авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:   || 2 | 3 |

Современная кинематика амурской плиты по данным gps геодезии и деформации на ее северной границе

-- [ Страница 1 ] --

На правах рукописи

АШУРКОВ СЕРГЕЙ ВЛАДИМИРОВИЧ

СОВРЕМЕННАЯ КИНЕМАТИКА АМУРСКОЙ ПЛИТЫ ПО ДАННЫМ GPS ГЕОДЕЗИИ И ДЕФОРМАЦИИ НА ЕЕ СЕВЕРНОЙ

ГРАНИЦЕ

Специальность 25.00.03 – геотектоника и геодинамика

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

кандидата геолого-минералогических наук

Иркутск 2011

Работа выполнена в Учреждении Российской академии наук Институте земной коры Сибирского отделения РАН

Научный руководитель: Кандидат геолого-минералогических наук

В.А. Саньков

Официальные оппоненты: Доктор геолого-минералогических наук,

профессор В.С. Имаев

Кандидат физико-математических наук

А.В. Зубович

Ведущая организация: Институт нефтегазовой геологии и

геофизики СО РАН им. А.А.Трофимука

Защита состоится: “_18__” ___января_______ 2011 г. в __1400__ часов на заседании Диссертационного совета Д 003.022.02 в Институте земной коры СО РАН по адресу: 664033, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 128, в конференц-зале

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института земной коры СО РАН.

Отзывы на автореферат в 2-х экземплярах, заверенные печатью учреждения, просим направлять по указанному адресу ученому секретарю совета к.г.- м.н. Юрию Витальевичу Меньшагину, men@crust.irk.ru

Автореферат разослан “_17__” ___декабря____ 2010 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета,

кандидат геолого-минералогических наук Меньшагин Ю.В

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Одной из наиболее обсуждаемых проблем современной геодинамики Северо-Восточной Азии является вопрос о выделении Амурской плиты в отдельную, независимую от Евразии тектоническую единицу. Обсуждается как само ее существование, так и положение ее границ. Основываясь на распределении эпицентров землетрясений, Л.П. Зоненшайн с соавторами [Зоненшайн и др., 1978, 1979а, 1979б; Zonenshain, Savostin, 1981] впервые предложили границы нового блока литосферы – Амурской плиты, выделившегося как тектоническая единица на позднекайнозойском этапе развития. Несмотря на большое количество опубликованных работ, до сих пор нет единого мнения относительно существования такой плиты и положения ее границ. Решение дискутируемых вопросов осложняется как сравнительно редкой и слабой сейсмичностью, так и часто геоморфологической и структурной невыразительностью границ Амурской плиты. В течение долгого времени определение кинематики литосферных плит осуществлялось с помощью палеомагнитных, палеоклиматических, геологических, геоморфологических, сейсмологических методов исследования, регистрирующих следствия взаимодействия плит и их движений. В последние десятилетия активно развиваются средства и методы космической геодезии, позволяющие с высокой точностью определять местоположение объектов на поверхности Земли. Изменения во времени положения таких объектов говорит нам об их кинематических характеристиках. Система спутникового позиционирования GPS, на данный момент, является наиболее развитой среди подобных систем. Она обладает необходимой разрешающей способностью для количественной оценки широкого спектра геологических процессов. Применение методов спутниковой геодезии дало возможность нового подхода к определению параметров движения литосферных плит. Были построены новые модели мгновенной кинематики плит [Drewes, Angermann, 2001; Sella et al., 2002; Kreemer et al., 2003; Prawirodirdjo, Bock, 2004]. В глобальной модели движения плит Амурская плита была впервые выделена в работе [Kreemer et al., 2003]. В рамках региональных моделей по геодезическим данным Амурскую плиту выделяли в работах [Heki et al., 1999; Apel et al. 2006; Calais et al., 2006; Hsu et al., 2006; Jin et al., 2007; Shestakov et al., 2008; Тимофеев и др., 2008]. Полученные результаты сильно разнятся, поскольку основаны на разных наборах исходных данных. На сегодняшний день территория Амурской плиты покрыта редкой сетью пунктов наблюдения, а пространственное их распределение неравномерно. Неразрешенный вопрос о границах объекта исследования определяет и разный набор исходных данных. Таким образом, организация геодинамических наблюдений методами спутниковой геодезии на территории Амурской плиты, в Нижне-Зейской впадине, и определение кинематических характеристик плиты явились крайне актуальными задачами. Кроме того, закономерности протекания деформационных процессов на межплитных границах во внутриконтинентальных условиях, в зависимости от их кинематических характеристик, являются недостаточно изученными и представляют большой научный интерес.

Цель работы: Оценка современной кинематики Амурской плиты и выявление закономерностей формирования внутриконтинентальных деформаций на примере ее границы с Северной Евразией.

Основные задачи исследования:

  1. Организация геодинамического полигона и проведение периодических измерений методом GPS на территории Нижне-Зейской впадины.
  2. Расчет поля современных горизонтальных скоростей движений по данным GPS измерений на территории Нижне-Зейской впадины.
  3. Определение параметров движения Амурской и Евразийской плит и статистическая оценка независимости Амурской плиты.
  4. Определение положения восточной границы Амурской плиты на основе данных о современной блоковой кинематике.
  5. Верификация полученных результатов с использованием опубликованных данных геолого-геофизических исследований.

Научная новизна:

  1. Определены параметры движения Амурской плиты на основе, впервые полученного, поля скоростей современных горизонтальных смещений для территории Нижне-Зейской впадины, являющейся неотъемлемой частью Амурской плиты.
  2. Статистически обоснована восточная граница Амурской плиты

Фактический материал, аппаратура и личный вклад автора.

В основу диссертационной работы положены материалы GPS наблюдений на Амуро-Зейском геодинамическом полигоне, проведенных автором вместе с сотрудниками лаборатории современной геодинамики Института земной коры СО РАН и коллегами из Института геологии и природопользования ДВО РАН г. Благовещенск в период с 2001 по 2007 гг. Кроме того, были использованы данные GPS наблюдений в г. Улан-Удэ, а также данные постоянных станций международной геодинамической сети IGS, находящиеся в свободном доступе в центре хранения и обработки GPS данных SOPAC. Экспериментальные данные были получены с помощью двухчастотных приемников Ashtech Z-12 и Ashtech Z-Xtreme. Обработка GPS данных производилась автором лично, с использованием ряда программных средств: HOSE, TEQC, Ashtech Solution, GAMIT/GLOBK. Для визуализации полученных результатов применялся пакет программ GMT [Wessel, Smith, 2007]. Расчет слип-векторов механизмов очагов землетрясений выполнялся с помощью программы RAKE. Использованные автором программы работают под управлением операционных систем OpenSuse семейства Linux и Windows.

Защищаемые положения.

1) На основе измерений методом GPS геодезии на Амуро-Зейском геодинамическом полигоне показано, что Нижне-Зейская впадина тектонически стабильна и является неотъемлемой частью Амурской плиты. Восточная граница Амурской плиты проходит по системе разломов Тан-Лу, которая на современном этапе имеет правостороннюю сдвиговую кинематику.

2) Движения Амурской и Евразийской плит являются независимыми и определяют характер современных деформаций на границе этих плит. Полюс вращения Амурской плиты относительно Евразийской получен в районе с координатами 122.285±0.73 в.д., 58.950±0.52 с.ш. Угловая скорость составляет 0.095±0.003 град./млн. лет.

Практическое значение.

Результаты проведенных исследований, как и сами данные GPS измерений, могут быть использованы: для определения кинематики литосферных плит; для выявления и уточнения их границ, в зоне влияния которых, как правило, расположены очаги сильнейших землетрясений; для выделения систем главных разломов и наиболее сейсмоопасных зон; для слежения за ходом изменения напряженно-деформированного состояния среды и накоплением упругих деформаций в зонах таких разломов. Полученные высокоточные координаты могут служить основой для повышения точности рядовых геодезических пунктов, что имеет большое значение в практической деятельности (картографические, кадастровые, инженерно-изыскательские, дорожно-строительные работы).

Апробация работы и публикации. Основные результаты докладывались на российских и международных конференциях: «Методика GPS измерений и обработки» 2003, г. Бишкек; V Байкальская молодежная школа-семинар «Геофизика на пороге третьего тысячелетия» 2004, г. Иркутск – п. Черноруд; «ГЕО-Сибирь-2006», г. Новосибирск; III Сибирская конференции молодых ученых по наукам о Земле, 2006, г. Новосибирск; «Тектоника и металлогения Северной Циркум – Пацифики и Восточной Азии», 2007, г. Хабаровск; «Геодинамика внутриконтинетальных орогенов и геоэкологические проблемы», 2008, г. Бишкек; 23 Всеросийская молодежная конференция «Строение литосферы и геодинамика», 2009, г. Иркутск; «Проблемы сейсмичности и современной геодинамики Дальнего Востока и Восточной Сибири», 2010, г. Хабаровск; «Кайнозойский континентальный рифтогенез», 2010, г. Иркутск; на семинарах лаборатории современной геодинамики ИЗК СО РАН.

По результатам исследований, проведенных в ходе выполнения работы, опубликовано 15 работ, в том числе 8 из них в рецензируемых журналах, рекомендованных перечнем ВАК.

Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из 5 глав, введения и заключения. Общий объем работы составляет 148 страницы, в том числе 39 рисунков, 5 таблиц, 2 приложения и список литературы из 148 наименований отечественных и зарубежных публикаций.

Благодарности.

Автор выражает глубокую благодарность и признательность к.г.-м.н. Санькову В.А. за постоянную конструктивную помощь и участие в выполнении работы.

Автор глубоко признателен к.г.-м.н. Мирошниченко А.И., Бызову Л.М., Санькову А.В. (ИЗК СО РАН) а также коллегам из ИГиП ДВО РАН г. Благовещенск чл.-корр. РАН д.г.-м.н. Сорокину А.П., к.т.н. Серову М.А. за организацию и проведенные полевые работы. Автор благодарит, проф., д.г.-м.н. Леви К. Г. за доброжелательную помощь, к.г.–м.н. Лухнева А. В. за конструктивные замечания, Рукосуева А.И. – за техническую помощь и советы по работе с операционными системами семейства UNIX. Автор признателен Э. Кале (Purdue University, West Lafayette, USA) за консультации по статистическому анализу GPS данных, к.ф.-м.н. Дембелову М.Г. (БНЦ СО РАН) за предоставление данных GPS наблюдений в г. Улан-Удэ, а также всем сотрудникам лаборатории современной геодинамики ИЗК за поддержку и посильную помощь.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Глава 1. Идентификация литосферных плит и определение их кинематики

В начале данной главы дается обзор принципов выделения литосферных плит. Распределение эпицентров землетрясений зарекомендовало себя как основной метод локализации межплитных границ. Помимо сейсмологических данных, критериями для идентификации границ могут служить: геоморфологические признаки (срединно-океанические хребты, системы глубоководных желобов и островных дуг, горно-складчатые сооружения); геофизические данные (резкие изменения мощности литосферы); геологические данные (состав и формационные характеристики изверженных пород).

Во второй части главы приводится краткое описание методов определения параметров движения литосферных плит. Движение любого тела на сфере постоянного радиуса можно описать вращением вокруг оси, проходящей через центр сферы. Ось вращения пересекает поверхность сферы в двух диаметрально противоположных точках. Эти точки называются полюсами вращения или полюсами Эйлера. Зная параметры Эйлерова полюса плиты, мы можем рассчитать значение линейной скорости в любой точке этого блока. В свою очередь, зная направление движения тела хотя бы в двух его точках, мы можем определить положение Эйлерова полюса. Для этого достаточно найти точку пересечения больших кругов, направленных перпендикулярно направлению движения в этих точках.

Методы, используемые для определения параметров (скорости и направления) перемещения плит делят на относительные и абсолютные. Под относительным движением подразумевают движение плит относительно какой-либо другой плиты, выбранной как начало системы отсчета. Изучение характера движения относительными методами проводят на межплитных границах. Наиболее распространенным методом являются определение направления движения с помощью сейсмологических данных (по ориентировке напряжений в очагах землетрясений) и с помощью геолого-структурных данных (по простиранию разломов со сдвиговой кинематикой). Существует большое количество глобальных моделей кинематики плит, для которых применялись указанные методы [Morgan, 1968; Le Pichon, 1968; Minster et al., 1974; Minster, Jordan, 1978; Chase,1978; Галушкин, Ушаков, 1979; DeMetz et al., 1994 и др.]. К методам, позволяющим определить абсолютное движение плит, относятся палеомагнитный, палеоклиматический методы, а также выявление абсолютных движений по следам «горячих точек». Кроме того, здесь приводится исторический обзор кинематических моделей литосферных плит, основанных на перечисленных классических методах.

В заключительной части главы отдельно выделяются модели движения плит, полученные методами космической геодезии, активно развивающиеся в последние десятилетия, [Drewes, Angermann, 2001; Sella et al., 2002; Kreemer et al., 2003; Prawirodirdjo, Bock, 2004]. Впервые, в глобальной модели движения литосферных плит по данным космической геодезии, Амурская плита была выделена в работе Кремера с соавторами [Kreemer et al., 2003]. В заключение добавим, что применение современных средств измерения движений на поверхности привело к выделению более мелких тектонических плит, и, что также важно, дало возможность идентификации тектонических единиц при их низких абсолютных скоростях.

Глава 2. Геологическое строение, границы и существующие модели кинематики Амурской литосферной плиты

Амурская плита имеет сложное геологическое строение и историю развития. Орогенные пояса, расположенные на современной территории Амурской плиты, формировались с позднего докембрия до мезозоя, а на периферии Палео-Тихого океана – в мезозое и кайнозое. Эти структуры обрамляют Северо-Азиатский и Сино-Корейский кратоны и северо-западную окраину Тихого океана. Северо-Азиатский кратон – жесткое ядро Северной Азии, которое увеличивалось в размерах за счет причленения молодых орогенных поясов. В составе фундамента выделяют гранит-зеленокаменные образования с возрастом 2600-3300 млн.лет. На его окраине выделяют также орогенные пояса с возрастом 1400-1100 млн. лет. Фундамент Сино-Корейского кратона также состоит из гранит-зеленокаменных образований возрастом 2500-2600 млн. лет. Древнейшие образования датируются в 3800 млн. лет [Парфенов и др., 2003]. Орогенные пояса, окаймляющие Северо-Азиатский кратон с юго-запада и юго-востока, при удалении от него омолаживаются, от позднерифейских до позднепалеозойско-раннемезозойских. В мозаике орогенных поясов Центральной и Северо-Восточной Азии проявляются крупные линейные блоки, окруженные более молодыми орогенными поясами, нежели они сами. Среди таких блоков выделяются супертеррейны (Тувино-Монгольский и Аргунский) – фрагменты познерифейских и раннепалеозойских орогенных поясов. По направлению к Тихому океану орогенные пояса также становятся более молодыми. Восточное окончание территории современной Амурской плиты, в понимании [Zonenshain, Savostin, 1981], замыкают Хокайдо-Сахалинский позднемеловой и Восточно-Сахалинский раннекайнозойский орогенные пояса.

В кайнозое, на территории Центральной и Восточной Азии, в литосфере начали формироваться новые структуры, нетипичные для более древних этапов тектонической жизни. Зоны, в которых происходят наиболее интенсивные процессы деструкции, маркируются повышенной сейсмической активностью. Л.П. Зоненшайн с соавторами (Зоненшайн и др., 1978, 1979; Zonenshain, Savostin, 1981), на фоне рассеянной картины распределения сейсмичности по территории Центральной Азии, выделили зоны концентрации эпицентров землетрясений, которые совпадают с «возрожденными горами» и, в целом, соответствуют межблоковым границам, из которых, как мозаика, составлена Внутренняя Азия. Представленная авторами, модель блокового деления Центральной и Юго-Восточной Азии подразумевала выделение ряда новых тектонических единиц, одной из которых явилась Амурская малая плита. Положение границы Амурской плиты впоследствии не раз пересматривалось в работах других авторов. На сегодняшний день, среди исследователей нет единого мнения относительно положения ее границ. Обзор опубликованного материала, посвященного этой теме, позволяет выделить ряд литосферных блоков вдоль границ Амурской плиты: Становой и Забайкальский – на севере, Монгольский – на западе, Ордос – на юге, Японо-Корейский блок целиком, или блок Корейского п-ова отдельно – на востоке, чья принадлежность к Амурской плите спорна.

Введение новой тектонической единицы (Амурской плиты) в геодинамический анализ привлекло многих исследователей к вопросу о ее кинематике. В тексте диссертационной работы приведены опубликованные векторы вращения Амурской плиты относительно Евразийской. Все они, за исключением работы Ю.А. Зорина и Л. Корделла [Zorin and Cordell, 1991], основаны на анализе двух типов данных. Первый тип – это сейсмологические данные [Zonenshain, Savostin, 1981; Парфенов и др., 1987; Wei, Seno, 1998]. Остальные решения были получены по результатам GPS измерений.

Сравнение азимутов горизонтальных напряжений по сейсмологическим данным вдоль северной границы Амурской плиты с направлениями движений, рассчитанных по параметрам вращения плит, позволило разделить все решения вектора вращения Амурской плиты относительно Евразийской на две группы. В качестве восточной части границы Амурской и Евразийской плит принимался вариант, соответствующий работам [Геология и сейсмичность.., 1984; Petit, Fournier, 2004; Шевченко, Каплун, 2007; Леви, 2008], а также совпадающий с южной границей выделяемого в статье [Парфенов и др., 1987] Станового блока и южной границей этого блока как буферной зоны В.С. Имаева с соавторами [2003]. В пользу такого выбора говорит хорошая орографическая выраженность границы хребтами Тукурингра и Джагды, линейный характер сейсмичности и четкое проявление разломов в рельефе.



Pages:   || 2 | 3 |
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.