Российская академия наук сибирское отделение - shikardos.ru o_O
Главная
Поиск по ключевым словам:
страница 1
Похожие работы
Российская академия наук сибирское отделение - страница №1/1

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК

СИБИРСКОЕ ОТДЕЛЕНИЕ

ИНСТИТУТ ЗЕМНОЙ КОРЫ

СОВМЕСТНАЯ РОССИЙСКО- МОНГОЛЬСКАЯ ГЕОФИЗИЧЕСКАЯ ЭКСПЕДИЦИЯ

П. МОЛНАР

Р.А. КУРУШИН

А. БАЯСГАЛАН

К.В.ХАДНАТ

ДИСЛОКАЦИИ

ГОБИ-АЛТАЙСКОГО (МОНГОЛИЯ) ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЯ 1957 г.

Ответственный редактор академик Н.А. Логачев

НОВОСИБИРСК

ИЗДАТЕЛЬСТВО СИБИРСКОГО ОТДЕЛЕНИЯ

РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК

1998


УДК 550.32 ББК Д.390

Дислокации Гоби-Алтайского (Монголия) землетрясения 1957 г./ П. Молнар, Р.А. Курушин, А. Баясгалан, К.В. Хаднат. - Новосибирск: Издательство СО РАН, 1998. - 148 с.

На основе оригинальных двухлетних полевых исследований и анализа материалов предшественников дается подробное описание поверхностных и тектонических дислокаций Гоби-Алтайского землетрясения, при этом особое внимание уделяется количественным характеристикам подвижек при сейсмогенном разрывообразовании. Спектр деформации, возникший при землетрясении, характеризует в миниатюре условия формирования активных внутриконтинентальных горных сооружений и может служить прототипом разрушительных землетрясений в некоторых других регионах Мира.

Работа представляет интерес для специалистов в области сейсмологии, геофизики, геотектоники и сейсмотектоники.

Рецензенты: доктор Дж. Джексон (отдел наук о Земле, Кембриджский университет, США)

доктор геол.-мин. наук Ю.А. Зорин (ИЗК СО РАН, г. Иркутск, Россия)

доктор К.С. Прентис (отдел сейсмогеологии и геофизики, Геологическая служба США)

доктор Т. Рокуэлл (Государственный университет в Сан-Диего, США)

Утверждено к печати Институтом земной коры СО РАН



Выпущено Издательством Сибирского отделения Российской академии наук. Лицензия ЛР 020909 от 01.09.94 г. Издательский код 98Е(03).

© Институт земной коры СО РАН, 1998 © Российская академия наук, 1998 © Оригинал-макет. Издательство СО РАН, 1998



ISBN 5-7692-0093-6

ОТ РЕДАКТОРА

Так уж случилось, что к выходу в свет этой книги оказались причастными два сотрудника советско-монгольской Гоби-Алтайской экспедиции, проведшей в сентябре-ноябре 1958 г. системное обследование плейстосейстовой области одного из наиболее сильных внутриконтинентальных землетрясений, каким было землетрясение 4 декабря

1957 г. Один из участников экспедиции - Р.А. Курушин, сыгравший вместе с П. Молнаром ведущую роль в подготовке данной монографии, в 1958 г. только начинал свою профессиональную карьеру. Его участие в повторном (для него) изучении разрывов Гоби-Алтайского землетрясения, равно как и в создании данной монографии, обеспечило преемственность с основополагающими результатами работ и опытом экспедиции

1958 г., что, по моему убеждению, способствовало успеху новых полевых наблюдений и отразилось с лучшей стороны на содержании этой книги. Второй участник Гоби-Алтайской экспедиции - ответственный редактор этой публикации, который в 1958 г. тоже был еще молодым специалистом, но уже имевшим 5-летний опыт исследовательской работы в Восточной Сибири.

Не без грусти отмечу, что по истечении почти 40 лет после обследования Гоби-Алтайского землетрясения, из группы исследователей того времени сейчас активно работают только трое: Р.А. Курушин и Н.А. Логачев (Институт земной коры СО РАН, Иркутск) и А.В. Лукьянов (Геологический институт РАН, Москва). Уже несколько лет нет среди нас руководителей экспедиции - члена-корреспондента АН СССР В.П. Солоненко (1916-1988) и члена-корреспондента АН СССР Н.А. Флоренсова (1909-1986), трудом и стараниями которых было получено щедрое финансирование от Правительства СССР, согласие от Правительства Монгольской Народной Республики на проведение исследований в Гобийском Алтае, подобран научный и вспомогательный персонал и проведена вся многогранная подготовительная работа, включая аэрофотосъемку, для успешной деятельности экспедиции в этой пустын-

ной области Южной Монголии. Оба они руководили и участвовали в составлении итогового отчета, и оба были редакторами изданной в 1963 г. монографии «Гоби-Алтайское землетрясение».

Судьба этой книги, созданной большим коллективом авторов (14), сложилась довольно удачно: вскоре после ее опубликования на русском языке Издательством Академии наук СССР она привлекла внимание ученых других стран, прежде всего США, для которых проблема сейсмичности и сейсмической опасности западных штатов, в первую очередь Калифорнии, знаменитой в этом и прошлом столетиях рядом сильных и сильнейших землетрясений, всегда была животрепещущей. Сегодня нужно восхищаться проницательностью профессора К.Р. Аллена из сейсмологической лаборатории Калифорнийского института технологии, сумевшего привлечь средства в США для перевода и издания этой книги на английском языке* и сделавшего сотворенные землетрясением в Гобийском Алтае структурные и морфологические последствия доступными широкому кругу специалистов в области сейсмологии и сейсмотектоники.

В предисловии к английскому изданию книги К.Р. Аллен дал следующую оценку всей ситуации: «Гоби-Алтайское землетрясение 1957 г. определенно является одним из великих исторических землетрясений. ...К счастью для научного мира исследование этого землетрясения объединенной русско-монгольской группой может твердо классифицироваться как наиболее тщательное изучение геологических эффектов сильного землетрясения среди появившихся в научной литературе... Читатели могут сомневаться во многих аспектах интерпретации и классификации, а некоторые аргументы трудно понять и принять, но фундаментальное представление геологических фактов может вызвать только

* Florensov N.A., Solonenko V.P. (eds.). The Gobi-Altai Eafthquake. U.S. Department of Commerce, D.C., 1965. 424 p. (English translation by Israel Program for Scientific Translations, Jerusalem).



П. МОЛНАР И ДРУГИЕ

восхищение и одобрение. Не подлежит сомнению, что книга под редакцией Флоренсова и Солоненко будет воспринята как классическое описание великого землетрясения».

Таково начало истории, имеющей прямое отношение к появлению данной книги в результате творческой кооперации специалистов из Монголии, России и США. Ведущую роль в ней, несомненно, сыграло слаженное взаимодействие П. Молнара и Р.А. Курушина, которые не только обеспечили приток новой информации о Гоби-Алтайских разрывах на базе совместных полевых исследований, но и подготовили тексты книги в английском и русском вариантах. Авторская группа в американском издании начинается с фамилии Р.А. Курушина, в русском издании - с фамилии П. Молнара, чем как бы подчеркивается взаимоуважение и соизмеримость вклада двух ведущих авторов.

Необходимо упомянуть имя еще одного энтузиаста сейсмотектонических исследований в Монголии - С.Д. Хилько (1935-1988), который, как и Р.А. Курушин, влился в Гоби-Алтайскую экспедицию 1958 г. со студенческой скамьи и провел в последующие годы большой цикл сейсмогеологических исследований в наиболее подвижных зонах этой страны. Не сомневаюсь, что, если бы С.Д. Хилько был жив, он тоже участвовал бы в этих работах и стал соавтором данной книги. Увы...

Научной предтечей настоящей книги является монография «Ruptures of Major Earthquakes and Active Deformation in Mongolia and its Surroundings» (издана Геологическим обществом Америки в 1993 г.), в которой рассмотрены некоторые результаты рекогносцировочного обследования сейсмогенных разрывов Западной Монголии. Вероятно, тогда и возникла идея провести повторное системное изучение всей совокупности выраженных на поверхности смещений Гоби-Алтайского землетрясения, существенно утративших за истекшие годы свою первоначальную выразительность, но, тем не менее, вполне поддающихся визуальному и инструментальному изучению. Это давало возможность проверки и корректировки данных о параметрах разрывов 4 декабря 1957 г., полученных по горячим следам специалистами Гоби-Алтайской экспедиции в 1958 г.

По моему мнению, авторы этой книги находились в лучшем положении по сравнению с авторами монографии «Гоби-Алтайское землетрясение», создавшими пионерную базу

данных, на которую уже можно было опереться при попытках внести что-то новое в понимание механики и кинематики движений во время землетрясения. Особенно важно, что с конца 50-х гг. к настоящему времени существенно расширились знания о сейсмичности вообще и внутриконтинентальной сейсмичности в особенности и определенным образом изменились мировоззрение и философия ученых, занимающихся сильными землетрясениями и порождаемыми ими изменениями на глубине и на поверхности Земли. Наконец, немаловажное преимущество авторов данной книги перед авторами базовой монографии заключается в использовании современных приемов и инструментов исследований, которых еще не было в «доспутниковую эру». Все это создало объективную предпосылку для «переизучения» дислокаций Гоби-Алтайского землетрясения и подготовки интернациональной группой авторов книги, в которой системно изложены полученные ими данные, то подтверждающие наблюдения сороколетней давности, то корректирующие и уточняющие их.

Я присоединяюсь к высокой оценке этой работы, данной ей известными специалистами Дж. Джексоном (Кембриджский университет, Отдел наук о Земле), К. Прентис (Теологическая служба США, Менло Парк), Т. Рокуэллом (Государственный университет в Сан-Диего) и российским геофизиком Ю.А. Зориным (Институт земной коры СО РАН, Иркутск), выполнившими рецензирование книги и сделавшими много частных замечаний и пожеланий, направленных на улучшение читательского восприятия.

Не желая навязывать читателям свою точку зрения на значение данной монографии для развития теории и практики сейсмотектонических исследований в Центральной Азии, подчеркну ее фундаментальный характер, высокую точность исследований и чрезвычайную тщательность описания всей совокупности разрывов, появившихся в результате землетрясения 4 декабря 1957 г. Правомерность повторного изучения трассы неординарного по протяженности разрыва не может вызывать малейшего сомнения: такие «подарки» природы, как Гоби-Алтайское землетрясение (М = 8,3), случаются быть может не чаще, чем раз в тысячелетие, поэтому задача исследователей извлекать максимум полезной для науки информации до тех пор, пока это физически возможно. О неиссякающем интересе к разрывам Гоби-



ОТ РЕДАКТОРА

Алтайского землетрясения в данном контексте свидетельствует трехнедельная работа международной палеосейсмологической экспедиции в августе-сентябре 1996 г. под руководством А. Баясгалана и Д. Шварца (Геологическая служба США) с целью датирования сильных сейсмических событий, предшествовавших землетрясению 4 декабря 1957 г. Насколько можно судить по информации, распространенной через «Internet» 14 сентября 1996 г., данной экспедицией с помощью тренчинга удалось обнаружить дислокации более ранних сильных сейсмических событий и, таким образом, открыть новую страницу в изучении сейсмотектоники региона. Хотя, справедливости ради, нужно отметить, что достоверные признаки более ранних движений вдоль зон дислокаций 1957 г. обнаружены и описаны в данной монографии. Как бы то ни было, изучение Гоби-Алтайского землетрясения на этом не остановится.

Следует сказать и о том, что все исследования в эпицентральной зоне Гоби-Алтайского землетрясения проводились по программе работ Совместной российско-монгольской геофизической экспедиции Российской академии наук и Академии наук Монголии (СРМГЭ), обеспечившей их успех. Научные сотрудники этой экспедиции и ее руководитель с российской стороны В.М. Кочетков совместно с коллегами из США и Франции неоднократно на протяжении многих лет посещали дислокации Гоби-Алтайского землетрясения и внесли несомненный вклад в их комплексное изучение, что и отражено как в этой монографии, так и в упомянутой ранее коллективной работе «Ruptures of Major Earthquakes ...» и в сборнике трудов СРМГЭ «Глубинное строение и геодинамика Монголо-Сибирского региона», выпущенном Сибирской издательской фирмой «Наука» в 1995 г.

Было бы неправильно воспринимать содержание данной монографии только как уточнение и расширение данных о параметрах декабрьских разрывов 1957 г. В действительности ее значение выходит далеко за указанные рамки как попытка глубокого анализа динамики и кинематики движений зем-

ной коры и восстановления на количественной основе всей структурно-морфологической истории Гобийского Алтая. С этой задачей авторы книги также справились полностью, и наверняка она привлечет внимание широкого круга специалистов в Китае, Монголии, России, США и других странах. Мне хотелось бы еще отметить стремление авторов, особенно П. Молнара, вырваться за географические рамки собственно Гоби-Алтайского события и провести аналогию между структурно-кинематической ситуацией здесь и ситуацией в момент землетрясения Форт Теджон на разломе Сан-Андреас в 1857 г. Полагаю, для подобных сравнений ранг активизированного разлома - межплитный, как разлом Сан-Андреас, или внутриплитный, как Долино-озерский разлом, обновленный 4 декабря 1957 г., - не может быть препятствием, поскольку механизм формирования дислокаций при сдвиге в приповерхностной части коры там и здесь должен быть сходным.

Наконец, не могу не признаться в моем собственном удовлетворении от прочтения и редактирования данной монографии: она перенесла меня в осень 1958 г., когда мы после геологических маршрутов по залесенным нагорьям и плато Восточной Сибири оказались в экзотической обстановке Гобийского Алтая с его безводьем, сильнейшими песчано-пылевыми бурями, стадами газелей и верблюдов, передвигавшимися по каменистой пустыне и барханным пескам, с приветливыми и простодушными скотоводами-кочевниками, которые не раз помогали нам выходить из затруднений. Но главная прелесть для нас, сибирских геологов, заключалась в прозрачности и ясности геологического строения и геоморфологии Гобийского Алтая с его величественными горными цепями и просторными котловинами между ними. Предельная обнаженность делала всю геологическую работу захватывающей и увлекательной. Такая работа запоминается навсегда. Благодаря редактированию данной монографии я как бы возвратился в романтичный и незабываемый для меня полевой сезон 1958 г. в Гобийском Алтае.

Академик Н. Логачев Иркутск, октябрь 1996 г.

ВВЕДЕНИЕ

Следуя определению тектоники плит и вытекающей из него необходимости количественной оценки крупных горизонтальных движений земной коры, ученые пришли к выводу, что большинство крупных, включающих верхнюю кору, морфоструктур, таких как горные хребты, сформировались при повторных скольжениях по главнейшим разломам во время землетрясений. Каждое сильнейшее землетрясение изучается сейчас в доступных регионах с такой же тщательностью, какая отличала несколько землетрясений до 1960 г. Начиная с Сан-Францисского землетрясения 1906 г., исследования сейсмогенных разрывов снабдили науку не только фундаментальными данными для понимания землетрясений и их опасности, но и базой для большего знания континентальной тектоники. Однако по иронии судьбы необходимость познания землетрясений возникает острее всего в период, когда сильнейшие землетрясения немногочисленны. Хотя между 1897 и 1956 гг. в центральной и восточной частях Азии произошло 15 сильнейших

(M≥7,9) землетрясений [Рихтер, 1963], наиболее свежее подобное событие во внутри-континентальной обстановке имело место 4 декабря 1957 г. в Гобийском Алтае на юге Монголии (фиг. 1, табл. 1).

Некоторые исследователи считают, что всякое землетрясение может быть воспринято как сумма слабых субземлетрясений и, следовательно, изучение сильного сейсмического события не может быть достаточно информативным. Разрыв земной поверхности при сильнейшем землетрясении является наилучшим опровержением такого аргумента. Аридный климат Гобийского Алтая сохраняет сейсмогенные разрывы на поверхности земли длительное время, вполне достаточное для того, чтобы в 1990-х годах осталась отчетливо наблюдаемая в рельефе деформация почти по всей протяженности вскрывшегося разлома. Отсюда вытекает, что само по себе исследование разрывов 1957 г. может дать ответ на вопрос, чем сильнейшие землетрясения отличаются от слабых. В частности, эти сейсмогенные разрывы имеют как качествен-





Сильнейшие неглубокие землетрясения Центральной Азии. По Ч.Ф. Рихтеру [1963, Табл. XIV-1 и 2]

Таблица 1



ВВЕДЕНИЕ

ное, так и количественное сходство с разрывами, обнаруженными по разлому Сан-Андреас и по главным надвигам, ограничивающим впадину Лос-Анджелес в Южной Калифорнии, и тем самым могут быть прототипами наиболее разрушительных землетрясений, возникновение которых в районе Лос-Анджелеса вполне вероятно [Bayarsayhan et al., 1996].

Сейсмогенное разрывообразование 1957 г. дает возможность установить в масштабе горного хребта некоторые детали активной внутриконтинентальной тектоники. Входящие в плейстосейстовую область землетрясения хребты и горы Баян-Цаган, Бахар, Ноён, Их-Богд и Бага-Богд (фиг. 2) типичны не только для Гобийского Алтая, но также и для внутриконтинентальных хребтов в целом. Соответствующий им высокогорный рельеф обрамлен впадинами различной глубины и различного осадочного заполнения, как и в хребтах Тянь-Шаня, Нань-Шаня или Южной Калифорнии. Метаморфические породы фундамента, перекрытые только маломощными осадками преимущественно терригенного состава, слагают ядра хребтов, искривленные и надвинутые на соседние впадины. Рассмотренные в региональном плане, эти хребты соответствуют тем, для которых Э. Арган [1935] предложил термин «глубинные складки» (plis de fond). Таким образом, разломообразование в 1957 г. наглядно показало, как в Гобийском Алтае идет формирование и деформирование хребтов, и, следовательно, представило как бы недвусмысленный лабораторный эксперимент внутриконтинентального горообразования в действии.

С этой точки зрения на землетрясения нами и проводилось исследование разрывов 1957 г. Его главной целью было как можно более всестороннее изучение количественных характеристик смещений по разрывам, содержащих полную гамму сведений о происшедшей деформации. В конечном итоге такие характеристики позволяют сравнить крупную деформацию Гобийского Алтая с деформациями других регионов сходного тектони-

ческого строения. Более того, они необходимы для апробирования идей о «типичных» землетрясениях, о повторяемости землетрясений со сходным распределением подвижек и о сегментации разломов на отрезки, вскрывающиеся независимо друг от друга.

Для изучения количественных характеристик сейсмогенных смещений нами использовался инструмент Precision Total Station Wild ТС 2002 - комбинация теодолита и лазерного дальномера - позволяющий в машиночитаемой форме получить пространственное положение наблюдаемых точек земной поверхности. В результате компьютерной обработки полученных данных по программе «Surfer» создавались топографические карты участков местности и (или) профили там, где рельеф обнаруживал недвусмысленную деформацию 1957 г. Сопоставление рельефа на крыльях разрыва давало возможность количественно оценить вертикальные и горизонтальные компоненты смещений (Приложение А). В некоторых случаях удавалось выделить из них подвижки, происшедшие при более ранних сейсмических событиях.

Полевые исследования 1993—1994 гг., результаты которых явились основой настоящей публикации, были бы невозможны без организационных усилий (нелегких в то время) В.М. Кочеткова, У. Сухбатара и М. Ганзорига. Мы глубоко признательны B.C. Баскакову и М.С. Кустову, решавшим наши бытовые проблемы, В.Н. Назарову, И.С. Суханову и В.В. Сухопарову - водителям автомашин, Энхцецег - хозяйке нашего полевого лагеря и многим местным жителям, которые доброжелательно содействовали экспедиционным работам в Гобийском Алтае. Р.А. Курушин искренне благодарит также Л.В. Варламову, Т.М. Горбунову и Л.Г. Калинину, оказавших неоценимую помощь при подготовке и оформлении рукописи.



Полевые и камеральные исследования финансировались главным образом Совместной российско-монгольской геофизической экспедицией РАН и МАН и Национальным научным фондом США, грант FAR-9206063.
СОДЕРЖАНИЕ