авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< 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:     | 1 |   ...   | 4 | 5 || 7 | 8 |   ...   | 9 |

«Сибирское отделение Российской академии наук Институт земной коры Иркутский государственный университет Siberian Branch of the Russian Academy of ...»

-- [ Страница 6 ] --

Таким образом, представленные материалы свидетельствуют о проявлении раннекайнозойского вулканизма центральной части Колючинско-Мечигменской зоны (КМЗ) в обстановке регионального растяжения, приведшей к образованию системы субпараллельных грабенов и формированию вулканических ареалов с базальтовым магматизмом преимущественно внутриплитного геохимического типа. Всем раннепалеогеновым базальтоидам горы Отдельной присущи повышенные и высокие концентрации титана, циркония, фосфора, высокие величины Zr/Y отношений (7–9), сближающие их с породами континентальных рифтов. Однако, как было показано выше, вулканизм КМЗ определяется вариациями состава, свидетельствующими об участии в его формировании, наряду с внутриплитными источниками, источников с надсубдукционными геохимическими характеристиками, обычными для магматизма конвергентных окраин. Так, отношения La/Ta, изменяющиеся от 23 до 26, охватывают интервалы значений, с одной стороны, лав островных дуг и активных континентальных окраин (La/Ta = 25–100), с другой – океанических и континентальных внутриплитных вулканитов (La/Ta25). Подобные отношения наиболее близки базальтам окраинно континентальных рифтов типа Рио-Гранде, США (15–35) или Тепик-Закоалко, Мексика (La/Та = 17–56). Th/Ta-отношения в рассматриваемых базальтах изменяются от 2.7 до 3.0, перекрывая интервал вариаций лав срединно-океанических хребтов (Th/Ta = 0.45–1.3) и надсубдукционных вулканитов (Th/Ta = 5.4–21). Вместе с тем необходимо отметить более высокие абсолютные концентрации Nb (25–30 мкг/г) и, в меньшей степени, Ta (1.4–1.6 мкг/г) в базальтах горы Отдельной, по сравнению с типичными лавами современных островных дуг и активных континентальных окраин.

Континентальный рифтогенез, сопутствующие процессы _ Подобная двойственность геохимических характеристик базальтов обычно проявлена в вулканических образованиях, приуроченных к зонам присдвигового растяжения (pull-apart basins), и, вероятно, связана со смешением компонентов из различных глубинных источников (надсубдукционного, внутриплитового и MORB подобного) в пропорциях, меняющихся как по латерали, так и во времени проявления (Федоров, Филатова, 1999;

Федоров, 2006), что вполне согласуется с развитием КМЗ в сложной геодинамической обстановке, обусловленной формированием систем активных сдвигов и рифтовых впадин (Смирнов и др., 2007;

Смирнов, Кондратьев, 2009).

Основные изотопно-геохимические характеристики рифтогенного маастрихт среднеэоценового вулканизма северо-востока Азиатского континента были установлены ранее (Федоров, 2006;

Филатова, 1988). Сравнение вещественного состава базальтоидов горы Отдельной с вулканогенными образованиями Приохотской и Пенжинско-Анадырско-Корякской систем маастрихт-эоценовых грабенов (Федоров, Филатова, 1999) показывает единый геохимический стиль поведения некогерентных элементов и, в то же время, определенные латеральные различия. Общим свойством раннепалеогеновых пород в регионе является их обогащение высокозарядными элементами относительно крупноионных, что придает им сходство с образованиями внутриплитных магматических серий. Вместе с тем степень обогащенности этими элементами различна в отдельных ареалах комплекса, а наличие резко выраженной Ta Nb аномалии в базальтах большей части вулканических ареалов обусловливает их сходство с надсубдукционными вулканическими сериями активных континентальных окраин. Анализ вариационных диаграмм, и в первую очередь спайдерграмм, демонстрирует определенное сходство базальтоидов горы Отдельной как со субщелочными (в частности, с базальтами Канчалан-Танюрерского вулканического поля) (Полин, Молл-Столкап, 1999), так и с щелочными базальтами Пенжинско Анадырско-Корякской системы маастрихт-эоценовых грабенов.

С распространением кайнозойского вулканизма в КМЗ согласуются и геофизические данные. Зона на всем своем протяжении характеризуется положительными аномалиями силы тяжести;

анализ гравиметрической томографии показывает относительное повышение плотности коры на глубине 20 км, в то время как на глубине 40 км отмечается ее понижение.

КМЗ находится в центральной части Чукотской сейсмической зоны, проявляющей высокую активность в течение XX в. и в настоящее время. В ее пределах происходили землетрясения магнитудой до 6.9, а также более 10 землетрясений магнитудой выше 5. Анализ пространственного размещения эпицентров землетрясений показал, что они тяготеют к нескольким крупным сейсмогенерирующим разломам северо-западного и северо-восточного простирания, которые играют первостепенную роль в новейшей структуре полуострова, контролируя размещение, простирание и конфигурацию межгорных впадин (Смирнов и др., 2007).

Рифтогенная природа КМЗ также подтверждается и особенностью состава газов из термоминеральных источников (Поляк и др., 2010). Для них характерен преимущественно углекислый состав газовой фазы, в отличие от азотного за пределами зоны, максимальная доля мантийного гелия, причем распределение отношений 3He/4He вдоль зоны показывает их убывание в северо-западном и юго-восточном направлениях от максимума в центральной части Игельвеемской впадины. Подобное распределение изотопно-гелиевого сигнала вдоль простирания – отличительная особенность континентальных рифтов (Поляк и др., 2010). Наряду с гелиевыми изотопными метками, для гидротерм КМЗ характерно также обогащение углекислоты изотопом 13C, примесью неатмогенного азота, избытками 40Ar и 15N по сравнению с атмосферой, что 134 Иркутск, 20–23 августа _ вместе с максимальным обеднением термальных вод дейтерием и тяжелым кислородом и наивысшими оценками глубинных температур в резервуарах гидротерм – «указывает на современный подъем мантийного диапира, поставляющего в кору гелий, обогащенный 3He, и тепловую энергию, провоцирующую термометаморфизм пород и деградацию вечной мерзлоты (Поляк и др., 2010, с. 99)».

Преимущественно углекислый состав газовой фазы гидротермальных источников в КМЗ в определенной степени может объяснить поведение изотопов Sr в рассматриваемых базальтах. По отношению 143Nd/144Nd (Nd) базальты КМЗ в целом близки к базальтоидам Пенжинско-Анадырско-Корякской системы маастрихт эоценовых грабенов (Федоров, 2006), в частности базальтам Канчалан-Танюрерского ареала (Полин и др., 2009). Однако рассматриваемые базальты отличаются крайне высокими 87Sr/86Sr (0.70607–0.70639) отношениями. Подобная зависимость Nd – Sr/86Sr отношений, как правило, вызывает крайнее затруднение при интерпретации генезиса пород. Возможно предположить, что при образовании основных расплавов происходило смешение материала мантийной горячей точки с изотопными характеристиками, отвечающими PREMA, с источником, обогащенным радиогенным стронцием, но истощенным в отношении некогерентных элементов. Таким контаминантом мог служить карбонатный материал, вовлеченный в область магмообразования и ответственный за продуцирование углекислых гидротермальных источников.

Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ, проект № 11-05-00163.

Список литературы Белый В.Ф. Берингийская вулканическая провинция // Тихоокеанская геология. 1995.

Т. 14, № 4. С. 82–86.

Богданов Н.А., Хаин В.Е., Шипилов Э.В. Система кайнозойских рифтов Восточной Арктики и ее возможное значение // Доклады Академии наук. 1995. Т. 345, № 1. С. 84–86.

Крюков Ю.В. Геологическая карта СССР масштаба 1 : 200000. Серия Чукотская. Лист Q-2-Х111, Х1У. Объяснительная записка. М.: МГ СССР, 1980. 88 с.

Полин В.Ф., Молл-Столкап Э.Дж. Петролого-геохимические критерии тектонических условий формирования Чукотского звена Охотско-Чукотского вулканического пояса // Тихоокеанская геология. 1999. Т. 18, № 4. С. 29–47.

Полин В.Ф., Сахно В.Г., Максимов С.О., Сандимиров И.В. Изотопная геохимия и глубинные источники субщелочных и щелочных пород палеогеновой контрастной серии Амгуэма-Канчаланского вулканического поля, Охотско-Чукотский вулканический пояс // Доклады Академии наук. 2009. Т. 429, № 2. С. 227–233.

Поляк Б.Г., Лаврушин В.Ю., Чешко А.Л. и др. Новейшая тектоно-магматическая активизация Колючинско-Мечигменской зоны Чукотского полуострова (по данным о составе газов гидротерм) // Геотектоника. 2010. № 6. С. 99–110.

Смирнов В.Н., Галанин А.А., Шведов С.Д., Кондратьев М.Н. Активные структуры и сейсмотектоника Чукотского полуострова // Всерос. конф. «Чтения памяти академика К.В. Симакова». Магадан: СВНЦ ДВО РАН, 2007. С. 34–36.

Смирнов В.Н., Кондратьев М.Н. Кайнозойский рифтогенез на Чукотском полуострове // Геология полярных областей Земли: Материалы XLII Тектонического совещания. М.: ГЕОС, 2009. Т. 2. С. 195–199.

Федоров П.И. Кайнозойский вулканизм в зонах растяжения на восточной окраине Азии.

Тр. ГИН РАН. Вып. 537. М.: ГЕОС, 2006. 316 с.

Федоров П.И., Филатова Н.И. Геохимия и петрология позднемеловых-кайнозойских базальтов зон растяжения на континентальной окраине северо-востока Азии // Геохимия. 1999.

№ 2. С. 115–132.

Филатова Н.И. Периокеанические вулканогенные пояса. М.: Наука, 1988. 264 с.

Континентальный рифтогенез, сопутствующие процессы _ Fujita К., Mackey K.G., McCaleb R.C. et al. Seismicity of Chukotka, Northeastern Russia // Geol. Soc. Amer. Spec. Paper. 2002. V. 360. P. 259–272.

EARLY CENOZOIC RIFT VOLCANISM ON THE EAST OF CHUKOTKA PENINSULA P.I. Fedorov 1, V.N. Smirnov Geological Institute, RAS, Moscow, Russia, pi_fedorov@mail.ru Shilo North-East Interdisciplinary Scientific Research Institute, FEB RAS, Magadan, Russia, smirnov@neisri.ru СИЛЛОГЕНЕЗ В КОНТИНЕНТАЛЬНЫХ ПАЛЕОРИФТАХ И РИФТОПОДОБНЫХ СТРУКТУРАХ МИНУСИНСКОГО ПРОГИБА (ЗАПАДНАЯ СИБИРЬ) Г.С. Федосеев 1,2, А.А. Воронцов Институт геологии и минералогии им. В.С. Соболева СО РАН, Новосибирск, Россия Новосибирский государственный университет, Новосибирск, Россия, fedoseev@igm.nsc.ru Институт геохимии им. А.П. Виноградова СО РАН, Иркутск, Россия К классическим континентальным рифтам относятся грабенообразные структуры, в которых «литосфера в результате растяжения раскалывается на всю мощность" (Бёрк, 1981, с. 187), а также участки более сложного строения с приразломными впадинами и системами разнотипных разломов и раздвиговых полостей (Милановский, 1987). При этом в строении настоящих рифтов предполагается обязательное участие вулканических и/или гипабиссальных магматитов (Грачев, 1987, 1991). Типичные рифтовые структуры имеют в основном кайнозойский возраст, а более древние являются в той или иной мере гипотетичными, и степень этой гипотетичности возрастает с повышением возраста структур и уменьшением кратонизации отдельных участков земной коры. В зависимости от этих факторов в зонах растяжения земной коры можно условно выделять рифтовые и рифтоподобные структуры. К первым относится, например, Красноморская (Афарская) рифтовая система, развитая на Африканском континенте, а ко вторым – многочисленные среднепалеозойские структуры, развитые в пределах Центрально-Азиатского складчатого пояса.

Особенности строения последних характеризуются нами на примере одного из крупных прогибов Алтае-Саянской складчатой области (АССО). Предполагается, что в позднесилурийско-раннедевонское время АССО, составляющая часть активной континентальной окраины Северо-Азиатского кратона, находилась в области влияния горячей точки, генерируемой плюмом (Воронцов и др, 2010;

Ярмолюк, Коваленко, 2003).

Рассматриваемая в докладе проблема связана с палеозойскими и мезозойскими крупными магматическими провинциями, известными на всех континентах.

Большинство из этих провинций является вулканическими (Парана в Бразилии, Дариганга в Монголии и другие). В этих провинциях не ставится вопрос о наличии магматических тел инъекционного характера, поскольку временной разрыв в их формировании практически отсутствует, а осадочные породы не играют значимой роли. Вместе с тем существуют и такие провинции, где подобные образования традиционно считаются эффузивными породами, чередующимися с синхронными осадочно-вулканогенными и осадочными породами, которые нередко охарактеризованы палеонтологически. Однако, как показали наши исследования, во 136 Иркутск, 20–23 августа _ многих континентальных осадочных бассейнах разного возраста значительная часть пластовых базитовых тел имеет несомненные признаки интрузивной природы. По этой причине в общем процессе формирования рифтовых областей, возникающих в обстановке регионального растяжения, интрузивный магматизм приобретает роль геологического процесса, сомасштабного с седиментогенезом и вулканизмом. Не исключено, что данная ситуация имеет прямое отношение и к всемирно известным крупным магматическим провинциям (LIPs): Декан в Индии, Карру в Южной Африке, Феррары в Антарктиде и другим. Мы полагаем, что необходимость рассмотрения подобной проблемы назрела и для континентальных рифтовых и рифтоподобных структур в целом. В докладе она решается на примере одной из наиболее крупных тектонических структур – Минусинского прогиба, входящего в состав Тувинско Минусинско-Западносибирской континентально-рифтовой системы (Гринев, 2007).

Классические континентальные рифты, принимаемые в концепции тектоники литосферных плит за эмбрионы океанических рифтовых систем, являют собою пример преимущественно эндогенной компенсации прогибания ложа закладывающихся континентальных бассейнов. Они выполняются в основном пирокластическим и эффузивным материалом. При этом крупные палеобассейны заложились на предельно жестких фундаментах древнейших платформ (Путорана, Карру, Декан и др.). Однако современные провинции платобазальтов нередко интерпретируются и как образования предрифтового этапа, не связанного с растяжением (Грачев, 1991). В рифтоподобных структурах, в отличие от классических, главный материал для компенсации прогибания поставляется осадочным и вулканическим процессами, что предполагает наличие устойчивых денудационных источников. Эндогенный материал поступает по глубинным разломам, а терригенный – из областей сноса. Проблема заключается в том, где располагаются разломы. Согласно одной из гипотез, они образуются по периферии прогибов. Следствием такого представления является выделение вулканических поясов и дуг, поскольку наличие вулканических аппаратов в центральных частях седиментационных бассейнов является проблематичным. Однако, как показывают многочисленные наблюдения, в т.ч. и проведенные нами на территории АССО, не только периферические, но и центральные части рифтоподобных структур содержат пластовые магматиты основного состава. Исходя из традиционных представлений о периферическом расположении источников лав основного состава, естественно предположить центростремительный характер движения лавовых потоков во время извержений. В связи с этим наиболее ожидаемым в данном случае является широкое образование шаровых лав, упоминания которых в литературе являются не менее частыми, чем самих эффузивов. Наши исследования позволяют существенно скорректировать эту модель в различных ее вариациях и усилить ее дополнительным элементом – эндогенной "центробежной" компенсацией (Fedoseev, Vorontsov, 2011).

Важным фактором континентального рифтогенеза является магматизм, реализующийся преимущественно в вулканической форме. Эффузивные и пирокластические образования развиты как внутри рифтов, так и на их плечах, сочетаясь с более поздними комагматами гипабиссальной фации. Однако для Минусинского прогиба вопрос о количественном и возрастном соотношении магматитов поверхностной и гипабиссальной фаций остается дискуссионным. Нами было установлено, что значительная часть пластовых базитовых тел имеет интрузивную природу. Силлы долеритов имеются в Ширинском и Шунет-Матаракском районах, Сисимском заливе, на Копьевском куполе и других участках.

Петротипические объекты описаны в районе гор Кузьме (Чебаково-Балахтинская впадина) и Карагай (Минусинская впадина). По этой причине с учетом петрографических особенностей они были выделены в два самостоятельных комплекса, Континентальный рифтогенез, сопутствующие процессы _ которые сформировались на среднем этапе развития рифтоподобных структур.

Массовое проявление интрузивных залежей в осадочных палеобассейнах названо силлогенезом (Федосеев, 2001;

Fedoseev, 2008).

Породы основного состава Минусинского прогиба принадлежат умереннотитанистой (TiO2 от 1.20 до 1.96 мас. %) субщелочной калиево-натриевой (4Na2O/K2O1) серии. Обращает на себя внимание отсутствие значимых различий между покровными базальтами и долеритовыми силлами по уровню содержаний всех петрогенных и редких литофильных элементов. Они близки по составу к внутриплитовым субщелочным базальтам типа OIB. В то же время по сравнению с OIB они обеднены высокозарядными некогерентными элементами Nb, Ta, Zr, Hf, Ti и обогащены Ba, Sr и тяжелыми редкими землями.

Изложенные в докладе материалы позволяют сделать следующие выводы:

а) области рассеянного спрединга являются недостаточно кратонизированной средой для заложения классических рифтовых систем континентального типа, однако в исключительных случаях структуры, близкие к тройным соединениям, могут инициироваться горячими точками – производными мантийного плюма;

б) особенностью рифтоподобных структур, развитых в пределах складчатых поясов, является сопряжение вулканизма, седиментогенеза и силлогенеза в условиях регионального растяжения;

в) поскольку в Минусинском прогибе многие пластовые мафические тела, принимаемые ранее за эффузивные потоки, оказались интрузивными, литостратиграфические колонки нуждаются в ревизии. Это означает, что на современном уровне исследований рифтовых и рифтоподобных структур уже недостаточно сведений о наличии в них потоков и силлов, а необходима их корректная диагностика и конкретные указания на их количественные соотношения;

г) в Минусинском прогибе базиты разных фаций глубинности обладают близкими вещественными параметрами, поэтому их следует относить к производным общего магматического источника.

Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (проект № 13-05-00014), проектов Президиума РАН № 27-2 и МПГК (IGCP) № 592 "Образование континентальной коры в Центральной Азии".

Список литературы Бёрк К. Эволюция континентальных рифтовых систем в свете тектоники плит // Континентальные рифты. М.: Мир, 1981. С. 187–194.

Воронцов А.А., Ярмолюк В.В., Федосеев Г.С., Никифоров А.В., Сандимирова Г.П.

Изотопно-геохимическая зональность магматизма девонской Алтае-Саянской рифтовой области: к оценке состава и геодинамической природы мантийных магматических источников // Петрология. 2010. Т. 18, № 6. С. 621–634.

Грачев А.Ф. Рифтовые зоны Земли. М.: Недра, 1987. 248 с.

Грачев А.Ф. Эволюция базальтового вулканизма в истории Земли и проблемы геодинамики // Физика Земли. 1991. № 8. С. 91–114.

Гринев О.М. Рифтовые системы Сибири: методология изучения, морфотектоника, минерагения. Томск: STT, 2007. 434 с.

Милановский Е.Е. Рифтогенез в истории Земли (рифтогенез в подвижных поясах). М.:

Недра, 1987. 280 с.

Федосеев Г.С. О масштабах базитового силлогенеза в северной части Алтае-Саянской складчатой области // Петрология магматических и метаморфических комплексов. Томск: Изд во ТГУ, 2001. С. 161–166.

Ярмолюк В.В., Коваленко В.И. Глубинная геодинамика, мантийные плюмы и их роль в формировании Центрально-Азиатского складчатого пояса // Петрология. 2003. Т. 11, № 6.

С. 556–586.

138 Иркутск, 20–23 августа _ Fedoseev G.S. The role of mafic magmatism in age specification of the deposit of the Devonian continental troughs: evidences from the Minusa, Russia // Bulletin of Geosciences. 2008.

V. 83 (4). P. 473–480.

Fedoseev G.S., Vorontsov А.A. Problem of the correct identification of embedded basic rocks in connection with downwarping compensation mode in the Devonian inter-continental basins of the Altai-Sayan folded area, Russia // International Conference "Biostratigraphy, paleogeography and events in Devonian and Lower Carboniferous (SDS/IGCP 596 joint field meeting). Novosibirsk: Publ.

House SB RAS, 2011. P. 49–51 (In Russian).

SILLOGENESIS IN CONTINENTAL PALEORIFTS AND RIFT-LIKE STRUCTURES OF THE MINUSINSK TROUGH (WESTERN SIBERIA) G.S. Fedoseev 1,2, А.А. Vorontsov Sobolev Institute of Geology and Mineralogy, Novosibirsk, Russia Novosibirsk State University, Novosibirsk, Russia, fedoseev@igm.nsc.ru Vinogradov Institute of Geochemistry, SB RAS, Irkutsk, Russia МОДЕЛИРОВАНИЕ ОСЕДАНИЯ ЗЕМНОЙ ПОВЕРХНОСТИ В РЕЗУЛЬТАТЕ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ПОДЗЕМНЫХ ВОД НА ТЕРРИТОРИИ Г. ХАНОЯ (ВЬЕТНАМ) С ПОМОЩЬЮ МЕТОДОВ КОНЕЧНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ И МНОГОФАКТОРНОГО КОРРЕЛЯЦИОННОГО АНАЛИЗА Фи Хонг Тхинь Национальный исследовательский Томский политехнический университет, Томск, Россия, phthinh.tomsk@gmail.com Город Ханой является одним из крупнейших мегаполисов Азиатского региона с развитой промышленностью, инфраструктурой, высокой плотностью населения.

Большая часть территории г. Ханоя находится на равнине Бакбо, которая имеет наклон с северо-запада на юго-восток (по течению Красной реки). На севере средние отметки поверхности составляют 8–12 м над уровнем моря, в центре 5–7 м, на юго востоке 3–4 м (Фи, Строкова, 2011). Невысокие горы охватывают территории города.

Река Красная является самой большой рекой, протекающей по Ханою на расстоянии 163 км. Кроме Красной реки на территории города текут и другие реки:

Дай, Дуонг, Кало, Толик, Кимнгыу, Ньуе. В Ханое также расположено много озёр:

Западное (500 га), Тханьчи, Баймау, Хоанкьем, Чукбак, Тхуле и т.д.

Ханой расположен в области субэкваториального муссонного климата.

Тропический климат характеризуется делением года на два сезона – летний дождливый период муссонов с мая по ноябрь и зимний сухой период с ноября по март.

В разрезе четвертичных отложений выделяют пять свит, различающихся по возрасту и генезису (снизу вверх) (Фи, Строкова, 2011): раннеплейстоценовые аллювиальные отложения (свита Лэчи) представлены гальками, гравием, с включением линз песков, супесей или суглинков, мощность 2.5–24.5 м;

средне-, позднеплейстоценовые аллювиальные и аллювиально-пролювиальные (свита Ханой) отложения сложены гальками, гравием и песками, местами суглинками и супесями, развитыми в верхней части разреза, мощность 10.0–34.0 м;

позднеплейстоценовые аллювиальные, озерные и озерно-болотные отложения (свита Виньфук) имеют определенные закономерности перехода от песков в нижней части разреза к суглинкам и глинам в верхней, местами прослеживаются суглинки с органическими остатками, мощность 6.2–38.0 м;

ранне- и среднеголоценовые озерно-болотные, морские и Континентальный рифтогенез, сопутствующие процессы _ болотные отложения (свита Хайхынг) относятся к специфическим слабым водонасыщенным грунтам в Ханое и представлены суглинками и глинами с органическими остатками в основании разреза, постепенно сменяющимися морскими глинами синего цвета, мощность 2.0–32.0 м;

позднеголоценовые аллювиальные и аллювиально-озерно-болотные отложения (свита Тхайбинь) имеют широкое распространение и характеризуются постепенным переходом от песков к супесям и суглинкам, местами с включениями органических остатков, мощность 1.2–35.0 м.

В тектоническом отношении большая часть территории г. Ханоя расположена в рифтовой зоне реки Красной. В этой зоне имеются активные разломы, перемещения отдельных крупных тектонических блоков составляют до 8 мм в год. Только в XX веке зафиксировано 144 землетрясения, в том числе два сильных землетрясения около 7– баллов (Фи, Строкова, 2011).

Характерной особенностью геологического строения территории г. Ханоя является наличие в разрезе мощной толщи слабых грунтов и интенсивное проявление опасных инженерно-геологических процессов природного и техногенного характера.

Одним из наиболее опасных природно-техногенных процессов на территории г. Ханоя является оседание земной поверхности, вызванное интенсивными откачками подземных вод для водоснабжения и сопровождающееся деформациями зданий и сооружений.

В пределах Ханоя зафиксировано наличие двух поэтажно расположенных водоносных горизонтов (Фи и др., 2012). Повсеместное распространение в городе имеет плейстоценовый слабонапорный водоносный комплекс (qp), водовмещающими породами которого являются крупнообломочные образования (галька и гравий) и пески свит Ханой и Виньфук, которые рассматриваются и как важный несущий горизонт для свайных фундаментов в Ханое. В верхней части разреза современных аллювиальных отложений, представленных водонасыщенными песками, местами с гравием, прослеживается голоценовый водоносный комплекс (qh). На некоторых участках города подземные воды загрязнены хозяйственно-бытовыми стоками.

По данным гидрогеологической службы г. Ханоя (Фи и др., 2012), в городе действуют три основные формы водозабора подземных вод: общественные, промышленных предприятий и частные. В г. Ханое действуют 19 крупных и 11 мелких общественных предприятий (станций водоснабжения), занимающихся обеспечением населения водой. Они в общей сложности имеют 290 скважин, пробуренных на плейстоценовый водоносный горизонт, со средней мощностью 680 тыс. м3/сутки (по данным 2010 г.). Для водоснабжения промышленных предприятий в общей сложности действует 1100 скважин. Они также пробурены на плейстоценовый водоносный горизонт, на глубину от 32 м до 85 м, при средней производительности 309 тыс.

м3/сутки (по данным 2010 г.). Частных водозаборных скважин насчитывается около тыс. Их глубина небольшая, они используют голоценовый водоносный горизонт или верхнюю часть плейстоценового и имеют общую производительность 778 тыс. м3/сутки (по данным 2010 г.). Общая добыча подземных вод в 2010 г. составила 1767 тыс.

м3/сутки. Большая часть воды забирается из плейстоценового водоносного горизонта.

Мониторинг оседания земной поверхности и снижения уровня подземных вод проводится Ханойским институтом технологий строительства (HIBT) на 10 наземных станциях. Местонахождение станций мониторинга показано на рис. 1.

Оценка и прогноз оседания земной поверхности на территории г. Ханоя имеет большое значение в предупреждении и уменьшении его вреда в отношении гражданских и промышленных сооружений.

Прогноз оседания земной поверхности в результате извлечения подземных вод представляется сложной геотехнической задачей, зависящей от различных факторов, 140 Иркутск, 20–23 августа _ таких как снижение уровня подземных вод;

состав, мощность и физико-механические свойства грунтов;

нагрузки от зданий, сооружений и насыпных грунтов;

разложение органических соединений в породах;

тектонические движения и др. (Фи, Строкова, 2012). Для решения подобных задач наиболее эффективными являются метод конечных элементов (МКЭ) и метод многофакторного корреляционного анализа (ММКА).

Рис. 1. Местонахождение станций мониторинга оседания земной поверхности и снижения уровня подземных вод в Ханое (Фи и др., 2012).

По МКЭ, слои грунтов разбиваются на узлы и линейные элементы. Применяется модель одномерной консолидации. На базе изменения нейтрального напряжения может быть вычислена деформация по времени каждого подслоя грунта.

ММКА позволяет количественно оценить взнос каждого фактора в величину осадки поверхности в результате извлечения подземных вод, представляя тем самым более надежные результаты прогноза. Определение интегрированного показателя геотехнических факторов (целевая функция) основывается на анализе и синтезе геотехнических факторов, влияющих на осадку поверхности по данным наблюдений;

моделировании связи между факторными и результативными показателями, т.е.

подборе соответствующего уравнения, которое наилучшим образом описывает изучаемые зависимости;

оценке надежности показателей связи и правомерности их использования для практической цели. В качестве целевой функции для прогноза оседания земной поверхности в результате извлечения подземных вод может быть выбрана величина деформации земной поверхности по времени (St) или среднегодовая скорость деформации земной поверхности (Vs). Целевая функция Y (St или Vs) является функцией геотехнических факторов (Xi). По фактическим данным мониторинга записывается уравнение множественной регрессии между St или Vs с геотехническими факторами и между самими геотехническими факторами. Затем определяется вес gi каждого геотехнического фактора в целевой функции St или Vs. Таким образом, деформация земной поверхности по времени St или скорость деформации земной поверхности Vs на любом месте в исследуемом регионе определяются формулой:

Континентальный рифтогенез, сопутствующие процессы _ где Y – интегрированный показатель геотехнических факторов или целевая функция, может быть St или Vs;

gi – вес геотехнического фактора i;

RiH – стандартизированный геотехнический фактор i.

Для прогноза оседания поверхности на территории г. Ханоя на ближайшие года был выбран участок «Тханьконг». В геологическом разрезе на этой станции мониторинга присутствует один слой слабого грунта, представленный глинами и суглинками свиты Хайхынг, перекрываемый глинами и суглинками свиты Тхайбинь и подстилаемый глинами и суглинками свиты Виньфук.

Для моделирования оседания поверхности на этой станции использовалась программа TZP, сочетающая двухмерную модель движения подземных вод и одномерную модель консолидации на базе МКЭ, разработанную Ф.Х. Жао в 1997 г.

По станции Тханьконг в качестве точки отсчета принят 1986 г., когда стали заметны оседания поверхности.

Результаты моделирования St сравниваются с результатами мониторинга и показаны на рис. 2.

Расчетные понижения уровня подземных вод по станции Тханьконг на ближайшие 25 лет, в зависимости от добычи подземных вод, согласно (Hanoi Institute..., 2004) 1986 г. 1996 г. 2000 г. 2003 г. 2006 г. 2008 г. 2013 г. 2018 г. 2023 г. 2028 г. 2036 г.

Снижение уровня грунтовых вод (м) 0.0 8.9 12.5 15.1 17.8 19.6 20.4 21.4 21.9 22.2 22. Для моделирования оседания поверхности на этой станции по ММКА исходными данными для построения функции St являются:

a) свойства слоя слабого грунта: мощность слоя слабого грунта (By=16.0 м), коэффициент средней относительной сжимаемости (mvm=0.035 см2/кгс) и плотность природного грунта ( =1.67 г/см3) (Phuong N.H., 2004);

б) данные мониторинга: глубина подземных вод (H), среднегодовая скорость деформации земной поверхности (mvm), деформация земной поверхности во времени (St).

По полученным данным, целевая функция St построена и имеет вид:

St = 0.748 t + 0.027 H + 0.001 mvm + 0.002 By + 0.222 (1) Деформация земной поверхности по времени St на станции Тханьконг рассчитывается по формуле 1 и сравнивается с результатами мониторинга на рис. 2.

Прогнозируемые деформации земной поверхности по времени St на станции Тханьконг в 1.1–1.2 раза выше действительных наблюдаемых деформаций земной поверхности.

Данные расчетов деформации показали, что прогнозируемые деформации St по методам МКЭ и ММКА обеспечивают неплохие соответствия друг с другом (рис. 3).

За период 1986–2036 гг. прогнозируемая деформация земной поверхности на участке Тханьконг достигнет 1.4–1.6 м.

Выводы 1. Прогноз деформации земной поверхности по времени St на станции мониторинга осадков поверхности Тханьконг с помощью МКЭ и ММКА показывает результат, относительно близкий к фактическим данным мониторинга (см. рис. 2).

Таким образом, МКЭ и ММКА являются надежными методами и могут быть 142 Иркутск, 20–23 августа _ использованы для прогноза оседания земной поверхности в результате извлечения подземных вод в Ханое.

с помощью МКЭ с помощью ММКА St – по данным мониторинга St – прогнозируемые значения Рис. 2. Прогнозируемые деформации земной поверхности по времени в связи с водоотбором подземных вод St на станции Тханьконг.

по ММКА по МКЭ Рис. 3. Сравнение прогнозируемых деформаций. St вычислялись по двум методам:

МКЭ и ММАК на станции Тханьконг.

2. Подземное пространство г. Ханоя представлено сильносжимаемыми грунтами, в т.ч. глинами с органическими включениями, илами, торфами. Извлечение подземных вод в Ханое непрерывно увеличивается, особенно в последние 15 лет, с 40 тыс. м3/сутки в 1950 г. до более 1 млн м3/сутки в 2011 г. Уровень подземных вод снизился с 2–4 до 14–27 м ниже поверхности Земли. Сочетание этих двух факторов приводит к значительным осадкам поверхности, вызывая деформации инженерных сооружений и коммуникаций.

3. С целью решения этой проблемы необходимо предпринять еще несколько эффективных действий, например устройство новых водозаборов в менее опасных зонах или использование поверхностных вод для водоснабжения города.

Список литературы Фи Х.Т., Нгуен Н.M., Строкова Л.А. Оценка и прогноз оседания земной поверхности в результате извлечения подземных вод в городе Ханой (Вьетнам) // Инженерная геология. 2012.

№ 2. С. 52–59.

Континентальный рифтогенез, сопутствующие процессы _ Фи Х.Т., Строкова Л.А. Опасные геологические процессы на территории г. Ханой (Вьетнам) // Вестник Томского государственного университета. 2011. № 349. С. 200–204.

Фи Х.Т., Строкова Л.А. Причины оседания земной поверхности в Ханое // Разведка и охрана недр. 2012. № 12. С. 30–34.

Hanoi Institute of Building Technology (HIBT). Report on research program on Hanoi land subsidence due to changing of groundwater level. Hanoi, Vietnam: HIBT, 2004. 125 p. (In Vietnamese).

Phuong N.H. Report on collecting and verifying data, additional studies for mapping of soft soils distribution in Hanoi to plan for construction in the capital of Vietnam. Project code: TC-DT/06 02-3. Hanoi, Vietnam: University of Mining and Geology, 2004. 261 p. (In Vietnamese).

SIMULATION OF LAND SUBSIDENCE DUE TO GROUNDWATER EXPLOITATION IN HANOI (VIETNAM) USING METHODS OF MULTIFACTORIAL CORRELATION ANALYSIS AND FINITE ELEMENT TECHNIQUE Phi Hong Thinh National Research Tomsk Polytechnical University, Tomsk, Russia, phthinh.tomsk@gmail.com РОЛЬ ПОЗДНЕМЕЛОВОГО–РАННЕЭОЦЕНОВОГО РИФТОГЕНЕЗА В ТРАНСФОРМАЦИИ КОНТИНЕНТАЛЬНОЙ ОКРАИНЫ ВОСТОКА АЗИИ Н.И. Филатова Геологический институт РАН, Москва, Россия filatova@ilran.ru Выявление роли рифтогенеза рубежа мела–палеогена в деструкции континентальной окраины востока Азии требует: 1) характеристики предрифтового этапа этой окраины;

2) рассмотрения закономерностей строения и латеральной изменчивости грабеновых (рифтогенных) фаций в направлении от континента к океану;

3) идентификации сопутствующих им магматических образований и выяснения степени глубинности их источников;

4) объяснения геодинамических причин проявления рифтогенеза на окраине Азиатского континента в конце мела – начале кайнозоя в контексте взаимодействия этой окраины с океаническими плитами Пацифики.

На позднеальбском–меловом этапе (Акинин, 2012;

Лебедев, 1987;

Тихомиров и др., 2006;

Филатова, 1988) на континентальном ограничении Пацифики располагался надсубдукционный Охотско-Чукотский вулканогенный пояс, разрез которого включал два крупных комплекса. Нижний из них, верхнеальб-туронский, образован дифференцированными вулканитами известково-щелочной серии, связанными с надсубдукционными источниками. Верхний, коньяк-кампанский, комплекс, являвшийся результатом функционирования коровых очагов, включает обширные поля мощных вулканитов (преимущественно игнимбритов) риолит-дацитового состава.

Система преддуговых надсубдукционных бассейнов Охотско-Чукотского пояса, простиравшаяся на юг вплоть до глубоководного желоба, характеризуется соответствующим двухчленным строением разреза. Нижний, альб-туронский, комплекс – это преимущественно турбидиты. Верхний (включая кампан) комплекс, соответствующий игнимбритам пояса, носит регрессивные черты и образован субаквальной молассой с многочисленными поверхностями размыва. Все отложения преддуговых прогибов содержат пирокластический материал, отражающий активность вулканогенного пояса.

144 Иркутск, 20–23 августа _ Вопрос генетической идентификации более молодого – маастрихт нижнеэоценового – комплекса базальтоидов является предметом дискуссии (Филатова, 1988, 1995). Ряд исследователей не склонен отчленять их от вулканитов Охотско Чукотского пояса (Акинин, 2012 и др.) или выделяют в самостоятельный надсубдукционный пояс;

однако комплекс структурно-петрологических данных свидетельствует о принципиальных отличиях этих базальтоидов от надсубдукционных образований активной континентальной окраины.

В целом маастрихт-нижнеэоценовые образования востока Азии слагают синсдвиговые бассейны (грабены) и имеют терригенно-вулканогенный состав. Они обладают латеральной зональностью, конформной ограничению Пацифики, различаясь по латерали не только составом, но и степенью мористости. Пограничные с океаном верхнемеловые-нижнеэоценовые глубоководные турбидиты (с небольшой примесью кислой пирокластики) слагают Хозгонско-Лесновско-Укэлаятский окраинно континентальный присклоновый бассейн, маркировавший на рубеже мезозоя–кайнозоя трансформную границу Азиатского континента и океанических плит (Филатова, 2013).

К северу от турбидитового бассейна, в широкой тыловой части континентальной окраины, маастрихт-раннеэоценовый интервал представлен ассоциацией наземных грубообломочных угленосных терригенных отложений, а также толеитовых и щелочных базальтов внутриплитного (WPB) типа, Ar–Ar и K–Ar датировки которых лежат в интервале 70–50 млн лет;

в последнее время появились U–Pb SHRIMP определения около 78–77 млн лет (Акинин, 2012), что свидетельствует о возможном спорадическом излиянии этих лав уже в середине кампана. Породы маастрихт (кампан ?)-эоценового возраста образуют структуры, принципиально отличные от дислокаций предыдущего этапа активной континентальной окраины. Они слагают ограниченные сдвигами, реже сбросами грабены, рассекающие вулканические структуры центрального типа Охотско-Чукотского пояса, его преддуговые прогибы и покровно надвиговые дислокации фундамента. Разрез этих грабенов начинается с наземной или субаквальной молассы и завершается малодифференцированными базальтоидами.

Последние нередко образуют также обширные приразломные субгоризонтальные лавовые плато (типичные «плато-базальты»), состоящие из нескольких потоков с характерной вертикальной столбчатой отдельностью. Эти лавовые плато, несогласно перекрывающие образования предшествующего этапа, связаны с трещинными излияниями. Однако на отдельных участках они ассоциируют с обширными плосковершинными щитовыми вулканами. В целом преобладают синсдвиговые бассейны северо-восточной ориентировки, на отдельных участках сочетающиеся с северо-западными сдвигами (Бялобжеский и др., 1981;

Захаров, Легейдо, 1976;

Филатова, 1995). К местам пересечения крупных систем разнонаправленных разломов приурочены обширные впадины, например Анадырская (Агапитов и др., 1976 и др.).

Монотонные при визуальном изучении маастрихт-эоценовые базальтоиды оказались неоднородными по составу и генезису как по латерали, так и по разрезу, что свидетельствует о их связи с гетерогенными магматическими источниками. В целом они включают два комплекса (Федоров, Филатова, 1999;

Филатова, 1988).

Преобладающие в нижнем из них субщелочные базальты во вкрапленниках содержат плагиоклаз, оливин, клинопироксен (изредка ортопироксен), магнетит, а в интерстициях – пленку кислого стекла. По содержанию редких и редкоземельных элементов они обнаруживают смешанные геохимические характеристики: близость к умеренно щелочным базальтам WPB типа с повышенным содержанием Ti, толеитам WPB или MORB типа, а также сходство с островодужными вулканитами (отмечаются Ta-Nb минимумы). Показательно, что в разрезах нижнего комплекса встречены также потоки щелочных высокотитанистых базальтов, характерных для более поздних Континентальный рифтогенез, сопутствующие процессы _ излияний. Верхний комплекс более однородных базальтов (с оливином, авгитом и титаномагнетитом во вкрапленниках) принадлежит щелочной, реже обогащенной толеитовой серии (Захаров, Легейдо, 1976;

Филатова, 1988) и по геохимическим критериям сходен с оливиновыми базальтами и толеитами африканских рифтов. В целом можно предположить, что наиболее обогащенные лавы маастрихт раннеэоценовых рифтов в качестве источников имели нижнемантийное плюмовое вещество и в наименее модифицированном виде появились на поверхности на позднем этапе рифтогенеза в условиях максимального растяжения континентальной литосферы.

Судя по соотношению изотопов Nd и Sr, состав нижнемантийного источника был близок к компоненту EMI (Акинин, 2012), что свойственно многим базальтам тихоокеанских поднятий Шатского, Онтонг-Джава, Манихики и Хикуранги. На раннем этапе рифтогенеза, наряду с нижнемантийным источником, в плавление были вовлечены более высокие мантийные уровни, включая фрагменты погружающихся океанических плит, а также участки верхней мантии, гидротермально модифицированной в предшествовавших надсубдукционных обстановках. Вместе с тем латеральная вещественная неоднородность отдельных разобщенных ареалов рассматриваемых базальтоидов (Федоров, Филатова, 1999) свидетельствует о возможном синхронном функционировании генетически разнородных магматических источников в пределах континентальной окраины.

Маастрихт-раннеэоценовый рифтогенез востока Азии в форме синсдвиговых бассейнов является индикатором специфической геодинамической обстановки, установившейся на окраине Азиатского континента на рубеже мезозоя–кайнозоя. На предшествовавшем этапе, начиная с позднего альба, здесь существовала конвергентная граница континентальной и океанических плит и на активной окраине континента Азии в надсубдукционной обстановке накапливался нижний, существенно андезитовый, комплекс Охотско-Чукотского вулканогенного пояса. Однако уже в сеноне появились признаки компрессии (блокировки) в области зоны субдукции, что обусловило угасание мантийных источников известково-щелочных расплавов и активизацию коровых источников, сопровождавшуюся накоплением в поясе больших объемов сенон-кампанских кислых анатектических вулканитов. В преддуговой области Охотско-Чукотского пояса, смежной с отмирающей зоной субдукции, режим второй половины позднего мела привел к смене альб-туронских турбидитов сенонской субаквальной молассой. Блокировка меловой зоны субдукции была вызвана процессом коллизии, подтвержденной сейсмотомографическими исследованиями (Bijwaard et al., 1998 и др.);

механизм этого процесса является предметом особого обсуждения (Богданов, Добрецов, 2002;

Тектоническая карта…, 2000;

и др.).

Таким образом, в интервале сенон–кампан субдукционнная обстановка на континентальном краю востока Азии сменилась коллизионной, показателем чего, в частности, является угасание вулканизма Охотско-Чукотского пояса. Дальнейшая трансформация азиатской окраины связана с продолжившимся режимом коллизии. На пике последней, в маастрихте и начале кайнозоя, эта окраина (включая структуры Охотско-Чукотского пояса, преддуговых прогибов и фундамента) была рассечена системой многочисленных левых сдвигов преобладающей северо-восточной ориентировки с формированием различных размеров бассейнов типа пулл-апарт.

Сдвиговые перемещения в режиме компрессии привели к смене конвергентной границы Азиатского континента и океанических плит Пацифики на трансформную. В зоне последней, по ограничивавшим континент сближенным левосторонним сдвигам, возник глубоководный Хозгонско-Лесновско-Укэлаятский турбидитовый бассейн.

Севернее, на окраине континента, по аналогичным разломам заложились грабены с наземной угленосной молассой и базальтами WPB типа. Имеющиеся признаки 146 Иркутск, 20–23 августа _ генетической связи этих базальтов с нижнемантийным апвеллингом позволяют предполагать сквозьлитосферный характер сдвигов, обусловивших рифтогенез края Азиатского континента на рубеже мела–кайнозоя.

Таким образом, позднемеловой–раннеэоценовый окраинно-континентальный рифтогенез востока Азии сопровождал кратковременный этап существования трансформной границы континентальной и океанических плит, пришедшей на смену границе конвергентной. При последующей среднеэоценовой обдукции на эту континентальную окраину аллохтонов кайнозойского Олюторско-Камчатского орогенного пояса породы этапа рифтогенеза были дислоцированы. В первую очередь это коснулось приконтинентального турбидитового бассейна, отложения которого претерпели метаморфизм, милонитизацию и расчленение по надвигам;

возникшие многочисленные чешуи и пластины были интенсивно дислоцированы с общей вергентностью структур в сторону континента.

Список литературы Агапитов Д.И., Иванов В.В., Мужиков В.Г., Шабалин И.В. Палеогеновые и неогеновые отложения Анадырской впадины // Берингия в кайнозое. Владивосток: Наука, 1976. С. 89–92.

Акинин В.В. Позднемезозойский и кайнозойский магматизм и преобразование нижней коры в северном обрамлении Пацифики: Автореф. дис. … д. г.-м. н. М.: ИГЕМ РАН, 2012. с.

Богданов Н.А., Добрецов Н.Л. Охотское океаническое вулканическое плато // Геология и геофизика. 2002. Т. 43, № 2. С. 101–114.

Бялобжеский С.Г., Григорьев В.Н., Казимиров А.Д. и др. Сравнительная петрологическая характеристика базальтоидов Корякского нагорья в связи с тектоническим развитием района // Геотектоника. 1981. № 3. С. 94–104.

Захаров М.Н., Легейдо В.А. Геохимические особенности магматических комплексов верхнего мела и палеогена Туромчинского наложенного прогиба (Охотско-Чукотский вулканогенный комплекс) // Геохимия. 1976. № 11. С. 1653–1661.

Лебедев Е.Л. Стратиграфия и возраст Охотско-Чукотского вулканогенного пояса. М.:

Наука, 1987. 175 с.

Тектоническая карта Охотоморского региона м-ба 1: 2 500 000 и объяснительная записка к ней / Под ред. Н.А. Богданова, В.Е. Хаина. М.: ПКО “Картография”, 2000, 193 с.

Тихомиров П.Л., Акинин В.В., Исполатов В.О. Александер П., Черепанова И.Ю., Загоскин В.В. Возраст северной части Охотско-Чукотского вулканогенного пояса: новые данные Ar-Ar и U-Pb геохронологии // Стратиграфия. Геологическая корреляция. 2006. Т. 14, № 5. С. 81–95.

Федоров П.И., Филатова Н.И. Геохимия и петрология меловых кайнозойских базальтов зон растяжения континентальной окраины северо-востока Азии // Геохимия. 1999. № 2. С. 115– 132.

Филатова Н.И. Периокеанические вулканогенные пояса. М.: Наука, 1988. 264 с.

Филатова Н.И. Эволюция меловых обстановок на северо-востоке Азиатского континента // Стратиграфия. Геологическая корреляция. 1995. Т. 3, № 3. С. 64–75.

Филатова Н.И. Новые данные по строению и истории формирования зоны сочленения среднемелового Охотско-Корякского и кайнозойского Олюторско-Камчатского орогенных поясов (Ватынско-Укэлаятская сутура) // Доклады Академии наук. 2013. Т. 448, № 2. С. 188– 192.

Bijwaard H., Spakman W., England E.R. Closing the gap between global travel time tomography // Journal of Geophysical Research. 1998. V. 103 (B12). P. 30055–30078.

SIGNIFICANCE OF THE LATE CRETACEOUS – EARLY EOCENE RIFTING FOR THE EASTERN ASIAN CONTINENTAL MARGIN TRANSFORMATION N.I. Filatova Geological Institute, RAS, Moscow, Russia, filatova@ilran.ru Континентальный рифтогенез, сопутствующие процессы _ СИСТЕМНЫЕ СВЯЗИ РИФТОГЕНЕЗА, КОЛЛИЗИИ И СОПУТСТВУЮЩИХ ПРОЦЕССОВ Л.М. Филинский Институт геологических наук им. К.И. Сатпаева, Алматы, Казахстан, ignkis@mail.ru На основе системных соотношений зеркальной и инверсионной симметрии построен граф геономического ансамбля позиционных природных систем с описанием «верхних» (макромир), «нижних» (микромир), левых («действительный»

мир), правых («мнимый» мир) фундаментальных cистем, в т. ч. физико-географических и геологических, и их связей. Представленный граф (рисунок) отражает как родовую, так и уровневую октавную структуру окружающего макро- и микромира и служит не только для иллюстрации межсистемных связей, но и, главным образом, для объективного определения ведущих системообразующих факторов-координат – причинного основания и характеристики временного режима матричных классификаций конкретных систем. Акцентируется философско-методологический тезис о том, что при анализе любой конкретной системы необходим учет ее структурной позиции и связей в общем ансамбле. (Такой мировоззренческий подход и называется «системным»). Построенный граф является методологическим фундаментом разрабатываемой концепции «нового униформизма», основанной на анализе причинно-следственных связей природных процессов, событий, явлений с учетом их полной симметрии как в плане систематики, так и в плане районирования.

Кроме того, представленный граф явился ключом к построению общей теории физических взаимодействий (временных режимов). Описание структуры графа с характеристикой «статических» и «динамических» уровней изложено в ряде авторских публикаций.

Ниже в табличной форме дан краткий перечень фундаментальных систем макромира (жирным шрифтом выделены «статические» системы) (таблица).

«Статические» и динамические фундаментальные системы макромира 1 – Галактическая Система («Наша Галактика») Фундаментальные динамические Системы 2 – Исходная композиционная Система сейсмотектонических событий Физико-географические Системы Геологические Системы 3 – Система литосферных плит (террейнов) 3’– Система тектоносферных тектоногенов 4 – Эквипозиционные системы:

4 – Вулканизм 4а–Тафро-орогенез 4’– Кластогенные ф. 4а‘– Хемогенные ф.

5 – Гидрологическая Система 5’– Система магматических формаций 6 – Система климатических зон 6’– Система рудных формаций 7 – Результативная композиционная Система «Геохимия ландшафта»

8(0) – Cистема минеральных видов Дана детальная характеристика суперпозиционных, эквипозиционных и субпозиционных динамических систем физико-географического и геологического родов ансамбля макромира, их исходной и результативной композиционных систем в следующей последовательности (рисунок):


148 Иркутск, 20–23 августа _ «Всегда возникает чувство глубокого уважения «Природа организует материю не только к мощи законов симметрии» Ч. Янг по роду, но и по ступеням» И. Кант (СИНГУЛЯРНАЯ МАТРИЦА МИРА) – МЕГАМИР ГИПЕРПРОСТРАНСТВО Временная связь состояний мира («от порядка к хаосу») Действительный мир Мнимый мир Первый уровень макромира 1 –Галактика Первый уровень Km*G При тренде ускорения При тренде замедления ФИЗ-ГЕОГРАФ, 2 Второй уровень *2 Ф-ГЕОГРАФ. G*I Виды ф. взаимодействий по уровням СИСТЕМЫ СИСТЕМЫ ГЕОЛ. СИСТЕМЫ ГЕОЛ. СИСТЕМЫ I*D Третий 3 3’ ‘3 уровень * Четверты уровень МАКРОМИР й Ось зеркальной симметрии D*K 4 4a 4a’ 4’ ‘4 ‘a4 a4 ‘ K*T Пятый 5 5’ ‘5 уровень * T*E Шестой 6 6’ ‘6 уровень * E*M Седьмой уровень 7 ‘ Восьмой (нулевой) уровень макромира 8 (0) Система минеральных видов M*e Ось инверсионной симметрии системных характеристик m*E Ось инверсион. симметрии *8 (0) системных характеристик Система Восьмой (нулевой) уровень микромира молекулярных структур e*m Седьмой уровень *7 Виды физ. взаимодействий по уровням системных характеристик w*e Шестой уровень ‘6 6 *6 6’ МИКРОМИР f*w Пятый уровень ‘5 5 *5 5’ s*f ‘4 ‘a4 a4 4 *4 *4a 4a’ 4’ Четверты уровень й r*s Третий уровень ‘3 3 *3 3’ Второй уровень l*r БАРИОНЫ ЛЕПТОНЫ ЛЕПТОНЫ БАРИОНЫ *2 Примат низкочастот излучения Примат высокочастот. излучения v*l Первый уровень *1 Кварк-глюонное поле Первый уровень микромира Действительный мир Мнимый мир ГИПОПРОСТРАНСТВО Временная связь состояний мира («от хаоса к порядку») СУБМИКРОМИР – (СИНГУЛЯРНАЯ МАТРИЦА МИРА) Граф межсистемных связей и видов физических взаимодействий в природном ансамбле позиционных фундаментальных систем (при отрицательном значении общего космологического фактора – «от порядка к хаосу»). Условные обозначения в таблице.

Континентальный рифтогенез, сопутствующие процессы _ – II ступень макромира. Сейсмогенез как исходная композиционная система физико географического и геологического родов ансамбля суперпозиционных (наложенных) природных систем. Системность энергетических классов землетрясений, их генетическая и феноменологическая классификации. Энергетическая эквивалентность приливных и отливных серий сейсмических событий, а также процессов растяжения и сжатия как отражение соотношений причинного действия («центробежные силы») и противодействия («центростремительные силы») и теоретическая основа прогноза землетрясений. Прямая (в приливной серии событий) и обращенная (в отливной серии) периодичность гравитационных (шоковых) и инерционных (роевых) сейсмических событий. Сейсмотектоническое районирование и феноменологический долгосрочный прогноз катастрофических землетрясений. Каталог катастрофических землетрясений, прогнозируемых в пределах Прииссыккульского сегмента Тянь-Шаня.

– III ступень. Суперпозиция одноуровневых геодинамических систем физико географического и геологического ансамблей. Межсистемная связь и соотношения парадигмы «тектоники плит» и классической геосинклинально-платформенной концепции. Геодинамические системы рифтогенно-коллизионных и седиментогенно складчатых режимов, их генетические и феноменологические матричные классификации. Инверсионная симметрия рифтогенеза и коллизионных процессов, геосинклинально-платформенного седиментогенеза и складчатости, их прямая и обращенная периодичность.

– IV ступень. Вулканизм и тафро-орогенез как эквипозиционные системы физико географического ансамбля. Линейность и полигональность (ареальность) вулканогенных и тафро-орогенных структур как их внутрисистемные инверсионно симметричные свойства, их прямая и обращенная периодичность. Хемогенные – солевые и углеводородные – формации рифтогенных и коллизионных серий и кластогенные – псефитовые и пелитовые – формации трансгрессивных и регрессивных серий как эквипозиционные системы геологического ансамбля;

их прямая и обращенная зональность. Суперпозиция систем вулканизма и хемогенных геологических формаций, тафро-орогенеза и кластогенных геологических формаций как сопутствующих явлений процессов рифтогенеза и коллизии, седиментогенеза и складчатости. - V ступень. Гидрология и магматические формации как суперпозиционные системы.

Генетическая и петрохимическая матричные классификации магматических формаций.

Прямая и обращенная периодичность щелочных и щелочно-земельных свойств, антидромная и гомодромная последовательность мантийного и корового магматизма в Внимание еще раз акцентируется на эффекте наложения эквипозиционных физико-географических систем – вулканизма рифтогенной и коллизионной природы и тафро-орогенеза – с симметричными им эквипозиционными геологическими системами – кластогенными и хемогенными формациями. Эти одноуровневые связи позволяют, в частности, дать объективную генетическую интерпретацию хемогенным (сульфатно-галлоидным, сульфатным, фосфатным, карбонатным, кремнистым, углеродисто кремнистым, а также и углеводородным) формациям, которые своим происхождением обязаны горизонтальным движениям и, соответственно, вулканическим процессам (главным образом, подводным). Примечателен и характер эквипозиционности кластогенного и хемогенного литогенеза:

кластогенные псефитовые формации (молассы) коррелируются с галогенными формациями, а пелитовые – с углеводородными. Здесь же необходимо отметить различные соотношения диалектических категорий сущности и явления: вулканические и тафро-орогенические процессы как физико-географические явления характеризуются, тем не менее, геологической сущностью своей природы, тогда как сущность природы формирования литолого-стратиграфических комплексов как геологических явлений – физико-географическая.

150 Иркутск, 20–23 августа _ системе магматических формаций. Специфика гранодиоритового и габбро-диоритового магматизма. Системно-формационный анализ тектономагматических полей.

– VI ступень. Климатические зоны и рудные формации как суперпозиционные Системы. Энтропийно-вероятностные термодинамические соотношения кинетической энергии газов и тепловой энергии, а также локальных термоэлектрических взаимодействий в процессах рудогенеза и их значение в построениях теории и систематики рудных формаций. Генетическая и геохимическая классификации рудных формаций как иллюстративный пример при апробации матрицы «Уникласс».

– VII ступень. Ландшафт как результативная композиционная Система геономического ансамбля. Прямая и обращенная зональность сингенетических и эпигенетических литохимических аномалий петрогенных и рудообразующих элементов породной и рудной природы, их генетическая и геохимическая матричные классификации и методологическое значение в геолого-поисковой практике.

Специфика геохимии «техногенного» ландшафта.

– Нулевые ступени макро- и микромира. Суперфундаментальные «статические»

Системы минеральных видов и молекулярных структур, определяющие сопряжение макромира и микромира. Двойственная (микро- и макро-) природа электромагнитной индукции и электромагнитных взаимодействий, их прямая и обращенная периодичность.

Таким образом, систематика природных процессов, событий и явлений макромира строится по нисходящим, а микромира – по восходящим уровням геономического ансамбля согласно его иерархической структуре, каждый из которых характеризуется своими видами физических взаимодействий с их композицией по закону инверсионной симметрии уровней макромира и микромира.

Рассмотрены проблемы сейсмотектонического, геотектонического, структурно формационного и петро-металлогенического районирования в свете методологии системных исследований. Акцентируется внимание на роли регматической системы граничных тектонических разломов как осей полной (и зеркальной, и инверсионной) симметрии геодинамических, структурно-формационных и металлогенических свойств сопряженных частей взаимодействующих геотектонических систем. Изложена критика существующих геотектонических схем, составленных на основе выделения структурно вещественных комплексов с нарушением основных методологических принципов геотектонического районирования – принципов межсистемного подобия и внутрисистемных противоположностей, т.е. принципов аналогии и полярности. Сформулированы принципы построения структурно-металлогенических карт как синтеза рудно-формационных, структурно-формационных и геотектонических построений: само районирование представляется как картографическая система пространственного разделения природных объектов, отражающая их внутри- и межсистемные связи. В ряде авторских публикаций доказывается важное картографическое значение осей рифтогенных структур как граничных линеаментов, определяющих достоверность схем геотектонического районирования. (Впрочем, аналогичную картографическую роль выполняют и оси коллизионных структур).

Отмечается, что геотектоническое районирование не самоцель, а один из необходимых инструментов прогнозно-минерагенических исследований: именно достоверные границы всей литосферной плиты и ее отдельных террейнов следует рассматривать как оси зеркальной и инверсионной симметрии структурно-формационных и Традиционно геолого-структурные карты и схемы строятся по принципу отождествления структурно формационного и геотектонического планов, тогда как это «две большие разницы»: структурно формационный план наложен на геотектонический, «размывая» границы последнего. Иными словами, геодинамика маскирует геотектонику.

Континентальный рифтогенез, сопутствующие процессы _ минерагенических свойств сопряженных трансграничных структур соответствующего ранга. Именно с таких позиций предложена новая схема геотектонического районирования бордюрного Тянь-Шаньского подвижного пояса и буферной Казахской геотектонической страны (стендовая иллюстрация). Иллюстрируются их структурная позиция и геодинамические взаимоотношения с сопряженными террейнами «родной»

Сибирско-Арктической, а также сопряженных Индостанской и Синийской литосферных плит. Посредством этой схемы автором дана сравнительная характеристика поясовой (мантийной природы) и узловой (крустальной природы) металлогении Казахской геотектонической страны, прогнозируются новые рудные районы, в рудно-формационном и ранговом отношении подобные хорошо известным в трансграничных областях.


SYSTEMATIC RELATIONS OF RIFTOGENEZ, COLLISION AND ASSOCIATED PROCESSES L.M. Filinsky Satpaev Institute of Geologisal Sciences, Almaty, Kazakhstan, ignkis@mail.ru СЕЙСМОТЕКТОНИЧЕСКАЯ СВЯЗЬ РИФТОГЕННЫХ И КОЛЛИЗИОННЫХ ПРОЦЕССОВ (НА ПРИМЕРЕ ФЕРГАНСКОГО И ИССЫК-КУЛЬСКОГО СЕГМЕНТОВ ТЯНЬ-ШАНЬСКОГО ПОДВИЖНОГО ПОЯСА) Л.М. Филинский Институт геологических наук им. К.И. Сатпаева, Алматы, Казахстан, ignkis@mail.ru Общепризнано, что Памиро-Тянь-Шань относится к сейсмоопасным территориям, отличаясь систематическим проявлением землетрясений полного энергетического спектра – от микросейсм до катастроф. Эта специфика обусловлена структурной позицией Тянь-Шаньского подвижного тафро-орогенического пояса как бордюрной структуры Сибирско-Арктической плиты в зоне ее коллизии с Индостанской и Синийской плитами.

Для долгосрочного прогноза катастрофических землетрясений в Ферганском и Иссык-Кульском сегментах Тянь-Шаня автором был разработан феноменологический метод системно-сейсмотектонического анализа (ССТА), за основу которого взяты методы матричной систематики землетрясений и тектонического районирования.

Оба метода, в свою очередь, базируются на едином концептуальном основании – идее симметрии, отражающей сбалансированные интегральные соотношения причинного действия и противодействия и соответствующие законы сохранения. Генетическая и функциональная матричные классификации землетрясений построены в общесистемных координатах, роль которых играют философские категории: причина– условие, время–пространство, следствие, конкретизированные для системы сейсмотектонических событий (жирным курсивом выделены тотальные, обычным – локальные системообразующие факторы). Обе классификации (стендовые иллюстрации) отвечают соответствующим философским аспектам рассмотрения проблемы: онтологическому (от причины к следствию) и гносеологическому (от следствия к причине) и связаны между собой причинно-следственными отношениями следующим образом: основанием генетической (онтологической) матрицы 152 Иркутск, 20–23 августа _ принимается причинный фактор – степень воздействия приливно-отливных сил на конкретный геоблок подвижной зоны в полном спектре их соотношений как генетических связей внешнего действия (тектоносферный прилив – левая половина матрицы) и внутреннего противодействия (тектоносферный отлив – ее правая половина). В свою очередь, основанием функциональной (гносеологической) классификации является следствие – сейсмотипы событий: полный спектр соотношений между событиями гравитационной и инерционной природы, проявленными в конкретной сейсмозоне. Функциональная классификация позволяет выявить в генерализованном виде причинную связь всех пространственно-временных состояний – генетические серии землетрясений (сейсмогенерации: приливы – отливы), тогда как генетическая матрица – их следственную функциональную связь:

генерализованное соотношение между гравитационными (шоковыми) и инерционными («роевыми») событиями. Эти генерализованные соотношения и являются имманентным свойством Системы сейсмотектонических процессов, на которое в практике сейсмологических исследований мало обращают внимания. Более того: сама мысль о систематике землетрясений даже специалистам-сейсмологам кажется абсурдной, а идея их долгосрочного прогноза основательно дискредитирована.

Природа шоковых и роевых событий отражает фундаментальный принцип эквивалентности гравитирующей и инерционной масс, сформулированный А. Эйнштейном в общей теории относительности. Этот же принцип является обоснованием системности событий одного энергетического класса в конкретном районе, что дает возможность их долгосрочного прогноза. Автором разработана таксономия сейсмотектонических событий в строгом соответствии с системообразующими факторами, графическая интерпретация которых выполнена с помощью упомянутых выше классификационных матриц. Более детальное описание позиции Системы сейсмотектонических событий в общем геономическом ансамбле с характеристикой системообразующих факторов-координат изложено в предыдущих авторских публикациях (Филинский, 1997, 2008;

Ракишев, Филинский, 2003;

и др.).

По результатам анализа матричных классификаций представляются выводы, имеющие принципиальное значение в теории и практике сейсмотектонических исследований. Главным же выводом является иллюстрация соотношений различных сейсмотипов – в зависимости от причинного и временного факторов сейсмогенеза, а также роли соотношений кинематико-гравитационных процессов растяжения и сжатия.

Таким образом, следствие выражает не только возможное число энергетических классов событий, но и, главным образом, их функциональную связь в форме соотношений полярно противоположных внутрисистемных свойств: гравитационных (шоковых) и инерционных (роевых) сейсмотипов землетрясений – в генетической классификации, приливных и отливных их серий – в функциональной классификации.

Матричная систематика сейсмотектонических событий позволила открыть природный алгоритм последовательности землетрясений в конкретном сейсмическом районе:

прямую последовательность в приливной серии (гравитационный шок – инерционный рой) и обращенную последовательность в отливной серии (инерционный рой – гравитационный шок). Этот алгоритм и лег в основу метода ССТА. Такой анализ выполнен на примере Ферганского (Западно-Тяньшаньского) и Иссык-Кульского (Восточно-Тяньшаньского) сегментов Тянь-Шаня для событий с магнитудой М 7. (энергетический класс 17), по результатам которого представляется вероятностный каталог катастрофических землетрясений (стендовая иллюстрация) для этих тектонически сопряженных областей, разделенных Ферганским трансформным разломом. Ферганский разлом (с северным продолжением, замаскированным рядом межгорных впадин), являясь естественной границей этих областей, играет роль оси Континентальный рифтогенез, сопутствующие процессы _ симметрии пространственно-временных событий отраженного сейсмогенеза. В данном каталоге параметры ожидаемых событий даны в соответствии с их матричной классификацией, позволяющей получить не только вероятные оценки силы, места и времени ожидаемого события, но и полную характеристику его фокального механизма:

генезис (прилив – отлив), уровневый класс гипоцентра, соотношения растяжения – сжатия, вертикальных – горизонтальных подвижек, а главное, его конкретный сейсмотип – гравитационный шоковый либо инерционный роевой из всего спектра их соотношений (от гипершока до гиперроя).

Составление каталога прогнозируемых катастроф выполнялось в следующей последовательности:

Выборка из базы данных сейсмических событий соответствующего 1.

энергетического класса с выноской их на геотектоническую схему Тянь-Шаня.

(Традиционно выносят все события – с выделением наиболее сейсмоопасных районов по максимальным значениям частот и магнитуд).

Сейсмотектоническое районирование Ферганского и Иссык-Кульского 2.

сегментов Тянь-Шаня, иллюстрирующее пространственно-временную связь событий одного энергетического класса.

Классификационная идентификация реальных событий, их генетические, 3.

пространственно-временные и функциональные связи.

Установление системных связей между катастрофическими событиями 4.

прошлого сейсмотектонического цикла (конец ХIХ – начало ХХ в.) и наступившего (конец ХХ в. – начало ХХI в. с определением временного шага между событиями и циклами). Так, для Ферганских серий катастроф определен временной шаг между сейсмотектоническими циклами катастрофических землетрясений, составляющий около 120.5 лет, а между последовательными событиями в каждой серии – 6–8 лет.

Недостаточная определенность долгосрочного прогноза по времени и месту компенсируется полной характеристикой параметров ожидаемого события.

Матричная систематика произошедших и прогнозируемых событий с характеристикой их системных параметров представлена на стендовых таблицах.

Также дана иллюстрация пространственного распределения этих событий на предварительной рабочей схеме сейсмотектонического районирования срединной провинции Тянь-Шаня – его Ферганского и Иссык-Кульского сегментов.

Автором в 1996 г. был дан долгосрочный прогноз катастрофических событий по Ферганскому и Иссык-Кульскому сейсмическим областям (Филинский, 1997). В том каталоге координаты катастрофического землетрясения, ожидаемого в середине года на северной границе Ферганской сейсмической области, были указаны ошибочно.

Фактически оно произошло на южной границе этой области Тянь-Шаня – в пограничной зоне Афганистана и Таджикистана. Тем не менее по всем ожидаемым параметрам, кроме координат, прогноз оправдался. Очень вероятно, что имел место эффект «сейсмогенной бифуркации»: Природа «разыгрывала» свои варианты. Так, в прошлом цикле в обеих областях отмечено по два катастрофических события как на северной, так и на южной их границе, что и было принято за основу прогноза. Но в ныне завершенной Ферганской серии зарегистрировано три события на южной границе и лишь одно – Сусамырское – на северной. Ферганская серия катастрофических событий завершилась 5 октября 2008 г. гипершоком на киргизско китайской границе. Это событие прогнозировалось на начало 2006 г.: задержка по времени на два года, вероятно, была обусловлена рядом последних катастрофических событий, имевших место в Юго-Восточной Азии (Суматра, Кашмир, Китай). Наступает черед аналогичной серии в Иссык-Кульском сегменте. По представленному каталогу, начало прогнозируемой серии ознаменуется гипершоком в районе восточнее Кашгара в 154 Иркутск, 20–23 августа _ первой (?) половине 2013 г., где она и завершится (немного западнее) также гипершоком – в 2034(?) г. В интервале между этими событиями ожидаются два гиперроя разрушительных землетрясений, один из которых предварительно прогнозируется в 2021 г. в районе сейсмостанции Саты (порядка 100 км к северо востоку от г. Алматы). Более достоверный прогноз будет дан только после события, знаменующего начало Иссык-Кульской серии. Так или иначе, представленный каталог может послужить руководством для более эффективного ведения сейсмомониторинга.

Именно методология системных исследований позволит более корректно вести исследования по указанным и любым другим направлениям.

Список литературы Ракишев Б.М., Филинский Л.М. О методе матричной систематики // Известия НАН РК.

Сер. геол. 2003. № 6. С. 54–65.

Филинский Л.М. К систематике землетрясений (генетический аспект феноменологического прогноза) // Топорковские чтения: Тез. докл. Вып. III. Рудный, 1997.

С. 353 355.

Филинский Л.М. О методологии системных исследований (к общей теории систем) // Известия НАН РК. Сер. геол. 2008. № 2. С. 75–84.

SEISMOTECTONICS RELATION OF RIFTOGENIC AND COLLISION PROCESSES (AS THE EXAMPLE OF THE FERGANA AND ISSYK-KUL SEGMENTS OF THE TIANSHAN MOBILE BELT) L.M. Filinsky Satpaev Institute of Geologisal Sciences, Almaty, Kazakhstan, ignkis@mail.ru АВТОМАТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА МОНИТОРИНГА СЕЙСМИЧНОСТИ БАЙКАЛЬСКОЙ РИФТОВОЙ ЗОНЫ М.А. Хритова 1, Байкальский филиал геофизической службы СО РАН, Иркутск, Россия Национальный исследовательский Иркутский государственный технический университет, Иркутск, Россия, hritova@crust.irk.ru Сейсмический мониторинг является неотъемлемой частью жизнеобеспечения населения регионов с выраженной сейсмической активностью, систем обеспечения безопасности ответственных сооружений, относится к технологиям уменьшения риска опасных природных явлений.

Предложенная автоматическая система мониторинга землетрясений разрабатывалась с учетом особенностей сейсмического режима Прибайкалья, используемых цифровых сейсмических станций и их оснащенности интернет соединением. Мониторинг сейсмичности региона в автоматическом режиме включает процессы: регистрацию события цифровыми сейсмическими станциями, передачу первичных материалов наблюдений с сейсмостанций в центр сбора информации (ЦСИ), анализ поступающих данных в ЦСИ, автоматическую обработку региональных землетрясений, оповещение заинтересованных ведомств и организаций о произошедших сильных землетрясениях и их возможных последствиях.

Оперативный мониторинг землетрясений на территории Прибайкалья осуществляется на базе региональной сейсмической сети BYKL Байкальского филиала Континентальный рифтогенез, сопутствующие процессы _ Геофизической службы СО РАН (БФ ГС СО РАН), включающей, по состоянию на апрель 2013 г., 25 сейсмических станций (рис. 1) (Масальский и др., 2012).

На всех сейсмических станциях БФ ГС СО РАН ведется непрерывная цифровая регистрация. Станции (ЦСС «Байкал-10, 11») имеют три короткопериодных сейсмометрических канала повышенной чувствительности, регистрирующие скорости смещения почвы (сейсмометры СМ–3 или СМ–3КВ), и три грубых канала (сейсмометры ОСП-2М), регистрирующие ускорения грунта.

Все сейсмические станции имеют выход в Интернет. На большинстве сейсмостанций Интернет обеспечивается GPRS модемами. Качество связи Интернет не позволяет передавать весь объем первичных материалов наблюдений с сейсмостанций в центр сбора информации.

Разработанная система сбора первичных материалов с сети станций представляет программный комплекс «Send_Agent & Receive_Agent» (Хритова, Гилева, 2010).

Модуль «Send_Agent» осуществляет автоматическую передачу фрагментов цифровых записей, имеющих превышение установленного критерия по амплитудам колебаний, с сейсмических станций на сервер ЦСИ в режиме реального времени.

Подсистема «Receive_Agent» автоматически регистрирует поступающие на сервер центра сбора информации цифровые сейсмические записи, классифицирует записи на сейсмограммы регионального землетрясения, далекого землетрясения и записи помехи, уведомляет сотрудников ЦСИ звуковым сигналом о произошедшем сейсмическом событии, запускает программу автоматической обработки региональных землетрясений.

На апрель 2013 г. на всех станциях Байкальского филиала Геофизической службы (рис. 1) функционирует программа «Send_Agent», в центре сбора информации (сейсмическая станция Иркутск) – приложение «Receive_Agent». Эмпирически установлено, что при событии с энергетическим классом Kр 10 в течение 2–5 мин с момента землетрясения в ЦСИ оказываются записи не менее чем с восьми сейсмостанций.

При получении файлов-записей волновых форм землетрясения с нескольких сейсмостанций в автоматическом режиме запускается программа «AutoBykl»

обработки региональных землетрясений, разработанная в Байкальском филиале Геофизической службы СО РАН (Хритова, Гилева, 2012).

Цель оперативной автоматической обработки – определение основных параметров регистрируемого землетрясения: местоположения эпицентра, географических координат (широты 0 и долготы 0);

времени возникновения t0;

величины энергетического класса Kр и магнитуды M. Исходными данными для определения параметров произошедшего землетрясения является набор фрагментов трехкомпонентных (N-S, E-W, Z) или шестикомпонентных (N-S, E-W, Z, NSg, EWg, Zg) записей волновых форм, зарегистрированных сейсмическими станциями Прибайкалья в файлах формата «Baikal».

Первоочередной задачей в процессе обработки сейсмических сигналов является обнаружение самого сигнала – определение моментов вступления прямых сейсмических волн Pg и Sg. Программа ориентирована на обработку региональных землетрясений с расстояниями до сейсмостанций менее 180–200 км, так как на таких расстояниях сейсмограммы, полученные на станциях Прибайкалья, содержат преимущественно прямые сейсмические волны (Pg и Sg) (Инструкция…, 1983).

Действующая схема расположения сейсмостанций позволяет охватить большую часть Байкальской рифтовой зоны, где возможна автоматическая локация эпицентров землетрясений (рис. 1). Для определения моментов вступления прямых сейсмических 156 Иркутск, 20–23 августа _ волн Pg и Sg по цифровым трехкомпонентным сейсмограммам применена методика STA/LTA детектирования сейсмических событий, основанная на анализе отношения амплитуд в коротком и длинном временных окнах (Freiberger, 1963). Для локации эпицентра землетрясения необходимо успешное детектирование вступлений волн Pg и Sg на записях трех и более сейсмостанций.

Рис. 1. Карта эпицентров землетрясений, автоматически определенных в режиме реального времени за период с 01.01.2012 по 10.04.2013 гг.

1 – энергетический класс, Kр;

2 – окружности радиусом 180 км вокруг сейсмических станций;

3 – контур, ограничивающий зоны, в пределах которых располагается не менее трех сейсмических станций с выходом в Интернет.

Треугольниками обозначены сейсмические станции БФ ГС СО РАН. На врезке представлена гистограмма распределения нормированного количества сейсмических событий N относительно разности d между определением географических координат по оперативному каталогу и автоматическим определением.

Для определения основных параметров землетрясений используется алгоритм расчетного модуля «Региональная зона», в основе которого лежит минимизация суммы Континентальный рифтогенез, сопутствующие процессы _ квадратов невязок моментов вступлений сейсмических волн (Голенецкий, Перевалова, 1984).

Автором предложен алгоритм поэтапного обнаружения времен вступлений сейсмических волн Pg и Sg по набору записей, проверки истинности найденных фаз и расчета основных параметров землетрясения (Хритова, Гилева, 2012). На основании предложенного алгоритма разработана компьютерная программа «AutoBykl».

Рис. 2. Результаты автоматической обработки землетрясения 01.10.2012 г., полученные с помощью программы «AutoBykl».

Результаты автоматической обработки землетрясения 1 октября 2012 г., определенные с помощью программы «AutoBykl» по мере поступления записей с сейсмостанций, приведены на рис. 2. На каждом этапе представлены основные параметры землетрясения с ошибками определения и время получения решения. Через 2 мин (рис. 2, 1) с момента землетрясения по записям трех станций было получено первое решение: определены координаты эпицентра, время в очаге и энергетический класс. Последний результат автоматической обработки (рис. 2, 4) был определен через 6 мин по записям 13 станций, ошибка определения координат эпицентра составила менее 2 км.

Программа «AutoBykl» с 1 января 2012 г. функционирует в ЦСИ (станция Иркутск). За период с 01.01.2012 по 10.04.2013 гг. зарегистрированы и обработаны в 158 Иркутск, 20–23 августа _ автоматическом режиме 194 землетрясения (см. рис. 1). Как показало сравнение результатов оперативного каталога и автоматической обработки за рассматриваемый период, средняя разность в определении координат эпицентра составила 6 км. На врезке рис. 1 представлена гистограмма распределения нормированного количества сейсмических событий N относительно разности d между определением географических координат по оперативному каталогу и автоматическим определением.

75 % событий имеют разность в определении координат очага до 7 км. Точность определения основных параметров землетрясения зависит от количества участвующих в обработке станций и расположения их относительно эпицентра. В течение 3–7 мин с момента возникновения землетрясений известны основные параметры произошедшего события: время в очаге, географические координаты, сила события – энергетический класс и магнитуда.

Работа выполнена при поддержке междисциплинарного интеграционного проекта СО РАН № 111.

Список литературы Голенецкий С.И., Перевалова Г.И. Программа определения основных параметров землетрясений по наблюдениям региональной сети сейсмических станций Прибайкалья // Применение математических методов и ЭВМ в геологии и геофизике: Сборник алгоритмов и программ. Иркутск, 1984. С. 35–54. Деп. в ВИНИТИ 03.12.1984, № 7675.



Pages:     | 1 |   ...   | 4 | 5 || 7 | 8 |   ...   | 9 |
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

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.