2
ОГЛАВЛЕНИЕ
Стр.
Принятые в работе обозначения.............................................4
Введение..................................................................8
Глава 1. Методы оценки напряженного состояния земной коры по литерату рным данным..........................................................^....16
1.1 Общая постановка задачи о напряженном состоянии земной коры..........16
1.2 Обзор некоторых способов оценки напряженного состояния земной
коры............................................................,........18
1.3 Тектонические особенности Восточно-Европейской платформы.............33
1.4 Обоснование выбора района исследований...............................37
Глава 2. Постановка задачи о напряженном состоянии земной коры центральной части Восточно-Европейской платформы.................................42
2.1 Общая постановка задачи..............................................42
2.2 Анализ исходных геофизических данных для решения задачи..............45
2.3 Анализ различных способов оценки напряжений в земной коре по литературным данным..........................................................61
Глава 3. Модели формирования полей тектонических напряжений в земной коре центральной части Восточно-Европейской платформы....................85
3.1 Физический механизм формирования полей тектонических напряжений...............................................................85
3.2 Оценка некоторых математических моделей напряженно-деформированного состояния земной коры...............................................97
3.2.1 Двумерная задача о напряженно-деформированном состоянии
земной коры..............................................................97
3.2.2 Трехмерная задача о напряженно-деформированном состоянии
земной коры.............................................................110
3.3 Влияние релаксации напряжений на скорость накопления касательных напряжений в земной коре................................................118
3
Стр.
Гласа 4. Методика численного решения и результаты работы..................123
4.1 Общее описание численного решения задачи..............................123
4.2 Алгоритмы численного решения..........................................124
Глава 5. Анализ полученных результатов....................................132
5.1 Анализ результативных карт величин напряжений и смещений..........132
5.2 Анализ корреляционных соотношений и уравнений регрессии..........150
5.3. Выявление современных возможных потенциально тектонически активных участков в районе Московско-Рязано-Саратовского
авлакогена................................................................155
Заключение................................................................163
Литература................................................................165
Приложения................................................................182
Приложение №1. Графики изменения величин изостатических аномалий, СВДЗК, вертикальных новейших движений, градиентов данных величин
и величин касательных напряжений вдоль отдельных профилей ............182
Приложение №2. Краткий вывод основных уравнений двумерной задачи
о напряженном состоянии земной коры (на примере модели А).................198
Приложение №3. Сопоставление карты-схемы относительных плотностей потенциальной энергии деформируемых пород геосреды с эпицентрами слабых землетрясений (ЛУ *2-^-3), происшедших за последние его лет на территории, прилегающей к Московско-Рязано-Саратовскому
авлакогену................................................................204
Приложение №4. Тексты отдельных блоков программ обработки и графической интерпретации выходных данных для решения задачи о напряженном состоянии земной коры..............................................207
21
приемлемого экспериментального способа их оценки [147], [148]. Как показано в этих работах, в соответствии с теорией подобия в моделях, отвечающих широкому спектру типов горных пород, воспроизводились процессы формирования разломов различных генетических типов и режимов развития. В процессе моделирования собран цифровой материал о факторах, влияющих на ширину зон разломов, проведены детальные наблюдения за направленностью и стадийностью развития внутриразломной структуры. На базе большого цифрового материала авторами работ [147], [148] получены уравнения для количественной оценки ширины зон разломов в зависимости от главных тектонических факторов, выявлены законы развития их внутренней структуры. На основе такой количественной оценки возможна реконструкция ориентации осей главных напряжений и сейсмотектонических деформаций.
В работах [106], [107] на основании теоретического расчета картины изолиний напряжений и модельных исследований выполнен анализ структуры поля напряжений около сдвигового разрыва. Полученные в [106], [107] результаты, по утверждению авторов этих работ, могут быть использованы для анализа и интерпретации данных натурных исследований напряженного состояния участков земной коры в окрестностях активных тектонических разрывов и в очагах сильных землетрясений, а также для количественного описания полей тектонических напряжений.
Основополагающий метод реконструкции полей тектонических напряжений по геологическим индикаторам был предложен бенователем отечественной тектонофизической школы М.В. Гзовским [46]. По предложенному методу для реконструкции полей тектонических напряжений предлагается использовать сколовые сопряженные трещины. Данный метод позволяет восстанавливать ориентации осей нормальных напряжений по результатам массовых замеров трещиноватости в разновозрастных структурах.
В работе [121] предложен структурно-геоморфологический метод анализа оперяющих разрывов для реконструкции неотектонических напряжений и направлений сдвиговых перемещений по разломам. Согласно данному методу, на основании дешифровки всех мегатрещин по мелким прямолинейным
22
элементам рельефа (по топографическим картам или космическим фотоснимкам) • строятся карты плотностей линеаментов определенных простираний, которые сопоставляются с картами разломов исследуемой территории. Если в зоне, прилегающей“ к тому или иному разлому, обнаруживаются аномально высокие плотности определенно ориентированных мегатрещин, то эти мегатрещины принимаются за оперяющие разрывы, возникшие при подвижке по данному разлому. Далее определяются параметры смещения по разлому и поля напряжений, это смещение вызвавшего [121].
Однако, поскольку указанные методы позволяют выполнить оценку пространственной неоднородности полей тектонических напряжений, действующих в земной коре, только косвенным образом, рассмотрим более подробно существующие методы математического моделирования полей этих напряжений.
Для определения напряженно-деформированного состояния гсосреды, вызванного весом пород, предложена система расчетов, основанная на решении плоской задачи Бусинеска [40] для линейно деформируемых тел. Смысл метода сводится к разделению разреза на блоки одинаковой плотности, от каждого из которых рассчитываются напряжения. Исходная нагрузка может быть определена интегрированием по элементарному блоку пород, на которые можно разделить весь геологический разрез. Зная распределенную нагрузку, можно вычислить напряжения от элементарного блока, которые затем суммируются по всей совокупности разреза.
В [18], [19], [21] указывается, что значительные касательные напряжения в земной коре и вытекающая отсюда сейсмичность коррелирована с нарушениями изостазии. Как показано в этих работах, нарушения изостазии могут рассматриваться в качестве показателя напряженного состояния литосферы и что напряжения, возникающие вследствие нарушений изостазии, достаточны для того, чтобы обусловить сильные землетрясения. Степень осуществления изостазии обычно характеризуется значениями изостатических аномалий силы тяжести. При этом в оценках изостазии могут быть допущены довольно существенные погрешности, обусловленные неполнотой данных о
- Київ+380960830922