канд. геол.-мин. наук, с.н.с. Институт земной коры СО РАН 664033, Иркутск, ул. Лермонтова, 128, Россия
Candidate of Geology and Mineralogy, Senior Researcher Institute of the Earth’s Crust SB RAS 128 Lermontov street, Irkutsk 664033, Russia
докт. геол.-мин. наук, зав. лабораторией тектонофизики Институт земной коры СО РАН 664033, Иркутск, ул. Лермонтова, 128, Россия Тел.: 8(3952)423027
Doctor of Geology and Mineralogy, Head of Laboratory of Tectonophysics Institute of the Earth’s Crust SB RAS 128 Lermontov street, Irkutsk 664033, Russia Tel.: 8(3952)423027
канд. геол.-мин. наук Институт земной коры СО РАН 664033, Иркутск, ул. Лермонтова, 128, Россия
Candidate of Geology and Mineralogy Institute of the Earth’s Crust SB RAS 128 Lermontov street, Irkutsk 664033, Russia
канд. геол.-мин. наук, с.н.с. Институт земной коры СО РАН 664033, Иркутск, ул. Лермонтова, 128, Россия
Candidate of Geology and Mineralogy, Senior Researcher Institute of the Earth’s Crust SB RAS 128 Lermontov street, Irkutsk 664033, Russia
канд. геол.-мин. наук, с. н. с. Институт земной коры СО РАН 664033, Иркутск, ул. Лермонтова, 128, Россия Тел.: 89501404851
Candidate of Geology and Mineralogy, Senior Researcher Institute of the Earth’s Crust SB RAS 128 Lermontov street, Irkutsk 664033, Russia Tel.: 89501404851
аспирант Институт земной коры СО РАН 664033, Иркутск, ул. Лермонтова, 128, Россия
PhD student Institute of the Earth’s Crust SB RAS 128 Lermontov street, Irkutsk 664033, Russia
аспирант Институт земной коры СО РАН 664033, Иркутск, ул. Лермонтова, 128, Россия
PhD student Institute of the Earth’s Crust SB RAS 128 Lermontov street, Irkutsk 664033, Russia
В краткой обзорной форме освещаются достижения многолетних комплексных экспериментальных исследований. Описаны их методология и современное состояние. Представлены наиболее важные результаты моделирования процессов разломообразования на непрозрачных упруговязкопластичных и на упругих оптически-активных моделях. Для характеристики разлома как трехмерного геологического тела введено понятие «область активного динамического влияния разлома» (ОАДВР). Показано, что ее ширина М определяется мощностью вмещающего разлом слоя (Н), его вязкостью (η) и скоростью деформирования (V). Предложены формализованные выражения связи между М ОАДВР разломов разного морфолого-генетического типа с H, η и V в виде уравнений множественной корреляции. Охарактеризована временная и пространственная неравномерность ОАДВР, выражающаяся в стадийно-этапном формировании их внутренней разрывной структуры, с ее меняющимися по простиранию разлома геометрическими и динамическими характеристиками. Впервые для объяснения закономерности структурообразования в ОАДВР привлечена концепция открытых систем. Показано, что разломообразование представляет собой синергетический процесс последовательной смены структурных уровней деформации с характерным для каждого из них набором разномасштабных разрывных нарушений, обладающих свойствами самоподобия и что определяющая роль при смене структурных уровней принадлежит процессам самоорганизации систем разрывных нарушений. Для характеристики систем разрывов, вовлеченных в самоорганизацию, введено понятие «разрывные диссипативные структуры» (РДС). Для выделения РДС в ОАДВР предложено использовать информационную энтропию и фрактальную размерность. Исследована связь со структурообразованием в ОАДВР сопутствующих процессов, таких как акустическая эмиссия и рельефообразование над зонами формирующихся разломов. Представлен комплекс результатов моделирования напряженно-деформированного состояния в ОАДВР основных эталонных типов зон сочленения разломов и их природных аналогов в оптически-активных упругих моделях. Показана хорошая согласованность с данными сейсмологических, геолого-структурных и геодезических исследований.
Results of long-term experimental studies and modelling of faulting are briefly reviewed, and research methods and the-state-of-art issues are described. The article presents the main results of faulting modelling with the use of non-transparent elasto-viscous plastic and optically active models. An area of active dynamic influence of fault (AADIF) is the term introduced to characterise a fault as a 3D geological body. It is shown that AADIF's width (М) is determined by thickness of the layer wherein a fault occurs (Н), its viscosity (η) and strain rate (V). Multiple correlation equations are proposed to show relationships between AADIF's width (М), H, η and V for faults of various morphological and genetic types. The irregularity of AADIF in time and space is characterised in view of staged formation of the internal fault structure of such areas and geometric and dynamic parameters of AADIF which are changeable along the fault strike. The authors pioneered in application of the open system conception to find explanations of regularities of structure formation in AADIFs. It is shown that faulting is a synergistic process of continuous changes of structural levels of strain, which differ in manifestation of specific self-similar fractures of various scales. Such levels are changeable due to self-organization processes of fracture systems. Fracture dissipative structures (FDS) is the term introduced to describe systems of fractures that are subject to self-organization. It is proposed to consider informational entropy and fractal dimensions in order to reveal FDS in AADIF. Studied are relationships between structure formation in AADIF and accompanying processes, such as acoustic emission and terrain development above zones wherein faulting takes place. Optically active elastic models were designed to simulate the stress-and-strain state of AADIF of main standard types of fault jointing zones and their analogues in nature, and modelling results are reported in the article. A good correlation is revealed between the available seismological, structural geological and geodetic data.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.