Preview

Геодинамика и тектонофизика

Расширенный поиск
Том 5, № 1 (2014)
Скачать выпуск PDF
3-18 346
Аннотация

 В феврале 2014 г. Институту земной коры Сибирского отделения Российской академии наук исполнилось 65 лет. На начало 2014 г. в институте трудится около 300 сотрудников, среди которых 1 действительный член РАН, 1 член-корреспондент РАН, 27 докторов и 74 кандидата наук. Обучение в аспирантуре проходят 33 будущих молодых ученых. В структуре института функционирует 13 лабораторий и Аналитический центр, сотрудники которых выполняют исследования по следующим основным научным направлениям: современная эндо- и экзогеодинамика, геологическая среда и сейсмический процесс, ресурсы, динамика подземных вод и геоэкология, внутреннее строение, палеогеодинамика, эндогенные процессы и флюидодинамика континентальной литосферы.

 

За период с 2009 по 2013 г. в институте опубликовано 775 статей в российских и зарубежных научных журналах, выполнено 145 грантов РФФИ, 21 проект по программам фундаментальных исследований Президиума РАН и Отделения наук о Земле РАН, 27 интеграционных проектов СО РАН, 22 программы фундаментальных исследований РАН, заключено и успешно исполнено более 50 договоров НИОКР с крупными промышленными организациями Сибири, а также ряд государственных контрактов с правительствами субъектов РФ. В институте активно развивается научно-педагогическая, научно-организационная и международная деятельность, обновляется и модернизируется материально-техническая и приборно-аналитическая база.

 

По всем показателям, обозначенным в ходе реформы РАН в качестве основных критериев оценки результативности научных организаций, ИЗК СО РАН занимает достойное место среди институтов-лидеров страны и мира, выполняющих исследования в области наук о Земле.

 

19-39 308
Аннотация

Рассмотрена история, основные научные направления и основные научные результаты исследований за период 2009–2013 гг. в лаборатории петрологии, геохимии и рудогенеза и лаборатории геологии и магматизма древних платформ.

 

 

 

41-80 463
Аннотация

 Изучением глубинного строения и палеогеодинамики Сибирского кратона и Центрально-Азиатского складчатого пояса занимаются две специализированные лаборатории ИЗК СО РАН: лаборатория комплексной геофизики и лаборатория палеогеодинамики. Использование геофизических методов в рамках данной тематики ориентировано на определение трехмерной скоростной структуры верхней мантии методом поверхностно-волновой томографии, изучение строения земной коры и верхней мантии сейсмическими, гравиметрическими и электроразведочными методами, измерение геотермических параметров литосферы Центральной Азии и разработку новых технологий поиска месторождений полезных ископаемых. Выполнение качественных палеогеодинамических реконструкций требует расшифровки сценария становления структуры Сибирского кратона и Центрально-Азиатского складчатого пояса. Исследованием этой проблемы занимаются сотрудники лаборатории палеогеодинамики. Отдельным направлением в данной лаборатории является изучение новых минералов и выяснение условий их образования. Сотрудники лабораторий ведут скоординированные научные исследования, результаты которых активно публикуются в ведущих российских и зарубежных научных изданиях.

 

81-100 407
Аннотация

Приведены результаты исследований, выполненных в лаборатории изотопии и геохронологии и лаборатории кайнозоя ИЗК СО РАН в рамках проектов СО РАН: ИМП № 77 «Изучение закономерностей проявления опасных природных процессов в исторически обозримом прошлом для разработки основ прогноза их поведения на ближайшие десятилетия» (РК 01201282598) и Пр. VIII.69.1. «Факторы, определяющие изменение среды и климата Центральной Азии в кайнозое». На основе сравнительного анализа пространственно-временного распределения высоко- и умеренно калиевых базальтовых извержений в Центральной Монголии и морских записей изотопов Sr выявлено соответствие начала новейшего геодинамического этапа в Центральной Монголии точке отсчета его глобального выражения, свидетельствующее о тесной связи магматических событий региона с глобальными процессами конвергенции. Эти магматические события рассматриваются как представительные для новейшей геодинамической эволюции литосферы за последние 90 млн лет, в ходе которой определена важнейшая роль рубежей ~66, 40–37, ~32 и 17–15 млн лет назад. Происходившие глобальные изменения, за исключением рубежа ~32 млн лет назад, запечатлены в морских записях изотопов Sr. Из анализа радиоуглеродного датирования различных геологических и палеобиологических объектов восстановлена природно-климатическая обстановка позднего плейстоцена и голоцена. Построена кривая, отражающая изменения природной среды и климата Северного полушария с учетом проявления мощных вулканических извержений и астероидно-метеоритных атак, изменение литологического состава осадочных комплексов и видового состава фауны на заданном временном интервале.

 

 

101-114 572
Аннотация

Представлена информация об организации исследований химического и минерального состава горных пород в ИЗК СО РАН. Охарактеризованы научные направления, развиваемые в Аналитическом центре. Рассмотрены возможности аппаратуры, используемой в настоящее время для изучения геологических образцов. Кратко изложены основные научные достижения прошлых лет и более подробно – научные достижения за период с 2009 по 2013 г., перспективы развития лаборатории. Приведен список основных публикаций сотрудников АЦ.

 

 

115-133 389
Аннотация

В статье представлены сведения об истории, кадровом составе, научной и научно-организационной деятельности лаборатории тектонофизики Института земной коры СО РАН, проводящей в течение 35 лет исследования разломообразования в литосфере. Основная часть статьи посвящена результатам научных работ 2009–2013 гг., в процессе которых сотрудники лаборатории провели полный цикл тектонофизических исследований. Их главными объектами были зонно-блоковая структура литосферы Центральной Азии, разломная тектоника, поля напряжений, механизм формирования и сейсмичность Байкальской рифтовой зоны, эманационная активность разломов земной коры, режим смещений на их фрагментах и другие. Показано, что научные перспективы лаборатории тектонофизики связаны с разработкой комплексных моделей межблоковых деструктивных зон,  в основе которых лежат особенности разломного строения, а содержательную часть составляют обусловленные ими закономерности проявления сопутствующих процессов (сейсмическая, эманационная и другие виды активности).

 

 

 

135-157 592
Аннотация

 Представляются в обобщенном виде результаты исследований, полученные за последние годы сотрудниками лаборатории по вопросам сейсмологии, сейсмогеологии и инженерной сейсмологии. Рассмотрены особенности проявления сейсмичности в различных регионах России, проведен анализ пространственно-временной и энергетической структуры сейсмичности и напряженно-деформированного состояния литосферы. Дается прогноз сейсмических воздействий сильных землетрясений на основания сооружений в различных районах БРЗ.

 

 

 

 

 
159-182 505
Аннотация

Исследования в области современной геодинамики в ИЗК СО РАН проводит лаборатория с одноименным названием, организованная в 1998 г. Коллективом лаборатории создан обширный Монголо-Байкальский геодинамический GPS-полигон для исследований современных деформаций земной коры, он обладает оригинальным набором методов и подходов, а также оборудования для исследований процессов внутриконтинентальных тектонических деформаций. За последние годы в направлении исследований получен ряд оригинальных научных результатов. Получены независимые данные о начале и характере протекания процессов неотектонической активизации, напряженно-деформированном состоянии земной коры на юге Сибири и в Монголии. Предложена модель позднекайнозойской и современной геодинамики Монголо-Сибирской подвижной области. Методами GPS-геодезии количественно охарактеризованы современные горизонтальные движения и деформации Центральной Азии и части Дальнего Востока на разных масштабных уровнях. Оценены современные скорости раздвижения Байкальского рифта, рассчитаны параметры вращения Амурской плиты относительно Евразии. Выполнен сопоставительный анализ данных долговременных и современных деформаций. В лаборатории проводятся исследования современной и исторической сейсмичности в связи с процессами современного разломобразования в активных тектонических зонах межплитных границ и диффузной активизации слабоактивных внутриплитных территорий. Получены первые результаты исследований локальных деформаций земной поверхности с использованием методов спутниковой радарной интерферометрии и наземной полигонометрии. В кооперации с другими научными подразделениями СО РАН проводятся инструментальные исследования взаимодействий литосферы и ионосферы. В статье охарактеризованы основные направления и перспективы развития исследований лаборатории на ближайшие годы.

 

 

 

 

183-199 447
Аннотация

Статья посвящена решению проблем региональной сейсмобезопасности в соответствии с действующими программами повышения устойчивости жилых домов, основных объектов и систем жизнеобеспечения. Изложены научно-методические основы паспортизации зданий в сейсмических районах. На примере застройки городов Ангарска, Шелехова и Байкальска, а также г. Улаанбаатара (совместно с ИЦАГ АН Монголии) показано практическое при­менение методики паспортизации. Значительное внимание уделено мониторингу технического состояния жилых домов первых панельных серий постройки 60–70-х годов прошлого века. Освещен опыт сотрудничества лаборатории сейсмостойкого строительства с ведущими научно-исследовательскими организациями России по выполнению блока НИОКР федеральной целевой программы по сейсмобезопасности, в том числе участие в разработке Проекта Национального стандарта ГОСТ Р «Шкала интенсивности землетрясений».

 

 

 

201-221 434
Аннотация

В настоящей статье представлены материалы по истории, кадровому составу, научной и научно-органи­зационной деятельности лаборатории гидрогеологии и лаборатории инженерной геологии и геоэкологии Института земной коры СО РАН. Основная часть статьи посвящена результатам научно-исследовательских работ 2009–2013 гг., позволившим охарактеризовать состояние геологической среды и подземной гидросферы Восточной Сибири и Монголии в природных и техногенных условиях, а также создать модели эволюции природных, природно-тех­ногенных гидрогеологических и инженерно-геологических систем в регионах с контрастными климатическими условиями и геолого-структурной обстановкой.

 

223-229 263
Аннотация

Музей Института земной коры за последнее пятилетие значительно расширил свои демонстрационные площади и обновил экспозиции. Основное направление – институт из прошлого (1949 г.) – в будущее… В трех выставочных залах экспонируются материалы, посвященные выдающимся ученым, внесшим огромный вклад в развитие сибирской науки, а также коллекции горных пород и минералов, собранные сотрудниками института. Представлены результаты научных исследований отдельных лабораторий. Демонстрируется коллекция новых минералов, открытых сотрудниками института и утвержденных Международной комиссией по новым минералам. Экспонируются: уникальная коллекция кимберлитов Якутии, подаренная музею Д.И. Саврасовым – основателем музея кимберлитов в г. Мирном; коллекция гидрогенных минералов различных регионов мира, переданная в дар музею д.г.-м.н. Б.И. Писарским; домашняя коллекция минералов, собранная основателем музея института д.г.-м.н. Ю.В. Комаровым, переданная в дар музею его вдовой, и ряд других коллекций. К 100-летию со дня рождения открыта экспозиция, посвященная жизни и деятельности выдающегося сибирского геолога, директора ИЗК с 1954 г. по 1976 г., чл.-корр. АН СССР, профессора М.М. Одинцова. К 90-летию со дня рождения основателя музея Ю.В. Комарова обновлен первый выставочный зал и открыта  экспозиция, посвященная его жизни и деятельности. Открыта новая выставка «Минералы Болгарии». Все музейные коллекции служат наглядным материалом при проведении лекционных и практических занятий со студентами и аспирантами.

 

ПАЛЕОГЕОДИНАМИКА

231-256 602
Аннотация

В статье приведены данные о строении палеопротерозойской внутриконтинентальной Имандра-Варзуг­ской рифтогенной структуры (ИВС), составе интрузивных образований ее раннего этапа развития и связанных с ними полезных ископаемых. ИВС расположена в центральной части Кольского региона, имеет протяженность около 350 км и ширину от 10 км на флангах до 50 км в центральной части и включает ассоциацию осадочно-вулканоген­ных, интрузивных и дайковых комплексов. Она входит в состав обширной изверженной палеопротерозойской провинции Фенноскандинавского щита, которая охватывает огромный площадной ареал развития (около 1 млн км2), отражающий, по-видимому, параметры головной части мантийного плюма. С начальным этапом развития ИВС свя­зано формирование двух возрастных групп расслоенных интрузий. К северному борту и западному замыканию структуры приурочены расслоенные интрузии Федорово-Панского и Мончегорского комплексов с возрастом около 2.50 млрд лет, а к южному борту структуры – интрузии Имандровского комплекса с возрастом около 2.45 млрд лет. Интрузии более древних комплексов образованы рядом пород от дунитов до габбро и анортозитов (Мончегорский комплекс) и от ортопироксенитов до габбро и анортозитов (Федорово-Панский комплекс). При этом в некоторых интрузиях этих комплексов установлены признаки их многофазности. Интрузии более молодого Имандровского комплекса с возрастом около 2.45 млрд лет расслоены от ортопироксенитов до феррогаббро. Важной их особенностью является комагматическая связь с вулканитами. Все интрузивные комплексы образованы из бонинитоподобного мантийного источника, обогащенного литофильными компонентами. Для пород этих двух разновозрастных комплексов характерны свои отличительные геохимические особенности. В породах Мончегорского и Федорово-Пан­ского комплексов наблюдается отчетливая зависимость накопления редкоземельных элементов (РЗЭ) от основности пород, нефракционированный «плоский» характер спектра РЗЭ и незначительно проявленные положительные Eu аномалии. В породах Имандровского комплекса уровень накопления РЗЭ сравнительно более высокий. Спектр РЗЭ в них отличается более фракционированным характером легких редкоземельных элементов (РЗЭ) при «плоском» распределении тяжелых редкоземельных элементов (РЗЭ) и отчетливо выраженными Eu аномалиями. Породы всех интрузивных комплексов характеризуются преимущественно отрицательными значениями параметра eNd(T), при этом в породах Мончегорского комплекса распределение значений eNd более гетерогенное, чем в породах Федорово-Панского комплекса. С интрузивными комплексами ИВС пространственно и генетически связаны месторождения и проявления Cr, комплексных платинометально (ЭПГ)-Cu-Ni и малосульфидных Pt-Pd руд мирового уровня. Стратиформное хромовое оруденение представлено Сопчеозерским месторождением (Мончеплутон Мончегорского комплекса) и месторождением Большая Варака (одноименная интрузия Имандровского комплекса). Комплексные ЭПГ-Cu-Ni месторождения – приурочены к Мончегорскому плутону. Они присутствуют в жильных рудах массивов Ниттис-Кумужья-Травяная (отработаны) и Сопчи, жильных ЭПГ – Cu, инъекционных существенно Ni рудах и донной залежи массива Ниттис-Кумужья-Травяная, а также в «критическом» горизонте Нюда. Малосульфидные Pt-Pd руды были выявлены в течение последних 10–15 лет и являются новыми для Кольского региона. Они делятся на два основных типа: стратиформные (рифовые), гармоничные с расслоенностью массивов, и базальные, локализованные в пределах нижних краевых зон. К первому типу относятся месторождения Киевей (Западно-Панский массив Федорово-Панского комплекса), 330-го горизонта Сопчи и Вурэчуайвенч (Мончеплутон Мончегорского комплекса), ко второму – Федоровотундровское (Федорово-Панский комплекс), Южносопчинское и Лойпишнюн (Мончетундровский массив Мончегорского комплекса).

 

 

ТЕКТОНОФИЗИКА

257-290 665
Аннотация

В работе представлены результаты реконструкции современных напряжений в коре Средней и Юго-Восточной Азии при использовании метода катакластического анализа разрывных смещений Ю.Л. Ребецкого. Основой реконструкции напряжений служили два различных каталога. Первый являлся сборным, созданным из разнородных сейсмологических данных, полученных разными авторами за период наблюдений 1904–1992 гг., а второй – каталог механизмов Global CMT (http://earthquake.usgs.gov/eqarchives/sopor) 1978–2010 гг. Реконструкция по сейсмологическим данным первого каталога выполнялась в 1996–1997 гг. по самой ранней модификации метода катакластического анализа, позволявшей получать только параметры эллипсоида напряжений. Результаты этой реконструкции были опубликованы в российско-китайском журнале, который уже не издается. В настоящей работе эти результаты представлены в новых графических формах, выполненных в ГИС. Реконструкция по данным второго каталога выполнялась по современной версии метода катакластического анализа с использованием процедур первого и второго его этапов. Таким образом, в этих расчетах были получены данные не только об ориентации осей главных напряжений и о виде его эллипсоида, но и о соотношении шаровой и девиаторной компонент тензора напряжений, а также о редуцированных напряжениях. В работе делается сравнительный анализ обеих реконструкций. Поскольку каталог механизмов очагов землетрясений первого расчета за 1904–1992 гг. содержал большое число событий с существенно отличающимися данными об очагах, полученными разными авторами, достоверность результатов этой реконструкции представляется меньшей, чем по данным каталога Global CMT за 1978–2010 гг. В работе построены суммарные карты некоторых параметров тензора напряжений по данным обеих реконструкций. При этом в тех областях, где были получены данные о напряжениях по каталогу Global CMT, эти данные считались более надежными, и именно их параметры здесь приводились. Результаты реконструкции первого сборного каталога показаны там, где не было данных по результатам расчета второго каталога. Суммарные карты напряженного состояния выявили наличие обширных областей горизонтального растяжения в коре Тибета, которые с юга ограничены областями горизонтального сжатия коры Гималаев, а с севера и северо-востока – областями горизонтального сдвига коры Восточного Куньлуня. Расчеты второго этапа метода катакластического анализа показали, что в центральной части коры Тибета наблюдается интенсивное эффективное давление и латеральное сжатие, которое ослабевает в областях его окружения. Южная и северная части коры Памира также испытывают соответственно состояние горизонтального растяжения и сдвига. С севера, запада и юга кора Памира окружена областями горизонтального сжатия. Выявленные закономерности поля современных напряжений Тибета и Памира находят свое объяснение в явлении тектонического «растекания» этих областей под собственным весом, что создает обстановку интенсивного горизонтального расплющивания коры Гималаев при выгибе южной границы Тибета, «набегающей» на двигающийся на север – северо-восток Индийский индентор. Данные о горизонтальном растяжении в коре Тибета вместе с поддвиговыми касательными напряжениями на горизонтальных площадках показывают, что влияние Индийского индентора не распространяется далее коры Памира и центральных областей коры Тибета, которая располагается над длительно действующим мантийным плюмом.

 

 

305-319 405
Аннотация

При интерпретации механизмов очагов землетрясений системы Загрос применены структурно-параге­нетический и кинематический методы тектонофизики. Первым методом нодальные плоскости механизмов очагов идентифицированы как L-, L′- и R-, R′-сколы, на основании чего уточнены координаты главных осей напряжений P, T и N (в тектонофизике σ1, σ3 и σ2, при σ1 ≥ σ2 ≥ σ3). Определены «рабочие» нодальные плоскости, соответствующие реальным разрывам. Оси главных нормальных напряжений объединены в локальные группы по признаку кинематической идентичности плоскостей сейсмогенных разрывов (рис. 2). Вторым методом построены стереограммы распределения главных осей P, T и N, построены и проинтерпретированы стереограммы векторов сейсмогенных подвижек (рис. 3) и уточнены координаты главных осей напряжений. Сопоставление координат главных осей, полученных двумя тектонофизическими методами, показало их хорошую сходимость (рис. 2). Обосновано пять типов сейсмогенеза, характеризуемых разными комбинаторными сочетаниями деформационных режимов и кинематических обстановок; локализованы участки размещения очагов со сходными параметрами, то есть выделены сейсмогенные зоны, структурно-кинематическая характеристика которых определяется параметрами стереографических моделей соответствующих типов сейсмогенеза (рис. 4, 5). Установлено, что доминирующими в регионе являются сдвиговый и взбросовый деформационные режимы, обусловленные обстановками субмеридионального и ЮЗ-СВ регионального сжатия (рис. 4, 5). Субмеридиональное субгоризонтальное сжатие объясняется движением Аравийской плиты на север, а ЮЗ-СВ сжатие – дивергентными процессами в пределах Красноморского рифта. Временная развертка сейсмогенных процессов за 1979–2001 гг. показывает, что субмеридиональное и ЮЗ-СВ сжатие связано с разными глубинными механизмами. Процессы ЮВ-СЗ сжатия, фиксируемые в северной части Аравийской плиты, обусловлены ее взаимодействием с Восточно-Черноморской микроплитой.

 

 

СОВРЕМЕННАЯ ГЕОДИНАМИКА

291-303 466
Аннотация

 Проводится обзор гравитационных явлений, связанных с движениями Земли в Солнечной системе и Галактике. Эти движения и их вариации отражаются в геологических процессах, происходящих в Земле, и коррелируют с ее геофизическими полями. Формулируется вывод о существовании взаимосвязи между геодинамическими процессами и гравитационными (космической природы в том числе) явлениями. Состояние геосреды, являющейся блоковой по своему строению, определяется напряжениями с моментом силы и новым типом движений – медленными ротационными волнами [Vikulin, 2008a, 2008b, 2010]. Показано, что для гео­среды характерны реидные [Carey, 1953] свойства – способность течь в твердом состоянии [Leonov, 2008]. Такое движение геосреды позволяет в рамках развиваемой авторами ротационной модели с симметричным тензором напряжений [Vikulin, Ivanchin, 1998; Vikulin et al., 2012a, 2013] объяснить ее энергонасыщенное состояние и возможность движения в виде вихревых геологических структур [Lee, 1928]. Обсуждается метод регистрации гравитационных волн, в основе которого заложена идея их взаимодействия с блоками земной коры [Braginsky et al., 1985]. Формулируется вывод о том, что в рамках такой методики с использо­ванием в качестве детектора медленных ротационных волн оказывается возможным зарегистрировать гравитационные волны. Описание геогравитационных движений возможно в рамках как теории потенциала с учетом гравитационной энергии тел [Kondratiev, 2003], так и нелинейной физической акустики [Gurbatov et al., 2008]. Обобщение гео­физических и гравитационных волновых движений позволило авторам предложить гипотезу о природе спина – собственного момента как проявления «вихревых» свойств пространства–времени.

 

 

ХРОНИКА

321-326 433
Аннотация

В кратком сообщении представлена хроника проведения IX международной школы-семинара «Физические основы прогнозирования разрушения горных пород», состоявшейся в Иркутске, в Институте земной коры СО РАН, 2–6 сентября 2013 г. Освещаются основные события этого представительного форума ученых России и некоторых стран зарубежья. Сформулированы главные итоги 5-дневного обсуждения разнообразных  насущных вопросов, связанных с прогнозированием явлений динамического разрушения в массивах горных пород при различных режимах и на разных масштабных уровнях. Рассмотрены пути совершенствования методов прогноза и практического применения результатов.

 

 

 



Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2078-502X (Online)