Сейсмотектоника плит древних платформ в области четвертичного оледенения

Р.Е. Айзберг, А.Г. Аронов, Т.И. Аронова, С.А. Бояркин, О.А. Воейкова, Р.Г. Гарецкий, Г.Ю. Донцова, И.В. Дудлер, Л.И. Иогансон, А.К. Карабанов, А.И. Лутиков, В.И. Макаров, С.А. Несмеянов, В.Г. Николаев, А.А. Никонов, М.Т. Ойзерман, Л.И. Серебрякова, Р.Р. Сероглазов, Н.М. Хайме.

Авторский коллектив:
Р.Е. Айзберг, А.Г. Аронов, Т.И. Аронова, С.А. Бояркин, О.А. Воейкова, Р.Г. Гарецкий, Г.Ю. Донцова, И.В. Дудлер, Л.И. Иогансон, А.К. Карабанов, А.И. Лутиков, В.И. Макаров, С.А. Несмеянов, В.Г. Николаев, А.А. Никонов, М.Т. Ойзерман, Л.И. Серебрякова, Р.Р. Сероглазов, Н.М. Хайме.

Научные редакторы:
Академик НАНБ, д. г.-м. н. Р.Г. Гарецкий
д. г.-м. н. С.А. Несмеянов

Технический редактор
О.А. Воейкова

 

С 28 Сейсмотектоника плит древних платформ в области четвертичного оледенения. — М.: "Книга и бизнес", 2009. —228 с

Проблема сейсмотектоники плит древних платформ актуальна поскольку на этих территориях, обычно считающихся асейсмичными, активизируется урбанизация и строительство ответственных объектов. Калининградское землетрясение 21 сентября 2004 года показало возможность здесь опасной местной сейсмичности. Монография посвящена разработке эффективного алгоритма сейсмического районирования древних платформ или их крупных частей. Показана ведущая роль гляциоизостатического фактора в специфике сейсмотектонических условий северо-западной части Русской плиты. Этот фактор обусловил молодое (четвертичное) оживление древних погребенных разрывных зон, с которыми связываются очаги землетрясений, расположенные в относительно жестком кристаллическом фундаменте. Установлена локализация землетрясений в пределах области распространения последнего поздненеоплейстоценового ледника. Это определило специфику алгоритма выявления сейсмогенерирующих структур. Показана специфика данного алгоритма для других частей плиты. Рассмотрен ряд актуальных проблем сейсмотектники древних платформ.

Публикуется при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (проект № 08-05-900005 Бел_а)

 

Краткое оглавление

(полное оглавление)

 

  Введение 4
Часть I Калининградская область и смежные регионы 6
Глава 1 Методика исследований и общая характеристика опорного региона 6
Глава 2 Неотектоника 14
Глава 3 Историко-тектоническое районирование 41
Глава 4 Современные движения земной коры 48
Глава 5 Глубинные структуры 55
Глава 6 Сейсмичность 61
Глава 7 Сейсмогенерирующие структуры и зоны ВОЗ 77
Глава 8 Выводы и очередные проблемы 88
Часть II Беларусь и сопредельные территории 91
Глава 9 Глубинное строение литосферы 91
Глава 10 Основные черты тектоники фундамента и платформенного чехла 95
Глава 11 Активные разломы 108
Глава 12 Сейсмичность и сейсмотектоника 122
Глава 13 Выводы 136
Часть III Актуальные проблемы сейсмотектоники древних платформ 138
Глава 14 Исторические землетрясения района Юго-Восточной Балтики: проблемы и решения 138
Глава 15 Проблема глубинной геодинамики и гляциоизостазии в оценке современной тектонической активности и сейсмичности зоны сопряжения Фенноскандинавского щита и русской плиты 166
Глава 16 Проблема соотношения гляциоизостатических движений и новейших тектонических структур 173
Глава 17 Основные черты современного тектонического режима 176
Глава 18 Проблема реконструкции неотектонических полей напряжений и их воздействия на активизацию разломов 181
Глава 19 Проблема типизации верхнекоровых сейсмогенерирующих структур 184
Глава 20 Проблема совершенствования нормативной базы инженерных изысканий для размещения, проектирования и строительства АЭС 200
  Заключение 211
  Литература 213
  Содержание 224

 

 

Введение

Выделение сейсмогенерирующих структур и зон возникновения опасных землетрясений (зон ВОЗ) представляет собой до настоящего времени сложную проблему, которая решается неоднозначно. Наиболее полно этот вопрос прорабатывался для уточнения исходной сейсмичности (УИС) применительно к горным областям. Для них предложена неоднократно опубликованная методика, эффективность которой проверена в различных оротектонических обстановках (Кавказ, Средняя Азия, Урал, Восточная Сибирь, Монголия, Сахалин) [Аптикаев и др., 1986; Аверьянова и др., 1996; Несмеянов, 2004].

Структурной основой зон ВОЗ являются сейсмогенерирующие структуры (СГС), которые выделяются на основе комплексного анализа геолого-геофизических, геоморфологических, геодезических материалов, а также данных по пространственному распределению землетрясений в пределах исследуемой территории. Сейсмологическая характеристика СГС позволяет выделить зоны ВОЗ, определив их Mmax и охарактеризовав магнитудный уровень сейсмического фона. На следующей стадии, которая выходит за рамки настоящей работы, производится оценка пространственного распределения сейсмической интенсивности при средних грунтовых условиях, а затем при сейсмическом микрорайонировании учитываются конкретные грунтовые условия. Это позволяет выявить перспективные территории для размещения объектов строительства. Кроме того, определяются территории, где уровень сейсмичности позволяет предполагать возможность возникновения сейсмодислокаций.

В соответствии с традиционным вариантом используемой методики могут выделяться сейсмогенерирующие структуры различной глубины заложения. В наиболее распространенных верхнекоровых сейсмогенерирующих структурах сильные землетрясения имеют, обычно, тектоническую природу и связаны с крупнейшими активными разрывными структурами, структурными узлами и зонами структурных перестроек. Первоначально потенциально сейсмогенерирущие верхнекоровые структуры выделяются на основе неотектонических материалов. При этом учитывается, что для разрывных СГС характерны повышенные: протяженность и сложность строения; древность заложения (длительность активизации); степень новообразования; наиболее молодая активизация; глубина проникновения в недра, достигающая сейсмоактивного слоя.

В структурных узлах преобладают два типа: а) дизъюнктивные узлы; б) дизъюнктивно-пликативные узлы, образующиеся при пересечении: разрыва и флексуры; и разрыва и поперечной к нему зоны воздымания.

Сейсмогенерирующие структуры, проникающие на всю мощность земной коры и далее в более глубокие части литосферы, выделяются в основном по геофизическим данным.
Однако при использовании этого алгоритма для платформенных областей часто возникают трудности, обусловленные спецификой геологического строения и представительностью некоторых важных материалов. Поэтому назрела необходимость дифференциации алгоритма выделения сейсмогенерирующих структур и зон ВОЗ в различных структурно-геоморфологических обстановках, в первую очередь платформенных.

В настоящей работе излагаются результаты разработки данного алгоритма для северо-запада Русской плиты древней Восточно-Европейской платформы, где сейсмичность в значительной мере определяется гляциоизостатическим фактором.

Работа состоит из трех частей. Две первых части посвящены выработке рационального алгоритма сейсмотектонических исследований для наиболее детально, но несколько по-разному изученных смежных территорий: 1) Калининградскому анклаву Российской Федерации с прилегающими районами и 2) Белоруссии. В третьей части рассматриваются некоторые общие актуальные проблемы сейсмотектоники древних плит.

Упомянутые опорные регионы расположены на северо-западе Русской плиты Восточно-Европейской древней платформы в области развития мощных ледниковых щитов четвертичного периода. Исследуемые территории различаются по степени распространения в их пределах последнего ледникового щита, и по своему положению как в палеозойских, так и в новейших структурах. Поэтому и алгоритм сейсмотектонических исследований на данных территориях несколько различается.

Для обеспечения сейсмотектонической информацией Калининградского анклава Российской Федерации исследования проводились в районе с радиусом порядка 200 км вокруг Калининградской области. Соответственно, район исследований затрагивал территории ряда соседних государств (Литвы, юга Латвии, севера Польши) и значительной части акватории Балтийского моря.

Работы по Калининградскому анклаву велись научными организациями: Институт геоэкологии РАН, Геологический институт РАН, Институт физики Земли РАН, Геофизическая служба РАН, Центральный научно-исследовательский институт геодезии, аэросъемки и картографии. НИИГАиК. Ряд исходных материалов был получен в результате консультаций, в различных организациях Москвы, Минска и Калининграда.

Авторы благодарны за предоставленные материалы и оказанное содействие профессора Калининградского государственного университета В.В. Орленка; генерального директор фирмы "Калининградгеофизика" Д.Г. Хакимова, директора КалининградТИСИЗа Л.А. Рогаль, сотрудников Проектного офиса АЭС?2006Р.М. Горбушко и А.В. Буша.

В Белоруссии работы велись исследователями Института природопользования и Центра геофизического мониторинга НАНБ. Исследования охватывали не только территорию Беларуси и пограничных районов соседних стран, но в ряде случаев и большую часть всего запада Восточно-Европейской платформы. При подготовке материалов по сейсмотектонике Беларуси использовался ряд уже опубликованных данных Г.И. Каратаева по интерпретации потенциальных геофизических полей и А.В. Матвеева по современным геологическим процессам, геоморфологии и строению рельефа.

Полученные российскими и белорусскими исследователями принципиальные выводы и методические разработки важны для сейсмотектонических исследований на всей территории северо-запада Русской плиты, затронутой последним позднеплейстоценовым оледенением, которая принадлежит России, Белоруссии, Эстонии, Латвии, Литве и Польше. Здесь актуальна проблема выработки единых научных принципов и создания нормативных документов для общего и детального сейсмического районирования.
Работа подготовлена при поддержке гранта РФФИ 08-05-90005-Бел_а и БРФФИ-РФФИ Х08Р-206.