Целью исследований являлась реконструкция по геолого-кинематическим индикаторам разноранговых полей тектонических напряжений на Кольском полуострове для определения возможных механизмов формирования новейших структур восточной части Балтийского щита, а также прогноза сейсмогенной и техногенной опасности разрывных нарушений.

Основные исследования проведены в пределах Ковдорского и Хибинского палеозойских щелочно-ультраосновных массивов. Для реконструкции тектонических напряжений в ограниченном объеме использовался метод выделения сопряженных сколовых систем трещин, разработанный М.В. Гзовским [1954, 1975]. Основным методом изучения неотектонических напряжений был кинематический метод О.И. Гущенко [1979], фактическим материалом для которого служили замеры векторов тектонических перемещений на зеркалах скольжения (рис. 2). По данным о локальных стресс-cостояниях методом нахождения общих полей напряжений восстанавливаются главные нормальные напряжения условно регионального уровня [Сим, 1980, 2000]. В работе использовался метод поясного распределения трещиноватости в зонах разломов, предложенный В.Н. Даниловичем [1961], который позволяет определять линию главного перемещения по плоскости разлома.

На руднике «Железный» (Ковдорский массив, рис. 3, 4) установлено, что ряд обрушений и нарушений устойчивости уступов вызывает пространственное наложение и совмещение разрывных элементов двух различных этапов образования (центриклинальных трещин прототектонического генезиса и разрывных нарушений более поздней тектонической активизации), а также многочисленные инверсии и изменения характера кинематики относительных смещений. Так, обрушение юго-восточной стенки карьера обусловлено наличием обстановки локального растяжения (рис. 6), а также крупного разрывного нарушения – прототектонической трещины c падением в сторону карьера. В результате анализа локальных стресс-состояний, определенных в разных точках карьера (табл. 1), мы предполагаем наличие двух «региональных» полей напряжений (рис. 7, 8). Первое действовавшее здесь поле палеонапряжений – взбросовое с ЗСЗ ориентацией субгоризонтальной оси сжатия и крутой осью растяжения. Второе поле сдвигового геологического типа характеризуется осью сжатия, сохранившей свою ЗСЗ ориентировку, а также переиндексацией осей растяжения и промежуточной, при которой ось растяжения стала субмеридиональной и пологой. Возраст 2-го поля напряжений принимается более молодым по следам двух перемещений на отдельных плоскостях, из которых более молодые – сдвиговые.

Анализ плотности всех измеренных 273 плоскостей с бороздами скольжения показал их отчетливое поясное распределение. Пояс трещин совпадает с плоскостью действия промежуточной оси молодого «регионального» поля (рис. 9), а главные максимумы плотностей плоскостей с бороздами скольжения расходятся от оси сжатия и растяжения этого поля симметрично. Борозды скольжения обычно отражают следы наиболее молодых перемещений, такая согласованность их с осями молодого поля напряжений подтверждает справедливость определения возрастных взаимоотношений двух «региональных» полей. На основе изучения тектонических напряжений выделены четыре основные этапа деформирования изученной части Ковдорского массива (рис. 10).

В пределах Хибинского массива на трех рудниках восстановлено 14 локальных стресс-состояний (табл. 2, рис. 11). На руднике «Центральный» переиндексация локальных осей сжатия и растяжения в разных крыльях разлома свидетельствует о его активности на неотектоническом этапе (рис. 13). «Региональное» поле напряжений Хибинского массива характеризуется взбросовым типом с пологой ССЗ ориентировкой оси сжатия (рис. 14).

Проведенные на рудниках Кольского пова тектонофизические исследования позволили сделать несколько выводов. Степень активности разломов с разными элементами залегания на рудниках различна и зависит от их ориентации по отношению к новейшим «региональным» главным напряжениям. По комплексу признаков установлен относительный возраст выделенных «региональных» полей напряжений, который принят за неотектонический и современный.

На исследованной части Ковдорского массива выделены: два ранних этапа деформирования – по структурным признакам, два последних – по ориентации осей главных напряжений восстановленных «региональных» полей. Взбросовое поле напряжений 3-го этапа деформирования (более древнее «региональное» по реконструкции тектонических напряжений) на Ковдорском массиве и взбросовое поле на рудниках Хибинского массива могут отражать, предположительно, этап хрупкого деформирования массива пород непосредственно после выведения массивов на дневную поверхность. С этого времени механизм деформирования мог определяться двумя факторами, обусловливающими
субгоризонтальное сжатие: остаточными гравитационными напряжениями, сохранившимися в значительно эродированных магматических телах как «память» о пребывании в стесненных условиях на глубине [Rebetsky, 2008], и влиянием рифтогенеза в Северной Атлантике. Полная аналогия неотектонического «регионального» поля напряжений Ковдора с таковым в Центральной Карелии (рис. 1) позволяет считать, что механизм деформирования указанного массива могут определять оба источника. Хибинский массив, имеющий лополитообразную форму, переходящую ниже в коническую структуру центрального типа, под воздействием горизонтального сжатия любого генезиса должен выдавливаться вверх, что фиксируется субвертикальной осью растяжения общего поля Хибин и подтверждается современным рельефом – наиболее высокие вершины Кольского п-ова находятся именно на этом массиве.

Повышение детальности геологогеофизических и сейсмологических исследований позволило с высокой точностью – от первых метров до первых десятков метров – определять положение сейсмических излучателей [Waldhauser, Schaff, 2008] и послужило основанием для рассмотрения параметров эллипса неопределенности определения гипоцентра, включенных в уточненный каталог сейсмических событий, в качестве поверхности излучателя очага землетрясения. В работе принято соответствие максимального горизонтального размера эллипса неопределенности и размера области излучателя очага. Это позволило разделить сейсмические события на вялые и жесткие землетрясения. В качестве критериев приняты два предела упругого деформирования и хрупкого разрушения при одноосном (3•10–5) или всестороннем (10–6) сжатии. Критерии установлены на основании анализа параметров сейсмодислокаций и очагов землетрясений с учетом результатов изучения прочностных и деформационных характеристик зон разломов. Для зон интенсивного взаимодействия тектонических плит и слабоактивных (межплитовых) территорий рекомендовано использовать критерии, принятые для одноосного и всестороннего сжатия соответственно. Приведены примеры использования выборок вялых и жестких очагов при раздельной оценке графиков повторяемости магнитуд, анализе структурированной и рассеянной сейсмичности, рассмотрении физической природы нелинейности графиков повторяемости и условий подготовки сильных событий. Рассмотрено изменение параметров графиков повторяемости в зависимости от размеров площади сбора информации, а также параметров графиков повторяемости при подготовке главного события 11 марта 2011 г. в Японии и после него. Отмечена актуальность повышения детальности геологогеофизических исследований, точности и чувствительности локальных сейсмологических сетей наблюдений в районах размещения атомных станций и других опасных объектов и расширения круга параметров, включаемых в каталоги землетрясений, для контроля стабильности сейсмического процесса при строительстве, эксплуатации и выводе атомной станции из эксплуатации.

Тектоническая эволюция Урало-Монгольского подвижного пояса (УМП) многие десятилетия является предметом исследования огромного количества авторов. Однако, несмотря на все усилия, тектонические реконструкции разных авторов различаются самым радикальным образом, а во многом являются взаимоисключающими. Один из способов прояснить ситуацию – получить последовательности разновозрастных палеомагнитных определений и на их основе оценить кинематику ключевых структур УМП. При палеомагнитных исследованиях среднепалеозойских вулканитов Чингизской палеоостровной дуги на северо-востоке Казахстана в андезитах середины силура была выделена первичная компонента намагниченности, что подтверждается положительным тестом галек для внутриформационного конгломерата. В двух среднедевонских объектах также была выделена первичная намагниченность, для которой тест складки и тест обращения положительны. Объединив все имеющиеся данные по этому региону, мы получили последовательность палеомагнитных определений в интервале с позднего кембрия до поздней перми, что позволило уверенно определить, в каком полушарии находилась Чингизская палеодуга. Сделан вывод, что эта структура устойчиво смещалась к северу и пересекла экватор в силуре. Имеющиеся данные так же уверенно указывают на вторичную природу изгиба вулканических поясов Казахстана, имеющих подковообразные очертания. Сравнение этих данных с кривой кажущейся миграции полюса Сибирской платформы позволяет говорить о том, что большую часть палеозоя Чингизская палеодуга двигалась согласованно с Сибирской платформой, что накладывает жесткие ограничения на эволюцию УМП.

История возникновения, широкого признания и забвения одной из величайших концепций тектоники Азии – цель предлагаемой работы. Многочисленные цитаты и ссылки в российских публикациях на работу Э. Зюсса «Лик Земли» и его избрание членом Императорской Санкт-Петербургской академии наук являются свидетельством того, насколько высоко российские геологи оценили вклад Э. Зюсса в понимание строения и геологической эволюции Азии. Письма Э. Зюсса к В.А. Обручеву показывают, насколько близкими и продуктивными были его отношения с российскими учеными в конце XIX – начале XX века. Из них становится понятным, как зародилась и как развивалась концепция тектоники Азии [Suess, 1908]. Во многом интуитивная идея Э. Зюсса о центробежном распространении тектонических волн алтаид от некоего континентального ядра, расположенного гдето в Сибири, получила четкие очертания после его знакомства с более конкретными идеями И.Д. Черского [1886]. В.А. Обручев не только перевел эту статью для Э. Зюсса, но и приложил к переводу свою собственную карту и дал пояснения идеям И.Д. Черского. Повидимому, В.А. Обручев был главным связующим звеном между русскими геологами с одной стороны и Э. Зюссом и другими австрийскими геологами, вовлеченными в геологические исследования Азии, – с другой. Обмен публикациями и данными позволил Э. Зюссу быть в курсе всех деталей русских геологических исследований.

Кроме тектонических дуг алтаид и описаний большинства геологических структур, расположенных в Северной Азии и Китае, Э. Зюсс заимствовал у российских геологов концепцию дизъюнктивных дислокаций. Вынужденно следуя принципам орометрической геологии для понимания структуры огромных слабоизученных пространств Азии, Э. Зюсс, к сожалению, не уделил должного внимания российским открытиям несогласованности направлений складок и направлений горных хребтов, наложенной складчатости, структур меланжевого типа и др., и они не были учтены в его построениях.

Несмотря на высокую оценку, труд Э. Зюсса «Лик Земли», в отличие от многих классических трудов зарубежных геологов, никогда не был переведен на русский язык. В 1930–1940 гг. имя Э. Зюсса постепенно исчезло из списков литературы в советских публикациях. По-видимому, это было связано с неправильными толкованиями и ошибками в понимании его трудов сторонниками геосинклинальной теории. Примеры таких ошибок можно легко обнаружить, рассматривая историю развития идей о Сибирском и Русском кратонах.

Действительно, джентльменское поведение основных исследователей Азии в конце XIX – начале XX века очень поучительно и достойно восхищения. Труды Э. Зюсса и его коллег из России заслуживают дальнейшего более подробного изучения.