ГЕОФИЗИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ, 2019, том 20, № 1, с. 65-79. https://doi.org/10.21455/gr2019.1-6

УДК 550.34

Аннотация  Литература  Полный текст

СТРУКТУРА ЗЕМНОЙ КОРЫ МАЛОГО КАВКАЗА ПО ДАННЫМ ГЛУБИННОГО СЕЙСМИЧЕСКОГО ЗОНДИРОВАНИЯ

© 2019 г. Г.А. Павленкова

Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН, г. Москва, Россия

Представлены результаты детальной обработки материалов глубинного сейсмического зондирования (ГСЗ), проведенного в конце 1980-х годов на Малом Кавказе по линии профиля в районе разрушительного Спитакского землетрясения 07.12.1988 г. Эти материалы ранее опубликованы не были, поскольку работы на профиле были продолжены методом обменных волн от землетрясений (МОВЗ), результаты которого считались в то время более детальными. Спитакский профиль до сих пор остается единственным профилем ГСЗ на Малом Кавказе; важно было обработать сохранившиеся экспериментальные материалы современными методами интерпретации волновых полей и сопоставить результаты с имеющимися данными ГСЗ по Большому Кавказу. Обработка проводилась методом лучевого моделирования по наблюденным годографам продольных и поперечных волн. Оказалось, что кора Малого Кавказа имеет такую же большую (50–55 км) мощность, что и кора Большого Кавказа, но отличается более выраженной скоростной неоднородностью. В верхней её части на глубине 5–15 км выделяется протяженный блок со скоростью Р-волн более 6.6 км/с, что выше обычной для континентальной коры скорости 6.0–6.4 км/с; скорость S-волн в этом блоке аномально высокая – 4.0–4.1 км/с. В низах коры картина обратная – на Малом Кавказе скорости Р-волн ниже, чем на Большом – в первом случае VP=6.7–6.8 км/с, во втором – 6.7–7.2 км/с. Отличительной особенностью коры Малого Кавказа является также наличие на глубине 30–35 км слоя с пониженной скоростью, ограниченного сверху и снизу четкими отражающими границами.

Полученные на Спитакском профиле результаты ГСЗ позволяют говорить о разных типах земной коры Большого и Малого Кавказа и о разной природе сформировавших их тектонических процессов. Кора Малого Кавказа ближе к коре молодых плит, а Большого – к коре древних платформ. Это подтверждает предположение, что данный регион – зона коллизии или шовная зона двух разновозрастных плит. В результате, в пределах Малого Кавказа были широко развиты процессы внедрения глубинного материала в верхнюю часть коры. Четко выраженные отражающие границы в кровле и подошве слоя с пониженной скоростью в средней коре позволяют предполагать, что при формировании орогена Малого Кавказа большую роль играли горизонтальные подвижки (возможно, даже надвиги) верхней коры относительно нижней. По скоростной неоднородности коры и резкому изменению глубины залегания границы М в центре профиля выделяется зона глубинных нарушений, к которой было приурочено разрушительное Спитакское землетрясение.

Ключевые слова: земная кора, сейсмическая скорость, продольные и поперечные волны, Малый Кавказ.

Литература

Арутюнян А.В. Геофлюиды, нефть, вода, кимберлиты и алмаз: генезис, миграция и аккумуляция в земной коре (на примере Малого Кавказа) // Электронный журнал “Глубинная нефть”. 2013. Т. 1, № 3. С.316–327.

Баранова Е.П., Краснопевцева Г.В., Павленкова Н.И., Раджабов М.М. Альпийская геосинклиналь Кавказа // Сейсмические модели литосферы основных геоструктур территории СССР / Отв. ред. С.М. Зверев, И.П. Косминская. М.: Наука, 1980. С.110–116.

Белоусов В.В., Павленкова Н.И. Типы земной коры Европы и Северной Атлантики // Геотектоника. 1989. № 3. С.3–14.

Дорбат К., Арефьев С.С., Рогожин Е.А. Глубинная структура очаговой зоны Спитакского землетрясения по сейсмотомографическим данным // Физика Земли. 2004. № 8. С.41–55.

Дуда С., Фастофф С., Кайзер Д. Спитакское землетрясение 7 декабря 1988 г: параметры очага по широкополосным записям Центральной сейсмологической обсерватории ФРГ // Физика Земли. 1991. № 11. С.27–38.

Егоркин А.В., Матушкин Б.А. Строение земной коры на Кавказе и в западной части Средней Азии по данным геофизических исследований // Изв. АН СССР. Сер. Геология. 1969. № 5. С.5–16.

Краснопевцева Г.В., Матушкин Б.А., Попов Е.А. Геофизические исследования на региональном профиле Волгоград–Нахичивань // Изв. АН СССР. Сер. Геология. 1967. № 12. С.43–51.

Краснопевцева Г.В., Матушкин Б.А., Шевченко В.И. Новая интерпретация данных ГСЗ по профилю Степное–Бакуриани на Кавказе // Советская геология. 1970. № 8. С.113–120.

Павленкова Г.А. Строение земной коры Кавказа по профилям ГСЗ Степное–Бакуриани и Волгоград–Нахичивань (результаты переинтерпретации первичных данных) // Физика Земли. 2012. № 5. С.16–25.

Павленкова Н.И. Роль флюидов в формировании сейсмической расслоенности земной коры // Физика Земли. 1996. № 4. С.51–61.

Резанов И.А., Шевченко В.И. Строение и эволюция земной коры геосинклиналей. М.: Недра, 1978. 183 с.

Рогожин Е.А., Филипп Э. Геолого-тектоническое изучение очаговой зоны Спитакского землетрясения // Физика Земли. 1991. № 11. С.3–17.

Щукин Ю.К., Астахов А.К., Белов А.А., Кадурин И.Н., Ивановская Л.В. Геолого-геофизические условия в очаговой зоне Спитакского землетрясения (к 10-летию трагедии) // Геофизика. 1998. № 5. С.54–66.

Cerveny V., Psencik I. SEIS83-numerical modelling of seismic wave fields in 2-D laterally varying layered structure by the ray method // Documentation of Earthquake Algorithms, World Data Cent. A, for Solid Earth Geophys. / Еd. E.R. Engdahl. 1983. Boulder, Rep. SE-35. P.36–40.

Phillip H., Cisternas A., Gvishiany A., Gorshkov A. The Caucasus: an actual example of the initial stages of continental collision // Tectonophysics. 1989. V. 161. P.1–21.