Preview

Геодинамика и тектонофизика

Расширенный поиск
Том 7, № 2 (2016)

ПАЛЕОГЕОДИНАМИКА

143-172 540
Аннотация

Бониниты получили широкую известность благодаря глубоководным исследованиям преддуговых областей современных зон плитовой конвергенции Юго‐Западной Пацифики. Однако они имеют широкое распространение и в офиолитах складчатых поясов, которые традиционно рассматриваются в качестве океанической коры геологического прошлого. Поскольку бониниты не известны в срединно‐океанических хребтах, неизбежно возникает вопрос о природе офиолитов.

Общепринято, что под бонинитами понимаются вулканические породы, которые удовлетворяют следующим критическим параметрам составов (в пересчете на сухой остаток) – SiO2>52 вес. %; MgO>8 вес. % и TiO2<0.5 вес. % [Le Bas, 2000]. Их классификация основана на различиях в химических, а не минералогических составах, и принято различать две крупные группы бонинитов – высококальциевые и низкокальциевые [Crawford et al., 1989]. С бонинитами пространственно и генетически связаны примитивные островодужные низко‐Ti лавы, что предопределило необходимость выделения обособленной магматической серии, известной как бонинитовая серия [Pearce, Robinson, 2010]. Собственно бониниты являются наиболее фракционированной ветвью серии, которая берет начало в пикритовых низко‐Ti расплавах. Характер распределения спектра малых элементов бонинитов наглядно показывает необычайно высокую степень деплетации мантийного источника при одновременных свидетельствах их надсубдукционного генезиса, например отрицательных аномалиях Nb(Ta) и Ti. Спектры малых элементов бонинитовой серии таковы, что, во‐первых, исключается участие какого‐либо вклада в их петрогенезис материала континентальной коры и, во‐вторых, требуется плавление мантийного источника, более деплетированного по сравнению с лерцолитовой мантией, генерирующей расплавы MORB. В то же время геохимия пород бонинитовой серии демонстрирует их отчетливую связь с толеитами островных дуг – структур, в которых происходит формирование ювенильных порций континентальной коры.

В статье обобщены литературные данные по 36 объектам находок бонинитов в современных обстановках, офиолитах и раннедокембрийских зеленокаменных поясах. Показано, что породы бонинитовой серии формировались на протяжении всей геологической истории Земли.

Петрологическая уникальность пород бонинитовой серии состоит в том, что для их генезиса требуется сочетание различных факторов, которое может реализовываться только в определенных, и очень ограниченных по месту локализации, геодинамических обстановках. Во‐первых, происхождение источника бонинитовых магм требует предварительного истощения верхнемантийного резервуара одним или несколькими эпизодами экстракции базальтовых расплавов; т.е. источником являлась гарцбургитовая мантия. Во‐вторых, лавы бонинитовой серии характеризуются заметной обогащенностью крупноионными литофильными элементами и легкими редкоземельными элементами по сравнению с несовместимыми высокозарядными ионами. Такие их геохимические характеристики указывают на активность водного флюида, который должен был быть инфильтрирован в мантийный источник бонинитовых расплавов. Несмотря на неопределенности в экспериментальном моделировании расплавов бонинитовой серии, составы которых зависят от многих факторов, включающих степень деплетации мантии и флюидный режим плавления, существует ясность в том, что для их генерации требуются аномально высокие температуры и присутствие водосодержащего флюида в заметном количестве. На основе современной теории декомпрессионного плавления верхней мантии были проведены расчеты условий генерации первичных расплавов бонинитовой серии различного возраста, что позволило установить отчетливый эволюционный тренд их изменения. Показано, что раннедокембрийские бонинитовые серии формировались при более высоких степенях плавления гарцбургитовой мантии (30–40 %), а формирование мантийных расплавных колонн происходило на существенно бóльших глубинах (3.5–4.0 ГПа), чем в фанерозойском эоне (2.5–3.0 ГПа).

Исследования современных проявлений бонинитового вулканизма демонстрируют, что они локализованы только в зонах интраокеанической плитовой конвергенции, и нет ни одного доказанного примера, свидетельствующего об иных геодинамических обстановках их формирования. Благодаря многочисленным находкам пород бонинитовой серии, в настоящее время стало очевидным, что большинство офиолитов мира мар‐ кируют формации не древних срединно‐океанических хребтов, а палеозоны спрединга в надсубдукционных обстановках на границах океанических плит геологического прошлого. Понимание геодинамической обстановки формирования бонинитовых серий было связано с тем, что офиолиты супрасубдукционных зон связаны с начальными стадиями возникновения интраокеанических островных дуг. С физической точки зрения, главным условием для начала субдукции является возникновение гравитационной нестабильности в океанической литосфере, приводящей к ее полному расколу или коллапсу, а следовательно, к декомпрессионному плавлению верхней мантии и инициации погружения одной части плиты под другую. Это явление, как и генетическая связь бонинитов с офиолитами, легло в основание «правила инициации субдукции» (subduction initiation rule, SIR) [Whattam, Stern, 2011].

Теоретически, коллапс литосферы может произойти в двух случаях: 1) когда в соприкосновение приходят плиты с разными термальными характеристиками, например при трансформном совмещении плит разного возраста – древней, холодной, и молодой, горячей [Stern, 2004]; 2) когда место инициации субдукции определяется плотностными неоднородностями на границах нормальной океанической литосферы и утолщенной океанической литосферы плюмовой природы, т.е. океанических плато или трассеров воздействия горячих точек – асейсмических хребтов или симаунтов [Niu et al., 2003]. Хорошо известно, что подъем мантийного плюма приводит к ослаблению прочности литосферы и может вызвать раскол континентов. Но, помимо этого явления, внедрение плюма в литосферу существенно изменяет ее плотностные характеристики. Привнос в верхние горизонты мантии и океаническую литосферу расплавов из обогащенного глубинного источника должен приводить к рефертилизации ранее деплетированной мантии. По мере охлаждения такой процесс будет вести к уплотнению переработанной мантийным плюмом верхней мантии, а возникший в области переработки новый сегмент литосферы со временем может приобрести отрицательную плавучесть. Это обусловлено тем, что вулканиты OIB заметно обогащены Fe и Ti. Кроме того, хорошо известно, что Fe‐Ti базальты/габбро эклогитизируются гораздо быстрее их магнезиальных эквивалентов.

По-видимому, процесс установления стационарного режима субдукции требует некоторого периода аккомодации, связанного с обрывами слэба и, как следствие, контрастностью тектонических режимов на поверхности. Причиной малоглубинного отрыва слэба могла стать плотностная неоднородность погружавшейся литосферы, например ее локальная переутяжеленность продуктами OIB магматизма. Важнейшими геодинамическими следствиями этого являются, во‐первых, кратковременное сильное термальное возмущение над узколокализованной областью слэбового окна и, во‐вторых, быстрый аплифт ее надсубдукционной области. Такой механизм хорошо объясняет кратковременность (3–5 млн лет) и большие объемы вулканизма, существенно превышающие объемы вулканизма в режимах стационарной субдукции [Stern, 2002, 2004]. Ап‐ лифт надсубдукционной области приводит к образованию на месте висячей плиты офиолитовой «платформы» – фундамента для островодужной постройки.

В раннем докембрии бонинитовый магматизм представлен широко, а количество новых находок древних бонинитов неуклонно возрастает. Согласно недавно опубликованным оценкам, объем бонинитового магматизма в архее примерно соответствует объемам коматиитов [Furnes et al., 2014]. Установление пород бонинитовой серии, ассоциирующих с фрагментами параллельных даек и метабазитами IAT‐типа в древнейшем сохранившемся комплексе Исуа, по‐видимому, указывает на то, что процессы субдукции имеют корни, простирающиеся к началу геологической истории Земли. Поскольку процессы инициации субдукции требуют раскола океанической литосферы на ее полную мощность, раннедокембрийская литосфера по реологическим свойствам до ее основания должна была находиться в области хрупких или хрупко‐пластических деформаций. Другими словами, такую литосферу можно рассматривать как жесткое тело, способное противостоять конвективной нестабильности, что является атрибутом плитовой тектоники [Sleep, 1992]. Мощность архейской океанической литосферы оценивается в 85–120 км, тогда как современной – примерно в 60 км.

В отличие от фанерозойских бонинитовых серий, родоначальные расплавы раннедокембрийских серий формировались на глубинах ~120–130 км, т.е. в поле стабильности алмаза. Учитывая то, что примитивные расплавы древних бонинитовых серий несут метки субдукционного влияния, можно думать о способности глубокого погружения слэбов в раннедокембрийскую мантию. Таким образом, можно полагать, что в раннем докембрии действовал механизм толстоплитовой тектоники, который к неопротерозою постепенно сменился на механизм тонкоплитовой тектоники. Мантийно‐плюмовое воздействие на литосферу Земли – сквозное явление на протяжении всей геологической истории, которое определяет возникновение в ней существенных плотностных неоднородностей и, как следствие, мест инициации субдукции и роста континентальной коры.

173-232 406
Аннотация
Как ни парадоксально, в списках главных свидетельств обстановок как тектоники плит, так и тектоники плюмов отсутствуют любые упоминания о породах, подвергшихся метаморфизму при высоких параметрах, таких как гранулиты, амфиболиты, высокотемпературные эклогиты. Между тем гранулито-гнейсовые пояса и ареалы, которые включают такие породы, имеют региональное распространение как в докембрии, так и в фанерозое. Возникновение и эволюция гранулито-гнейсовых поясов связаны с мантийно-плюмовой активностью, которая выражается в интенсивном прогреве континентальной коры, внутриплитном магматизме, формировании рифтогенных депрессий, заполнявшихся осадками, ювенильными лавами и отложениями пирокластических потоков, в метаморфизме пород нижней и средней коры в условиях гранулитовой и высокотемпературной амфиболитовой фации, который распространяется также и на породы, заполнившие рифтогенные депрессии. Гранулито-гнейсовые комплексы Восточно-Европейского кратона представляют собой один из главных компонентов обширных овальных внутриконтинентальных тектонических структур регионального или континентального уровня. Благодаря вовлечению в обсуждение гранулито-гнейсовых комплексов Восточной Европы, Северной и Южной Америки, Африки, Индии, Китая и Австралии стала очевидной необходимость значительного пересмотра существующих взглядов на соотношения процессов тектоно-плитного и тектоно-плюмового типа, равно как и процессов сборки и распада суперконтинентов, в геологической истории. Показано, что Восточно-Европейский и Северо-Американский кратоны являются фрагментами долгоживущего суперконтинента Лавроскандия. После его возникновения около 2.8 млрд лет назад кора этого суперконтинента эволюционировала при воздействии последовательности мощных плюмов (суперплюмов) вплоть до ~0.85 млрд лет. За это время Лавроскандия неоднократно подвергалась рифтингу, частичному расколу и последующему восстановлению целостности континента. Процессы тектоно-плитного типа (рифтинг с переходом в спрединг с последующим закрытием короткоживущего океана с участием субдукции) во внутренней области Лавроскандии контролировались суперплюмами. Переоценка природы гранулито-гнейсовых комплексов привела к ряду принципиально новых заключений: о существенно более значительной, чем предполагалось раньше, роли мантийно-плюмовых событий в приросте ювенильной континентальной коры, особенно в неоархее – протерозое, о существовании суперконтинента Лавроскандия с ~2.85 до 0.85 млрд лет, о ведущей роли мантийных плюмов во взаимодействии тектоники плит и тектоники плюмов в неоархейской – протерозойской истории Лавроскандии и, возможно, в истории континентальной коры в целом. Мы предполагаем, что эволюция геодинамических обстановок в истории корообразования может быть представлена в виде спиральной последовательности: взаимодействие мантийно-плюмовых процессов и эмбриональной тектоники плит в палеомезоархее (~3.8–2.8 млрд лет) → плюм-тектоника и локально проявленная тектоника плит, инициированная плюмами (~2.80–0.55 млрд лет) → фанерозойская тектоника плит при редуцированной роли мантийных плюмов.
233-250 345
Аннотация
Раннекембрийская тектономагматическая активизация проявлена на северо‐восточной пассивной окраине Сибирского кратона в пределах Оленекского поднятия, а также в Хараулахском сегменте форланда Верхоянского складчато‐надвигового пояса, надвинутого на кратон в мезозое. Магматические образования на Оленекском поднятии выражены в виде базитовых трубок взрыва, небольших покровов базальтов, а также даек и силлов долеритов, прорывающих и перекрывающих верхневендские карбонатные отложения. На базальных песчаниках в основании разреза нижнекембрийских отложений участками присутствуют стратиформные тела эксплозивных брекчий. Возраст эксплозивных брекчий Оленекского поднятия, определенный U‐Pb методом по цирконам [Bowring et al., 1993], имеет значение 543.9±0.24 млн лет и коррелируется с возрастом гальки калиевых риолитов (534.6±0.5 млн лет) из базальных нижнекембрийских конгломератов в разрезе Хараулахского поднятия. Геодинамическая эволюция северо‐восточной окраины Сибирского кратона в конце венда и начале кембрия отражена не только в магматизме, но и в мощностях и фациальных характеристиках коррелятных отложений региональных пассивных морских бассейнов [Pelechaty et al., 1996]. В конце венда обращенные к северу и востоку внешние части окраины кратона испытали прогрессивное воздымание, приведшее к осушению и образованию палеокарста. С поднятием связано образование кремнекластических шельфовых осадков в южной окраине бассейна, а также эксплозивный и интрузивный базитовый магматизм на Оленекском поднятии и бимодальный риолит‐базитовый магматизм на Хараулахском поднятии. Наблюдаемые венд‐кембрийские стратиграфические соотношения и проявления базитового магматизма свидетельствуют о том, что литосфера северо‐восточной окраины кратона вовлекалась в растяжение. Отнесенные к рифтовым вулканогенно‐осадочные ассоциации являются маломощными и представляют южную, наиболее удаленную, часть плеча рифта, который развивался (в современных координатах) по северному краю Сибирского кратона. Вещественная специфика нижнекембрийских базитов и их мантийных источников, наличие бимодального риолит‐базальтового магматизма в совокупности с историей венд‐кембрийского осадконакопления являются достаточным основанием, позволяющим рассматривать раннекембрийский рифтогенез и сопряженный с ним магматизм как следствие плюм‐литосферного взаимодействия на северо‐востоке Сибирского кратона. В соответствии с палеореконструкциями [Sears, 2012; Khudoley et al., 2013] можно предполагать, что основные рифтогенные события были порождены литосферным расколом, прошедшим через зону сочленения Сибирского и Северо‐Американского кратонов, существовавшую в раннем кембрии. Предполагается, что раскол сопровождался образованием крупной магматической провинции, реликты которой сохранились в бассейновых комплексах канадских Кордильер Северной Америки, а также в пределах Оленекского и Хараулахского поднятий. Возможно, раннепалеозойский рифтогенез и магматизм отражают завершающую фазу распада фрагментов суперконтинента Родиния.
251-271 363
Аннотация

Модели вершинной поверхности являются одним из основных исходных материалов для построения неотектонических карт и схем различных масштабов [Ufimtsev, 1984]. При построении структурно‐неотектонической карты Охотского моря (рис. 1, 2) в качестве исходной («структурной») поверхности принята полигенетическая, полихронная «вершинная» поверхность морского дна, отраженная на карте в виде изолиний глубин относительно современного уровня моря. Карта составлена преимущественно по батиметрическим данным и в основе своей представляет статическую модель неотектоники. На основании структурно‐неотектонической карты составлена схема основных неотектонических структурных элементов (рис. 3).

С целью реконструкции эволюции неотектонических структурных элементов проведено сопоставление их современного пространственного положения относительно палеогеографических схем литофизических комплексов (ЛК), объединенных в четыре региональных сейсмостратиграфических комплекса (РССК), соответствующих следующим временным интервалам: РССК I (K2–P1‐2), РССК II (P3–N11), РССК III (N11‐2) и РССК IV (N13–N2) [Sergeyev, 2006], при этом показано, при каких палеогеографических условиях происходило осадконакопление различных литофизических комплексов (рис. 4).

273-288 314
Аннотация
По данным непрерывного сейсмического профилирования и сейсмостратиграфии мезокайно- зойского осадочно-траппового чехла дана характеристика особенностей строения абиссальных холмов Северо-Западной плиты Пацифики и сделана оценка их относительного возраста. Показано доминирование асимметричных тектонических и относительно симметричных инъективных холмов позднекайнозойского возраста без признаков вулканической деятельности. Тектонические холмы связаны преимущественно с разломами восточного аллохтона – результатом последовательного срыва всех слоев океанической коры. Инъективные холмы связаны с бескорневыми гранитными протрузиями из нижнего слоя коры (вероятно, гранитизированные, первично-осадочные толщи эпиконтинентального океана). В строении ряда холмов обнаружено комбинирование тектонического и инъективного начала и признаки унаследованного развития от предшествовавшей эпохи пенепленизации. Также дана характеристика нескольких холмов иного генезиса.

ТЕКТОНОФИЗИКА

289-302 424
Аннотация

Наблюдения за миграцией землетрясений вдоль зон активных разломов [Richter, 1958; Mogi, 1968] и последующие теоретические разработки [Elsasser, 1969] положили начало разработке проблемы медленных деформационных волн в литосфере. Несмотря на солидный возраст этой проблемы и большое количество посвященных ей публикаций, убедительных подтверждений существования деформационных волн на сегодняшний день не получено. Это обусловлено тем, что целенаправленные полевые исследования по их инструментальной регистрации, требующие больших организационных и технических ресурсов, не проводились.

С целью поиска решения этой проблемы авторами проведено физическое моделирование процесса формирования крупной сдвиговой зоны в упруговязкопластичной модели литосферы. На рисунке 1, А, представлена схема эксперимента. Выбор модельного материала граничных условий эксперимента осуществлялся в соответствии с критериями подобия, детальное описание которых представлено в [Sherman, 1984; Sherman et al., 1991; Bornyakov et al., 2014]. Модельный материал (водная паста монтмориллонитовой глины) ровным слоем размещался на двух штампах экспериментальной установки, после чего активный штамп 1 смещался относительно неподвижного, пассивного штампа 2 с постоянной скоростью. Для получения высококонтрастного изображения свободной поверхности модели на ее поверхность насыпался мелкий песок. Развивающийся в модели процесс формирования сдвиговой зоны фотографировался цифровой фотокамерой Basler acA2000-50gm c частотой 1 fps (1 кадр в секунду). На рисунке 1, Б, приведен пример оптического изображения фрагмента сдвиговой зоны. Для обработки полученных фотоматериалов использован метод корреляции цифровых изображений [Sutton et al., 2009]. Данный метод позволяет рассчитывать распределения компонент вектора перемещений, тензора деформации на поверхности испытываемого материала и их эволюцию во времени [Panteleev et al., 2014, 2015].

Расчет полей деформации и перемещений на оптических изображениях поверхности модели осуществлялся в пределах прямоугольной области размером 220.00×72.17 mm, показанной на рис. 1, А, штрих-пунктирной линией. Для достаточного уровня детализации деформационных полей на каждом оптическом изображении выбранная область покрывалась равномерной сеткой с размером ячейки (подобласти) 3.43–3.43 мм (32×32 пиксела, размер одного пиксела – 0.107×0.107 mm при принятом масштабном изображении). Далее для каждой пары оптических изображений вычислялась кросскорреляционная функция интенсивности пикселов между парами ячеек одинакового номера (рис. 2). Смещение максимума кросскорреляционной функции

303-314 371
Аннотация
На примере сейсмоактивных разломов Центральной Азии сделана попытка исследования закономерностей развития сейсмического процесса в зонах крупных сейсмоактивных разломов с применением общепринятого закона Гутенберга‐Рихтера. При этом для построения кумулятивных графиков повторяемости используются землетрясения, зафиксированные только в областях активного динамического влияния конкретных разрывных структур. Особое внимание уделяется изменению угла наклона графика повторяемости при переходе в область сильных магнитуд. Отмечено, что правое окончание графика (иначе хвост распределения) становится круче или положе относительно основного распределения по малым магнитудам. Степень нелинейности и форма поведения хвоста графика повторяемости используются для ранжирования разломов Центральной Азии по степени вероятной относительной сейсмической опасности. Показано, что наиболее высокой сейсмической опасностью обладают разломы, контролирующие землетрясения с магнитудами М≥7.5 и имеющие графики повторяемости с тенденцией к уменьшению угла наклона линии регрессии в области сильных магнитуд. Вероятность повторения землетрясений такой силы в зонах этих разломов в ближайшие 50–100 лет высока.

СОВРЕМЕННАЯ ГЕОДИНАМИКА

315-328 443
Аннотация

Введение. Первые разработки принципов интерферометрии с применением радара с синтезированной апертурой (РСА), установленного на борту космических спутников, проводились в восьмидесятых годах прошлого столетия. С тех пор метод РСА интерферометрии успешно используется во всем мире для исследований деформаций земной поверхности различного генезиса. Мы применяем данный метод для выявления опасных деформаций вблизи одного из участков трассы Байкало-Амурской магистрали Восточно-Сибирской железной дороги (БАМ ВСЖД). Сложная геодинамическая обстановка района, обусловленная современными деформациями земной коры, влияет на инженерно-сейсмогеологические особенности трассы.

Методика. Суть метода дифференциальной РСА интерферометрии состоит в обработке пар радарных изображений, снятых в два разных момента времени, между которыми произошла деформация. Разность фаз сигналов, полученных при съемке, отображается с помощью интерферограмм. Монохромная или цветная шкала интерферограммы характеризует величину и направление сдвига, произошедшего при деформации. В нашем исследовании применялись данные с двух спутников: ENVISAT (инструмент ASAR, С-диапазон) и ALOS (инструмент PALSAR, L-диапазон). При длине волны 5.6 см (С-диапазон) фазовый набег 2π на интерферограмме порождается изменением дальности по направлению к спутнику на 2.8 см; при длине волны 23.6 см (L-диапазон) – на 11.8 cм. Разности дальностей в направлении на точку съемки пересчитываются в истинные изменения положения земной поверхности. Преимуществом метода перед другими способами измерения деформаций является высокоточное измерение смещений земной поверхности по всей площади объекта. Существуют ограничения метода, такие, как временная декорреляция, происходящая из-за изменения радиофизических свойств поверхности, и влияние атмосферных и ионосферных явлений. Ограничения и методы их преодоления детально описаны в [Hanssen, 2001].

Геодинамическая обстановка. Район наших исследований находится в пределах Верхнеангарско-Муйской междувпадинной перемычки северо-восточного сегмента Байкальской рифтовой системы, в зоне динамического влияния Муяканского и Перевального разломов (рис. 1). Высокий уровень сейсмичности подтверждает современную геодинамическую активность района исследований. Эпицентральное поле с магнитудами землетрясений 2.6<ML<6.2 наблюдается с 1962 по 2012 гг. (по данным Байкальского филиала Геофизической службы Сибирского отделения Российской академии наук (рис. 2)).

В исследуемом районе трасса БАМ проходит вдоль Муяканской структуры почти на всем ее протяжении и пересекает отдельные ее дислокации. Таким образом, инженерно-сейсмогеологические условия трассы на этом участке неблагоприятны [Solonenko, Mandelbaum, 1985]. Региональный Перевальный разлом простирается в северо-западном направлении. Выраженность и влияние разлома на геодинамическую обстановку на
разных его отрезках различна. На исследуемом участке разлом проявлен в поле силы тяжести в виде гравитационной ступени небольшой интенсивности [San’kov et al., 1991].

Интерпретация результатов дифференциальной РСА интерферометрии. Нами произведена интерферометрическая обработка снимков ENVISAT и ALOS/PALSAR. Из-за сильной заболоченности долин и расчлененного рельефа на всех интерферограммах по снимкам ENVISAT велико влияние временной декорреляции. Однако, несмотря на это, на одних и тех же участках на трех парах снимков (13.01.2004–08.03.2005, 16.05.2004–18.09.2005 и 17.02.2004–17.01.2006) обнаружены четыре области высокой когерентности. Для анализа выбрана пара с базой интерферометра, равной 3 м (13.01.2004–08.03.2005) (рис. 3). При такой базе влияние рельефа на интерферометрическую разность фаз исчезающе мало.

В зоне динамического влияния Муяканского разлома по данным ENVISAT обнаружены два типа эндогенных деформаций, которые можно определить как тектонические – линейно локализованные и площадные.

Линейно локализованные деформации приурочены непосредственно к зоне сместителя разлома (рис. 3), прослеживающегося в основании уступа Муяканского хребта. Рассмотрение размеров аномалий, их протяженности и характера пространственного распределения позволяет исключить экзогенную природу деформаций. Сейсмическая активность зоны разлома в течение 2004–2006 гг. весьма незначительна. Следовательно, мы не можем объяснить генезис этих деформаций накоплением и реализацией упругих напряжений в виде сейсмических событий. Одним из видов деформаций, фиксируемых геодезическими методами в зонах активных разломов, как в подвижных областях, так и на платформах, являются параметрические деформации, впервые выделенные и описанные Ю.О. Кузьминым и называемые им суперинтенсивными [Kuzmin, 2013]. Скорости параметрических деформаций достигают больших величин – до 10–5. Чаще всего, они не сопровождаются сейсмичностью и локализуются непосредственно в зонах разломов. Автор связывает происхождение этих деформаций с изменениями параметров среды внутри зоны разлома, вблизи ее главного сместителя.

Площадные деформации, обнаруженные вблизи окончания Муяканского разлома (рис. 3) на СВ замыкании Муяканской впадины и в западном борту Улан-Макитской впадины, также не могут быть прямо объяснены сейсмогенными движениями. Картина распределения площадных деформаций соответствует распределению напряжений на окончании левостороннего сдвига в упругой среде [Osokina, 2010]. На восточном окончании северного крыла разлома располагается область растяжения и фиксируется относительное опускание земной поверхности, а на юго-восточной части разлома располагается область сжатия, где фиксируется относительное поднятие земной поверхности. Эти данные согласуются с данными геодинамических исследований [San’kov et al., 2000], по которым Муяканский разлом наряду с вертикальной имеет левостороннюю сдвиговую компоненту смещений.

Наряду с деформациями эндогенной природы, в зонах активных разломов Верхнеангарско-Муйской междувпадинной перемычки нами были обнаружены экзогенные деформации. На участке Байкало-Амурской железнодорожной магистрали в нескольких километрах от Северо-Муйского тоннеля (ст. Казанкан, п. Северомуйск, координаты 56.1N 113.8E) с начала 90-х годов прошлого столетия развивается оползневой процесс. Согласно данным нивелирования и геодезических GPS-измерений, проведенных на железной дороге в 2002– 2003 годах «Иркутскжелдорпроектом», железнодорожное полотно сдвигалось в зоне действия оползня, вдоль склона со скоростью до 2 см/мес. Развитие оползня приводит к риску разрушения железнодорожного пути и крушения поездов. Происхождение оползня связывается исследователями с процессом деградации многолетнемерзлых пород и подрезанием склона дорогой, а также чрезмерной нагрузкой на склон [Trzhtsinsky et al., 2004]. Нельзя также недооценивать влияние уровня сейсмической и тектонической активности района на разрушение пород и развитие оползней, поскольку Казанканский оползень находится в зоне влияния сейсмически активных Муяканского и Перевального разломов.

Для изучения оползневого процесса в районе ст. Казанкан мы использовали снимки с восходящего витка ALOS/PALSAR. Несмотря на зимнее время съемки и разницу между съемками в два года, хорошую корреляцию и результаты показала пара радарных снимков ALOS/PALSAR, снятых 17.01.2009 и 12.01.2007. Местоположения деформаций, наблюдаемых на интерферограммах, точно совпадают с расположением мостов (рис. 4, 5, 6), где по данным предыдущих исследований [Trzhtsinsky et al., 2004] обнаружены значительные подвижки. У второго и третьего моста, ниже железнодорожного полотна, обнаруживаются области, испытывающие воздымание, что, по-видимому, связано с характером развития оползня. Модель развития оползня по геологическим данным описывается как выдавливание по цилиндрической плоскости скольжения с отрицательным знаком смещения в области цирка и положительным – во фронтальной части [Trzhtsinsky et al., 2004].

На исследуемой интерферограмме наибольшее изменение дальности наблюдается ниже железнодорожных путей у второго моста. За двухлетний период, прошедший между измерениями, изменение дальности по направлению от поверхности к радару составило 6 см. Кроме того, вблизи мостов наблюдаются области с опусканием земной поверхности, связанные, по-видимому, с процессами солифлюкции. По данным РСА интерферометрии уточнено место положения оползневого цирка между вторым и третьим мостом (рис. 6). Ранее, вследствие недостатка данных, положение этого цирка отмечалось ниже по склону. Выявлено распространение процесса оползания, происходящее на склоне между первым и вторым мостом, которое не фиксировалось ранее. В будущем возможно объединение цирков и, как следствие, усиление оползневого процесса. Из полученных данных можно сделать вывод о том, что проведенные мероприятия по укреплению склона и железнодорожной насыпи не привели к остановке оползневого процесса, что говорит об острой необходимости продолжения укрепительных работ и принятия мер по изменению трассы на данном участке магистрали.

Заключение. Таким образом, исследование деформаций в районе Верхнеангарско-Муйской междувпадинной перемычки северо-восточного сегмента Байкальской рифтовой системы с применением метода дифференциальной РСА интерферометрии позволило получить новые данные о характере современных смещений земной поверхности различного происхождения. В зоне динамического влияния Муяканского разлома обнаружены два типа деформаций, которые можно определить как тектонические линейно локализованные и площадные. Наблюдаемые деформации, находящиеся непосредственно в зоне разлома, можно отнести к параметрическим, связанным с изменением состояния среды в зоне разлома. Картина распределения площадных деформаций соответствует распределению напряжений на окончании левостороннего сдвига в упругой среде.

Первые РСА-исследования, проведенные в районе п. Северомуйск, показали, что снимки ALOS/PALSAR применимы для детального изучения оползневого процесса, происходящего в районе ст. Казанкан БАМ ВСЖД. Оползневой процесс продолжает свое развитие, несмотря на проведенные укрепления. В настоящее время происходит объединение цирков на участке между первым и вторым мостом, что может привести к усилению процесса.

Таким образом, деформации в зоне Муяканского разлома могут представлять опасность для линейных сооружений Байкало-Амурской магистрали. Метод РСА интерферометрии имеет большой потенциал как для изучения уже произошедших событий в районе исследований, так и для мониторинга развивающихся процессов. В настоящее время РСА ALOS/PALSAR закончил свою работу на орбите, однако с 2014 года Японским аэрокосмическим агентством JAXA запущены новые усовершенствованные спутники РСА миссии ALOS2/PALSAR2, работающие на той же длине волны L-диапазона. Мы планируем продолжить наши исследования с использованием новых данных.

329-335 289
Аннотация
В результате селевых потоков в долину реки Кынгарга 28 июня 2014 года поступило большое количество рыхлого материала. Источниками материала явились обвалы, осыпи со склонов бортов долины, большую часть материала поставили в русло реки селевые потоки, сошедшие с боковых долин бассейна. В результате полевых работ и дешифрирования космоснимков установлено, что в русло реки поступил потенциальный селевой материал в объеме около 1×106 м3. Морфометрические параметры бассейна реки Кынгарга способствуют формированию русловых процессов, связанных с паводками и водокаменными селями.

ОБСУЖДЕНИЕ



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


ISSN 2078-502X (Online)