Geodynamics & Tectonophysics (E-Journal) / Геодинамика и тектонофизика
Not a member yet
725 research outputs found
Sort by
ТЕРМОХРОНОЛОГИЯ И МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ДИНАМИКИ ФОРМИРОВАНИЯ РЕДКОМЕТАЛЛЬНО‐ГРАНИТНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ АЛТАЙСКОЙ КОЛЛИЗИОННОЙ СИСТЕМЫ
Get PDFThe article presents an event correlation of the Permian‐Triassic granites of the Altai collision system, which are associated with industrial ore deposits and occurrences (Mo‐W, Sn‐W, Li‐Ta‐Be). The multi‐system and multi‐mineral isotope datings of igneous rocks and ore bodies (U/Pb, Re/Os, Rb/Sr, Ar/Ar‐methods) suggest the postcollisional (intraplate) formation of ore‐magmatic systems (OMS), the duration of which depended on the crustmantle interaction and the rates of tectonic exposure of geoblocks to the upper crustal levels.Two cases of the OMS thermal history are described: (1) Kalguty Mo‐W deposit associated with rare‐metal granite‐leucogranites and ongonite‐ elvan dykes, and (2) Novo‐Akhmirov Li‐Ta deposit represented by topaz‐zinnwaldite granites and the contemporary lamprophyre and ongonit‐elvan dykes. For these geological objects, numerical modeling was carried out. The proposed models show thermal cooling of the deep magmatic chambers of granite composition, resulting in the residual foci of rare‐metal‐granite melts, which are known as the petrological indicators of industrial ore deposits (Mo‐W, Sn‐W, Li‐Ta‐Be). According to the simulation results concerning the framework of a closed magmatic system with a complex multistage development history, the magmatic chamber has a lower underlying observable massif and a reservoir associated with it. A long‐term magmatic differentiation of the parental melt (a source of rare‐metal‐granite melts and ore hydrothermal fluids) takes place in this reservoir.В статье проведена событийная корреляция пермотриасовых гранитов Алтайской коллизионной системы, с которыми связаны промышленные месторождения и рудопроявления (Mo‐W, Sn‐W, Li‐Ta‐Be). Мультисистемное и мультиминеральное изотопное датирование магматических пород и рудных тел (U/Pb, Re/Os, Rb/Sr, 40Ar/39Ar – методы) указывает на постколлизионное (внутриплитное) формирование рудно‐ магматических систем, длительность существования которых зависела от корово‐мантийного взаимодействия и скорости тектонического экспонирования геоблоков на верхние уровни земной коры. Рассмотрены термические истории двух РМС: 1) Калгутинского Mo‐W месторождения, связанного с редкометалльными гранит‐лейкогранитами и онгонит‐эльвановыми дайками, 2) Ново‐Ахмировского Li‐Ta месторождения, пред‐ ставленного топаз‐циннвальдитовыми гранитами, и связанными с ним во времени лампрофирами и онгонит‐эльвановыми дайками. Для этих геологических объектов проведено численное моделирование и построены модели термического остывания глубинных магматических камер гранитного состава, приводящие к остаточным очагам редкометалльно‐гранитных расплавов – петрологических индикаторов промышленных месторождений (Mo‐W, Sn‐W, Li‐Ta‐Be). Результаты моделирования показывают, что в рамках замкнутой системы со сложной многостадийной историей должен существовать нижний, подстилающий магматический резервуар. В этом резервуаре происходит длительная дифференциация родоначальной магмы, которая является источником редкометалльно‐гранитных остаточных расплавов и рудных гидротермальных флюидов
Структура земной коры Улан-Баторского района Монголии по гравиметрическим данным
Get PDFEstablishing relationshipsbetween the regional seismicity andthe depth geometry and compositions of large-size density inhomogeneities of the upper crust is one of the ways to determine the parameters of mean long-term seismicity. Theoriginof geological bodies and mechanisms of penetration of intrusive bodiesinto the upper crust aredetectable from the shapes and sizes of such bodies.Knowledge on the shapes and sizes of large intrusive bodies is important for prospecting and exploration of mineral resources. Based on the medium-scale areal gravimetric survey data, a regional map of Bouguer gravity anomalies was constructed for theUlaanbaatar region, Central Mongolia.Interpreted gravimetric data from the solutions of the inverse problem of gravimetry based on the body-shape selection were used to developthe 3D models showing the largest crustal density inhomogeneities of the study area – the Tolskaya (Ulaanbaatar) basin, Nalaiha depression and Bogdoulin granite massif. It is confirmed that the basement of these depressionshas a block structure. The basement of the Tolskaya basinincludes two depressions, the western and eastern ones.In the western depression, the sediment thickness is 150 m. It amounts to 400 m in the eastern depression at the intersection of the Selbin and Tolskaya deep fault systems. The information on the shapes and thicknesses of the sediment bodiesisused in the seismic studies aimed at obtaining a more precise assessment of seismic hazard of the Ulaanbaatar city and the region. In the Nalaiha depression, the sediments are 800 m thick.The morphology of the basement and the thickness of sediments in this depression can be used to update the mining prospects of the Nalaiha coal deposit. The maximum thickness of granitoids in the Bogdoulin massif is 9.0 km. The area of its projection to the ground surface is twice as big as the area of the outcrops. Our research results can be useful for assessing the metallogenic specialization of granitoids, which indicators in relation to some minerals are related to the specific features of the Bogdoulinsky massif. Such indicators have beendiscovered by the geological, geophysical and geochemical methods. Our study shows that the geophysical methods (in particular, gravimetry) can considerably expand the knowledge of the morphology of geological objects at depth and facilitate reaching a new level in structural analysis, which is critical for developingnew ideas to clarify the geological history and tectonic conditions of the formation of the Mongolia-Siberian region.Одним из способов оценки параметров долговременной средней сейсмичности является установление связи последней с глубинной геометрией и составом крупных плотностных неоднородностей верхней части земной коры. Кроме того, сведения о форме и размерах геологических тел дополняют информацию о их образовании и механизме проникновения (для интрузивных тел) в верхние части земной коры. Не менее важны знания о форме и размерах крупных интрузивных тел для поисков и разведки полезных ископаемых. По результатам площадной гравиметрической съемки среднего масштаба, выполненной на территории Улан-Баторского района (Центральная Монголия), построена карта аномалий силы тяжести в редукции Буге. На основе интерпретации полученных гравиметрических данных (решение обратной задачи гравиметрии методом подбора формы тел) определены 3D-модели крупнейших плотностных неоднородностей земной коры района – Улан-Баторской (Тольской) впадины, Налайхинской котловины и Богдоулинского гранитного массива. Установлено, что фундамент депрессий имеет блоковое строение. В Тольской впадине он осложнен двумя котловинами – западной и восточной. Мощность осадочных отложений в западной котловине составляет 150 м, в восточной котловине (в районе пересечения Сэльбинской и Тольской систем глубинных разломов) может достигать 400 м. Сведения о форме и размерах осадочных отложений будут использованы при инженерно-сейсмологических работах по уточнению сейсмической опасности города Улан-Батора. Мощность осадочных отложений в Налайхинской котловине достигает 800 м. Данные о морфологии фундамента и мощности осадков во впадине могут быть использованы для уточнения перспектив эксплуатации Налайхинского угольного месторождения. Максимальная толщина гранитоидов Богдоулинского массива составляет 9.0 км, площадь его проекции на земную поверхность в два раза превосходит площадь выходов. Результаты исследований могут быть полезными для оценки металлогенической специализации гранитоидов, признаки которой в отношении отдельных минералов связаны с особенностями формы Богдоулинского массива и установлены геолого-геофизическими и геохимическими исследованиями. Как показали выполненные исследования, геофизические методы (в частности, гравиметрический), значительно расширяя наши знания о морфологии геологических объектов на глубине, помогают достичь нового уровня в структурном анализе, без которого невозможно разработать полноценные представления об истории развития и тектонических условиях формирования Монголо-Сибирского региона
Использование базы данных активных разломов Евразии при решении тектонических задач
Get PDFThe article describes principles, methods and tasks of tectonic studies using computer processing of the Active Faults of Eurasia Database. This new database contains more than 30000 objects that are geographically linked, equipped with attributes of the kinematic type, estimated movement rates and activity confidence ranks. As an exam‐ ple, we consider processing of the data on several tectonic regions of the Alpine‐Himalayan mobile belt and construction of rose‐diagrams of faults for a comparative analysis of their Late Cenozoic kinematics. The processed data set also covered the Caucasus‐Anatolian region and the entire central part of the mobile belt, and fields of shortening/lengthening and shearing were mapped to assess the patterns of these processes in different areas and to determine the characteristics of the tectonic flow of the upper crust material. Prospects are discussed for the database processing with the use of all the available attributive information for structural‐kinematic and geodynamic analysis, including processing of the database in combination with independent remote and geophysical data.Описываются принципы, методики и задачи тектонических исследований с применением ком‐ пьютерной обработки новой базы данных активных разломов Евразии, содержащей более 30000 географиче‐ ски привязанных объектов, снабженных атрибутами кинематического типа, оценками скоростей движения и достоверности активности. В качестве примеров рассмотрена обработка отдельных тектонических областей Альпийско‐Гималайского подвижного пояса с построением роза‐диаграмм разломов для сравнительного анализа их позднекайнозойской кинематики. Также проведена обработка Кавказско‐Анатолийского региона и всей центральной части подвижного пояса с построением карт полей деформаций сокращения – удлинения и сдвига для оценки их распределения в разных областях и выяснения характеристик тектонического тече‐ ния верхнекоровых масс. Обсуждаются перспективы обработки базы данных с использованием всего ком‐ плекса содержащейся в ней атрибутивной информации для структурно‐кинематического и геодинамическо‐ го анализа, в том числе обработки базы данных совместно с независимыми дистанционными и геофизиче‐ скими материалами
Современные аномальные деформации земной поверхности в зонах разломов: сдвиг или раздвиг?
Get PDFVarious definitions of the kinematic types of faults are reviewed. The degree of symmetry in the distribution of anomalous displacements of the ground surface is proposed as a morphological criterion for identifying the types of faults based on geodetic observations. Local anomalies of vertical displacements identified by geodetic observations in the fault zones are analysed by types. It is revealed that 88 % of the analysed anomalies show local symmetrical subsidence of the ground surface near the faults. Morphologically, these anomalies correspond to the subvertical tensile faults. Mechanisms of three types (block, dislocation, and parametric) are discussed considering the formation of the observed displacements in the zones of activation of the tensile faults. A comparison of the calculated and observed displacements of the ground surface shows that the best consistency between the theory and the observations is achieved using the model of local parametric excitation of deformation under quasi-static regional loads and the theory of strain nuclei (soft inclusions).Приведены различные формулировки кинематических типов разломов. Предложен морфологический критерий выявления типов разломов по геодезическим наблюдениям, основанный на степени симметричности распределения аномальных смещений земной поверхности. Анализ различных типов локальных аномалий вертикальных смещений земной поверхности, полученных по геодезическим наблюдениям в зонах разломов, показал, что 88 % всех аномалий – локальные, симметричные оседания земной поверхности в окрестности разлома. Такая морфология деформационных аномалий соответствует субвертикальным разломам раздвигового типа. Рассмотрены три варианта механизма формирования наблюдаемых смещений в зоне активизации раздвиговых разломов: блоковый, дислокационный и параметрический. Сопоставление расчетных и наблюденных смещений поверхности показывает, что максимальную сходимость теории и наблюдений обеспечивает модель локального параметрического возбуждения деформаций при квазистатических региональных нагрузках и формализма теории деформационных ядер (мягких включений)
ВАРИАЦИИ ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ПО ДАННЫМ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО МОНИТОРИНГА КАК ИНДИКАТОР АКТИВНОСТИ РАЗЛОМНЫХ ЗОН
Get PDFIn the regions of high seismic activity, investigations of fault zones are of paramount importance as such zones can generate seismicity. A top task in the regional studies is determining the rates of activity from the data obtained by geoelectrical methods, especially considering the data on the faults covered by sediments. From a practical standpoint, the results of these studies are important for seismic zoning and forecasting of natural and anthropogenic geodynamic phenomena that may potentially occur in the populated areas and zones allocated for construction of industrial and civil objects, pipelines, roads, bridges, etc. Seismic activity in Gorny Altai is regularly monitored after the destructive 2003 Chuya earthquake (M=7.3) by the non-stationary electromagnetic sounding with galvanic and inductive sources of three modifications. From the long-term measurements that started in 2007 and continue in the present, electrical resistivity and electrical anisotropy are determined. Our study aimed to estimate the variations of these electrophysical parameters in the zone influenced by the fault, consider the intensity of the variations in comparison with seismicity indicators, and attempt at determining the degree of activity of the faults. Based on the results of our research, we propose a technique for measuring and interpreting the data sets obtained by a complex of non-stationary sounding modifications. The technique ensures a more precise evaluation of the electrophysical parameters. It is concluded that the electric anisotropy coefficient can be effectively used to characterize the current seismicity, and its maximum variations, being observed in the zone influenced by the fault, are characteristic of the fault activity. The use of two electrophysical parameters enhances the informativeness of the study.В регионах с высокой сейсмической активностью повышенный интерес к исследованию разломных зон связан с тем, что они могут являться сейсмогенерирующими, поэтому определение степени их активности с помощью методов геоэлектрики является актуальной задачей, особенно для нарушений, перекрытых осадочными отложениями. С практической точки зрения эти исследования важны для задач сейсморайонирования, прогнозирования возможных природных и техногенных геодинамических явлений в заселенных районах, при строительстве промышленных и гражданских объектов, газопроводов, дорог, мостов и т.д. Регулярные наблюдения в сейсмоактивной зоне Горного Алтая после разрушительного Чуйского землетрясения 2003 г. с М=7.3 выполняются методами нестационарного электромагнитного зондирования с использованием трех модификаций с гальваническими и индуктивными источниками. Для анализа многолетних измерений, которые были начаты в 2007 г. и продолжаются по настоящее время, привлечены два электрофизических параметра – удельное электрическое сопротивление и коэффициент электрической анизотропии. Целью работы является оценка вариаций этих параметров в зоне влияния разлома, сопоставление их интенсивности с показателями сейсмичности, что дает возможность определить степень активности выявленных разломных нарушений. В результате исследования предложена методика измерений и интерпретации данных комплекса модификаций нестационарного зондирования, с помощью которой можно наиболее точно оценить значения электрофизических параметров. Вывод заключается в том, что коэффициент электрической анизотропии может быть эффективно использован для характеристики текущей сейсмичности, а его максимальные вариации, которые наблюдаются в зоне влияния разлома, характеризуют его активность. Использование двух электрофизических параметров увеличивает информативность исследования
Геодинамика, активные разломы и механизмы очагов землетрясений в зоне псевдосубдукционного взаимодействия континентальных микроплит Южного и Северного Кавказа (южный склон Большого Кавказа, Азербайджан)
Get PDFOur study was focused on the active tectonics of the southern slope of the Greater Caucasus within Azerbaijan. The study area is the zone of under-thrusting (pseudosubduction) interaction between Southern and Northern Caucasus continental microplates, which caused the tectonic stratification of the Alpine formations into various allochthonous and parauthochthonous thrust slices of southern vergency between the Middle Bajocian and Quaternary periods. These slices are grouped into the nappe complexes that form the modern structure of the trough in the study area. The large linearly stretched tectonic units (megazones) correspond to the axis of the Alpine marginal sea basin, the consolidated crust of which is subjected to destruction and thinning. The trough’s Alpine cover was compressed in the underthrust zone and pushed southwards. As a result, an accretionary prism formed allochthonously overlapping the northern side of the Southern Caucasus microplate by the system of gently dipping overthrusts. During the continental stage of Alpine tectogenesis (starting from the end of Miocene), intensive lateral compression process was caused by intrusion of the frontal wedge of the Arabian indenter into the buffer structures of the southern frame of Eurasia. This is evidenced by the GPS monitoring data on modern geodynamic activity, which demonstrates the Southern Caucasus block’s intensive (up to 29 mm/year) intrusion in the northern rhumbs as compared to the relative stability of the Northern Caucasus microplate (0–6 mm/year). This, in turn, is a reflection of the ongoing pseudosubduction regime (continental subduction or S-subduction) at the band of collision junction of these microplates. It is suggested that this process caused historically observed seismic activity in the study area, wherein the earthquakes occurred mainly in the southern slope’s accretionary prism area and the adjacent strip of the Southern Caucasus microplate. In this article, we analyze and correlate the whole range of seismic events that occurred in the study area until 2017 and the focal mechanisms of the recently recorded earthquakes (2012–2016). It is established that earthquake foci are confined either to the intersection nodes of variously trending ruptures with the faults of different directions or to the planes of deep tectonic ruptures and lateral displacements along the unstable contacts between the material complexes with different competence. The focal mechanisms of seismic events reveal various, mostly near-vertical, planes of normal and strike-slip faults. However, the earthquake foci are generally confined to the intersection nodes between the Caucasus and anti-Caucasus-striking rupture dislocations. The results of our studies are interesting in terms of their real-time application for drawing a regional summary of causes for both geodynamic and seismic activity of the Greater Caucasus system and the adjacent areas of Alpine-Himalayan fold belt.Изучалась активная тектоника южного склона Большого Кавказа на территории Республики Азербайджан. Район исследований представляет собой зону поддвига (псевдосубдукции), где взаимодействуют континентальные микроплиты Южного и Северного Кавказа, что приводит к тектоническому расслоению альпийских формаций на разнообразные аллохтонные и параавтохтонные надвиговые пласты южной вергентности между средним байоским и четвертичным периодами. Эти пласты сгруппированы в покровные комплексы, образующие современную структуру прогиба в изучаемом районе. Большие линейно растянутые тектонические единицы (мегазоны) соответствуют оси альпийской краевой морской впадины, консолидированная кора которой подвергается разрушению, утрачивает свою мощность (т.е. утоняется). Альпийский покров подвергался сжатию в зоне поддвига и сдвинут в южном направлении. В результате этого аккреционная призма сформировалась как аллохтон, перекрывающий северную сторону Южно-Кавказской микроплиты в виде системы полого падающих взбросо-надвигов. На протяжении континентальной стадии альпийского тектогенеза (начиная с конца миоцена) процесс интенсивного латерального сжатия был вызван вторжением фронтального клина Арабского индентора в буферные структуры южной окраины Евразии. Об этом свидетельствуют данные мониторинга современной геодинамической активности посредством технологий GPS: установлено интенсивное (до 29 мм/год) вторжение Южно-Кавказского блока в северных румбах в сравнении с относительной стабильностью Северо-Кавказской микроплиты (0–6 мм/год). Это, в свою очередь, является отражением режима псевдосубдукции (континентальной субдукции или S-субдукции), который продолжает действовать в полосе, где сталкиваются и взаимодействуют Южно-Кавказская и Северо-Кавказская микроплиты. Предполагается, что этот процесс являлся причиной сейсмической активности в период исторических наблюдений в изучаемом районе, где землетрясения происходили главным образом в зоне аккреционной призмы южного склона и прилегающей полосе Южно-Кавказской микроплиты. В данной статье проведен анализ и корреляция всего спектра сейсмических событий, произошедших в изучаемом районе до 2017 г., а также фокальных механизмов недавно зарегистрированных землетрясений (2012–2016 гг.). Установлено, что очаги землетрясений приурочены либо к узлам пересечений разрывов разного простирания с разломами разных направлений, либо к плоскостям глубоких тектонических разрывов с боковыми смещениями вдоль неустойчивых контактов материальных комплексов разного залегания. По фокальным механизмам сейсмических событий установлены разнообразные, в основном субвертикальные, плоскости сбросов и сдвигов. При этом выявлено, что очаги землетрясений, как правило, приурочены к узлам пересечения между разрывными дислокациями, простирающимися в «кавказском» и «противокавказском» направлениях. Результаты наших исследований интересны в плане их применения в реальном времени для регионального обзора причин как геодинамической, так и сейсмической активности системы Большого Кавказа и прилегающих районов Альпийско-Гималайского складчатого пояса
Оценка возможностей георадиолокации при изучении сейсмогенных нарушений и деформаций в донных осадках (на примере озера Уполокшское, северо-восток Фенноскандинавского щита)
Get PDFThe article describes the experience of using the GPR method to study the bottom sediments of Lake Upoloksha located in the Kola Peninsula, Russia. Such sediments are viewed as good archives of various Holocene geodynamic processes, including tectonic and paleoseismic events. This small lake is located in the zone of the active NW-striking lineament, which length is more than 20 km. A series of åsars (eskers) stretches along the lineament. In the previous studies, the bottom sediments of the lake were investigated by geological methods, including core sampling, lithological and micro-palaeontological analysis of sediments. The studies have revealed a horizon which features are indicative of catastrophic changes in the sedimentation conditions due to a single impact. Our study aimed at evaluating the level of informativeness of the GPR method for detecting disturbances in the bottom sediments and new paleoseismic dislocations. The study referred to the hypothesis of the distribution of seismic foci in the Kola Peninsula in the Holocene. A ground-penetrating radar OKO-2 and an antenna unit (150 MHz) were used to survey of Lake Upoloksha in detail. The positions of the main stratigraphic horizons of the bottom sediments were clarified, and their thicknesses were measured more precisely. The GPR measurement error in comparison to the drilling data did not exceed ±0.2 m, which corresponds to the resolution of the antenna used in the survey. The GPR data confirmed the existence of seismic dislocations identified by the geological methods and discovered new zones of displacement and deformation in the organogenic and mineral bottom sediments. The survey detected vertical displacements, which amplitudes vary from 1.3 to 1.7 m, and landslides caused by seismogravitational rock collapse. Based on the GPR data, a bathymetric map was constructed. It shows the positions of the two basins of Lake Upoloksha. The survey provided the basis for a model showing the isosurface of the top of the mineragenous sequence. In the central part of the mineral-base model, there is a series of individual stepwise blocks of the sublatitudinal strike, which result from seismic movements. The GPR survey of Lake Upoloksha demonstrates that the GPR method can be successfully applied to estimate the mineral and organogenic parts of the bottom sediments, study their lithostratigraphic features, and detect changes in the structure of the bottom sediments. Based on the GPR data, it becomes possible to map even the small-scale disturbances.В статье рассматривается опыт применения метода георадиолокации для изучения донных осадков водоемов, которые являются хорошими архивами различных геодинамических процессов голоцена, в том числе тектонических и палеосейсмических. Объектом изучения было малое озеро Уполокшское, расположенное на территории Кольского полуострова. Оно приурочено к зоне активного линеамента северо-западного простирания, протяженностью более 20 км, вдоль которого вытянута серия озовых гряд. Предшествующими исследованиями донные отложения озера изучались геологическими методами, в числе которых отбор керна, литологический и микропалеонтологический анализ осадков. В результате был выделен горизонт, обладающий признаками, которые указывают на катастрофические изменения условий осадконакопления вследствие одномоментного воздействия. Цель представленной работы – оценка уровня информативности георадиолокации при выявлении нарушений в донных осадках, а также поиск и изучение новых палеосеймодислокаций в рамках существующей гипотезы о распределении очагов сейсмической активности на Кольском полуострове в голоцене. Для этого при помощи георадара ОКО-2 с антенным блоком 150 МГц выполнена детальная съемка котловины озера Уполокшское, что позволило уточнить мощность и проследить положение главных стратиграфических горизонтов донных отложений, установленных ранее. Погрешность результатов георадиолокации при сопоставлении с данными бурения не превысила ±0.2 м, что соотносится с разрешающей способностью используемой антенны. В ходе исследования по данным георадиолокации подтверждено существование сейсмодислокаций, выявленных геологическими методами, а также обнаружены новые области смещения и деформации органогенных и минерагенных донных осадков. К таким объектам относятся вертикальные смещения с амплитудой от 1.3 до 1.7 м, а также оползневые тела, вызванные сейсмогравитационными обвалами. Помимо этого, по результатам работ была построена батиметрическая карта, по которой определено положение двух котловин озера, и модель изоповерхности кровли минерагенной толщи. В центральной части модели минерального основания наблюдается ряд отдельных ступенчатых блоков субширотного простирания, сформированных в результате сейсмических подвижек. В результате исследований на примере озера Уполокшское показано, что метод георадиолокации позволяет оценить минеральную и органогенную часть донных отложений и изучить их литостратиграфические особенности, а также выделить изменение структуры залегания донных осадков. При этом были закартированы даже мелкомасштабные нарушения
Субмеридиональная пограничная зона в Азии: сейсмичность, структура литосферы и распределение конвективных потоков в верхней мантии
Get PDFThe study is focused on the submeridional transregional boundary that stretches as a wide band along 105°E in Central Asia. In modern seismic models, it is traceable to a depth of ~600 km. In the continental area to the west of this boundary, seismic activity is increased. Following the study of the origin of the transregional boundary zone, it becomes possible to assess its contribution to the current geodynamic processes in Asia. This article presents a comprehensive analysis based on comparison of the available data with the results obtained in our study using independent methods. The distribution of earthquakes was analyzed by depth. We revealed a correlation between the characteristics of seismotectonic deformation (STD) reconstructed from earthquake focal mechanisms, the structure of P-velocity anomalies, and the distribution of convection flows in the upper mantle. The pattern of seismic velocity anomalies in the upper mantle was investigated on the basis of the data from the ISC catalogue for the period of 1964–2011. The modeling was carried out for two regional tomographic schemes, using the first arrivals of P-waves from [Koulakov et al., 2002 and PP-phases from [Bushenkova et al., 2002, with the subsequent summation with weight coefficients depending on the distribution of the input data in each scheme. A similar approach was applied in [Koulakov, Bushenkova, 2010 for the territory of Siberia; however, that model only partially covered the submeridional transregional boundary zone and was based on fewer ISC data (until 2001). The parameters of the combined model were used to estimate variations in the lithosphere thickness, which can significantly influence the structure of convection flows in the upper mantle [Chervov et al., 2014; Bushenkova et al., 2014, 2016. The thickness variations were taken into account when setting boundary conditions in the numerical modeling of thermal convection, which followed the algorithm described in [Chervov, Chernykh, 2014. The STD field was reconstructed from the earthquake focal mechanisms (M≥4.6) which occurred in Central Asia in 1976–2017. The analysis shows that the zone, wherein the seismic regime changes, correlates with the band wherein the STD principal axes are turning, the submeridional high/low velocity elongated boundary in the seismotomographic model, as well as with the submeridionally elongated descending convective flow in the upper mantle. Shortening of the STD principal axes is observed in the submeridional direction in the western part and in the sublatitudinal direction in the eastern part of the study area. The directions of the principal axes turn in the 93–105°E zone. It is thus probable that the submeridionally elongated descending convective flow in the upper mantle of this region, which results from the superposition of the lithosphere thickness heterogeneities, is a barrier to propagation of seismically manifested active geodynamic processes caused by lithospheric plates collision.Исследование посвящено субмеридиональной трансрегиональной границе, которая широкой полосой простирается вдоль 105° в.д. в Центральной Азии и может быть прослежена в современных сейсмических моделях вплоть до глубины ~600 км. К западу от нее отмечается повышенная континентальная сейсмическая активность. Изучение природы трансрегиональной пограничной зоны позволит оценить ее вклад в текущие геодинамические процессы в Азии. В работе проведен комплексный анализ на основе сопоставления доступных данных с результатами, полученными в ходе исследования с помощью независимых методов. Проанализировано распределение землетрясений по глубине. Прослежена корреляция между характером сейсмотектонических деформаций (СТД) по данным механизмов очагов землетрясений, структурой аномалий Р-скорости и распределением конвективных потоков в верхней мантии. Структура распределения аномалий сейсмических скоростей в верхней мантии основана на данных каталога ISC за период 1964–2011 гг. Моделирование выполнено по двум региональным томографическим схемам (на первых вступлениях [Koulakov et al., 2002 и с использованием PP-фаз [Bushenkova et al., 2002) с последующим суммированием с весовыми коэффициентами, зависящими от распределения исходных данных для каждой схемы. Аналогичный подход применен в работе [Koulakov, Bushenkova, 2010 для территории Сибири, в которой модель была построена на меньшем количестве данных каталога ISC (до 2001 г.) и захватывала лишь часть исследуемой в настоящей работе субмеридиональной пограничной зоны. Характеристики полученной суммарной модели использованы для оценки вариаций мощности литосферы, которые, как показали результаты предыдущих исследований [Chervov et al., 2014; Bushenkova et al., 2014, 2016, могут значительно влиять на структуру конвективных течений в верхней мантии. Полученные вариации мощности учтены при задании граничных условий в задаче численного моделирования тепловой конвекции, выполненного в соответствии с алгоритмом [Chervov, Chernykh, 2014. Реконструкция поля СТД проводилась по данным механизмов очагов землетрясений (M≥4.6), которые произошли в Центральной Азии в 1976–2017 гг. Результаты показали, что зона изменения сейсмического режима и полоса разворота главных осей СТД коррелируют с субмеридионально вытянутой границей повышенных/пониженных скоростей в сейсмотомографической модели и с субмеридионально протяженным нисходящим потоком в верхней мантии. Западная часть территории характеризуется субмеридиональным укорочением главных осей деформации, а восточная – субширотным укорочением. Поворот направлений основных осей СТД происходит в зоне 93–105° в.д. Таким образом, субмеридионально протяженный нисходящий поток в конвективной структуре верхней мантии региона, возникший в результате суперпозиции неоднородностей мощности литосферы, вероятно, и представляет собой преграду на пути распространения проявляющихся в сейсмическом режиме активных геодинамических процессов, вызванных коллизией
ТЕМПЕРАТУРНЫЕ АНОМАЛИИ ПЕРЕД ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЕМ В ПРОВИНЦИИ ГОРКХА (НЕПАЛ) В 2015 Г., УСТАНОВЛЕННЫЕ ПО ЗНАЧЕНИЯМ ТЕМПЕРАТУРЫ ПОВЕРХНОСТИ ЗЕМЛИ MODIS И УХОДЯЩЕГО ДЛИННОВОЛНОВОГО ИЗЛУЧЕНИЯ
Get PDFEarthquakes can generate thermal anomalies in the atmosphere at low altitudes. Pending well-focused detailed studies, such phenomenon may be referred to as a precursor for earthquake prediction. However, today the pre-earthquake thermal anomalies are not clear enough. In this paper, the thermal anomalies prior to the April 25, 2015 Mw 7.8 Gorkha (Nepal) earthquake are investigated from the Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) land surface temperature (LST), air temperature and Outgoing Longwave Radiations (OLR) data. The 2D and 3D wavelet transformation techniques are used to interpret the real time enhancement of the daily MODIS and OLR data before the impending earthquake. Using the wavelet density spectrum, pre-earthquake anomalies in MODIS and OLR are found in connection to the impending earthquake. The spatial images of MODIS and OLR show the evolutionary pattern of the emanation of ions from the epicenter and the surrounding area. The most important feature revealed by the spatial analysis is the eastward migration of temperature clouds due to a strong electric field. The satellite based LST data showed deviation, which crosses the upper bound by 5 °C. All the observations in our case study strongly support the notion of pre-earthquake thermal anomalies. Based on the analysis of the results, it can be concluded that the overabundance of ions from the seismogenic zone is responsible for prompting large temperature perturbations in atmospheric layers.Землетрясения способны создавать тепловые аномалии в атмосфере на малых высотах. Такие аномалии могут рассматриваться в качестве вероятного предвестника при прогнозирования землетрясений, в связи с чем требуются целенаправленные детальные исследования. На сегодня знаний о тепловых аномалиях, появляющихся перед землетрясениями, недостаточно. В статье представлены результаты изучения термических аномалий, имевших место перед землетрясением в провинции Горкха (Непал) (Mw=7.8) 25 апреля 2015 г., как свидетельствуют значения температуры поверхности Земли, зарегистрированные сканирующими спектрорадиометрами среднего разрешения MODIS, а также данные о температуре атмосферного воздуха и уходящего длинноволнового излучения (OLR). Метод вейвлет-преобразования в двух- и трехмерном пространстве использован для интерпретации повышения суточных значений MODIS и OLR в реальном времени накануне землетрясения. По спектральной плотности накануне реального сейсмического события установлены аномальные значения MODIS и OLR, связанные с приближением этого землетрясения. Пространственные снимки MODIS и OLR показывают эволюционирующий характер эманации ионов из эпицентра и прилегающей области. Наиболее важной особенностью, выявленной посредством пространственного анализа, следует считать миграцию температурных облаков в восточном направлении вследствие усилившегося электрического поля. Спутниковые данные LST показывают отклонение от верхней границы значений на 5 °C. Все наблюдения в нашем исследовании подтверждают понятие тепловых аномалий накануне землетрясения. Исходя из анализа результатов, можно сделать вывод, что избыток ионов из сейсмогенной зоны обусловливает появление больших температурных возмущений в слоях атмосферы
О глубинном строении Южной Камчатки по геофизическим данным
Get PDFDifferences have been discovered in the deep structures of North and South Kamchatka, which raises a question about a boundary between these regions. This problem has been studied on the basis of the seismologic, inverse seismic tomographic (P-waves) and geoelectrical data obtained in recent years, as well as the information on magnetometry, gravimetry, tectonics and magmatism of the study area. Comprehensive analysis of the geological and geophysical data shows differences in the structure of the crust and upper mantle in North and South Kamchatka and common features of the deep structures of South Kamchatka and the Kuril Islands. A presumed boundary between North and South Kamchatka is related to the zone of transverse deep faults crossing the peninsula. It is evidenced by P-wave velocity anomalies at different levels of the lithosphere. This fault zone is associated with a change in the geometry and strike of the high-velocity focal layer, and reflected in the modern tectonic plan as the Petropavlovsk-Malkinsky zone of transverse dislocations. In this zone, the Avacha-Koryak group of modern volcanoes is also NW-oriented. We propose a geoelectric model showing the depths along the profile constructed across the zone. In its deep part, the model includes sub-vertical anomalies of increased electrical conductivity. The anomalies are related to deep faults. Increased electrical conductivity may be due to the presence of magmatic melts feeding volcanoes. The results obtained in our study give evidence of the common features of the deep structures of South Kamchatka and the Kuril island arc and demonstrate the differences between the deep structures of North and South Kamchatka, being separated by the zone of faults, which may penetrate into the upper mantle. It is suggested that the identified features in the South Kamchatka structure are due to deep processes taking place not only at the side of the Pacific Ocean, but also at the southern margins of the Sea of Okhotsk. These findings are of interest for geodynamics, volcanology, tectonics and other Earth sciences.Глубинное строение Северной и Южной Камчатки представляется различным, возникают даже вопросы о границе между ними. Для их решения использованы данные сейсмологии, инверсной сейсмотомографии на объемных Р-волнах и геоэлектрики, полученные в последние годы, а также сведения по магнитометрии, гравиметрии, тектонике и магматизму. На основе комплексного анализа геолого-геофизических данных установлено различие в строении земной коры и верхней мантии Северной и Южной Камчатки и показана общность глубинных структур Южной Камчатки и Курильских островов. Определена возможная граница между Северной и Южной Камчаткой, связанная с зоной поперечных глубинных разломов, пересекающих полуостров. Она проявляется в поведении скоростных аномалий на различных уровнях литосферы. С этой зоной связано изменение геометрии и простирания высокоскоростного фокального слоя. Данная разломная зона находит отражение в современном тектоническом плане в виде Петропавловск-Малкинской зоны поперечных дислокаций. Здесь расположена Авачинско-Корякская группа современных вулканов, также ориентированная в северо-западном направлении. Приводится глубинная геоэлектрическая модель по профилю, выполненному вкрест этой зоны. Глубинная часть модели содержит субвертикальные аномалии повышенной электропроводности. Они связываются с глубинными разломами. Повышенная электропроводность может быть обусловлена наличием магматических расплавов, питающих вулканы. Полученные результаты свидетельствуют об общности глубинных структур Южной Камчатки и Курильской островной дуги, а также о различии в глубинном строении Северной и Южной Камчатки, разделенных зоной разломов, возможно, проникающих в верхнюю мантию. Предполагается, что выявленные особенности в строении Южной Камчатки обусловлены глубинными процессами со стороны не только Тихого океана, но и южных окраин Охотского моря. Полученные результаты представляют интерес для геодинамики, вулканологии, тектоники и других наук о Земле