CC BY
54
УДК 551.24
7 7 О ? ?
В.Ю. Тимофеев , Д.Г. Ардюков , В.М. Соловьев , С.В. Шибаев , А.Ф. Петров , П.Ю. Горнов 4, Н.В. Шестаков5, Е.В. Бойко1, А.В. Тимофеев1 1 ИНГГ СО РАН, Новосибирск
л
Геофизическая Служба СО РАН, Новосибирск
-5
Якутский филиал ГС СО РАН, Якутск
4 ИТиГ ДВО РАН, Хабаровск
5 ИПМ ДВО РАН, Владивосток
СОВРЕМЕННАЯ ГЕОДИНАМИКА И МЕЖПЛИТНЫЕ ГРАНИЦЫ ДАЛЬНЕВОСТОЧНОГО РЕГИОНА РОССИИ ПО ДАННЫМ GPS ИЗМЕРЕНИЙ, СЕЙСМОРАЗВЕДКИ И СЕЙСМОЛОГИИ
В работе рассматривается современная геодинамическая обстановка для дальневосточного региона России, где сходятся три большие тектонические плиты - Евроазиатская, Северо-Американская и Тихоокеанская, а также несколько «микроплит» - Охотоморская, Амурская и плита моря Беринга. Приведен анализ имеющихся данных о положении межплитных границ и полюсов взаимного вращения плит, о сейсмичности региона. Глубинное строение региона рассматривается с использованием данных, полученных различными геофизическими методами. По профилям «г. Магадан - о. Врангеля» приводятся результаты, полученные методами ГСЗ, ОГТ и КМПВ.
V.Y. Timofeev1, D.G .Ardyukov1, V.M. Soloviev 2, S.V Shibaev3, A.F. Petrov3, P.Y.
Gornov4, N.V. Shestakov 5, E.V. Boyko1, A.V. Timofeev1
1Trofimuk Institute of Petroleum Geology and Geophysics SB RAS (IPGG)
Acad. Koptyug av. 3, Novosibirsk, 630090, Russian Federation Geophysical Service SB RAS, Novosibirsk
3 Yakutsk Department SB RAS, Yakutsk
4 Institute of Tectonic and Geophysics Far Eastern Branch RAS, Khabarovsk
5 Institute of Applied Mathematics Far Eastern Branch RAS, Vladivostok
MODERN GEODYNAMIC AND PLATE BORDERS FOR FAR-EAST REGION OF RUSSIA BY GPS, SEISMOLOGY AND SEISMIC METHODS.
In this paper we discussed the current geodynamic for Far-East region of Russia. There are situated three tectonic plates: North-America, Eurasia and Pasific plate and three small plates: Amur, Okhotsk-sea and Bering-sea. Different information about plate rotation poles and seismology situation were estimated. We discuss the structure of Far-East region observed by different geophysical methods. Seismic results were presented for Magadan-Vrangel profile.
Представления о современной тектонике северо-восточной части России отражены на рис. 1. Эти вопросы активно изучаются и уточняются в настоящее время. Положение границ в области сочленения Евроазиатской, СевероАмериканской, Охотоморской, Тихоокеанской и Амурской плит подтверждаются сейсмологическими данными и особенностями современных движений (рис. 1). Характер смещений на границах плит имеет неоднородный характер и осложнен косейсмическими подвижками при современных землетрясениях магнитудой М > 7.
Рис. 1. Положение и границы тектонических плит на Северо-Востоке Азии (по Fujita et а1., 1997 с дополнениями Б.М. Козьмина и В.С. Имаева, 2000), показано положение сейсмических профилей (2001-2008 гг., г. Магадан - о. Врангеля) и механизмов очагов землетрясений на границах, стрелками схематично обозначено направления смещения плит, справа - приведено положение Евразии и окружающих её плит на сфере, станций ЮБ сети и остаточные значение векторов в фиксируемой системе относительно плиты Евразия,
решение в 1ТКР2008
Исследование движения плит Земли на основе данных космической геодезии изучаются с использованием моделей вращения плит на сфере (рис. 1). Некоторые варианты моделей, например, для Евразии (положение полюса Эйлера и скорость за млн. лет) приведены в таблице 1.
Таблица 1 Модели движения Евразии, координаты полюса Эйлера
Модель Широта Долгота Угол.скорость в млн. лет
80РАС-2008 (17) 55.851°№0.53° 262.622°Е ± 0.16° (-97.378°Е) 0.263°± 0.001°
П№2008 (13) 54.2°N ± 0.7° 259.3°Е ± 0.5° (-100.7°Е) 0.251°± 0.002°
АКТ-2010 (3) 53.т ± 1.8° 259.5°Е ± 0.5° (-100.5°Е) 0.244°± 0.002°
Схема взаимодействия плит показывает увеличение сжатия с севера на юг азиатской части Северо-Американской плиты. Использование модельных представлений в сравнении с экспериментальными данными по постоянным станциям Северной Азии показано на рис. 2 и в таблице 2. Скорости
вертикальных смещений (УИ) минимальны, что соответствует модели плитного горизонтального движения.
140: 16Q1 14СГ 160;
Рис. 2. Скорости горизонтальных смещений для восточной части России в системе 1ТКР2008, справа - скорости смещений относительно Евразии
Таблица 2 Северо-восток Азии, скорости по модели Евразии и экспериментальные данным по постоянным станциям ЮБ
Код пункта / период измерений Широта Ф° Долгота Х° Модель Vn, мм/год ANI- 2010 Ve Экспер. Vn данные Ve Vh, мм/ год
NRIL (2001-2010) 69.362 88.360 -2.52 22.84 -1.915 5 21.803 7 1.699 15
IRKT (1995-2010) IRKJ (2002-2010) 52.219 104.316 -6.85 25.10 -6.613 3 -6.274 7 24.853 6 24.766 12 0.370 11 -0.357 21
YAKT (2001-2010) 62.031 126.680 -12.00 20.06 -12.072 7 18.508 11 0.763 21
TIXI (1999-2010) 71.634 128.866 -12.43 17.01 -11.390 4 16.821 5 1.508 12
BILI (2000-2007) (1999-2008) 68.076 166.437 -16.35 8.96 -20.41 -20.546 6 +8.14 +8.493 8 +1.75 +0.588 18
MAGO (1998-2006) (2-й вариант интерпретации 1998-2006) 59.575 150.770 -15.49 15.58 -20.17 3 -19. 513 10 +7.51 4 +9.964 15 +0.26 10 -0.552 28
Для остаточных значений (экспериментальные данные - модельные скорости) по постоянным станциям северо-восточной части Азии выделяются аномальные смещения для станций Билибино (BILI) и Магадан (MAGO). Это
говорит о том, что они относятся к другой (Северо-Американской) плите. Для азиатских станций Северо-Американской плиты получено аномальное смещение станции Магадан относительно Билибино, что свидетельствует о наличии зоны современного деформирования либо границы между этими станциями.
Таблица 3 Северо-Восток Азии, разности = Экспериментальные данные -Модельные (noam) значения (в мм/год). Модель Северо-Американской плиты
SOPAC-2008
Пункт Широта Ф° Долгота Х° Экспер. - Модель noam, Vn Экспер. - noam-sopac Ve
BILI (2000-2007) 68.076 166.437 -0.39 +3.97
(1999-2008) -0.526 +4.323
MAGO (1998-2006) 59.575 150.770 -2.37 -0.50
(1998-2006) -1.713 +1.954
TIXI (1999-2007) 71.634 128.866 +1.24 +1.55
(1999-2010) +1.19 +1.871
Комплексный анализ сейсмологических данных и материалов глубинных сейсмических исследований позволил выделить область сочленения СевероАмериканской и Охотоморской плит (Рис. 3) в структуре земной коры на разных глубинах, вплоть до поверхности Мохоровичича.
По материалам ГСЗ на профиле (г. Магадан - о. Врангеля) в зоне сочленения плит отмечается значительное уменьшение значений граничных скоростей по поверхности Мохо до 7.5 ^ 7.7 км/с и локальный подъем границы Мохоровичича на 2 ^ 4 км. На глубинном сейсмотомографическом разрезе в данной зоне отмечается чрезвычайно неоднородная средняя кора. В данной зоне отмечается также уменьшение средних (эффективных) скоростей во всей толще земной коры, что может свидетельствовать о большой раздробленности структур земной коры. Отметим, что все землетрясения региона регистрируются в пределах земной коры, мощность которой, по отдельным оценкам, достигает 40 км.
зс 0 600 900
м .>'-'41 “—-—fr - JV ^ — . ...» V ¡й- . •; . ; 'ТА- y 's 'V-U ~ ш г'с 'J •~- » * __ ч - •_ г—т —~ tpT Г? м
• р _
М1^«: Yr-SJil 1 V|- ' % I-+.UI-H.IS V|“ 7.V-8.0 ” VI «.0 . 1 * -М+—•
V’lLl* 8.2-13 Гра ницы плигп^ ^.М1
Рис. 3. К характеристике глубинного строения области сочленения Охотоморской и Северо-Американской плит в створе профиля 2ДВ. Фрагмент
разреза ГСЗ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Fujita K., Stone D.B., Layer P.W., Parfenov L.M. and Koz’min B.M.: Cooperative program helps decipher tectonics of north-east Russia. // EOS T. Am. Geophys.Un., 78 (24), 245, 252-253, 1997.
2. Fujita K., Koz’min B.M., Mackey K.G., Riegel S.A., McLean M.S. and Imaev V.S. Seismic Belt, eastern Sakha Republic (Yakutia) and Magadan District, Russia. // Stephan Mueller Spec.Publ.Ser., 4, 117-145, 2009.
3. Стеблов Г.М. Взаимодействие тектонических плит в Северо-Восточной Азии. // Доклады Академии Наук, 2004, т.394, №5, с.689-692.
4. Shestakov N.V., Gerasimenko M.D., Takahashi H., Kasahara M., Bormotov V.A., Bykov V.G., Kolomiets A.G., Gerasimov G.N., Vasilenko N.F., Prytkov A.S., Timofeev V.Yu., Ardyukov D.G., Kato T. Present tectonics of the southeast of Russia as seen from GPS observations. // Geophysical Journal International, 2011, vol.184, issue 2, February, 529-540; doi: 10.1111/j.1365-246X.2010.04871.x.
5. Шахтыров В.Г. Разломные и сдвиговые морфоструктуры Северо-востока СССР // Морфоструктурные исследования. Теория и практика. - М.: Наука, 1985, с. 190-194.
6. Мальков Б.И. Схема развития юго-восточной части Яно-Колымской геосинклинальной системы // Мезозойский тектогенез: Материалы 7-й сессии Научного Совета по тектонике Сибири и Дальнего Востока, 1971. с. 35-41.
7. Сурков В.С., Сальников А.С., Кузнецов В.Л., Липилин А.В., Селезнев В.С., Еманов А.Ф., Соловьев В.М. Строение земной коры Магаданского сектора северо-востока России по данным ГСЗ // Структура и строение земной коры Магаданского сектора России по геолого-геофизическим данным: Сб. науч. трудов.- Новосибирск: Наука, 2007. - С.13-21.
© В.Ю. Тимофеев, Д.Г. Ардюков, В.М. Соловьев, С.В. Шибаев, А.Ф.
Петров, П.Ю. Горнов, Н.В. Шестаков, Е.В. Бойко, А.В. Тимофеев, 2011
