-
дения разломов юго-восточного и северо-восточного простираний. Вдоль хр. Западного Танну-Ола наблюдаются широтные и севернее, вертикальные укорочения меняются на меридиональные. Далее на восток располагается область широтного или вертикального удлинения. В крайней восточной части района исследования происходит чередование меридиональных и широтных укорочений. Таким образом, области максимального меридионального укорочения в основном располагаются в южной и центральной частях района АСО. Области максимального меридионального удлинения встречаются фрагментарно и на очень небольших территориях. Севернее 49 параллели и восточнее 89 меридиана наблюдается преимущественное широтное и вертикальное удлинение. Исключение составляет полоса в пределах которой чередуются меридиональное, широтное и вертикальное укорчения, прослеживающиеся вдоль хр. Западного Танну-Ола, далее на С-В, огибая Тувинскую впадину.
Карта минимальных значений сейсмотектонических деформаций получен-на путем выделения в каждом элементарном объеме осреднения минимального значения из трех компонент (в , в , в ). Эти значения в основном характерны
для широтной и вертикальной компонент, как для удлинений, так и для укорочений. Меридиональная компонента достаточно редко принимает минимальные значения и фиксируется только на небольших отдельных участках (рис.2В).
Таким образом, впервые на таком детальном уровне с шагом 0.20 по данным механизмов очагов землетрясений разных магнитуд были рассчитаны СТД. При анализе распределения областей укорочения и удлинения наиболее устойчивым является укорочение объемов земной коры в меридиональном направлении. На большей части территории, объемы земной коры испытывают широтное удлинение. Вдоль вертикали наблюдается мозаичная картина с чередованием областей удлинений и укорочений. В тоже время меридиональная компонента достаточно редко принимает минимальные значения, которые отмечены только на небольших отдельных участках. Области максимального меридионального укорочения в основном располагаются в южной и центральной части района АСО, горном обрамлении восточной части Тувинской впадины, максимального меридионального удлинения встречаются фрагментарно и на очень небольших территориях (рис.2). Совокупность этих факторов позволяет сделать заключение о том, что распределение величин деформаций, полученных по данным механизмов очагов землетрясений разных магнитуд, свидетельствует в пользу того, что горизонтальное субмеридиональное сжатие, связанное с давлением Индийской плиты, оказывает большее влияние на горную систему Алтая и центральную часть Алтае-Саянской области .
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Введенская А.В. Исследование напряжений и разрывов в очагах землетрясений при помощи теории дислокаций. М., Наука,1969, 136 с.
2. Костров Б.В. Механика очага тектонического землетрясения. М., Наука, 1975, 174 с.
3. Ризниченко Ю.В. Проблемы сейсмологии. М. Наука, 1985, 407с.
4. Цибульчик Г.М. О годографах сейсмических волн и строении земной коры Алтае -Саянской области // Региональные геофизические исследования в Сибири. Новосибирск: Наука, 1967, С.159-169.
5. Юнга С.Л. Методы и результаты изучения сейсмотектонических деформаций. М.: Наука, 1990,190с.
© О.А. Кучай, А.А. Татаурова, 2013
