НОВЫЕ СЕЙСМИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ О ГРАНИЦЕ ЕВРАЗИЙСКОЙ И АМУРСКОЙ ЛИТОСФЕРНЫХ ПЛИТ НА ВОСТОКЕ РОССИИ (В СТВОРЕ ОПОРНЫХ ПРОФИЛЕЙ 1-СБ И 3-ДВ)

1. ВВЕДЕНИЕ

Современная геодинамика и сейсмичность Дальневосточного региона в значительной мере определяются взаимодействием Евразийской, Тихоокеанской, Северо-Американской, а также меньших по размерам Амурской и Охотоморской плит [Tectonics…, 2005; Khain, 1994; Dobretsov et al., 2001; Shevchenko, Kaplun, 2005, 2007; Zonenshain, Savostin, 1979; Timofeev et al., 2012; Ashurkov et al., 2011; Gatinsky, Rundqvist, 2004; Imaev et al., 2003; Bird, 2003; Argus et al., 2011; Solovyev et al., 2024b]. Для двух последних плит конфигурация и положение границ являются предметом активного изучения. Известные исследования геологическими методами в настоящее время дополнены данными потенциальных геофизических полей и сейсмологии [Khain, 1994; Dobretsov et al., 2001; Stogny G.A., Stogny V.V., 2016; Mackey et al., 2010; Didenko et al., 2025]. Новые факты получены с помощью активно развивающихся методов космической геодезии [Ashurkov et al., 2011; Calais et al., 2006; Timofeev et al., 2012; Gatinsky et al., 2008; Li et al., 2020; Melnik, Steblov, 2024; Altamimi et al., 2017]. При определении положения границ плит учитывается большой набор признаков границ: геологические (конфигурация, палеонтологическая информация, особенности разломных структур), распределение возраста пород, полосовых магнитных аномалий и теплового потока, «молодой» базальтовый вулканизм, особенности глубинной структуры и рельефа, сейсмичность.

Несмотря на обилие имеющейся информации, существует неоднозначность в местоположении границ сочленения плит, которая и делает актуальным использование новых данных об этой области.

Сейсмические исследования с искусственными источниками предоставляют прямую информацию о распространении сейсмических волн через земную кору и верхнюю мантию. Анализ скоростей сейсмических волн, их затухания и рассеяния позволяет создавать модели строения литосферы, выявлять зоны пониженных скоростей, связанные с наличием расплавленных пород или флюидов, а также определять глубину залегания и характер разрывных нарушений [Gamburtsev, 1952; Weizman et al., 1960; Puzyrev et al., 1975; Krylov et al., 1993].

К началу третьего тысячелетия Дальневосточный регион был наименее изученным глубинными сейсмическими исследованиями. Зона сочленения Амурской плиты с Евразийской была пересечена всего одним геотраверсом «Базальт» в 1993 г. [Reference…, 2013]. Опорные профили нового поколения 3-ДВ и 1-СБ, на которых выполнялся широкий круг геолого-геофизических исследований (сейсморазведка методом общей глубинной точки (МОГТ), корреляционным методом преломленных волн (КМПВ), глубинное сейсмическое зондирование (ГСЗ), магнитотеллурические зондирования, литогазогеохимическая съемка, изучение потенциальных полей), были выполнены в 2008–2016 гг. [Serzhantov et al., 2013; Kashubin et al., 2016]. Первые публикации о результатах изучения земной коры и верхов мантии сейсмическими методами (метод общей глубинной точки (МОГТ) и ГСЗ) появились в двадцатых годах нынешнего тысячелетия [Seleznev et al., 2013; Solovyev et al., 2016; Goshko et al., 2013, 2018]. Соответственно, эта информация ранее не использовалась при определении набора признаков границ Амурской и Евразийской литосферных плит.

Таким образом, комплексный подход, объединяющий геологические, геофизические и геодезические методы, позволит изучить тектоническое строение и сейсмическую активность Дальневосточного региона. Их совместное применение открывает новые горизонты в понимании динамики земной коры и верхней мантии для более точного определения границы литосферных плит, в том числе таких как Евразийская и Амурская, и позволяет прогнозировать их поведение в условиях глобальных тектонических процессов.

Проведенные в последние два десятилетия глубинные сейсмические исследования на опорных геолого-геофизических профилях (рис. 1, профили 2-ДВ, 2-ДВ-А, 3-ДВ, 1-СБ и 8-ДВ) позволяют прояснить связь плитных смещений и глубинной структуры региона Дальнего Востока. На ряде участков опорными профилями пересекаются области сочленения крупнейших литосферных плит. Выполненные исследования дали значительный объем информации для изучения земной коры и мантии, в том числе и верхней неоднородной части разреза, в областях сочленения Евразийской, Северо-Американской, Охотоморской и Амурской литосферных плит. Как показано в работе [Solovyev et al., 2016], оценка мощности земной коры и ее скоростных параметров очень важна при анализе и выделении границ плит, что показывает большое значение глубинных сейсмических методов в геодинамических исследованиях.

Основная цель статьи – представить дополнительные данные о глубинном строении земной коры и верхов мантии, их неоднородностях, которые присущи зонам сочленения литосферных плит. Сопоставление результатов сейсмологии и ГСЗ с существующими геодинамическими построениями в области сочленения Евразийской и Амурской литосферных плит проводилось по материалам в створе опорных геофизических профилей 1-СБ и 3-ДВ (рис. 1, 2).

Ранее в створе опорных профилей 2-ДВ и 3-ДВ (северо-восточный участок) изучались области сочленения Евразийской, Охотоморской и Северо-Американской плит. Были установлены критерии областей сочленения, заключающиеся в небольшой мощности земной коры, пониженных значениях граничной скорости по границе Мохо и средней (эффективной) скорости продольных волн в земной коре, а также повышенной сейсмичности в широкой зоне сочленения [Solovyev et al., 2013, 2016].

2. СОВРЕМЕННЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ О ПОЛОЖЕНИИ СЕВЕРНОЙ ГРАНИЦЫ АМУРСКОЙ ПЛИТЫ НА УЧАСТКЕ СОЧЛЕНЕНИЯ ЕЕ С ЕВРАЗИЙСКОЙ ПЛИТОЙ

Современное положение литосферных плит, их строение, очертания и границы формируются в течение сотен миллионов лет. По мнению исследователей, Амурская литосферная плита представляет собой аккреционное образование разновозрастных орогенных поясов и докембрийских микроконтинентов, которые принадлежат как к Центрально-Азиатскому складчатому поясу (западная и центральная часть плиты), так и к Тихоокеанскому подвижному поясу (восточная часть) [Tectonics…, 2005; Shevchenko, Kaplun, 2007; Rasskazov et al., 2014]. В качестве единого тектонического элемента ее образование относят к средней юре (время закрытия Монголо-Охотского палеобассейна) [Didenko et al., 2010]. Область ее сопряжения с Евразийской плитой представляет собой транзитную зону, состоящую из подвижных тектонических блоков, ограниченных сейсмоактивными разломами. Точное положение границы к настоящему времени неоднозначно среди значительного количества исследователей [Ashurkov et al., 2011; Calais et al., 2006; Sherman et al., 1984; Imaev et al., 2003; Zonenshain et al., 1979; и др.]. В работе [Ashurkov et al., 2011] приведен рисунок с десятью вариантами проведения границы Амурской плиты по опубликованным данным разных авторов. Касательно северной границы плиты достаточно близкая ее трассировка отмечается практически у всех авторов на участке Байкальской рифтовой зоны (БРЗ); восточнее расхождение в положении границы на отдельных участках у разных авторов составляет 300 км и более (рис. 2). Как отмечено в работе [Ashurkov et al., 2011], многие исследователи проводят здесь границу вдоль северной ветви Станового сейсмического пояса [Zonenshain, Savostin, 1981; Wei, Seno, 1998; Bird, 2003; Gatinsky, Rundqvist, 2004]. В работах [Sherman et al., 1984; Petit, Fournier, 2005] межплитная граница проходит от Удской губы Охотского моря по югу Алданского щита, затем вдоль группы впадин северо-восточного фланга БРЗ. В работе [Imaev et al., 2003] исследователи полагают, что межплитная граница представлена буферной зоной сейсмоактивных структур, северная граница которой соответствует Олекмо-Становому сейсмическому поясу, а южная – Монголо-Охотскому разлому. Буферная зона, по их модели, представлена в виде отдельных блоков (Забайкальского и Станового), при этом последний испытывает вращение против часовой стрелки. Забайкальский блок смещается на юго-восток, а Амурская плита в северо-восточном направлении. Представленное выше различие в картировании северной границы Амурской плиты восточнее ~122-го меридиана до Удской губы объясняется уменьшением (снижением) выраженности главного маркера плит, к которому относят сейсмичность, а точнее наличие явно выраженных сейсмоактивных разломов, являющихся маркерами делимости литосферы на блоки различной жесткости [Gatinsky et al., 2008]. В отличие от узкой Байкальской рифтовой зоны с повышенной сейсмичностью и энергией землетрясений в пределах Олекмо-Становой сейсмотектонической зоны отмечается широкая полоса более слабых землетрясений с меньшим ежегодным количеством. Так, согласно [Imaev et al., 2005, с. 24] «…в Байкальской рифтовой зоне ежегодно происходит более 2000 землетрясений с энергетическим классом К>8, в то время как в Олекмо-Становой зоне число таких событий в год не превышает 500 [Bulletin…, 1972, 1973, 1974, 1975, 1976, 1977]».

Максимальные землетрясения с магнитудой до 7.8 также зарегистрированы в Байкальском рифте (Муйское землетрясение 1957 г. с М=7.6, Моготское землетрясение 1967 г. с М=7.8 [New Catalog…, 1977], в то время как в Олекмо-Становой зоне наибольшая магнитуда не превышает 6.5–7.0 (Тас-Юряхское землетрясение 1967 г. с М=7.0, Южно-Якутское 1989 г. с М=6.6, Нюкжинское 1958 г. с М=6.6 [Imaev et al., 2000; Makarov, Kozmin, 2024].

Cпутниковые технологии (GPS-геодезия) являются на настоящий момент основным средством исследования движений и деформаций в пределах внутриконтинентальных районов Азии. В работе [Ashurkov et al., 2011] по результатам исследований 2001–2007 гг. на шести пунктах геодезической сети на Амуро-Зейском геодинамическом полигоне в рамках кинематической модели, описывающей движение Евразийской и Амурской плит, на 99%-ном доверительном уровне доказано их существование как независимых тектонических единиц. Полученная модель в целом соответствует геолого-геофизическим данным о напряженном состоянии и кинематике разломов на Байкало-Становой границе Амурской плиты и подтверждает смену обстановки растяжения в БРЗ на режим сжатия в Олекмо-Становой и Тукурингро-Джагдинской сейсмических зонах. Саму же северную границу Амурской плиты на данном этапе четко определить по кинематическим параметрам, как следует из последующих геодезических измерений на более плотной сети из 22 станций в Верхнем Приамурье [Zhizherin, 2021, с. 13], не представляется возможным. В редакции автора предполагается, что «она представляет собой довольно обширный участок, заключенный между Становым и Южно-Тукурингрским разломами, в пределах которого происходит некогерентное изменение векторов скорости точек, принадлежащих Евразийской плите, к векторам, характеризующим Амурскую микроплиту».

Современные представления об области сочленения на уровне кора – мантия также имеют различную трактовку у разных исследователей. В рамках построенной геолого-геофизической модели области сочленения плит авторы работы [Shevchenko, Kaplun, 2007] считают характер сочленения литосферных плит в настоящий момент надвиго-поддвиговым с падением границы сочленения на юг; в коллизионный период исследователями отмечается существование как минимум одной инверсионной смены направлений горизонтальных и вертикальных перемещений блоков литосферы, что отражает наличие в модели разнонаправленных наклонных границ в верхней наиболее хрупкой части земной коры.

В другой модели [Stogny G.A., Stogny V.V., 2016] область взаимодействия Евразийской и Амурской литосферных плит в Олекмо-Становой сейсмотектонической зоне проходит по Каларо-Чогарскому разлому, трассирующемуся на поверхности протяженным Становым мезозойским поясом гранитоидов. Эта модель в мезозойский тектономагматический этап предполагает наличие на уровне верхней части земной коры (0–15 км) растяжение, а на уровне нижней (15–50 км) коры – сжатие, что создает разные сейсмогеодинамические условия на всех уровнях земной коры.

3. СЕЙСМИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ В ОБЛАСТИ СОЧЛЕНЕНИЯ ЕВРАЗИЙСКОЙ И АМУРСКОЙ ЛИТОСФЕРНЫХ ПЛИТ

3.1. Сейсмические исследования области сочленения плит в створе профиля 1-СБ

В восточной части Байкальской рифтовой зоны в разные годы выполнен ряд протяженных профилей ГСЗ (см. рис. 1; рис. 3) [Krylov et al., 1981, 1993; Solovyev et al., 2023а, 2023b]. Профили ГСЗ 1976 и 2020 гг. в субширотном, а профиль 1-CБ (2015 г.) в субмеридиональном направлении пересекают область сочленения Евразийской и Амурской плит. Наиболее детальные данные получены на опорных профилях 1-СБ и 8-ДВ (расстановка 9). Расстояния между источниками возбуждения составляли 25–35 км, между приемными станциями (Байкал, РОСА-А с четырехканальными косами) с вертикальными приборами – 5–8 км и 20 км – с трехкомпонентными приборами. В качестве источников возбуждения на профилях применялись рассредоточенные на небольшой площади озер (или болот) взрывы общей массой 3–5 т; на профиле 1-СБ возбуждение осуществляли также группы мощных 40-тонных вибраторов. Максимальная дальность регистрации достигала 300–400 км. Более разреженные системы наблюдений были получены в 1976 г. на профиле ГСЗ Нижнеангарск – Муя – Чара.

Интерпретация данных продольных волн на профилях проводилась традиционными в ГСЗ способами [Krylov et al., 1993; Puzyrev et al., 1975; Solovyev et al., 2014]. Были построены годографы преломленных и отраженных от границы Мохоровичича рефрагированных Р-волн, увязанные во взаимных точках. По данным рефрагированных волн рассчитаны томографические разрезы земной коры до глубины 15–25 км. По данным преломленных и отраженных от границы М продольных волн определялась средняя (эффективная) скорость Р-волн в земной коре, положение поверхности Мохоровичича и распределение вдоль нее значений граничной скорости преломленных волн. На профиле 1-СБ и расстановке 9 профиля 8-ДВ верхняя часть разреза построена также по данным поперечных волн.

Работы ГСЗ в створе опорных профилей выполнялись в рамках методики точечных сейсмических зондирований [Puzyrev et al., 1975; Krylov et al., 1993]. Согласно оценкам восстановления параметров среды в рамках методики рекогносцировочных глубинных сейсмических зондирований, точность определения скоростей в глубинном разрезе составляет ±0.1 км/с, а границ ~3 % от глубины [Puzyrev et al., 1975; Krylov et al., 1993].

Ниже освещены особенности фрагментов разрезов этих профилей относительно зоны сочленения литосферных плит, главным образом фрагмента профиля 1-СБ, пересекающего границу плит.

По данным ГСЗ на профиле 1-СБ в области сочленения Евразийской и Амурской литосферных плит на участке Х=750–790 км (см. рис. 2) выделяется подъем границы Мохоровичича (с амплитудой до 7 км), уменьшение средних скоростей Р- и S-волн в земной коре соответственно до 6.35–6.45 и 3.65–3.70 км/с (рис. 4) [Solovyev et al., 2017, 2023b]. Небольшие глубины до границы М в 38–42 км и низкие значения скоростей в 6.30–6.35 км/с в земной коре установлены также на субширотных профилях, фактически в полосе границы плит [Krylov et al., 1981; Solovyev et al., 2023а].

В пределах обширной зоны Х=725–820 км профиля 1-СБ отмечается повышенный сейсмический шум (в том числе и на высоких частотах в 30–45 Гц), который может быть связан с повышенной сейсмичностью. К особенностям сейсмического строения, не характерным для зон сочленения плит [Solovyev et al., 2013, 2014, 2016] (а также рифтовых впадин [Krylov et al., 1981]), относятся установленные высокие скорости на границе Мохоровичича в пределах выделенного блока на участке Х=720–820 км, в так называемой геологами Муйской глыбе [Korol’kov, 2007а, 2007b; Shatsky et al., 2012; Skuzovatov et al., 2016] (скорости Р- и S-волн соответственно в 8.35±0.2 и 4.85±0.05 км/с). Необходимо отметить, что данный блок выделялся и ранее на субширотном профиле Нижнеангарск – Муя – Чара 1976 г. (чуть с меньшими значениями скорости, 8.2 км/с) [Krylov et al., 1981] и субширотном профиле 8-ДВ (расстановка 9) со значениями скорости в 8.1±0.1 км/с. С западной и восточной стороны от блока на субширотных профилях скорость продольных волн имела пониженные значения, 7.8–7.9 км/с, как и в целом во всей рифтовой зоне [Krylov et al., 1981, 1993; Solovyev et al., 2020]. Сейсмическими исследованиями на опорном геолого-геофизическом профиле 1-СБ и площадными сейсмологическими исследованиями в Прибайкалье и в юго-восточной части Забайкалья в верхней мантии по данным Р- и S-волн выделен высокоскоростной мантийный блок с поперечными размерами около 600×600 км [Solovyev et al., 2017, 2020, 2023b]. Скорости Р- и S-волн по границе М в его пределах повышены соответственно до 8.40–8.45 и 4.80–4.85 км/с. Анализ геолого-геофизических и геодинамических сведений по району исследований [Korol’kov, 2007b; Shatsky et al., 2012; Skuzovatov et al., 2016] позволяет высказать предположение, что выделенный по данным сейсмологии и ГСЗ высокоскоростной слой в верхней мантии в юго-восточной части Забайкалья является пластиной эклогитов (или эклогитоподобных пород) в районе Монголо-Охотского орогенного пояса. Относительно небольшие размеры высокоскоростного блока на мантии на участке Муйской глыбы (~100 км) в области сочленения плит и более низкие значения скоростей, чем в выделенном в юго-восточной части Забайкалья слое эклогитоподобных пород, позволяют предположить, что слой в мантии на участке Муйской глыбы является «останцом» некогда большого блока также эклогитоподобных пород, уменьшившегося под влиянием высоких температур в зоне рифтогенеза.

Область сочленения Евразийской и Амурской литосферных плит на разрезах ГСЗ отмечается повышенной неоднородностью в верхней и средней части земной коры в значениях скоростей Р- и S-волн, их отношениях, коэффициенте Пуассона и фиктивной скорости К* (рис. 4, 5, 6).

Контраст сейсмических аномалий по ряду параметров на фрагментах профилей в сопредельных блоках кристаллической коры в зоне сочленения плит на глубине 5–15 км достигает большой величины – 20–40 % (см. рис. 5).

Неоднородности строения земной коры и верхов мантии находят отражение и в сейсмических материалах, полученных по методу многократных перекрытий отраженными волнами (МОГТ). В глубинном (энергетическом) разрезе МОГТ [Goshko et al., 2018] в рассматриваемой зоне отмечается пропадание сейсмической расслоенности нижней коры и снижение качества отражений на уровне границы Мохоровичича (рис. 7).

Необходимо отметить два момента. Во-первых, тектоническая интерпретация разрезов МОГТ здесь и далее дана в авторском варианте. Во-вторых, километраж на разрезах МОГТ ведется вдоль криволинейных профилей, а на разрезах ГСЗ вдоль прямых линий. Следовательно, они будут разными. Их соответствие друг другу можно увидеть на рис. 2, где приведены трассы МОГТ и ГСЗ для каждого из опорных профилей 1-СБ и 3-ДВ.

По данным сейсмологии область сочленения Евразийской и Амурской литосферных плит в Забайкалье маркируется по сейсмичности Байкальской рифтовой зоны. Наиболее сейсмичной является северо-восточная часть БРЗ, где в 1957 г. произошло крупнейшее для всей территории Прибайкалья и Забайкалья Муйское землетрясение с магнитудой 7.6 и интенсивностью сотрясений 10 баллов. Земная кора региона находится в условиях растяжения [New Catalog…, 1977]. При анализе сейсмичности зоны сочленения плит из базы данных Байкальского филиала ФИЦ ЕГС РАН в 50-километровой полосе профиля 1-СБ в пределах Байкальской рифтовой зоны было выбрано около 4200 землетрясений с М от 1.4 до 6.2 за 40-летний период наблюдений с 1975–2014 гг. (рис. 8, а). В створе профиля 1-СБ участок зоны сочленения (Х=720–830 км) отмечается повышенным количеством землетрясений и повышенной энергией (рис. 8, а) [Solovyev et al., 2023b]. Для анализа глубин очагов землетрясений были отобраны данные 122 землетрясений, у которых среднеквадратичная ошибка определения глубин гипоцентров не превышала ±(5–6) км (рис. 8, б). Отмечается уменьшение глубины гипоцентров до 10–12 км в центральной части зоны Х=750–770 км по сравнению с 20–24 км на сопредельных участках (рис. 8, б). Из представленных рисунков с распределением глубин землетрясений (рис. 8, б) и ошибок (рис. 8, в) видно, что различие глубин гипоцентров в центральной зоне и сопредельных участков практически в два раза превышает среднюю ошибку определения глубин, что позволяет считать достоверным вывод об уменьшении глубин гипоцентров землетрясений в зоне сочленения плит.

Установлена приуроченность зон повышенной сейсмичности к блокам верхней и средней коры на глубине 8–20 км с неоднородным скоростным строением по данным разнополяризованных Р- и S-волн [Solovyev et al., 2023b].

С учетом всех данных по глубинному строению на разрезах ГСЗ, МОГТ, распределению вторичных параметров среды и сейсмичности наиболее вероятным центральным участком сочленения Евразийской и Амурской литосферных плит в створе профиля 1-СБ является участок Х=760–780 км по пикетажу ГСЗ (см. рис. 2, 3, 4; рис. 8) и 1070–1090 км по километражу МОГТ (см. рис. 2, 7).

Выделенный участок практически совпадает с контуром положения границы сочленения на рис. 2 у большинства исследователей [Gatinsky, Rundqvist, 2004; Wei, Seno, 1998; Bird, 2003; Petit, Fournier, 2005; Zonenshain et al., 1979; Sherman et al., 1984] за исключением линии положения, где северная граница буферной зоны между плитами (Забайкальский блок) проходит фактически по северному ограничению БРЗ в области сочленения Байкальской складчатой области с Бодайбино-Патомской складчатой системой [Imaev et al., 2003; Solonenko, 1968] (см. рис. 2, а, X≈860 км), а южная граница Забайкальского блока трассируется по Монголо-Охотскому разлому (рис. 2, X≈420 км).

3.2. Сейсмические исследования области сочленения плит в створе профиля 3-ДВ

Глубинное строение. Наряду с опорным геофизическим профилем 3-ДВ в пределах Олекмо-Становой сейсмотектонической зоны в 1989–1990 гг. «Нефтегеофизикой» по методике многоволнового глубинного сейсмического профилирования были отработаны профили ГСЗ: БАЗАЛЬТ – Тында – Амурзет и Абакан – Тында – Татарский пролив [Reference…, 2013]. Для возбуждения колебаний производились химические взрывы в водоемах и в скважинах. Расстояния между источниками на профилях составляли 40–60 км, между приемниками – 10 км. Запись сейсмических сигналов выполнялась аналоговыми телеметрическими станциями «Тайга» на удалениях до 200 км. Мощность коры по результатам исследований по профилям серии Базальт в районе профиля 3-ДВ по данным продольных преломленных волн и данным отраженных продольных и поперечных волн составляет 40–43 км. По данным продольных волн средняя скорость в земной коре равна 6.5 км/с, а граничная по поверхности Мохоровичича, полученная фрагментарно на профиле Тында – Амурзет, – 8.0 км/с. Земная кора имеет блоковое строение, размеры блоков от 5 до 20 км по глубине и от 30 до 100 км по латерали. Поверхность фундамента на пересечении с профилем 3-ДВ, построенная по данным преломленных продольных и поперечных волн, залегает на глубине порядка 1 км; Vг=5.95–6.20 км/c. В верхней коре скорость Р- и S-волн от 6.1/3.5 до 6.3/3.8 км/с (здесь и далее в числителе Vp, в знаменателе Vs). Средняя кора в интервале глубин от 16–17 до 28–30 км описывается довольно высокими скоростями сейсмических волн – от 6.5/3.6 до 6.8/3.9 км/с. Скоростные характеристики нижней части земной коры: Vp=6.8–7.0 км/с, Vs=4.1 км/с. Необходимо отметить повышенную неоднородность земной коры, выражающуюся в сильных изменениях отношений скоростей Р- и S-волн (Vp/Vs) – от пониженных значений в 1.65–1.70 в верхней части разреза до повышенных в средней коре и вновь пониженных в 1.65–1.70 в нижней коре, соответственно в 1.75–1.80 и 1.65–1.70.

Более детальная система наблюдений была реализована на южном фрагменте опорного профиля 3-ДВ, с расстояниями между источниками возбуждения (взрывы, мощные вибраторы) 15–30 км и приемными станциями через 4–6 км.

Обобщенный глубинный сейсмический разрез на южном 800–километровом фрагменте профиля 3-ДВ (пос. Джалинда – пос. Верхняя Амга) приведен на рис. 9, а. Сейсмотомографический разрез земной коры по результатам интерпретации волн в первых вступлениях дополнен определениями глубин до поверхности Мохоровичича по данным головных и закритических отраженных волн, поверхности К по данным коровых отраженных волн и внутримантийной границы М1, построенной по данным закритических отраженных волн на удалениях 300–400 км.

Основанием разреза является поверхность Мохоровичича, которая прослежена как отраженными, так и преломленными волнами. Средняя скорость распространения сейсмических волн до нее составляет 6.3–6.6 км/с. Граничная скорость вдоль профиля меняется от 7.7 до 8.5 км/с. Пониженные значения скоростей (Vг=7.75±0.10 км/с) установлены в центральной части Алданской гранулит-гнейсовой области Сибирской платформы (Х=425–580 км), нормальные (Vг=8.0–8.2 км/с) – в северной части профиля на участке Алдано-Ленской плиты (Х=580–700 км) и в пределах Становой гранит-зеленокаменной области и Селено-Станового аккреционного складчатого пояса Сибирской платформы (Х=100–310 км). Несколько повышенные значения скоростей (Vг=8.1–8.3 км/с) установлены под мезозойской Чульманской впадиной (ее южной и центральной частью) и высокие (Vг=8.3–8.5 км/с) – в южной части профиля в пределах Верхнеамурского наложенного прогиба Центрально-Азиатского тектонического пояса.

Мощность земной коры по профилю изменяется от 35–40 км в южной части профиля (Х=50–320 км) до 46–55 км в северной (Х=450–700 км). Значительное увеличение глубины залегания поверхности Мохоровичича – от 38–40 до 44–46 км – происходит в Пристановой складчато-надвиговой зоне и южной части Алданского блока (рис. 9, а). Большой разброс глубин в 6–10 км отмечен по данным продольных отраженных и преломленных волн на участке Х=550–600 км в области сочленения Алдано-Ленской плиты и Алданской гранулит-гнейсовой области.

В низах коры на глубине 25–28 км на участке Х=40–60 км расположена граница К, построенная по данным продольных коровых отраженных волн. Пластовая скорость между ней и поверхностью Мохоровичича изменяется от 6.8 до 7.2 км/с (в целом больше 7.0 км/с). На участке Х=85–90 км явно прослеживается смещение по границе К с амплитудой в 4–6 км. Примерно такое же смещение точек отражений отмечается и по границе М на данном участке, пространственно совпадающем с зоной сочленения Аргуно-Мамынского микроконтинента Центрально-Азиатского тектонического пояса и Монголо-Охотского аккреционного складчатого пояса (рис. 9, а).

Ниже границы Мохоровичича, предположительно в пределах Пристановой складчато-надвиговой зоны, на глубине 60–65 км отмечается внутримантийная граница М1.

Необходимо отметить, что скоростные и структурные параметры разреза профиля 3-ДВ (мощность земной коры, скорость Р-волн в земной коре и мантии) практически совпадают с таковыми на профилях Тында – Амурзет и Абакан – Тында – Татарский пролив в зоне пересечения с (Х≈150–200 км) профиля 3-ДВ; главное несовпадение заключается в несколько завышенных значениях средней скорости (до 6.5 км/с) на профилях ГСЗ 1989–1990 гг.

Разбиение томографического разреза земной коры на рис. 9, а, по скоростным характеристикам на слои, условно соответствующие базитовым (Vp=6.8–7.6 км/с ), гранулитовым (Vp=6.4–6.8 км/с), гранитогнейсовым (Vp=5.8–6.4 км/с) и вулканогенно-осадочным (Vp=3.0–5.8 км/с), позволяет провести более детальную характеристику тектонических зон в створе южного фрагмента профиля 3-ДВ и обсудить вероятностное положение области сочленения Евразийской и Амурской литосферных плит, ширина которой по данным большого количества групп авторов (см. рис. 2) в створе профиля 3-ДВ составляет свыше 300 км (от Становой гранит-зеленокаменной области (Х~150 км) до центральной части Алданской гранулит-гнейсовой области (Х~500 км)).

Дополнительная информация о строении разреза получена также по данным поперечных рефрагированных и отраженных волн (рис. 9, б).

Как отмечалось выше, в работах [Timofeev et al., 2012; Solovyev et al, 2013, 2016] при анализе сейсмических данных в области сочленения крупнейших Северо-Американской, Евразийской и Охотоморской плит были установлены особенности глубинного строения коры и мантии, которые могут быть отнесены к критериям границ плит, заключающимся в небольшой мощности земной коры, пониженных значениях граничной скорости по границе Мохо и средней (эффективной) скорости продольных волн в земной коре, чрезвычайно неоднородной средней коре, пониженных значениях отношений скоростей Р- и S-волн в земной коре до (1.6–1.7) и пониженном коэффициенте Пуассона (до 0.20), а также снижении контрастности отражений в низах коры и разделе Мохоровичича (по материалам глубинного МОГТ).

Подобные особенности в глубинном строении прослеживаются и на опорном профиле 3-ДВ, пересекающем вкрест зону сочленения Евразийской и Амурской литосферной плит (в области сочленения Пристановой складчато-надвиговой зоны и Алданской гранулит-гнейсовой области Сибирской платформы) (рис. 9). На разрезе ГСЗ (рис. 9, а) здесь (Х=330–430 км) установлены пониженные значения эффективных скоростей продольных волн в земной коре (6.3–6.4 км/с), подъем границы Мохоровичича и кровли нижнекорового слоя, а также понижение скоростей по границе М (от 8.1–8.3 до 7.7–7.8 км/с); отмечается также повышенная неоднородность земной коры с пониженными отношениями скоростей Р- и S-волн в верхней и средней коре (до 1.5–1.7) (рис. 9, б) и коэффициентом Пуассона до 0.10–0.20. На энергетических разрезах МОГТ (рис. 9, в) на данном участке (Х_Могт=345–375 км) отмечается понижение качества отражений на уровне границы Мохоровичича и в нижней коре (с учетом сделанных выше замечаний). В пределах выделенного участка в верхней мантии на глубине 60–70 км выделена внутримантийная граница М1 с наклоном на север, как и граница Мохоровичича (рис. 9, а).

Сейсмичность. Повышенной сейсмичностью и концентрацией сильных землетрясений в створе южного фрагмента профиля 3-ДВ характеризуются участки Х=300–500 и Х=80–160 км (рис. 10, а), относящиеся соответственно к широкой полосе Олекмо-Становой сейсмотектонической зоны и более узкой Тукурингра-Джагдинской сейсмической зоне [Imaev et al., 2005]. Наиболее крупные землетрясения Южной Якутии (Тас-Юряхское, 1967 г., М=7.0, и Южно-Якутское, 1989 г., М=6.6) зарегистрированы в западной части Олекмо-Становой сейсмотектонической зоны, практически на тех же широтах, что и выделенная зона с аномальными сейсмическими особенностями строения земной коры и мантии (Х=330–430 км) на близрасположенном профиле 3-ДВ (рис. 10, а).

Анализ распределения плотности землетрясений за разные периоды времени (рис. 10, б, в) показывает достаточно близкую картину. Максимальный уровень плотности 10 землетрясений (число землетрясений, произошедших в пределах площадки размером 0.2×0.4 км, на которые была разбита территория исследований [Imaev et al., 2005; Kozmin, Makarov, 2022]), как и сильные землетрясения, зафиксирован на западном фланге Олекмо-Становой сейсмической зоны (Чаро-Олекминский блок). В выделенной зоне профиля 3-ДВ (Х=330–430 км), относящейся к Центрально-Алданскому блоку, уровень плотности землетрясений также повышен и составляет ~6–10 (рис. 10, б, в). Землетрясения сконцентрированы в средней коре на глубине 8–23 км [Imaev et al., 2005]. Распределение суммарной энергии землетрясений в целом коррелирует с распределением карты плотности землетрясений [Makarov, Kozmin, 2024]. Самыми активными являются Чаро-Олекминский, Центрально-Алданский и Становой тектонические блоки, суммарная выделенная энергия в которых от всей энергии составляет соответственно около 59, 23 и 18 %; в направлении на восток уровень суммарной энергии уменьшается в 10⁴ раз [Makarov, Kozmin, 2024], что, по мнению авторов, может свидетельствовать об уменьшении в восточном направлении скорости современных тектонических движений.

Из анализа пространственного распределения наиболее крупных землетрясений, карт плотности и суммарной энергии землетрясений на юге Якутии можно предположить, что наиболее вероятностное положение области сочленении Евразийской и Амурской литосферных плит находится в субширотной зоне от 56.5 до 57.5°, что коррелирует с выделенной по сейсмическим данным зоной Х=330–430 км профиля 3-ДВ.

Результаты настоящих исследований по особенностям выделенного участка подтверждаются другими геолого-геофизическими построениями [Didenko et al., 2013]. В результате комплексного геолого-геофизического анализа данных геологического картирования, плотности, геохимии, сейсмичности построена геолого-геофизическая модель, в которой обосновано выделение между Алданским и Становым мегаблоками обособленной Пристановой складчато-надвиговой зоны позднемезозойского возраста. Обосновано также широкое развитие здесь коллизионно-сдвиговых деформаций в мезозое при закрытии Монголо-Охотского палеобассейна.

Определение более узкого, наиболее вероятного, центрального участка сочленения Евразийской и Амурской литосферных плит в створе профиля 3-ДВ, как это было сделано на профиле 1-СБ, по имеющимся сейсмическим данным не представляется возможным. Это связано главным образом с «размытостью» особенностей сейсмичности и глубинного строения. Формально все сейсмические «признаки» зоны сочленения крупных плит, подобные установленным ранее на профилях 2-ДВ, 1-СБ и северо-восточном участке профиля 3-ДВ, здесь присутствуют, но не сконцентрированы в узкой зоне.

В выделенную зону (Х=330–430 км) попадает значительная часть построений исследователей [Gatinsky, Rundqvist, 2004; Zonenshain et al., 1979; Wei, Seno, 1998; Bird, 2003], северная часть широкой полосы сочленения плит [Malyshev et al., 2007] и в пределах 50 км северная граница буферной зоны (Станового блока) по [Imaev et al., 2000, 2003]. В других работах [Sherman et al., 1984; Petit, Fournier, 2005; Imaev et al., 2000, 2003] граница проводится южнее, по Монголо-Охотскому разлому.

4. ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Глубинными сейсмическими и сейсмологическими исследованиями в створе профилей 1-СБ и 3-ДВ в области сочленения Евразийской и Амурской литосферных плит подтверждены установленные ранее для области сочленения Евразийской, Охотоморской и Северо-Американской плит [Timofeev et al., 2012; Solovyev et al., 2013, 2016] глубинные критерии, заключающиеся в небольшой мощности земной коры (37–42 км), низких значениях граничной скорости по границе Мохо – от 7.85 до 8.00 км/с и пониженном значении средней (эффективной) скорости продольных волн в земной коре (~6.3 км/с). Область сочленения плит представляет собой широкую напряженную зону с максимальным количеством землетрясений, максимумом показателя полной выделенной энергии и пониженной глубиной гипоцентров землетрясений. На глубинных сейсмотомографических разрезах в этой зоне отмечается чрезвычайно неоднородная средняя кора, снижение контрастности отражений в низах коры и разделе Мохоровичича по материалам глубинного МОГТ; для широкой зоны сочленения установлены пониженные значения отношений скоростей Р- и S-волн в земной коре (до 1.6–1.7) и пониженный коэффициент Пуассона (до 0.20), что может свидетельствовать о повышенной раздробленности земной коры.

В створе профиля 1-СБ выделена узкая 20-километровая зона, отождествляемая с центральным участком сочленения Евразийской и Амурской литосферных плит; в качестве вероятностной области сочленения плит на профиле 3-ДВ обособлена по сейсмическим данным более широкая 100-километровая зона. Проведено сопоставление выделенных вероятностных областей сочленения плит с построениями северной границы Амурской плиты других исследователей.

Полученная в результате этих исследований новая обширная информация о глубинном строении областей сочленения крупнейших тектонических плит позволит наметить пути решения целого круга фундаментальных проблем региональной геологии, истории геологического развития, тектоники, минерагении и сейсмичности на востоке России.

5. БЛАГОДАРНОСТИ

Авторы выражают признательность коллегам из Алтае-Саянского и Сейсмологического филиалов ФИЦ ЕГС РАН, ИНГГ СО РАН и Института Карпинского за ценные замечания при обсуждении статьи.

6. ЗАЯВЛЕННЫЙ ВКЛАД АВТОРОВ / CONTRIBUTION OF THE AUTHORS

Все авторы внесли эквивалентный вклад в подготовку рукописи, прочли и одобрили финальную версию перед публикацией.

All authors made an equivalent contribution to this article, read and approved the final version.