поле напряжений и сейсмоактивные элементы селенгинского

Резанов И.Н., Татьков Г.И., Коломиец В.Л. др. ПОЛЕ НАПРЯЖЕНИЙ И
СЕЙСМОАКТИВНЫЕ
ЭЛЕМЕНТЫ
СЕЛЕНГИНСКОГО
УЧАСТКА
ЮЖНО-БАЙКАЛЬСКОГО
ГЕОДИНАМИЧЕСКОГО
ПОЛИГОНА /
И.Н.Резанов,
Г.И.Татьков, В.Л.Коломиец, М.А.Нефедьев, Г.И.Чебаков // Геологическая среда и
сейсмический процесс: Материалы Всероссийской межрегиональной конференции. Иркутск,
2-5 сентября 1997 г. - Иркутск, 1997. - С. 139-142.
ПОЛЕ НАПРЯЖЕНИЙ И СЕЙСМОАКТИВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ СЕЛЕНГИНСКОГО УЧАСТКА ЮЖНО-БАЙКАЛЬСКОГО
ГЕОДИНАМИЧЕСКОГО ПОЛИГОНА
И.Н.Резанов, Г.И.Татьков, В.Л.Коломиец, М.А.Нефедьев, Г.И.Чебаков Бурятский геологический институт СО РАН, г.
Улан-Удэ
Известно, что геологические критерии сейсмонрогноза основываются на фактах приуроченности землетрясений к молодым
подвижным зонам. С целью выявления сейсмоактивных объемов и характера тектонических движений в Усть-Селенгинской впадине
проведено картирование разрывных нарушений на основании дешифрирования космофотоматериалов. Выявленные разломы-линеаменты в
большей части фиксируются как зоны Градиентов фототоновых аномалий. Геофизическими методами выполнена полевая заверка
установленных разрывных нарушений на 31 профиле. Для реконструкции полей тектонических напряжений проведено их изучение в
полевых условиях комплексом приемов трещинного анализа. Подтверждено плановое положение и прослежены на десятки километров
активные разломы глубокого заложения четырех различных направлений. Мощность разрывов 40-400 м, падение плоскости сместителей
преимущественно субвертикальное. Часть заверенных разломов представляют ступенчатые сбросо-сдвиги, но большинство из них не
имеют видимых вертикальных смещений.
Анализ блоковых структур Усть-Селенгинской впадины по методике А.В.Орловой (1975) показал, что наиболее проявлены разломы
северо-восточного простирания, определившие процесс формирования современного рельефа. Относительно стабильными являются блоки
с осредненной абсолютной высотой 462 м (их максимальные высоты - 465-466 м).
По результатам реконструкции напряженного состояния составлены схемы ориентации главных нормальных напряжений и
простирания плоскостей воздействия главных касательных напряжений Усть-Селенгинской впадины. Установлено, что напряженное
состояние является двуосным, при
котором процесс деформации может быть проанализирован в горизонтальной плоскости. Расчет коэффициента Лодэ-Надаи выявил в
большей части впадины его нулевое значение (μ = 0), что свидетельствует о преобладании напряжения чистого сдвига. Исходя из этого,
схема региональных тектонических напряжений построена с учетом двух субгоризонтально ориентированных осей главных нормальных
напряжений: ось б3 ориентирована с северо-востока на юго-запад (187°), а ось б1 - с северо-запада на юго-восток (с наклонами к горизонту
не более 20°). Траектории растягивающих напряжений образуют в плане симметричную "бочкооб139
разную" систему выпукло расположенных относительно оси регионального
растяжения линий, сходящихся к области пересечения ее с осью регионального
сжатия. Система траекторий действия сжимающих напряжений как бы
"перетянута" в средней части, образуя симметричное расположение в плане
вогнутых линий, расходящихся в противоположные стороны относительно оси
регионального сжатия, особенно широко - на южном фланге в пределах
Калтусного прогиба Усть-Селенгинской впадины. Изменения траекторий как
сжимающего, так и растягивающего напряжений поразному взаимодействуют с
двумя
системами
разрывных
нарушений.
Эти
обстоятельства
при
соответствующих условиях приводят в данных системах к перемещениям
сдвиго-сбросового характера.
Схема действия максимальных касательных напряжении характеризует
два их различных типа. Тип сдвигового поля касательных напряжений,
отражающих действие г„д, с право-сдвиговой составляющей северо-западного
простирания и с лево-сдвиговой составляющей северо-восточного простирания,
характерен для большей части Усть-Селенгинской впадины, расположенной
севернее разрыва Посольского субширотного заложения. К югу от этого разлома
подобный тип сдвигового поля касательных напряжений имеет обратную
ориентировку лево- и правосдвиговой составляющей Выявленный процесс
деформации дает основание анализировать ситуацию в плане следующим образом.
1. Там, где максимальные касательные напряжения совпадают с
простираниями разрывов, они обусловливают направления сдвигов. Поэтому, в
данном поле напряжений должны быть активными разломы северо-восточного и
северо-западного простираний.
2. Субмеридиональные разрывы удовлетворяют геометрическим условиям,
при которых направления максимальных касательных напряжений располагаются
в промежуточном значении между плоскостью разрывного смещения, что
обусловливает сбросо-сдвиг. И, таким образом, субмеридиональные разрывы
обеспечивают поверхности сбрасывания, располагающиеся почти параллельно
направлению главного сжимающего напряжения и перпендикулярны к главному
растягивающему.
3. Система главных и касательных напряжений определяет сдвиговые,
сбросе- и взбрососдвиговые перемещения фрагментов одного и того же блока
вдоль разломов субширотного простирания в противоположные стороны в местах
пересечения их разрывами близперпендикулярной ориентировки.
Полученная на основании анализа напряженного состояния реконструкция
кинематики разрывных нарушений отражает прямую зависимость упругого
высвобождения накопленных деформаций с плотностью распределения
эпицентров землетрясений. Наиболее сейсмоактивными представляются
нодальные плоскости разрывов северо-восточного простирания, которые в той
или иной степени совпадают с плоскостями максимальных
касательных
напряжений. К таковым могут быть отнесены фрагменты разрывных нарушений
прибрежной части Усть-Селенгинской впадины, ограниченной разломом
Дельтовым (по В.С.Хромовских) северо-восточного простирания. Вследствие
действия местных полей напряжений, этот paзлoм подвержен
140
воздействию растягивающих напряжений (μ =-1). Зона динамического влияния
выявленного нами разлома Берегового на отрезке вдоль берега оз. Байкал вплоть
до Твороговского разлома также испытывает раздвиго-сдвиговое напряжение (μ
=0.5). Подобная кинематическая ситуация устанавливается в Усть-Селенгинской
впадине вдоль субмеридиональных разломов (μ =-1), где наблюдается
субпараллельное разрыву направление траекторий главных сжимающих
напряжений, что обеспечивает опускание системы блоков и подразделяет
эпицентральное поле на более активную и менее активную части.
Наибольшей концентрацией очагов землетрясений выделяются блоки
симметрично расположенные между ортогонально пересекающимися разломами
Береговым и Фофоновским. Зона разлома Берегового, простирание которого СВ:
37°, испытывает напряжение сжатия в направлении ЮВ: 162о. Область
пересечения этого разлома с Фофоновским разломом, заложенном в направлении
СЗ: 310° и освоенном р. Селенгой, может быть разделена на квадранты сжатия и
растяжения. Судя по тому, что вдоль линии разлома Берегового в зоне дельты р.
Селенги сосредоточен ряд эпицентров землетрясений, можно полагать, что она
соответствует линии активного разрыва, а оба пересекающихся разлома являются
нодальными плоскостями, которые представляют собой контакты вдавленных и
выдавленных блоков. Очевидно,
что напряжения при землетрясениях
развиваются во всем объеме квадрантов сжатия, в границах которых
располагаются относительно приподнятые блоки, даже в пределах дельтовой
равнины, где до подъема уровня Байкала в связи с заполнением Иркутского
водохранилища с XIX века располагались мелкие населенные пункты с
приусадебными участками и сенокосными угодьями. Повторными геодезическими
нивелировками по закрепленным реперам Селенгинского профиля, в районе с.
Байкало-Кудара в пределах краевой части "вдавленного" - восточного блока
установлено опускание на 5 мм для относительно спокойного, в сейсмическом
смысле, периода 1969-1975 г. (В.Г.Колмогоров, 1975). К сожалению, в настоящее
время наблюдения на геодезическом полигоне в дельте р. Селенги прекращены,
хотя информативность их для понимания современных геодинамических
процессов и сейсмопрогноза - очевидна. Область пересечения этих двух разломов
с разнонаправленными движениями является дизъюнктивным
узлом,
соответствующим очаговой области землетрясений ближайшего будущего.
Потенциально опасными в сейсмическом отношении являются дизъюнктивные
узлы и вне зоны эпицентрального поля, где они проявлены более низкими
значениями энергетического класса.
К юго-востоку от разрыва Дельтового, освоенная р. Селенгой зона разломов
Фофоновского и Кабанского не представляет потенциальной опасности для
возникновения крупных землетрясений. Исключение может составить район
Фофоновской тектонической перемычки, где у восточной окраины с. Фофоново в
породах кристаллического основания, фиксируется дизъюнктивный узел из
трансрегиональных разломов не менее, чем пяти направлений.
Разломы субширотного простирания в южной, близбортовой части
Усть-Селенгинской впадины пребывают в состоянии двуосного горизонтального
сжатия в направлении главной оси сжимающего напряжения регионального пола.
В системе с субширотными действуют разрывные нарушения субмеридионаьных
простираний, которые подвержены напряжению растяжения. Подчиненные
действию единого поля нормальных и касательных напряжений блоковые
перемещения формируют здесь опускание, именуемое Калтусным прогибом.
141