Результаты исследования геодинамики осетинской части Центрального Кавказа на основе данных спутниковой геодезии и региональной сейсмичности

Транскавказское поперечное поднятие как участок пересечения Средиземноморского и северной части Африкано-Аравийского магматических поясов. Связь микроплит и структурно-тектонических зон на территории Горной Осетии. Главные задачи спутниковой геодезии.

Рубрика Геология, гидрология и геодезия
Вид статья
Язык русский
Дата добавления 28.05.2021
Размер файла 1,4 M

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Результаты исследования геодинамики осетинской части Центрального Кавказа на основе данных спутниковой геодезии и региональной сейсмичности

Валерий Николаевич Дробышев, Харитон Майорович Хубаев, Хаджи-Мурат Заурбекович Торчинов

Валерий Николаевич Дробышев Владикавказский научный центр Российской академии наук, Комплексный научно-исследовательский отдел, научный сотрудник, Россия, Владикавказ.

Харитон Майорович Хубаев Владикавказский научный центр Российской академии наук, Комплексный научно-исследовательский отдел, научный сотрудник, Россия, Владикавказ.

Хаджи-Мурат Заурбекович Торчинов Владикавказский научный центр Российской академии наук, Отдел проектов и программ, главный специалист, Россия, Владикавказ.

Аннотация. В результате проведенной работы была получена информация о геодинамическом поведении основных тектонических блоков Земной коры (ЗК) в границах Горной Осетии. Принимая полученную информацию как первичную, в рамках данной работы продемонстрировано несколько методических приемов по ее математической обработке. В частности, приемы интерполяции дискретно представленных данных позволили выполнить построение поля скоростей GPS-пунктов в условной системе координат, проведено сопоставление его с полем распределения сейсмической энергии по территории. Выявленные локальные деформационные аномалии ЗК логично вписываются в тектоническую схему региона, установленную независимыми геологическими и геофизическими методами.

Ключевые слова: геодинамика, спутниковая геодезия, Горная Осетия, GPS-пункт, тектоника, литосферные плиты, земная кора, Кавказ, землетрясение.

Annotation. As a result of the work carried out, information was obtained on the geodynamic behavior of the main tectonic blocks of the Earth's crust (WK) within the borders of Mountain Ossetia. Taking the received information as primary, in the framework of this work, several methodological techniques for its mathematical processing are demonstrated. In particular, the methods of interpolation of discretely presented data made it possible to construct the velocity field of GPS points in a conditional coordinate system, and to compare it with the field of seismic energy distribution over the territory. The identified local deformation anomalies of the WK logically fit into the tectonic scheme of the region, established by independent geological and geophysical methods.

Keywords: geodynamics, satellite geodesy, Mountain Ossetia, GPS point, tectonics, lithospheric plates, Earth's crust, Caucasus, earthquake.

Краткое геологическое описание региона

Формирование Кавказского высокогорного орогенического пояса произошло в результате столкновения Аравийской эпибайкальской платформы с расположенной севернее Скифской эпигерцинской плитой. Этому событию предшествовала длительная и сложная история, в которой значительная роль принадлежит микроплитам и террейнам. По мнению Л.П. Зоненшайна и др. [1], до столкновения главных континентов основные тектонические события в Кавказском регионе происходили за счет аккреционной тектоники, то есть за счет поступления чужеродных блоков земной коры в зону субдукции активной окраины Евразии. Различия геологического строения этих блоков в определенной степени определили сложность тектоники Кавказского орогена, в том числе и Северной Осетии. В последней выделяются фрагменты Предкавказской, Бечасынской и Восточно-Кавказской микроплит, прижатых к Восточно-Европейской плите в конце палеозоя, а также Южной микроплиты, примкнувшей в конце доггера [1; 2; 3; 4]. Тектонические структуры этих блоков после коллизии и последующей консолидации оказываются как бы впечатанными в геологическую структуру Восточно-Европейской плиты, но при этом сохраняется не только индивидуальность их геологического строения, но и в какой-то степени обособленность в дальнейших тектонических перестройках. Так, Предкавказская микроплита характеризуется преимущественным развитием передовых прогибов. В Северной Осетии в ее пределах располагаются Владикавказская котловина и Северная моноклиналь. Бечасынская и Восточно-Кавказская микроплиты участвуют в формировании Центрального и Восточного Кавказа. В пределах Южной микроплиты расположены Казбеко-Лагодехская ступень южного склона и Чиаурская зона (рис. 1).

Рис. 1. Взаимоотношения микроплит и структурно-тектонических зон на территории Горной Осетии [5] Условные обозначения. Микроплиты-террейны: 1 - Предкавказская; 2 - Бечасынская; 3 - Восточно-Кавказская; 4 - Закавказская. Структурно-тектонические зоны: 5 - Мамисон-Казбекская (реликтовый шов); 6 - Владикавказская котловина; 7 - Северная моноклиналь; 8 - Главного хребта (1 - Макерскаяподзона, 2 - Кассарскаяподзона); 9 - Дигоро-Осетинская; 10 - Ардон-Дарьяльская; 11 - Южного склона; 12 - Чиаурская; 13 - контакты (1 - микроплит-торрейнов, 2 - структурно-тектонических зон); 14 - границы

В истории формирования Кавказского горного сооружения немалую роль сыграла крупная региональная структура, известная под названием Транскавказское поперечное поднятие (ТПП), протягивающееся в меридиональном направлении от Ставропольского поднятия Скифской плиты до Мардынского поднятия на севере Аравийской платформы. В Северной Осетии ТПП маркируется на западе территории исключительно высоким вздыманием и глубокой эрозионной расчлененностью кристаллического фундамента, обнаженного более чем на 80 % его площади. Эта поперечная зона характеризуется тенденцией к относительному поднятию всех пересекаемых ею продольных тектонических зон.

В литературе указывается, что активизация ТПП произошла в палеозое и аплифт недр продолжается до настоящего времени. С этим поднятием совпадает область регионального максимума изостатических гравитационных аномалий большой интенсивности, и поднятию был свойственен мощный кайнозойский вулканизм. Установлено, что ТПП является северным продолжением Африкано-Аравийского рифтово-вулканического пояса и его наиболее высоко поднятая часть Центрального Кавказа может рассматриваться как участок пересечения Средиземноморского и северной части Африкано-Аравийского магматических поясов [5; 6; 7].

Предлагаемая схема тектонического районирования горной области Северной Осетии в основном повторяет ранее приводимые схемы и отражает с определенной полнотой типы складчато-разрывных нарушений, особенности формационного состава, процессов метаморфизма, а также сложность тектонической блокировки выделяемых тектонических зон. На рассматриваемой территории выделяются с севера на юг следующие крупные структурно-тектонические образования: Владикавказская котловина, Северная моноклиналь, Центральный Кавказ, Мамисон-Казбекский реликтовый рубец, зона Южного склона и Чиаурская зона.

Мамисон-Казбекский реликтовый рубец, или геосутура, маркирующая зону столкновения континентальных плит, свидетельствует о существовавшем ранее и замкнувшемся впоследствии морском бассейне. Зона имеет региональное кавказское значение и прослеживается между долинами р. Ингури на западе и р. Карачай на востоке, на протяжении около 550 км. Выполнен реликтовый рубец породами арнагской и циклаурской свит, превращенных в процессе субдукции океанического дна и особенно коллизии континентальных плит в хаотический комплекс, или микстит [5].

ГНСС-мониторинг геодинамики территории

Создание спутниковой глобальной системы позиционирования - GPS обусловило появление новой методологии - спутниковой геодезии, позволившей выполнять геодезические измерения на поверхности Земли с гораздо большей точностью, нежели традиционными наземными измерительными средствами. Новая технология очень скоро получила распространение в области решения самых разнообразных задач геодинамики на всех масштабных уровнях, начиная с измерения деформаций в пределах отдельных горных сооружений и до перемещений глобальных литосферных плит. Такие измерения для геодинамических исследований были начаты в середине 80-х годов в Европе и США. В 1988 г. начались работы в странах Средиземноморья: Греции, Турции, Египте и Израиле. В 1991 г. методы спутниковой геодезии начали применяться для изучения современной геодинамики Кавказского горного сооружения [8; 9; 10; 11; 12].

В пределах Большого Кавказа, на территории Северной Осетии и Южной Осетии, силами нескольких российских научных организаций, таких как: Институт физики Земли РАН, Геофизической службы РАН, Московского государственного университета им М.В. Ломоносова, Института геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии РАН, Владикавказского научного центра РАН, проводятся систематические работы по изучению зон активных разломов, вулканических проявлений, геодинамических процессов с применением комплекса сейсмотектонических, геолого-геофизических и геодезических методов. В течение последнего десятилетия (2010-2020 гг.), наряду с созданием сети постоянно действующих GPS/ГЛО- НАСС станций, развита сеть геодезических пунктов мобильных ГНСС-наблюдений (ГНСС - глобальная навигационная спутниковая система). На всех пунктах выполняются регулярные измерения сеансами по 3-4 дня с периодичностью один год с целью определения текущих координат и последующей оценки скоростей современных тектонических движений. Измерения на ГНСС-пунктах проводятся двухчастотными приемниками Javad/Legacy E L1/L2 GPS/ GLONASS. Применяемая технология измерений и последующей обработки полученных данных позволяет получать результаты, соответствующие лучшим мировым стандартам [13; 14; 15].

В рамках выполнения предыдущих этапов НИР ВНЦ РАН в осетинской части Большого Кавказа, в соответствии с тектоническим строением исследуемого региона, была создана сеть геодезических пунктов, охватывающая основные геологические структуры и контактные зоны осетинской части Большого Кавказа для проведения ГНСС- мониторинга геодинамической активности территории [16; 17] (рис. 2).

Конкретно на локальном уровне в исследуемом регионе Горной Осетии выделяют ряд тектонических зон, разделенных крупными разломами:

На самой южной окраине территории, в районе сочленения Оскрибо-Сачхерской зоны (ОС) с северо-восточной частью Дзирульского выступа кристаллического фундамента (ДМ) отмечается срыв и скольжение пород чехла в южном направлении вдоль поверхности фундамента, на что указывают частое утонение базального горизонта чехла Окрибо-Сачхерской зоны, а также наличие вдоль контакта следов смятия и подвижек.

Далее на север выделяется крупная разломная структура - Рача-Лечхумская шовная зона (РЛ), имеющая глубинное заложение и на протяжении всего альпийского цикла геологической истории разделявшая области с различными режимами развития. На поверхности она выражена в виде узкой, протяженной синклинальной депрессии (прогиба). Граница Рача-Лечхумского прогиба с Гагро-Джав-ской зоной (ГД) повсеместно разрывная.

Разные по составу и мощности чешуи пород карбонатного флиша Чиаурской зоны (ЧФ) надвинуты (или взброшены) по Орхевскому надвигу на толщи верхнего лейаса, байоса и эоцена Гагро-Джавской зоны. Амплитуда горизонтального перекрытия северной окраины Гагро-Джавской зоны составляет несколько километров [5].

Северная граница Чиаурской флишевой зоны обозначена зоной Тибского надвига, отделяющей ее от Казбеко-Лагодехской ступени Большого Кавказа (КЛ), сложенной песчано-сланцевыми толщами нижней юры и обрезанными с севера Адайком-Казбекским разломом.

Севернее узкой полосой протягивается Ма-мисон-Казбекский реликтовый рубец (М-КР), составленный пестрым миксом терригенных и магматических пород, прижатых к Адайком-Казбекскому разлому Главным надвигом Центрального Кавказа.

Главный надвиг ограничивает с юга:

Дигоро-Осетинскую зону (ДО), расположенную на западе и представленную комплексом туфо-печано-сланцевых пород с различной степенью метаморфизма, осложненную выходами блоков кристаллического фундамента (породы мигматит-гранитового ряда); зону Киммерийской складчатости (КС) на востоке, сложенной алевролитами, песчаниками, туфами, туфопесчанниками и глинистыми сланцами.

Эскарп Скалистого хребта разграничивает Ди-горо-Осетинскую зону с севера и зону Северной моноклинали (СМ) с юга. В пределах СМ можно наблюдать незначительные дизъюнктивысубширотного простирания, такие как Северный Карцинский и Моравхохский разломы.

Зона Северной моноклинали (СМ) оконтуривает с юга Владикавказскую котловину и протягивается в восток-юго-восточном направлении от границы с Кабардино-Балкарской республикой до границы с Ингушетией. Ширина зоны колеблется от 8 до 20 км и в среднем равна 15 км. Сложена Северная моноклиналь среднеюрскими неогеновыми осадочными формациями. Снизу вверх выделяются известняковая, песчано-глинисто-карбонатная, карбонатная, глинистая и глинисто-песчаниковая формации. В пределах Северной Осетии зона Северной моноклинали содержит три ступени, выраженные хребтами с севера на юг: Лесистым, Пастбищным и Скалистым.

Зона Владикавказского глубинного разлома разграничивает горное сооружение Кавказа с областью Терско-Каспийского краевого прогиба Скифской плиты (ПК) [9; 18].

Развитие геодезической сети продолжалось несколько лет и было подчинено определенной логике. В своей совокупности архитектура сети должна позволять проводить анализ специфики геодинамики территории на соответствующих масштабных уровнях. С этой целью была сформирована группа из 19 пунктов - KARZ, DGIS, KADT, FGDN, TLAP, BUGT, HILK, ZRMG, MDLS, ZAKK, ROOK, EDIS, ERMN, DZMG, KSL2, MZGM, HVCE, KEHV и HETG, по профилю, ориентированному с ЮЮЗ на ССВ. Образованный профиль по долинам рек Большая Лиахва и Фиагдон пересекает все основные структурно-тектонические зоны Большого Кавказа. В крест основному профилю был организован профиль, ориентированный вдоль Орхевского надвига и состоящий из 10 пунктов - KVYS, LRGS, LNGR, TCLD, ERTS, HVCE, KEHV, MZGM, SAT2, SLUR.

Пункты ZRMG, ZAKK, MDLS и ROOK, входящих в первую группу, формируют также профиль вдоль Тибского надвига. Структурно сеть ГНСС-пунктов Владикавказской разломной зоны состоит из 4 профилей по долинам рек: Фиагдон (пункты FRSV, FDZF, FDZZ, FTGR), Гизельдон (GGZZ, GVSS, GVSO, GAVT), Ардон (ARMN, ATSC, ANBK, AVBC, AVBM, ATAM) и Терек (TNGP, TNGM, TVLG, TVLM, TRDN, TBLT). Три пункта - DJMR, KANI, LARS - расположены в зоне Киммерийской складчатости, южнее Северной моноклинали. С востока геодезическую сеть замыкают пункты KMTR и SKOM.

Рис. 2. Схема пунктов геодезической сети ГНСС-мониторинга геодинамической обстановки территории. Гэолого-тектоническое районирование: Терско-Каспийский краевой прогиб Скифской плиты (ПК), зона северной моноклинали (СМ), включающая скалистый хребет (СХ), Дигоро-Осетинская зона (ДО), зона киммерийской складчатости (КС), Мамисон-Казбекский реликтовый рубец (М-КР), Казбеко-Лагодехская ступень (КЛ), Чиаурский флишевый синклинорий (ЧФ), Чиауро-Дибрарский флишевый синклинорий (Ч-ДФ), Гагро-Джавская зона (ГД), Рача-Лечхумская зона (РЛ), Оскрибо-Сачхерская зона (ОС), Дзирульский выступ кристаллического фундамента (ДМ)

Таблица 1 Расчетные скорости ГНСС-пунктов (мм/год) в глобальной системе ITRF2014 (левая часть таблицы) и относительно неподвижной Евразии (ITRF2014-EURA) (правая часть таблицы) [16]

Код

N

E

Ven

aVen

Vn

cVn

Ve

aVe

Az

V (OTH)

Vn(мн)

Ve(OTH)

Az (OTH)

1

ARD2

43,1764

44,2888

30,63

2,39

11,44

2.40

28,41

2,40

68,07

2.30

1,48

1,76

49,9

2

VLKK

43,0464

44,6774

28,78

0,68

11,51

0.68

26,38

0,68

66,43

1.88

1,82

-0,46

345,8

3

KARZ

42,9293

44,3654

30,49

0,87

14,37

0,88

26,89

0.88

61.88

4.45

4,44

0,23

3,0

4

DGIS

42,8810

44,3154

26,99

0,95

9,60

0,96

25,23

0.96

69,17

1.48

-0,30

-1,45

258,3

5

KADT

42,8337

44,2839

29,22

0,86

11,28

0,87

26,95

0,87

67,29

1,36

1,33

0,29

12,3

6

LAZ2

42,8265

44,2958

29,42

2,37

10,11

2,38

27,63

2,39

69,90

0,94

0,15

0,93

80,8

7

FGDN

42,8034

44,2370

29,12

0,84

11,32

0.84

26,83

0,84

67,12

1,37

1,36

0,17

7,1

8

TLAP

42,7941

44,2360

30,31

1,00

11,79

11,01

27,92

1,02

67,11

2,22

1,83

1,26

34,6

9

BUGT

42,7418

44,2250

29,04

0,85

10,88

0.85

26,93

0,85

68,00

0,96

0,92

0,26

15,8

10

HIL2

42,7042

44,1684

29,55

1,50

11,86

1,52

27,07

1.54

66,34

1,92

1,88

0,39

11,7

11

ZRMG

42,7001

43,9737

27,52

2,21

11,57

2,32

24,97

2,43

65,14

2,21

1,51

-1,62

313,0

12

ZAKK

42,6404

44,1155

31,59

0,83

9,85

0.84

30,02

0,84

71,83

3,36

-0,13

3,36

92,2

13

ROOK

42,5965

44,1194

28.29

0,88

12,64

0.89

25,31

0,89

63,46

2.99

2,66

-1,36

332,9

14

EDIS

42,5366

44,2172

29.91

0,82

12,52

0.83

27,16

0,83

65.25

2.60

2,56

0,48

10,6

15

DZMG

42,5331

44,0938

28,40

0,88

11,89

0.89

25,79

0,89

65.25

2,10

1,91

-0,87

335,5

16

ERMN

42,5076

44,2635

30.09

0,84

12,18

0.85

27,52

0,85

66,13

2,37

2,22

0,82

20,3

17

KSLT

42,4765

43,9255

26,65

3,41

8,58

3.50

25,23

3,59

71.22

2,05

1,51

-1,38

222,4

18

MZGM

42,4249

44,0037

30,09

0,83

12,97

0,84

27,15

0,85

64,47

3,00

2,96

0,48

9,2

19

SLUR

42,2910

44,2078

29,49

0,95

12,75

0,97

26,59

0.99

64,38

2.79

2,79

-0,13

357,3

20

HVCE

42,4062

43,9445

28,70

1,20

14,66

11.23

24,67

1,25

59,28

5,05

4,64

-1,99

336,8

21

UO01

42,3824

43,9162

29,32

0,94

12,60

0,94

26,48

0,94

64,55

2,58

2,57

-0,21

355,3

22

KEHV

42,3154

43,9368

29,62

0,95

14,05

0.96

26,08

0,97

61,69

4,07

4,03

-0,60

351,5

23

SAT2

42,2953

44,0698

29,17

1,38

11,28

1,39

26,90

1,40

67,25

1,30

1,29

0,19

3,4

24

HETG

42,2054

43,8965

29,27

0,83

13,61

0,84

25,91

0,84

62,29

3,66

3,58

-0,77

347,9

25

ZNUR

42,1932

43,7796

29,74

2,11

10,03

2,16

28,00

2,21

70,29

1,31

-0,03

1,31

91,3

26

KVYS

42,5238

43,6446

28,37

0,88

11,03

0.89

26,14

0,90

67,12

1.06

0,94

-0,48

333,0

27

LRGS

42,2725

44.4909

29,92

2,46

12,11

2.54

27,36

2,61

66,13

2,29

2,21

0,59

15,0

28

LNGR

42,0746

44,4869

26,02

2,13

11,29

2,17

23,44

2,21

64,28

3,14

-0,45

-3,11

261,7

29

TOLD

42,1729

44,3069

28.95

2,29

16,86

2.36

23,53

2,42

54,38

7.63

6,92

-3,22

335,1

30

ERTS

42,4608

43,7748

28.60

0,85

11,12

0,86

26,35

0,87

67.12

1,10

1,06

-0,30

344,2

31

DIGR

42,9033

43,6217

27,43

0,87

9,91

0.89

25,58

0,91

68,82

1,01

-0,20

-0,99

258,6

32

MDLS

42,6682

43,8565

28,56

1,99

12,84

2.07

25,51

2.14

63,28

3.01

2,79

-1,14

337,8

33

TSEY

42,7880

43,9013

29,10

2,82

10,58

2,97

27,11

3,11

68,68

0.74

0,51

0,54

46,6

34

UXCL

43,2043

43,9320

29,21

2,17

11,95

2,23

26,65

2,29

65,85

1,92

1,92

0,06

1,8

35

UXMT

42,9814

43,7744

26,52

2,26

12,90

2,36

23,17

2,45

60,89

4,45

2,83

-3,43

309,5

36

UKAR

43,1021

44,0939

28,01

3,92

10,17

4,03

26,10

4.14

68,71

0.56

0,19

-0,53

289,7

37

ARMN

43,1321

44,2597

29,10

1,14

11,24

11,16

26,84

1.17

67,28

1,31

1,29

0,20

8,8

38

ATSC

43,0642

44,2635

28.99

1,23

11,09

11,25

26,79

1,27

67,51

1,15

1,14

0,15

7,5

30

ANBK

43,0409

44,2463

30,01

1,52

11,31

11,56

27,80

1,60

67,86

1,80

1.37

1,16

40,3

40

AVBC

43,0076

44,2330

28,97

1,21

10,34

1,23

27,06

1,25

69,09

0.59

0,10

0,58

80,2

41

AVBM

42,9958

44,2289

30,64

1,21

11,28

1,23

28,49

1,25

68,40

2,26

1,32

1,84

54,3

42

ATAM

42,9597

44,2041

31,16

1,20

11,42

11,24

28,99

1,27

68,50

2,76

1,46

2,34

58,0

43

FRSV

43,0680

44,4210

28,36

1,12

10,36

11,14

26,40

1,15

68,57

0.52

0,45

-0,26

330,0

44

FDZF

43,0261

44,4013

29,49

1,09

11,88

1.11

26,99

1.12

66,24

1,99

1,96

0,32

9,3

45

FDZ2

43,0094

44,3916

26,06

2,04

8,93

2,08

24,48

2,11

69,96

2,40

-0,99

-2,19

245,7

46

FTGR

42,9613

44,3698

28,88

2,16

12,46

2,19

26,05

2,21

64,44

4.17

3,66

-2,00

331,4

47

GGZ2

43,0373

44,5691

29,26

2,17

9,79

2,22

27,57

2,27

70,45

0,87

-0,09

0,87

95,9

48

GVSS

43,0117

44,5614

29,71

1,94

13,61

11,97

26,41

1,99

62,74

3,26

3,26

0,03

0,5

40

GVSO

42,9848

44,5675

28,42

1,54

11,84

1,59

25,84

1,64

65,38

1,72

1,62

-0,59

340,0

50

GAVT

42,9668

44,5684

28,76

1,03

12,07

1.04

26,11

1,05

65,19

2,27

2,19

-0,60

344,7

51

TNGP

43,0880

44,5976

30,06

1,26

10,88

1,28

28,02

1,30

68,78

1,67

0,74

1,50

63,7

52

TNGM

43,0639

44,6529

29,95

1,29

12,17

1.34

27,37

1,38

66,03

2.41

2,31

0,68

16,4

53

TVLG

43,0130

44,6659

28,75

1,19

13,96

1,20

25,13

1,21

60,95

4.12

3,87

-1,41

340,0

54

TVLM

42,9859

44,6663

28,90

1,21

11,00

11,23

26,73

1,24

67,63

1,14

1,14

0,02

1,0

55

TRDN

42,9607

44,6611

28,65

1,15

12,08

11,16

25,98

1,17

65.06

2,34

2,22

-0,73

341,8

56

TBLT

42,9273

44,6346

30,78

1.18

12,40

1,20

28,17

1,21

66,24

2,94

2,61

1,36

27,5

57

SKOM

43,0548

44,8635

27,12

1,94

11,60

1.98

24,51

2,01

64,67

2,84

1.79

-2,21

309,0

58

KMTR

42,9690

44,7729

27,26

2,09

15,51

2,16

22,42

2,23

55,32

7,13

5,68

-4,31

322,8

59

DJMR

42,8150

44,3814

30,29

1,17

10,18

1.18

28,53

1,19

70,36

1,98

0,02

1,98

89,4

60

KANI

42,8415

44,5094

31,18

1,20

11,45

11.21

29,00

1,22

68,45

2,78

1,56

2,30

55,9

61

LARS

42,7930

44,6324

32,55

1,25

13,88

11,24

29,44

1,23

64,76

4,85

4,02

2,71

34,0

62

15VL

43,0651

44.6747

29,08

1,25

10,65

1,25

27,06

1,25

68,52

0,86

0,78

0,36

24,8

геодезия транскавказский тектонический

На западе, в зоне ТПП, по долине р. Урух оборудованы пункты UXMT, UXCL и DIGR (рис. 2) [14; 18; 19].

ГНСС-мониторинг пунктов геодезической сети позволил определиться со скоростями их смещения как в глобальной системе ITRF2014, в которой Евразийский континент является подвижным, так и в системе, связанной с условно неподвижной Евразией - ITRF2014-EURA. На рисунке 2 визуализируются данные из таблицы 1 в виде векторов. Стрелки белого цвета демонстрируют смещение пунктов в масштабе 1:10 относительно глобальной системы ITRF2014. Стрелки черного цвета соответствуют смещениям пунктов в условной системе ITRF2014-EURA в масштабе 1:1.

На приведенной схеме планового разноса эпицентров землетрясений (рис. 3) наблюдается неравномерно-рассеянное положение эпицентров, образующих области сгущений. С целью исследования наблюдаемой пространственной неравномерности проявления сейсмического процесса, исходная выборка: N 41.7543.75; E 43.2545.25; T 01.01.199516.10.2015, из каталога международного сейсмологического центра ISC (http://www.isc. ac.uk/citations/) была пространственно разделена на 9 частей по контурам 9 равных по площади участков (кластеров), обозначенных на рисунке 3. Выбранная масштабность рассмотрения сейсмичности примерена к размерам сгущений эпицентров землетрясений, образованных за 20 лет.

Рис. 3. Экспликация эпицентров землетрясений с магнитудой М > 1,8, происшедших за время 19952015 гг. в границах и примыкающих окрестностях Северной и Южной Осетии. Выборка из каталога Международного сейсмологического центра (ISC). Количество строк в выборке: 1236. Разделение территории выборки на 9 равных по площади участков-кластеров

Рис. 4. Схема пунктов геодезической сети ГНСС-мониторинга геодинамической обстановки территории на фоне поля распределения суммарной сейсмической энергии, проявленной на территории в течение периода: 1995-2015 гг. Основные изолинии номинированы в единицах энергетического класса землетрясений - K

Для разных кластеров определились разные уровни сейсмической энергии, выделенной в течение 20 лет. Результаты вычислений был вынесены в геометрические центры соответствующих кластеров и интерполированы по площади. Полученное поле распределения суммарной сейсмической энергии показано на рисунке 4 в несколько обрезанном виде (по рамке спутникового снимка на рис. 3).

Заметная аномалия проявления суммарной сейсмической энергии, выявленная в кластере 2, обусловлена сильным землетрясением (K = 14.4; N = 42.56; E = 43.38; T = 2009.09.07). Но, даже если его вывести из расчета вместе со значительными сопровождающими афтершоками, результат неопустится ниже K ~ 12 и западный фланг поля будет оставаться более энергичным, чем в срединной полосе территории, где минимальные значения поля наблюдаются по профилю: TCLD, LRGS, ERMN, ZAKK, FGDN, KARZ, FRSV. В восточном направлении от срединной зоны номинальные значения поля опять возрастают. Обращает на себя внимание диагональная перемычка, образованная повышенными значениями поля в области пунктов LARS, KANI, KARZ, FDZ2, ATAM, AVBM, AVBC.

Рис. 5. Поле распределения скоростей горизонтального смещения ГНСС-пунктов (мм/год) в условной системе ITRF2014-EURA на фоне схемы разрывной тектоники

Геодезическая сеть ГНСС-пунктов охватывает множество тектонических блоков, которые зачастую являясь соседними, участвуют в сложном сбросо-взбросо-надвиговом движении. Специфичность их динамики, фиксируемая в глобальной системе ITRF2014, существенно контрастнее проявляется в условной системе ITRF2014-EURA (рис. 5).

Повышенные значения относительных скоростей ГНСС-пунктов HETG; KEHV; HVCE; MDLS; UXMT, расположенных на западном краю поля, скорее всего маркирует восточное крыло ТПП. Срединная зона региона, приуроченная к профилю: SAT2, DZMG, BUGT, TSEY и UKAR - проявляет меньшую подвижность. На восточном фланге, по пунктам SKOM, KMTR, LARS, фиксируется возрастание относительных скоростей пунктов. Нехватка вертикальной составляющей для векторов скорости не позволяет корректно оценивать величины реальных деформаций. Однако, исходя из фундаментального представления, что скорость деформации твердого тела напрямую зависит от прилагаемого усилия, можно считать, что в результате проведенных расчетов и построений проявляются области низких, повышенных и высоких динамических напряжений в верхних слоях земной коры (ЗК), хотя и косвенным образом.

Совместное рассмотрение рисунков 4 и 5 позволяет заметить, что в срединной зоне, пересекающей регион по направлению Ю-С, уровень проявления сейсмической энергии значительно ниже, чем на прилегающих с запада и востока территориях. Эта же закономерность отчетливо прослеживается в срединной полосе и для скоростей ГНСС-пунктов: расположенные к востоку и западу от полосы ГНСС-пункты демонстрируют смещения с существенно большей скоростью.

Особое внимание обращает на себя аномально высокой скоростью смещения пункт TCLD, расположенный в зоне активной тектонической структуры высокого ранга - Орхевского надвига. Подозрение на неустойчивое закрепление пункта имеет место. Однако влияние склоновых процессов трудно допустимо: пункт расположен на пологом склоне (5о-6о), жестко закреплен в бетоне, и само смещение зарегистрировано вверх по склону. Исходя из этого, резонно рекомендовать изучение обозначенной области земной коры независимыми геофизическими методами. Следует отметить такую же диагональную перемычку, образованную повышенными значениями относительных скоростей пунктов LARS, KANI, KARZ, FDZ2, ATAM, AVBM, AVBC. Эта же цепочка пунктов уже была обозначена несколькими строками выше, применительно к полю распределения суммарной сейсмической энергии (рис. 4). Принимая во внимание информацию, представленную рисунком 1, можно констатировать, что положение выявленной диагональной перемычки хорошо согласуется с положением границы между Бечасынской и Восточно-Кавказской микроплитами-террейнами, изученной посредством геологогеофизических методов в ходе предыдущих исследовательских работ.

Выводы

Современное продвижение Аравийской плиты вглубь Евразиатского континента происходит по сложнейшей схеме, подчиненной исторически выстроенному тектоническому устройству горного сооружения Кавказ. Мегаантиклинорий Кавказа, в котором горные хребты являются телами надвигов, имеющими сложную внутреннюю структуру и характеризующиеся сочетанием многоэтапных деформаций, продолжает развиваться. Интенсивная сейсмичность территории напрямую свидетельствует об этом. Подмеченная в данной работе пространственная корреляция между уровнем сейсмичности и тектонической активностью поверхности Земной коры должна быть изучена более подробно.

Сеть геодезических пунктов, предназначенных для ведения ГНСС-мониторинга геодинамики территории, развитая в горных областях территории Северной и Южной Осетии, требует дополнительного сгущения. Условно равномерное распределение геодезических пунктов сети позволит точнее проявлять сложную картину деформации земной коры в регионе, заблаговременно привлекать внимание и инициировать комплексные геофизические исследования недр потенциально опасных участков. Симбиоз результатов ГНСС-наблюдений и сейсмологической информации является перспективным направлением в изучении геодинамической обстановки и прогноза опасных сейсмических проявлений.

Одним из новых направлений международного сотрудничества, в котором также участвует группа ВНЦ РАН, является проект «Активная тектоника и сейсмоопасность в зоне столкновения Аравийского и Евразийского континентов». Проект направлен на создание плотных сетей ГНСС и сейсмических станций, которые должны давать дополнительную информацию к оценкам скоростей сдвигов и скольжений по известным активным разломам и определению их сейсмического потенциала. Учреждения-партнеры участвуют во всех аспектах проекта, включая сбор данных, анализ, комплексирование с другой геологической и геофизической информацией, а также интерпретацию и моделирование геодинамических процессов. Основополагающим и существенным элементом этой деятельности является открытый обмен наблюдениями и знаниями в рамках семинаров и целенаправленных совместных исследовательских инициатив [16].

Литература

1. Зоненшайн Л.П., Кузьмин М.И., Натапов Л.М. Тектоника литосферных плит территории СССР. В 3 кн. - М.: Недра, 1990.

2. Баранов Г.И., Греков И.И. Ггодинамическая модель Большого Кавказа (Сб. докладов на 2 семинаре по геодинамике Кавказа в Тбилиси, апр. 1980). - М.: Наука, 1982. С. 51.

3. Баранов Г.И. Новые данные по магматизму и метоморфизму пород Северного Кавказа. //Сб. «Тезисы докладов VII краевой конференции по геологии и полезным ископаемым Северного Кавказа». - Ессентуки, 1991. С. 62-63.

4. Баранов Г.И. Ггодинамическое развитие Большого Кавказа в палеозое. Основные проблемы геологического изучения и использования недр Северного Кавказа. // Материалы VIII Юбилейной конференции по геологии и полезным ископаемым. - Ессентуки, 1995, с. 54-56.

5. Ольховский Г.П., Тибилов С.М., Трощак С.А. и др. Составление специализированной геологической основы масштаба 1:50000 для прогнозно-металлогенической карты Горной Осетии // Владикавказ, отчет ГГП «Севосгео-логоразведка», 1998.

6. Короновский Н.В. Гэодинамическая обстановка проявления кайнозойского вулканизма на Кавказе и в альпийском складчатом поясе. (Сб. докладов 2 семинара по геодинамике Кавказа в Тбилиси, апр. 1980). - М.: Наука, 1982. С. 47.

7. Милановский Е.Е., Короновский Н.В. Орогенный вулканизм и тектоника альпийского пояса Евразии. - М.: Недра, 1973.

8. Шевченко В. И., Лукк А. А., Прилепин М. Т., Рейлинджер Р. Е. Современная геодинамика Средиземноморской-Малокавказской части Альпийско-Индонезийского подвижного // Физика Земли, 2014, № 1. С. 40-58

9. Овсюченко А.Н., Горбатиков А.В., Степанова М.Ю., Ларин Н.В., Рогожин Е.А. Сейсмотектоника и глубинное строение зоны Владикавказского активного разлома //Геофизические исследования, 2011, Том 12, № 1. С. 47-59.

10. Рогожин Е.А. Очерки региональной сейсмотектоники / отв. ред. А.О. Глико. - М.: ИФЗ РАН, 2012. 340 с.

11. Шевченко В.И., Гусева Т.В., Лукк А.А., Мишин А.В., Прилепин М.Т., Рейлинджер Р.Э., Хамбургер М.У., Шемпелев А.Г., Юнга С.Л. Современная геодинамика Кавказа (по результатам GPS измерений и сейсмологическим данным) // Физика Земли. 1999. № 9. С. 3-18.

12. Шевченко В.И. Тектонические дислокации на территории Осетии и механизм их формирования // Складчатые деформация земной коры, их типы и механизм образования. - М.: Изд. АН СССР, 1962. С. 42-77.

13. Милюков В.К., Дробышев В.Н., Миронов А.П., Стеблов Г.М., Хубаев Х.М. Осетинская геодезическая спутниковая сеть: создание и первые результаты геодинамического мониторинга //Вестник ВНЦ РАН, Т 4, 2014, С. 2-11.

14. Милюков В.К., Дробышев В.Н., Миронов А.П., Овсюченко А.Н., Хубаев Х.М. Создание высокоточной геодезической сети для изучения современных движений Владикавказской разломной зоны с использованием GPS-технологий // Вестник ВНЦ РАН, Т. 4, 2014. С. 25-29.

15. Милюков В.К., Изучение современной геодинамики Осетинской части Большого Кавказа на основе мобильных GPS/ГЛОНАСС измерений//Отчет по гранту РФФИ 12-05- 00711-а, Москва, ГАИШ МГУ, 2014.

16. Милюков В.К., Дробышев В.Н., Хубаев Х.М., Миронов П. Исследование современного состояния Земной коры Осетинского региона Большого Кавказа средствами спутниковой геодезии // Владикавказ, Отчёт НИР ВНЦ РАН, 2020.

17. Милюков В.К., Миронов А.П., Стеблов Г.М., Шевченко В.И., Кусраев А.Г., Дробышев В.Н., Хубаев Х.М. Современные горизонтальные движения основных элементов тектонической структуры Осетинской части Большого Кавказа по GPS-измерениям // Физика Земли. 2015. № 4. С. 68-80. doi 10.7868/S0002333715040079

1. Рогожин Е.А. Сейсмотектоника центрального сектора Большого Кавказа как основа для сейсмического мониторинга и оценки сейсмической опасности //Вестник ВНЦ, 2009. Т. 9, № 4. С. 16-22.

1. Гурбанов А.Г., Богатиков О.А., Докучаев А.Я., Газеев М., Лексин А.Б., Ляшенко О.В. Транскавказское направление вулканизма: причина, следствия и эпитермальная минерализация // Вестник Владикавказского научного центра, 2007, №3, Т. 7. С. 25-44.

References

1. Zonenshain L. P., Kuzmin M. I., Natapov L. M. Tectonics of the lithospheric plates of the territory of the USSR. 3 vol. - M.: Nedra, 1990.

2. Baranov, G. I., I. I. Grekov Grudinina model of the greater Caucasus (Sat. reports on 2 seminar on geodynamics of the Caucasus in Tbilisi, APR. 1980). - M.: Nauka, 1982. S. 51.

3. Baranov, G. I., New data on magmatism and metamorphism rocks of the North Caucasus. // Sat. "Abstracts of the VII Regional Conference on Geology and minerals of the North Caucasus". - Essentuki, 1991. pp. 62-63.

4. Baranov G. I. The hydrodynamic development of the Greater Caucasus in the Paleozoic. The main problems of geological study and use of the subsurface of the North Caucasus. // Proceedings of the VIII Anniversary Conference on Geology and Minerals. - Essentuki, 1995, pp. 54-56.

5. Olkhovsky G. P., Tibilov S. M., Troshchak S. A., etc. Compilation of a specialized geological basis of scale 1:50000 for the forecast-metallogenic map of Mountain Ossetia / / Vladikavkaz, report of the GGP "Sevosgeo-logorazvedka", 1998.

6. Koronovskii, N. In. Geodinamicheskaya furnished manifestations of Cenozoic volcanism in the Caucasus and in the Alpine fold belt. (Sat. reports 2 seminar on geodynamics of the Caucasus in Tbilisi, APR. 1980). - M.: Nauka, 1982. S. 47.

7. Milanovskiy E. E., Koronovskii, N. In. Orogenic volcanism and tectonics of the Alpine belt of Eurasia. - M.: Nedra, 1973.

8. Shevchenko, V. I., Lukk A. A., Prilepin, M. T., R. E. Reilinger Modern geodynamics of the Mediterranean-Malakauskas part of the Alpine-Indonesian movable // Physics of the solid Earth, 2014, No. 1. P. 40-58

9. Ovsyuchenko A. N., Gorbatikov A. V., Stepanova, M. Yu., Larin N. In., Rogozhin, E. A. Seismotectonic and the deep structure of the active zone of the Vladikavkaz fault //Geophysical research, 2011, Volume 12, No. 1. P. 47-59.

10. Rogozhin, E. A., Essays on regional seismotectonics / ed. edited by A. O. Gliko. - Moscow: IPE RAS, 2012. 340 p.

11. Shevchenko V. I., Guseva T. V., Lukk A. A., Mishin A.V., Prilepin M. T., Reylinger R. E., Hamburger M. U., Shempelev A. G., Junga S. L. Modern geodynamics of the Caucasus (based on the results of GPS measurements and seismological data). 1999. No. 9. pp. 3-18.

12. Shevchenko V. I. Tectonic dislocations on the territory of Ossetia and the mechanism of their formation // Folded deformation of the Earth's crust, their types and mechanism of formation. - M.: Publishing House of the USSR Academy of Sciences, 1962. pp. 42-77.

13. Milyukov V. K., Drobyshev V. N., Mironov A. P., Steblov G. M., Khubaev Kh. M. Ossetian geodetic satellite network: creation and first results of geodynamic monitoring //Vestnik VNTs RAS, T 4, 2014, p. 2-11.

14. Milyukov V. K., Drobyshev, V. N., Mironov A. P., Ovsyuchenko A. N., Hubaev H. M. the Creation of high-precision geodetic network for the study of modern movements of the Vladikavkaz fault zones using GPS-technology // journal of VSC RAS, vol. 4, 2014. P. 25-29.

15. Milyukov V. K., a Study of modern geodynamics Ossetian part of the greater Caucasus based on mobile GPS/GLONASS measurements//Report on the RFBR grant 12-05-00711-a, Moscow, Moscow State University Traffic Police, 2014.

16. Milyukov V. K., Drobyshev, V. N., Hubaev H. M., Mironov P. a study of the current state of the Earth's crust Ossetian region of the greater Caucasus by means of satellite geodesy // Vladikavkaz, Report research VSC RAS, 2020.

17. Milyukov V. K., Mironov, A. P., Steblov G. M., Shevchenko V. I., Kusraev A. G., Drobyshev, V. N., Hubaev H. M. Modern horizontal movement of the main elements of the tectonic structure Ossetian part of the greater Caucasus based on the GPS measurements, Izv. 2015. No. 4. pp. 68-80. doi 10.7868/S0002333715040079

18. Rogozhin E. A. Seismotectonics of the central sector of the Greater Caucasus as a basis for seismic monitoring and assessment of seismic hazard //Vestnik VNTs, 2009. Vol. 9, no. 4. pp. 16-22.

19. Gurbanov A. G., Bogatikov O. A., Dokuchaev A. Ya., Gazeev M., Leksin A. B., Lyashenko O. V. Transcaucasian direction of volcanism: cause, effect, and epithermal mineralization // Bulletin of the Vladikavkaz Scientific Center, 2007, no. 3, vol. 7. pp. 25-44.

Размещено на Allbest.ru

...

Подобные документы

  • Нормативно-правовое регулирование в области инженерной геодезии. Характеристика органов, контролирующих работу топографо-геодезических служб и их полномочия. Лицензирование их деятельности. Тенденции и перспективы развития геодезии и картографии.

    курсовая работа [347,3 K], добавлен 31.05.2014

  • Понятие и содержание геодезии как научной дисциплины, предмет и направления ее исследования, структура и основные элементы. Топографические планы и карты. Угловые и линейные измерения на местности, методика их реализации и необходимое оборудование.

    презентация [8,7 M], добавлен 11.10.2013

  • GPS-измерения как наиболее точный и быстрый способ определения координат. Определение геодезических координат. Элементы спутниковой системы навигации. Использование услуг по GPS-измерению. Механизм работы системы, абсолютный и относительный режимы.

    презентация [313,5 K], добавлен 15.12.2011

  • Становления геодезии как самостоятельной науки о Земле. Значение работ К. Птолемея. Эпоха Великих географических открытий (последние годы XV века – вторая половина XVI века). История развития топографии. Начало современного периода развития геодезии.

    реферат [35,1 K], добавлен 09.02.2014

  • Предмет и задачи геодезии, понятия о форме и размерах Земли. Системы координат, принятые в геодезии. Система плоских прямоугольных координат Гаусса-Крюгера. Изображение рельефа на топографических картах и планах. Решение инженерно-геодезических задач.

    курс лекций [2,8 M], добавлен 13.04.2012

  • Новое районирование Зимнебережного района на основе структурно-тектонических особенностей строения территории Архангельской алмазоносной провинции. Главные структуры фундамента, определяющие размещение проявлений щелочно-ультраосновного магматизма.

    реферат [2,6 M], добавлен 01.10.2014

  • Геодезия как наука о Земле, измерениях, проводимых для определения ее формы и размеров с целью изображения на плоскости. Основные разделы геодезии и их задачи. Характеристика геодезических понятий. Методы и средства определения формы и размеров Земли.

    презентация [61,8 K], добавлен 22.08.2015

  • Причины создания части геодезических приборов – компенсаторов, их современное применение в приборах, устройство и принцип работы. Необходимость применения компенсаторов угла наклона и основные элементы жидкостного уровня. Поверки и исследования нивелиров.

    курсовая работа [920,4 K], добавлен 26.03.2011

  • Сущность, порядок производства и выполнения тахеометрической и мензульной съемок, их основные достоинства и недостатки, характеристика применяемых приборов. Постоянные и временные маркшейдерские знаки и марки, практическое их применение в геодезии.

    контрольная работа [21,5 K], добавлен 22.10.2009

  • Понятие и содержание геодезии как научной дисциплины. Система географических координат. Ориентирование линий в геодезии. Топографические карты и планы. Плановые и высотные геодезические сети. Линейные измерения. Работы, связанные со строительством.

    курс лекций [1,7 M], добавлен 05.02.2014

  • Исследования, поверки и юстировка теодолитов. Проведение съемки из космоса. Рекогносцировка участка. Закрепление точек теодолитного хода. Влияние почвенного покрова на организацию территории. Формирование землепользования крестьянского хозяйства.

    курсовая работа [131,6 K], добавлен 02.10.2014

  • Геометрические свойства аэроснимков. Исследования, поверки и юстировка теодолитов. Влияние почвенного покрова на организацию территории. Рекогносцировка участка, закрепление точек теодолитного хода. Формирование землепользования крестьянского хозяйства.

    реферат [335,2 K], добавлен 13.10.2014

  • Топографо-геодезические работы с применением спутниковой геодезической аппаратуры. Проектирование топографической съёмки, выполняемой посредством спутниковых определений. Сметный расчет на создание геодезической опорной сети для строительства газопровода.

    дипломная работа [5,7 M], добавлен 08.06.2013

  • Проблемы геодинамики раннедокембрийской континентальной земной коры. Геология докембрия центральной части Алдано-Станового щита. Геолого-структурное положение и изотопный возраст золотоносных метабазитов. Критерии поисков золоторудной минерализации.

    книга [4,8 M], добавлен 03.02.2013

  • Процессы образования и распространения офиолитовой формации в эвгеосинклиналях. Характеристика магматических формаций платформ и мобильных поясов. Породы группы нефелиновых сиенитов-фонолитов. Агпаитовый порядок кристаллизации магматических горных пород.

    контрольная работа [27,4 K], добавлен 01.11.2009

  • Разработка комплексного освоения месторождения алмазов погребённой россыпи "Нюрбинская" с применение новейшей горной техники в условиях многолетнемёрзлых пород и суровых климатических условиях. Технологические решения и обоснования по горной части.

    дипломная работа [6,4 M], добавлен 06.06.2012

  • Оценка геологической позиции находок руд мумие в монгольской части Алтае-Саяно-Хангайского континентального свода. Анализы вещества, состава вмещающих пород, растительности, их возраста. Характер кольцевых, линейных и других тектонических структур.

    статья [4,1 M], добавлен 27.08.2010

  • Основные задачи геодезии. Физические основы измерений расстояния на длинные дистанции. Принципы действия лазерного и оптического дальномеров. Особенности их конструкции. Виды и применение приборов. Измерение нитяным дальномером наклонного расстояния.

    курсовая работа [645,6 K], добавлен 03.12.2014

  • Основные цели и задачи аэрокосмических съемок в геодезии и исследовании природных ресурсов Земли. Фотопленки и объективы, применяемые в аэрофотосъёмке. Технология обработки результатов съемки камерой. Космическая фотосъемка, спутниковые изображения.

    реферат [4,4 M], добавлен 15.12.2014

  • Геодезические методы определения деформаций инженерных сооружений. Виды деформаций и причины их возникновения, исполнительные съемки. Геодезические знаки, применяемые при выполнении наблюдений за деформациями. Определение горизонтальных смещений.

    контрольная работа [1,0 M], добавлен 10.05.2015

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.