Размещено на http://www.allbest.ru/

Вероятное замыкание Чукотского сейсмического пояса в Корякском нагорье. Геолого-геофизическое истолкование

Г.П. Яроцкий

Институт вулканологии и сейсмологии ДВО РАН, Петропавловск-Камчатский, Россия

Введение

Юго-запад Корякского нагорья представляется слабо сейсмичной территорией. Но сильные землетрясения - Корякское (13.10.1988 г.), Хаилинское (08.03.1988 г.), Олюторское (20.04.2006 г.) позволяют пополнить оценку сейсмичности территории. Она находится на юго-западном направлении сейсмического пояса Чукотки, простирающегося от Западной Аляски через северо-восточную оконечность Азии, Анадырский залив, Центральную часть Корякского нагорья с ответвлением на параллели 60єс.ш. на Восточную Камчатку и на хребет Черского на Колыме. Среди проблем сейсмичности Северо-Востока Азии и прилегающей акватории Берингова моря та, которая связана с поиском обоснований северного замыкания Берингийской литосферной плиты (Ландер и др.,1994).

В статье целью является оценка тектонической позиции названных землетрясений. Возможно, что ее достижение даст некоторые ориентиры в подходе к проблеме и общему прогнозу сейсмичности прибрежья Берингова моря в полосе от бассейна р.Анапки на Камчатском перешейке до истоков рек Вывенки, Пахачи, Ачайваям на темени Корякского нагорья.

Общая характеристика Корякского, Хаилинского и Олюторского землетрясений

Корякское землетрясение произошло в 315 км от п. Тиличики к северо-востоку, имело Мw = 5,8, Н - 33 км и было единичным толчком. Два других землетрясения произошли в бассейне р.Вывенки на прямоугольной площади между меридианами 165є30' - 168є30'. Хаилинское землетрясение имело магнитуду по разным оценкам 6,4 - 7,0, сопровождалось форшоками (4) и афтершоками (62). Концентрированное облако его афтершоков прямоугольной формы размером 60 х 30 км простирается вкрест долины р.Вывенки на северо-запад с главным толчком близ с.Хаилино. Олюторское землетрясение с Мс = 7,8 и Мw = 7,6 было без форшоков с афтершоками (за 5 суток - 534 события). Эллипс очаговой области размером 180х70 км, длинная ось направлена на 55є. Глубина - до 40 км, основная масса событий лежит в диапазоне 0-20 км. Сгущение эпицентров устанавливается на северо-восточном и юго-западных площадях. Эллипс целиком поглощает эпицентры Хаилинского землетрясения.

Группирование эпицентров землетрясений

чукотский сейсмический корякский землетрясение

Прямоугольник облака землетрясений отчетливо делится по группированию их толчков на пять равновеликих прямоугольных площадей северо-западного простирания. Видна исключительная локализация эпицентров Хаилинского землетрясения и отчетливое группирование роев - Олюторского на остальных площадях. Самая юго-западная площадь заключена между р.Ветроваям и р.Тапельваям. Ее восточная граница трассируется на юго-восток на истоки р.Култушной и на полуострове Говена на г.Устанап (1157). Центр площади - село Ветвей в устье одноименной реки. На крайнем юго-западе площади (непосредственно за ее пределами) - пос. Корфа и Тиличики. Площадь названа Ветвейской.

Следующая к северо-востоку площадь имеет восточную границу по линии истоки р.Огиранваям (выс.1132 м), западный берег озера Наюю-Гытхын и трассируется на юго-западный берег озера Потат-Гытхын на полуострове Говена. Центр площади - село Хаилино. Площадь названа Хаилинской. На ней локализованы все эпицентры Хаилинского землетрясения.

От Хаилинской площади к северо-востоку располагается третья площадь - Увалистая с горами Увалистыми. За Увалистой площадью следует четвертая площадь с р.Иночвиваям в центре, что дало ей название Иночививаямской. Пятая площадь приурочена к бассейнам рек Аяонываям, Вахавнитваям, Вочейваям, Вулвыякууль и получила название Вулвыякульской (характеризуется одним афтершоком Олюторского землетрясения).

Положение области землетрясений в структуре литосферы Северо-Востока Азии

На карте подошвы литосферы России Северо-Восток отражен исключительной характеристикой: в отличие от остальной территории страны, где развиты изометричные аномалии, к востоку от р. Лены распространены взаимно ортогональные крутосклонные участки и высокоградиентные зоны кровли мантийного рельефа. Последние рассматриваются как индикаторы субвертикальных геодинамических систем, которые трансформируются в верхних частях земной коры в рифты, структурные швы, вулканические пояса и другие геологические объекты коро-мантийного происхождения (Геол.атлас.,1996). От р.Колымы к востоку до Берингова пролива выделен Окраинноморский литосферный блок, состоящий из континентальной части и морской транзитали. Граница между ними проходит по Юго-Восточно-Корякской высокоградиентной зоне от р.Ивашки на побережье пролива Литке, через поселки Корф и Тиличики, по северному борту долины р.Вывенки до р.Анадырь (около 900 км), примерно в 220-240 км от побережья Берингова моря. К северу от зоны фиксируется в подошве литосферы трог с глубинами 78-81 км, длиной 550 км, к югу - отмечается на всем протяжении зоны подъем подошвы литосферы до глубин 63-60 км. Вероятно, что именно на флексуре этой приградиентной полосе шириной 50-80 км и может аппроксимироваться пограничная зона вдоль Корякского хребта, замыкающая на северо-западе на суше предполагаемую Берингийскую литосферную плиту. Все три землетрясения сильно тяготеют к Юго-Восточно-Корякской высокоградиентной зоне поверхности рельефа подошвы литосферы.

Геоморфологическая позиция землетрясений

Облако землетрясений нами аппроксимируется прямоугольником , приуроченным в основном к долинам р.Вывенки и нижнего течения р.Тылговаям между меридианами 166є-168єв.д. Долина р.Вывенки на рассматриваемой площади имеет форму равнобедренного треугольника с основанием в низовьях р.Ветвей и сужающегося в верх по течению. Сужение отражается в концентрации эпицентров Олюторского землетрясения.

Все реки бассейна р.Вывенки текут на северо-запад (320-330є). В направлении с юго-запада на северо-восток это правые притоки: Ветроваям, Ветвей, Тапельваям, Огиранваям, Майни-Луловаям и ряд других более мелких, русло которых простирается на северо- запад на 20-50 км. На левобережье - это р.Тылговаям в приустьевой части (25 км) и в верховьях. Текущие параллельно р.Вывенке на юге реки Авьяваям и Култушная тоже имеют притоки северо-западного и юго-восточного простирания. Долины рек приурочены к тектоническим нарушениям разного ранга.

Общее тектоническое положение землетрясений

Территория юго-запада Корякского нагорья, куда входят рассматриваемые площади, относится к Корякско-Камчатской складчатой области северо-западного сегмента Тихоокеанского подвижного пояса. Территория к северо-западу от области землетрясений расположена в Корякской тектонической зоне позднего мела (Корякский автохтон). К юго-востоку от него следует Вывенское поднятие позднего мела с пакетами алохтонных пластин. По Вывенско-Ватынскому шву - глубинному разлому к нему причленен сложно построенный структурный Ильпинско-Тылговаямский прогиб (синклинорий). На юго-востоке он отделяется от Говенско-Пылгинский горс-антиклинория позднего палеогена Карагинско-Пахачинским глубинным разломом.

Ильпинско Тылговаямский прогиб выделяется на территории от Ильпинского полуострова к северо-востоку на 375 км почти до истоков р. Ачайваям на меридиане 171єв.д. (Апрелков и др.,1977) На Ильпинском полуострове он имеет ширину 70 км и равномерно сужается на северо-востоке до 10-15 км. На юго-западе прогиб картируется по терригенным отложениям ильпинской серии эоцен-олигоцена, далее на северо-восток по олигоцен-миоценовым морской и угленосной молассам в бассейне р.Вывенки, а на северо-восточном окончании - миоценовой угленосной молассой. В синклинории на площади прямоугольника выделяются впадины: Вывенская (45х6 км) и Тылговаямская (50х5 км). Расчетная мощность отложений в них составляет 3-5 км, а согласно данным МТЗ (Мороз,1991) Вывенская впадина описывается по кровле мела изопахитой 2 км длиной 30 км с максимальной глубиной 3 км, а по кровле кристаллического фундамента - изопахитой 8 км длиной 120 км при максимальной глубине 10 км. На северо-западе борта впадин крутые, на юго-востоке - более пологие за счет причленения менее глубокой Тылговаямской впадины, что также увеличивает за ее счет ширину впадины на 15-20 км.

Оценка позиции землетрясений в структурах Тылговаямского синклинория

Граница очаговой области землетрясений на севере проходят на поверхности по Вывенско-Ватынкскому глубинному разлому на отрезке между реками Ветроваям-Левтыринваям (Латыринваям) и продолжается к северо-востоку границей надвиговых пластин Вывенского поднятия. Вывенско-Вытынский разлом является шовной зоной, ее ширина к юго-западу составляет по гравитационному полю 20-25 км. На правобережьи р.Вывенки она к востоку от р.Левтыринываям перекрыта Вывенским верхнемеловым (вывенская серия и ачайваямская свита) поднятием, образованным пакетом тектонических пластин: Навкырываямской и Огиранваямской. Поднятие рассматривается как структура с корнями на глубине около 4 км (Геол.карта..,2002). На юге поднятие ограниченоВывенским глубинным разломом, т.е. ширина шовной зоны на территории очагового облака землетрясений составляет 7,5-12 км. Если учесть ее ширину на соседней территории, то становится понятной очевидная тенденция к ее сужению в направлении к северо-востоку.

Вывенский глубинный разлом повсеместно перекрыт рыхлыми отложениями правобережья долины р.Вывенки. Он отделяет на глубине Вывенское поднятие от Вывенской впадины Тылговаямского синклинория. Возраст заложения разлома - среднемиоценовый, в позднем миоцене вдоль зоны произошло заложение системы раздвиговых структур и образование ряда разрывных нарушений.

Вдоль южного борта долины р.Вывенки простирается скрытый под рыхлыми отложениями Южный сброс (название наше). Между ним и Вывенским разломом заключена южная часть облака землетрясений Хаилинской площади. Именно к этой полосе приурочены и максимальные погружения впадин по кровле мела, и кристаллического фундаментов.

Хаилинский грабен простирается югу от Южного сброса параллельно южному борту долины р.Вывенки, выполненный миоценовой угленосной молассой. Южнее Хаилинского грабена простирается параллельно ему Тылговаямская наложенная впадина рифтогенного типа. Вместе с Хаилинским грабеном эта часть Тылговаямского синклинория отражена в изопахитах впадин кровли мелового и кристаллического фундаментов подъемом и их расширением к юго-востоку.

Отмеченная выше деформация прямоугольника эпицентров эллипса Олюторского землетрясения адекватно отражает сужение с юго-запада на северо-восток Тылговаямского синклинория, равно как и сужения раздвига коры в Ватынско-Вывенской шовной зоне. Сужение косвенно отражено и в густоте эпицентров землетрясений в полосе Чукотского сейсмического пояса на отрезке от п.Тиличики примерно до меридиана 175єв.д. Именно в зоне окончания сужения расположен единичный эпицентр Корякского землетрясения.

Очаговая область Олюторского землетрясения, описываемая эллипсом северо-восточного простирания, приурочена центральной части к Тылговаямскому синклинорию. Юго-западная половина очаговой области лежит в пределах изопахит мелового фундамента 1-3 км, кристаллического - 9-10 км, ее северо-восточная половина - на крутом подъеме продольной оси впадин. Юго-восточная граница эллипса приурочена к глубинному сочленению Тылговаямского синклинория с Говенско-Пылгинским горст-антиклинорием. Северо-западная граница эллипса очаговой области в целом приурочена к зоне Вывенско-Ватынского глубинного разлома - шва и передовому фронту пакетов пластин Вывенского поднятия. Поперечные - юго-западные и северо-восточная границы очаговой области, в материалах геологии поверхности объяснения не находят, так как приурочены в основном к рыхлым отложениям р.Вывенки.

Глыбово-клавишная структура земной коры Корякско-Камчатского региона

Общая тектоническая позиция трех землетрясений в структуре окраины континента - его морской транзитали литосферы, может быть объяснена в концепции глыбово-клавишной структуры земной коры региона (Яроцкий,1976;2000).

Все северо-восточные региональные структуры рассекаются системой поперечных дислокаций, которые вместе с северо-восточными отражают диагональную систему планетарной сети трещиноватости (или делимости) планеты. В регионе они располагаются через 60-150 км, ориентированы на запад (310-330є), пересекают сушу и прилегающую территорию Охотского моря, продолжается в мезозоидах в продольных дислокациях Северо-Востока Азии. Разломы рассекают кору, разделяя ее на северо-западные глыбы, сложенные в продольном сечении элементами пересекаемых структур коры и играя, тем самым, роль межглыбовых. Характерной чертой системы поперечных дислокаций является их яркое разграничение на морском побережье заливов от полуостровов. В поперечном сечениии глыбы полуостровов представляются клиньями, и рассматриваются как геодинамически воздымающиеся, а заливов - трапециями, как опускающиеся.

На рассматриваемой территории землетрясений выделяются фрагменты двух северо-западных поперечных разломов: Парень-Таловско-Тиличикского - на юго-западе и Омолон-Каменско-Олюторского на северо-востоке. Они заключают опущенную глыбу Олюторского залива. Парень-Таловско-Тиличикский разлом является резкой юго-западной границей очагового облака Олюторского землетрясения. Омолон-Каменско-Олюторский разлом разделяет облако на северо-востоке, отсекая площади Иночвиваямскую и Вылвуякульскую.

Аргументом в определении тектонического режима глыбы Олюторского залива, кроме ряда геофизических и геологических фактов, являются две соосных впадины в бассейнах междуречья Вывенки и Култушной, выделенных по МТЗ. В верхних этажах коры она имеет длину более 3 км, а выделенная по кровле кристаллического фундамента - 10 км. То есть, впадина увеличивается с глубиной по обеим осям! И это - свидетельство трапециевидного сечения опущенной глыбы земной коры.

Возникновение поперечных дислокаций относится ко времени возникновений планетарной регматической сети расширяющейся планеты. В твердой коре закладываются северо-восточная и северо-западные зоны как следствие разгрузки механических напряжений. В телах конечного размера возникает интерференция механических волн с максимальной энергией в плоскостях пучностей стоячих волн напряжений и минимальной - в их узлах. Первые отвечают зонам разрушения вещества, т.е. разломам, вторые - зонам монолита, т.е. ненарушенным блокам. При этом пучности и узлы располагаются на расстояниях, определяемых мощностью деформируемого тела (Шафрановский, Плотников, 1976).

Вместе с возникновением волн напряжений в коре в целом, аналогичные волны, но с меньшей длинной волны возникают и в ее конечных телах меньшей мощности. Это относится к слоям коры, а в них - телам меньшего объема организации локализованного вещества. Таким механизмом и в них образуется сеть плоскостей и узлов стоячих волн, формирующих более частую сеть разломов и ненарушенных блоков. Формирование блоков разломной тектоники в верхних частях земной коры Олюторской глыбы подтверждается системой картируемых на поверхности нарушений в консолидируемых образованиях Корякского автохтона и трассируемых под рыхлыми отложениями, а также в подобных образованиях сопредельных структур.

Механизм деформации твердого тела в условиях растяжения отражается в приведенных на рис.1 четырех площадях группирования эпицентров землетрясений. Все они заключены в опущенной глыбе земной коры Олюторского залива возможно на разных глубинах. Их средняя глубинность -20 км - свидетельство положения на границе раздела в кристаллической коре. Как указывалось выше Вывенско-Ватынская зона разлома отражает раздвиг верхних частей коры. Разлом рассматривается как региональный тектонический шов, разделяющий как кристаллический Корякскую зону: на севере с мощностью корякских комплексов мелового основания 2-4 км, на северо-востоке от Олюторской зоны на юго-востоке, где корякские комплексы представляются неразвитыми (Геол.карта..,2002). Из сказанного вытекает предположение об отколе по системе Вывенско-Ватынского и Вывенского глубинных разломов окраины континента на поверхности и на глубине. В зоне раздвига формируется две последовательных впадины в меловом и кристаллическом фундаментах. В вышележащих телах системой северо-западных разломов ''нарезаны'' северо-западные линейные чередующиеся полосы разноамплитудных опущенных блоков. В их ''нарезании'' равноправна и роль северо-восточных разломов параллельных тектонической шовной зоне. Добавим, что Вывенско-Ватынская зона на рассматриваемой территории приурочена в плане к флексуре упоминаемой высокоградиентной зоне подошвы литосферы.

Краткая геологическая история территории очагового облака землетрясений

Территория Корякского нагорья в интервале параллелей 60є-63єс.ш. между меридианами 164є- 174єв.д. характеризуется двумя принципиально разными разрезами земной коры.

Границей между этими разрезами земной коры является Вывенско-Ватынская шовная зона шириной 20-25 км на юго-западе с постепенным полным выклиниванием до 3-5 км на крайнем северо-востоке на меридиане 170єв.д. Зона выражена на поверхности выходом пород меленократового фундамента. На юго-западной трети в междуречье Анапки-Отыранванваям зона перекрыта Ватынским тектоническим покровом (Ветроваямской вулканической зоной), где контролируется интрузиями диоритов, а далее к востоку в междуречье Ветвей-Мангэлейваям-габброидами. Зона отражена полосой интенсивного положительного поля силы тяжести с четковидным расположением эллипсовидных максимумов размером 5-15х15-35 км. По данным МТЗ она контролируется на всем протяжении от р. Анапки до меридиана 168єв.д. (далее съемка не проводилась) интенсивной градиентной полосой изопахит кровли мелового и кристаллического фундаментов. На материковой части Корякско-Камчатского региона подобных характеристик больше не выявлено.

На рубеже кампана и маастриха на современной территории Олюторской СФЗ закладывается на океанической коре островная дуга с вулканической деятельностью. При этом в задуговом бассейне происходит накапливание флишоидных отложений корякской серии, в него с северо-запада сносится материал с окраины континента. Период развития островной дуги заканчивается в начале палеоцена становлением малых интрузий основного и среднего состава. В эоцене происходит шарьяжирование ватынских и ачайваямских образований на флишоидные комплексы задугового приконтинентального погиба. В конце олигоцена развитие дуги завершается. В начале среднего миоцена закладываются Вывенский и Карагинско-Пахачинский разломы, происходит общий подъем территории, и береговая линия отодвигается к югу. Продолжаются осадконакопления с формированием Тылговаямского синклинория. В позднемеловой этап складчатости в ней начинают формироваться рифтогенные Вывенская и Тылговаямская впадины.

Причина сейсмичности территории усматривается в раздвиге, в зоне которого формируется Вывенско-Ватынская шовная зона. К северу от нее уже сформирована кора осадками ватынской свиты и корякской серии верхнего мела - эти комплексы отсутствуют к югу от зоны. Насыщение образований ватынской серии и ачайваямской свиты в зоне мелкими гипабиссальными телами средне и базит-гипербазитного состава, видимо, нарушили монолитность разреза и ослабили прочность края континента, расширяя зону раздвига. К югу от зоны закладываются структурные элементы Тылговаямского синклинория. Последующее наращивание разреза в нем происходит за счет флишоидных морских и угленосных отложений. В целом разрез южной территории значительно менее прочный и в какой-то момент, будучи отрезан раздвигом от консолидированной коры окраины континента и разбит на северо-западные блоки-клавиши, стал сползать на юго-восток. При этом формируется область современного разрыва в зоне Вывенско-Ватынского раздвига и в т.ч. под Вывенским поднятием. Возникает очаг землетрясения линейного типа, растущий до упора поднятой глыбы полуостровов Ильпырский, Ильпинский, Говена. На северо-востоке раздвиг, постепенно выклинивающийся, в коре поднятой глыбы Олюторского полуострова сжимается, что отчетливо сужает эллипс эпицентров, и вероятно, локализует Корякское землетрясение на своем крайнем выклинивании.

Выводы