Геодинамика, активные разломы и механизмы очагов землетрясений в зоне псевдосубдукционного взаимодействия континентальных микроплит Южного и Северного Кавказа (южный склон Большого Кавказа, Азербайджан)

Изучалась активная тектоника южного склона Большого Кавказа на территории Республики Азербайджан. Район исследований представляет собой зону поддвига (псевдосубдукции), где взаимодействуют континентальные микроплиты Южного и Северного Кавказа, что приводит к тектоническому расслоению альпийских формаций на разнообразные аллохтонные и параавтохтонные надвиговые пласты южной вергентности между средним байоским и четвертичным периодами. Эти пласты сгруппированы в покровные комплексы, образующие современную структуру прогиба в изучаемом районе. Большие линейно растянутые тектонические единицы (мегазоны) соответствуют оси альпийской краевой морской впадины, консолидированная кора которой подвергается разрушению, утрачивает свою мощность (т.е. утоняется). Альпийский покров подвергался сжатию в зоне поддвига и сдвинут в южном направлении. В результате этого аккреционная призма сформировалась как аллохтон, перекрывающий северную сторону Южно-Кавказской микроплиты в виде системы полого падающих взбросо-надвигов. На протяжении континентальной стадии альпийского тектогенеза (начиная с конца миоцена) процесс интенсивного латерального сжатия был вызван вторжением фронтального клина Арабского индентора в буферные структуры южной окраины Евразии. Об этом свидетельствуют данные мониторинга современной геодинамической активности посредством технологий GPS: установлено интенсивное (до 29 мм/год) вторжение Южно-Кавказского блока в северных румбах в сравнении с относительной стабильностью Северо-Кавказской микроплиты (0–6 мм/год). Это, в свою очередь, является отражением режима псевдосубдукции (континентальной субдукции или S-субдукции), который продолжает действовать в полосе, где сталкиваются и взаимодействуют Южно-Кавказская и Северо-Кавказская микроплиты. Предполагается, что этот процесс являлся причиной сейсмической активности в период исторических наблюдений в изучаемом районе, где землетрясения происходили главным образом в зоне аккреционной призмы южного склона и прилегающей полосе Южно-Кавказской микроплиты. В данной статье проведен анализ и корреляция всего спектра сейсмических событий, произошедших в изучаемом районе до 2017 г., а также фокальных механизмов недавно зарегистрированных землетрясений (2012–2016 гг.). Установлено, что очаги землетрясений приурочены либо к узлам пересечений разрывов разного простирания с разломами разных направлений, либо к плоскостям глубоких тектонических разрывов с боковыми смещениями вдоль неустойчивых контактов материальных комплексов разного залегания. По фокальным механизмам сейсмических событий установлены разнообразные, в основном субвертикальные, плоскости сбросов и сдвигов. При этом выявлено, что очаги землетрясений, как правило, приурочены к узлам пересечения между разрывными дислокациями, простирающимися в «кавказском» и «противокавказском» направлениях. Результаты наших исследований интересны в плане их применения в реальном времени для регионального обзора причин как геодинамической, так и сейсмической активности системы Большого Кавказа и прилегающих районов Альпийско-Гималайского складчатого пояса.

1. Ахмедбейли Ф.С., Исмаил-заде А.Д., Кенгерли Т.Н. Геодинамика Восточного Кавказа в альпийском тектоно-магматическом цикле (Азербайджан) // Труды Института Геологии НАН Азербайджана. 2002. № 30. С. 36–48.

2. Алиев Ф.А. Сейсмичность азербайджанской части Большого Кавказа с позиций тектоники плит // Труды молодых ученых. 2014. № 9. С. 92–100.

3. Aliyev F., Kangarli T., Aliyev A., Vahabov U., 2018. Recent geodynamics and seismicity of the Greater Caucasus (within Azerbaijan borders). In: Proceedings of the 36th National and the 3rd International Geosciences Congress. Available from: http://36nigc.conference.gsi.ir/en.

4. Alizadeh A.A., Kangarli T.N., Aliyev F.A., 2013. Tectonic stratification and seismicity of the accretionary prism of the Azerbaijani part of Greater Caucasus. Geophysical Research Abstracts 15, EGU2013-445-1. Available from: http://meetingorganizer.copernicus.org/EGU2013/EGU2013-445-1.pdf.

5. Allen M., Jackson J., Walker R., 2004. Late Cenozoic reorganization of the Arabia-Eurasia collision and the comparison of short-term and long-term deformation rates. Tectonics 23 (2), TC2008. https://doi.org/10.1029/2003TC001530.

6. Баранов Г.И., Белов А.А., Дотдуев С.И. Большой Кавказ // Тектоническая расслоенность литосферы и региональные геологические исследования / Ред. Ю.М. Пущаровский, В.Г. Трифонов. М.: Наука, 1990. С. 196–215.

7. Дотдуев С.И. О покровном строении Большого Кавказа // Геотектоника. 1986. № 5. С. 94–106.

8. Дотдуев С.И. Мезозойско-кайнозойская геодинамика Большого Кавказа // Геодинамика Кавказа / Ред. А.А. Белов, М.А. Сатиан. М.: Наука, 1989. С. 82–91.

9. Гамкрелидзе П.Д., Гамкрелидзе И.П. Тектонические покровы южного склона Большого Кавказа (в пределах Грузии). Тбилиси: Изд-во «Мецниереба», 1977. 81 с..

10. Green T., Abdullayev N., Hossack J., Riley G., Roberts A.M., 2009. Sedimentation and subsidence in the south Caspian Basin, Azerbaijan. In: M.-F. Brunet, M. Wilmsen, J.W. Granath (Eds.), South Caspian to Central Iran Basins. Geological Society, London, Special Publications, vol. 312, p. 241–260. https://doi.org/10.1144/SP312.12.

11. Исаев Б.М., Гаджиев Т.Н., Али-заде С.А., Кенгерли Т.Н. Тектонические покровы и олистостромовые комплексы Юго-Восточного Кавказа // Геотектоника. 1981. № 1. С. 70–84.

12. Jackson J., Priestley K., Allen M., Berberian M., 2002. Active tectonics of the south Caspian basin. Geophysical Journal International 148 (2), 214–245. https://doi.org/10.1046/j.1365-246X.2002.01588.x.

13. Kadirov F.A., Floyd M. Reilinger R., Alizadeh Ak.A., Guliyev I.S., Mammadov S.G., Safarov R.T., 2015. Active geodynamics of the Caucasus region: implications for earthquake hazards in Azerbaijan. Proceedings of Azerbaijan National Academy of Sciences. The Sciences of Earth (3), 3–17.

14. Кадиров Ф.А., Кадыров А.Г., Алиев Ф.А., Мамедов С.К., Сафаров Р.Т. GPS-мониторинг и сейсмичность коллизионной зоны азербайджанской части Большого Кавказа // Известия НАН Азербайджана, Науки о Земле. 2009. № 3. С. 12–18.

15. Kadirov F., Mammadov S., Reilinger R., McClusky S., 2008. Some new data on modern tectonic deformation and active faulting in Azerbaijan (according to Global Positioning System Measurements). Proceedings of Azerbaijan National Academy of Sciences. The Sciences of Earth (1), 82–88.

16. Kadirov F.A., Mammadov S.G., Safarov R.T., 2017. Active geodynamics of the Caucasus. Geophysical Journal 39 (4), 98–101.

17. Кадиров Ф.А., Сафаров Р.Т. Деформация земной коры Азербайджана и сопредельных территорий по данным GPS-измерений // Известия НАН Азербайджана, Науки о Земле. 2013. № 1. С. 47–55.

18. Kadirov F., Safarov R., Mammadov S., 2018. Crustal deformation of the Caucasus region derived from GPS measurements. In: Proceedings of the 36th National and the 3rd International Geosciences Congress. Available from: http://36nigc.conference.gsi.ir/en.

19. Kangarli T.N., 1999. Alpine geodynamics of the Earth’s crust of Azerbaijan. In: Proceedings of the 5th Baku International Congress “Energy, Ecology, Economy”, Vol. 10, p. 199–205.

20. Кенгерли Т.Н. Этапность формирования покровов тектонически расслоенного альпийского чехла Большого Кавказа в пределах Азербайджана // Известия НАН Азербайджана, Науки о Земле. 2005. № 4. С. 37–44.

21. Кенгерли Т.Н. Дифференцированно-смещенные тектонические пластины в инфраструктуре Говдаг-Сумгайытского покровного комплекса Юго-Восточного Кавказа // Известия НАН Азербайджана, Науки о Земле. 2006. № 1. С. 28–35.

22. Кенгерли Т.Н. Юрские аллохтонные комплексы Большого Кавказа (Азербайджан) // Известия НАН Азербайджана, Науки о Земле. 2007. № 3. С. 3–11.

23. Кенгерли Т.Н. Шарьяжи в структуре Юго-Восточного Кавказа как индикатор аккреционного взаимодействия Северо- и Южно-Кавказской микроплит // Современное состояние наук о Земле: Материалы международной конференции, посвященной памяти В.Е. Хаина (1–4 февраля 2011 г., г. Москва). М.: Изд-во МГУ им. М.В. Ломоносова, 2011. С. 849–854.

24. Kangarli T.N., 2012. Mass overthrust within the structure of Greater Caucasus (Azerbaijan). In: A.A. Ali-zadeh (Ed.), The modern problems of geology and geophysics of Eastern Caucasus and the South Caspian depression. Nafta-Press, Baku, p. 163–201.

25. Кенгерли Т.Н., Ахундов А.Б. Поверхностные и глубинные структуры южного склона Большого Кавказа // Советская геология. 1988. № 10. С. 42–52.

26. Kangarli T.N., Aliyev A.M., Aliyev F.A., Rahimov F.M., 2017a. Seismotectonic zoning of Azerbaijan territory. Geophysical Research Abstracts 19, EGU2017-12778. http://meetingorganizer.copernicus.org/EGU2017/EGU2017-12778.pdf.

27. Kangarli T.N., Aliyev F.A., Aliyev A.M., Mehdiyeva Z., Vahabov U., Murtuzov Z., 2018. Structural position of the Greater Caucasus accretionary prism within the structure of Azerbaijan. In: Proceedings of the 36th National and the 3rd International Geosciences Congress. Available from: http://36nigc.conference.gsi.ir/en.

28. Kangarli T.N., Aliyev F.A., Aliyev A.M., Vahabov U.G., 2017b. Active tectonics and focal mechanisms of earthquakes in the pseudosubduction active zone of the North- and South-Caucasus microplates (within Azerbaijan). Geophysical Journal 39 (4), 101–104.

29. Kangarli T.N., Aliyev F.A., Rahimov F.M., Murtuzov Z.M., 2016. Tectonics, recent geodynamics and seismicity of Azerbaijan part of the Greater Caucasus. Geophysical Research Abstracts 18, EGU2016-385-1. Available from: http://meetingorganizer.copernicus.org/EGU2016/EGU2016-385-1.pdf.

30. Kangarli T.N., Shakinski A.M., Zamanov Yu.J., 1994. Tectonic stratification of the Earth’s crust of the Greater Caucasus and the problems of prospecting of oil and gas and ore deposits. In: Proceedings 10th Petroleum Congress and Exibition of Turkey (Ankara, April 11–15, 1994). UCTEA Chamber of Petroleum Engineers, p. 94–103.

31. Кенгерли Т.Н., Велиев Г.О. Направление и результаты исследований Исмаилы-Шемахинского полигона в связи с сейсмопрогнозом // Прогноз землетрясений. № 10. Душанбе–Москва: Изд-во «Дониш», 1988. С. 172–185.

32. Хаин В.Е. Геологические исследования и поиски нефти в Лагичских горах. Баку – Москва: ОНТИ НКТП СССР – Азнефтеиздат, 1937. 92 с..

33. Хаин В.Е. Региональная геотектоника. Альпийский Средиземноморский пояс. М.: Недра, 1984. 344 с..

34. Хаин В.Е. Тектоника континентов и океанов (год 2000). М.: Научный мир, 2001. 606 с..

35. Геология Азербайджана. Т. IV. Тектоника / Ред. В.Е. Хаин, А.А. Ализаде. Баку: Nafta-Press, 2005. 506 с..

36. Khain V.E., Chekhovich P.A., 2006. Main stages of tectonic development of the Caspian region. In: V.Ye. Khain, N.A. Bogdanov (Eds.), International tectonic map of the Caspian Sea and its surroundings. Scale 1:2500000. Explanatory notes. Nauchnyi Mir Publishing House, Moscow, p. 57–64.

37. Khain V.E., Gadjiev A.N., Kengerli T.N., 2007. Tectonic origin of the Apsheron Threshold in the Caspian Sea. Doklady Earth Sciences 414 (1), 552–556. https://doi.org/10.1134/S1028334X07040149.

38. Хаин В.Е., Григорьянц Б.В., Исаев Б.М. Западно-Каспийский разлом и некоторые закономерности проявления поперечных разломов в геосинклинальных складчатых областях // Бюллетень Московского общества испытателей природы. Отдел геологический. 1966. Т. 41. № 2. С. 5–23.

39. Копп М.Л. Структуры латерального выжимания в Альпийско- Гималайском коллизионном поясе. М.: Научный мир, 1997. 313 с..

40. Копп М.Л. Новейшая структура прикаспийского региона как результат давления Аравийской плиты // Геодинамика Черноморско-Каспийского сегмента Альпийского складчатого пояса и перспективы поисков полезных ископаемых: Тезисы докладов Международной конференции (9–10 июня 1999 г., г. Баку). Баку: Nafta-Press, 1999. С. 99–100.

41. Мамедов П.З. Глубинное строение и тектоническая эволюция Южно-Каспийской впадины // Геология Азербайджана. Т. VII. Нефть и газ / Ред. А.А. Ализаде. Баку: Nafta-Press, 2008. С. 6–158.

42. Мамедов П.З. Современная архитектура Южно-Каспийского мегабассейна – результат многоэтапной эволюции литосферы в центральном сегменте Альпийско-Гималайского подвижного пояса // Известия НАН Азербайджана, Науки о Земле. 2010. № 4. С. 46–72].

43. Мирчинк М.Ф., Шурыгин А.М. Формирование структуры третичных и меловых отложений Юго-Восточного Кавказа. М.: Наука, 1972. 160 с.

44. Панов Д.И. Тектоническая структура юрского терригенного комплекса Большого Кавказа. Механизм и время ее формирования // Сборник научных трудов Северо-Кавказского государственного технического университета, серия «Тектоника и геодинамика». Вып. 1. Ставрополь: Изд-во СКГТУ, 2002. С. 60–70.

45. Philip H., Cisternas A., Gvishiani A., Gorshkov A., 1989. The Caucasus: an actual example of the initial stages of continental collision. Tectonophysics 161 (1–2), 1–21. https://doi.org/10.1016/0040-1951(89)90297-7.

46. Рзаев А.Г., Етирмишли Г.Д., Казымова С.Э. Отражение геодинамического режима в вариациях напряженности геомагнитного поля (на примере южного склона Большого Кавказа) // Известия НАН Азербайджана, Науки о Земле. 2013. № 4. С. 3–15.

47. Шарданов А.Н. К вопросу о явлениях покровной тектоники на Юго-Восточном Кавказе // Доклады АН Азербайджанской ССР. 1953. Т. 9. № 8. С. 439–444.

48. Шурыгин А.М. Астраханский тектонический покров на Юго-Восточном Кавказе // Геотектоника. 1967. № 6. С. 98–104.

49. Telesca L., Kadirov F., Yetirmishli G., Safarov R., Babayev G., Ismaylova S., 2017. Statistical analysis of the 2003–2016 seismicity of Azerbaijan and surrounding areas. Journal of Seismology 21 (6), 1467–1485. https://doi.org/10.1007/s10950-017-9677-x.

50. Вассоевич Н.Б. О крупных тектонических покровах в Восточном Закавказье // Записки Всероссийского минералогического общества. 1940. Ч. 69. Вып. 2–3. С. 395–417.

51. Вассоевич Н.Б., Хаин В.Е. Явления покровной тектоники в Лагичских горах // Известия АН СССР, серия геологическая. 1940. № 1. С. 76–80.

52. Vincent S.J., Morton A.C., Carter A., Gibbs S., Barabadze T.G., 2007. Oligocene uplift of the Western Greater Caucasus: an effect of initial Arabia–Eurasia collision. Terra Nova 19 (2), 160–166. https://doi.org/10.1111/j.1365-3121.2007.00731.x.

53. Воскресенский И.А. О Баскальском покрове на Юго-Восточном Кавказе // Советская геология. 1958. № 7. С. 62–84.

54. Воскресенский И.А., Хаин В.Е., Шурыгин А.М. Тектонические покровы Юго-Восточного Кавказа и условия их образования // Вестник Московского государственного университета. Серия 4: Геология. 1963. № 4. С. 15–33.

55. Yetirmishli G.J., Kazimova S.E., Ismailova S.S., 2014. Focal parameters of the Zagatala earthquake on May 7, 2012. In: Catalogue of Seismoforecasting research carried out in Azerbaijan territory in 2012. Nafta-Press Publishing House, Baku, p. 14–18.

56. Yetirmishli G.J., Kazimova S.E., Ismailova S.S., Garaveliyev E.S., 2016. Dynamic and kinematic characteristics of earthquakes of Sheki-Oguz region. Proceedings of Azerbaijan National Academy of Sciences. The Sciences of Earth (3–4), 28–36.