TECTONOPHYSICAL RESEARCH AT INSTITUTE OF THE EARTH’S CRUST SB RAS: MAJOR ACHIEVEMENTS AND ACTUAL PROBLEMS
https://doi.org/10.5800/GT-2010-1-1-0003
Abstract
The article presents major results which have been obtained during 30 years of researches conducted by the Laboratory of Tectonophysics at the Institute of the Earth’s Crust.
General regularities in organization of fault-block structures in the brittle lithosphere are established. Relations between main parameters of faults are investigated, and their connection with the lithospheric structure and recent crustal movements is shown. A rheological model of vertical zoning of faults is proposed. Internal structures of faults are studied; stages in faulting are generally defined in terms of time; regularities of patterns of joints inside faults are described; and original methods of mapping such joints are proposed to reveal tectonic conditions of faulting.
Based on seismic monitoring, new methods of quantitative assessment of relative activity rates of faults in real time are developed. Such methods are applied to delineate zones of recent destruction of the lithosphere in the Central Asian region. The state of stresses of the lithosphere is mapped, and the new map allows us to reveal regularities in the spatial mosaic of regions differing by types of stress fields.
Our physical experiments conducted in compliance with similarity conditions are aimed at studying faulting mechanisms with regard to variable loads. A special set of experiments is devoted to the Baikal rift system. Cases of application of tectonophysical methods to study fault tectonics, the state of stresses and seismicity of the lithosphere are described. Prospects of tectonophysical researches conducted in the Laboratory and potentials of integration with studies of other research teams are considered.
About the Authors
Semen I. Sherman
Institute of the Earth’s Crust, Siberian Branch of RAS
Russian Federation
Russian Federation
Academician of the Russian Academy of Natural Sciences, Doctor of Geology and Mineralogy, Professor, Chief Researcher,
128 Lermontov street, Irkutsk 664033
Konstantin Zh. Seminsky
Institute of the Earth’s Crust, Siberian Branch of RAS
Russian Federation
Russian Federation
Doctor of Geology and Mineralogy, Head of Laboratory,
128 Lermontov street, Irkutsk 664033
References
1. Адамович А.Н. Анализ перехода систем фрагментов деструкции в магистральный шов // Изв. РАН. Физика Земли. − 1997. − № 8. − С. 65−69.
2. Борняков С.А. Количественный анализ параметров разномасштабных сдвигов (по результатам моделирования) // Геология и геофизика. − 1990. − № 9. − С. 34−42.
3. Борняков С.А., Гладков А.С., Матросов В.А., Адамович А.Н., Клепиков В.А. Нелинейная динамика разломообразования по результатам физического моделирования // Геотектоника. – 2004. − № 5. − С. 85−95.
4. Борняков С.А., Шерман С.И., Гладков А.С. Многоуровневая самоорганизация деструктивного процесса в сдвиговой зоне // Физическая мезомеханика. – 2000. − Т. 3, № 4. − С. 107−115.
5. Быков В.Г. Деформационные волны Земли: концепция, наблюдения и модели // Геология и геофизика. − 2005. − Т. 46, № 11. − С. 1176−1190.
6. Быкова Н.М., Шерман С.И. Северо-Муйский тоннель – из ХХ в ХХI век. – Новосибирск: Наука, 2007. − 186 с.
7. Гзовский М.В. Основы тектонофизики. – М.: Наука, 1975. – 536 с.
8. Гладков А.С., Борняков С.А., Манаков А.В., Матросов В.А. Тектонофизические исследования при алмазопоисковых работах. Методическое пособие. – М.: Научный мир, 2008. – 175 с.
9. Гольдин С.В. Деструкция литосферы и физическая мезомеханика // Физическая мезомеханика. – 2002. – Т. 5, № 5. С. 5−22.
10. Гольдин С.В. Дилатансия, переупаковка и землетрясения // Физика Земли. − 2004. − № 10. − С. 37−54.
11. Леви К.Г. Неотектонические движения в сейсмоактивных зонах литосферы. Тектонофизический анализ. – Новосибирск: Наука, 1991. − 166 с.
12. Лобацкая Р.М. Структурная зональность разломов. – М.: Недра, 1987. − 128 с.
13. Лобацкая Р.М., Кофф Г.Л. Разломы литосферы и чрезвычайные ситуации. – М.: Институт литосферы РАН, 1997. − 196 с.
14. Логачев Н.А., Борняков С.А., Шерман С.И. О механизме формирования Байкальской рифтовой зоны по результатам физического моделирования // Доклады АН. − 2000. − Т. 373, № 3. − С. 388-390.
15. Лучицкий И.В., Бондаренко П.М. Эксперименты по моделированию сводовых поднятий Байкальского рифта // Геотектоника. − 1967. − № 2. − С. 3−20.
16. Невский М.В. Геофизика на рубеже веков // Избранные труды ученых ОИФЗ РАН. – М.: ОИФЗ РАН, 1999. – С. 124−139.
17. Николаевский В.Н., Рамазанов Т.К. Генерация и распространение волн вдоль глубинных разломов // Известия АН СССР. Физика Земли. − 1986. − № 10. – С. 3–13.
18. Парфеевец А.В., Саньков В.А. Напряженное состояние земной коры и геодинамика юго-западной части Байкальской рифтовой системы. – Новосибирск: Академическое изд-во «Гео», 2006. – 151 с.
19. Ружич В.В. Сейсмотектоническая деструкция в земной коре Байкальской рифтовой зоны. – Новосибирск: Изд-во СО РАН, 1997. − 147 с.
20. Садовский М.А., Болховитинов Л.Г., Писаренко В.Ф. Деформирование геофизической среды и сейсмический процесс. – М.: Наука, 1987. – 102 с.
21. Саньков В.А. Глубины проникновения разломов. − Новосибирск: Наука, 1989. − 105 с.
22. Саньков В.А., Днепровский Ю.И., Коваленко С.Н., Борняков С.А., Гилева Н.А., Горбунова Н.Г. Разломы и сейсмичность Северо-Муйского геодинамического полигона. − Новосибирск: Наука, 1991. − 111 с.
23. Саньков В.А., Мирошниченко А.И., Парфеевец А.В., Аржанникова А.В., Лухнев А.В. Позднекайнозойское напряженное состояние земной коры Прихубсугулья (Северная Монголия) по натурным и экспериментальным данным // Геотектоника. – 2004. – № 2. – С. 78–90.
24. Семинский К.Ж. Структурно-механические свойства глинистых паст как модельного материала в тектонических экспериментах. − Иркутск: ВИНИТИ, 1986а. − №5762-В86. – 130 с.
25. Семинский К.Ж. Анализ распределения опережающих разрывов при формировании крупных дизъюнктивов // Геология и геофизика. − 1986б. − № 10. − С. 9−18.
26. Семинский К.Ж. Общие закономерности динамики структурообразования в крупных сдвиговых зонах // Геология и геофизика. − 1990. − № 4. − С. 14−23.
27. Семинский К.Ж. Принципы и этапы спецкартирования разломно-блоковой структуры на основе изучения трещиноватости // Геология и геофизика. − 1994. − № 9. − С. 112−130.
28. Семинский К.Ж. Тектонофизические закономерности деструкции литосферы на примере Гималайской зоны сжатия // Тихоокеанская геология. − 2001. − Т. 20, № 6. − С. 17−30.
29. Семинский К.Ж. Внутренняя структура континентальных разломных зон. Тектонофизический аспект. − Новосибирск: Изд-во СО РАН, филиал «Гео». − 2003. − 244 с.
30. Семинский К.Ж. Картирование разломно-блоковой структуры земной коры на современном этапе развития тектонофизики // Геофизический журнал. − 2005. − Т. 27, № 1. − С. 85−96.
31. Семинский К.Ж., Гладков А.С., Лунина О.В., Тугарина М.А. Внутренняя структура континентальных разломных зон. Прикладной аспект. − Новосибирск: Изд-во СО РАН, Филиал «Гео», 2005. – 294 с.
32. Уломов В.И. Волны сейсмогеодинамической активизации и долгосрочный прогноз землетрясений // Физика Земли. – 1993. – № 4. – С. 43–53.
33. Шерман С.И. Физические закономерности развития разломов земной коры. − Новосибирск: Наука, 1977. − 102 с.
34. Шерман С.И. Физический эксперимент в тектонике и теория подобия // Геология и геофизика. − 1984. − № 3. − С. 8−18.
35. Шерман С.И. Деструктивные зоны литосферы, их напряженное состояние и сейсмичность // Неотектоника и современная геодинамика континентов и океанов. – М.: ГЕОС, 1996. − С.76−79.
36. Шерман С.И. Развитие представлений М.В. Гзовского в современных тектонофизических исследованиях разломообразования и сейсмичности в литосфере // Тектонофизика сегодня. − М.: ОИФЗ РАН, 2002. − С. 49−59.
37. Шерман С.И., Бабичев А.А. Теория подобия и размерностей в приложении к тектоническому моделированию // Экспериментальная тектоника. Методы, результаты, перспектива. − М.: Наука, 1989. − С. 57−77.
38. Шерман С.И., Бержинский Ю.А., Павленов В.А., Аптикаев Ф.Ф. Региональные шкалы сейсмической интенсивности. − Новосибирск: Изд-во СО РАН, филиал «Гео», 2003. − 189 с.
39. Шерман С.И., Борняков С.А., Буддо В.Ю. Области динамического влияния разломов. − Новосибирск: Наука, 1983. – 112 с.
40. Шерман С.И., Демьянович В.М., Лысак С.В. Сейсмический процесс и современная многоуровневая деструкция литосферы в Байкальской рифтовой зоне // Геология и геофизика. − 2004. − Т. 45, № 12. − С. 1458−1470.
41. Шерман С.И., Днепровский Ю.И. Поля напряжений земной коры и геолого-структурные методы их изучения. − Новосибирск: Наука, 1989. − 157 с.
42. Шерман С.И., Лунина О.В. Новая карта напряженного состояния верхней части литосферы Земли // Доклады АН. − 2001. − Т. 378, № 5. − С. 672−674.
43. Шерман С.И., Нгуен Тронг Ием, Семинский К.Ж.Новая карта разломно-блоковой тектоники территории Вьетнама // Доклады АН. − 2000а. − Т. 371, № 5. − С. 671−674.
44. Шерман С.И., Савитский В.А. Новые данные о квазипериодических закономерностях активизации разломов в реальном времени на основе мониторинга магнитуд сейсмических событий (на примере Байкальской рифтовой системы) // Доклады АН – 2006. − Т. 408, № 3. − С. 398−403.
45. Шерман С.И., Семинский К.Ж., Борняков С.А., Буддо В.Ю., Лобацкая Р.М., Адамович А.Н., Трусков В.А., Бабичев А.А. Разломообразование в литосфере. Зоны сдвига. − Новосибирск: Наука, 1991. – 261 с.
46. Шерман С.И., Семинский К.Ж., Борняков С.А., Адамович А.Н., Лобацкая Р.М., Лысак С.В., Леви К.Г. Разломообразование в литосфере. Зоны растяжения. − Новосибирск: Наука, 1992. − 262 с.
47. Шерман С.И., Семинский К.Ж., Борняков С.А., Адамович А.Н., Буддо В.Ю. Разломообразование в литосфере. Зоны сжатия. − Новосибирск: Наука, 1994. − 263 с.
48. Шерман С.И., Семинский К.Ж., Борняков С.А., Адамович А.Н., Гладков А.С. Теоретические и практические следствия развития идей М.В. Гзовского в исследованиях Института земной коры СО РАН // М.В. Гзовский и развитие тектонофизики / Отв. ред. Ю.Г. Леонов, В.Н. Страхов. − М.: Наука, 2000б. − С. 245−265.
49. Шерман С.И., Семинский К.Ж., Черемных А.В. Деструктивные зоны и разломно-блоковые структуры Центральной Азии // Тихоокеанская геология. – 1999. – Т. 18, № 2. – С. 41–53.
50. Шерман С.И., Сорокин А.П., Савитский В.А. Новые методы классификации сейсмоактивных разломов литосферы по индексу сейсмичности // Доклады АН. – 2005. – Т. 401, № 3. – С. 395−398.
51. Levi K.G., Sherman S.I. Applied geodynamic analysis // Musee Royal De L'Afrique centrale. V. 100. – Tervuren, Belgique Annales,Sciences Geologiques, 1995. – 133 p.
52. San'kov V.A., Miroshnitchenko A.I., Levi K.G., Lukhnev A.V., Melnikov A.I., Delvaux D. Cenozoic stress field evolution in the Baikal rift zone // Bull. Centre Rech. Elf Explor. Prod. – 1997. V. 21, № 2. –P. 435–455.
53. Scholz C.H. The mechanics of earthquakes and faulting. − New York: Cambridge University Press, 2002. − 283 р.
54. Seminskii K.Zh., Kogut E.I. Governing factors in the development of depressions and faults in the Baikal rift zone: results of a physical experiment // Doklady Earth Sciences. − 2009. − V. 424, № 1. − P. 15−18.
55. Seminskii K.Zh., Radziminovich Ya.B. Seismicity of the Southern Siberian Platform: spatiotemporal characteristics and genesis // Izvestiya, Physics of the Solid Earth. − 2007. − V. 43, № 9. − P. 726−737.
56. Sherman S.I. Faults of the Baikal rift zone // Tectonophysics. – 1978. – V. 45, № 1. – Р. 31–39.
57. Sherman S.I. Faults and tectonic stresses of the Baikal rift zone // Tectonophysics. – 1992. – V. 208, № 1–3. – P. 297–307.
58. Sherman S.I., Dem’yanovich V.M., Lysak S.V. Active faults, seismicity and fracturing in the lithosphere of the Baikal rift system // Tectonophysics. – 2004. − V. 380, № 3−4. − Р. 261−272.
59. Sherman S.I., Gladkov A.S. Fractals in studies of faulting and seismicity in the Baikal rift zone // Tectonophysics. – 1999. − V. 308. − Р. 133−142.
60. Sherman S.I., Gorbunova E.A. Variation and origin of fault activity of the Baikal rift system and adjacent territories in real time // Earth science frontiers. − 2008. − V. 15, № 3. − Р. 337−347.
61. Sherman S.I., Seminskiy K.Zh., Cheremnykh A.V. Destructive zones and fault-produced block structures of Central Asia // Geology of Pacific ocean. − 2000. − V. 16. − Р. 231−252.
Review
For citations:
Sherman S.I., Seminsky K.Zh. TECTONOPHYSICAL RESEARCH AT INSTITUTE OF THE EARTH’S CRUST SB RAS: MAJOR ACHIEVEMENTS AND ACTUAL PROBLEMS. Geodynamics & Tectonophysics. 2010;1(1):4-23. (In Russ.) https://doi.org/10.5800/GT-2010-1-1-0003
Views:
1232
Email this article 