Файл: Уломов, В. И. Динамика земной коры Средней Азии и прогноз землетрясений.pdf

же толщина свойственна и гранитному слою. Однако на террито­ рии Ферганской впадины она достигает 26 км.

Ферганская долина также пересечена субмеридиональным про­ филем ГСЗ Вуадиль—Абадан (Вольвовский, Рябой, Шрайбман, 1962). Как и на шпротном профиле, здесь по всем залегающим согласно горизонтам отмечается синклинальное строение. Наибо­ лее сложную конфигурацию границы раздела имеют в прибортовых. частях впадин, где образуют перегибы, осложненные серией тек­ тонических нарушений. Системы крупных тектонических разрывов прослеживаются на всю толщину земной коры.

Как показывают исследования ГСЗ, имеются районы, где по­ верхности К и М по отношению друг к другу залегают несогласно. Так, вдоль профиля ГСЗ Фараб—Бабатаг (Егоркин, Абрамсон, Астафьева, 1965) резкое несогласие границ І\ и М выражено в Предгпссарье, районе Гаурдакской антиклинали, где поверхность К резко воздымается, увеличивая толщину базальтового слоя до 25—27 км по сравнению с 20 км, характерными для остальной территории. Аналогичный, но меньший по амплитуде изгиб вверх испытывают п все вышележащие горизонты коры вплоть до по­ верхности палеозойского фундамента.

Менее детальные сейсмологические исследования земной коры Туранской плиты по обменным волнам в этот период проводятся Н. К. Булииым (1963), а после открытия в 1967 г. сенсмостанций в Джизаке, Нурате, Тамдыбулаке и Кулкудуке — В. И. Уломовым, Е. М. Безродным (1971) и др.

Таким образоім, строение земной коры Памиро-Тянь-Шаня и прилегающей части Туранской плиты изучено по ряду опорных профилей ГСЗ и сейсмологическими наблюдениями. Появившиеся в дальнейшем разнообразные схемы глубинного строения земной коры (в основном рельефа поверхности М) различаются между собой конфигурацией изогипс, но в общем согласованно указывают на постоянное утолщение земной коры в направлении Памира (рис. 16). Ни одна из схем не противоречит полученному нами ра­ нее глубинному рельефу подошвы земной коры.

В результате изучения с помощью ЭВМ большого статистиче­ ского материала по сейсмическим аномалиям (МСА-ЭВМ) и ис­ пользования других геофизических данных нами построена уточ­

плавно изогнутой сплошной плитой, а представляет собой совокуп­ ность пластичных глыб (блоков) разных размеров и, по-видимому, различным образом взаимодействующих между собой. Блоковое строение земной коры характерно прежде всего территориям но­ вейшей тектонической активизации. Так, сложная структура зем­ ной коры Памиро-Тянь-Шаня возникла в результате перестройки

73

относительно тонкой молодой Туранской эпипалеозойской плат­ формы в процессе неоген-антропогенового орогенеза. Однако мы не располагаем пока такими надежными сведениями, которые по­ зволили бы детализировать глубинный рельеф границ раздела внутри каждого относительно некрупного блока. Поэтому рельеф, изображенный на рисунке 17, представляет собой опять-таки схе­ матическую аппроксимацию конфигурации подошвы земной коры на всей изучаемой территории, но, несомненно, является следую­ щим приближением к реальной картине. Это дает возможность наметить в земной коре самые крупные блоки, разделенные протя­ женными зонами глубинных разломов и характеризующиеся раз­ личной средней толщиной коры.

Ниже рассмотрим два типа блоков первого и второго поряд­ ков, отличающихся по размеру и генезису. Блоки первого порядка (или мегаблоки) представляют собой крупные, площадью в сотни тысяч км2 и генетически квазиоднородные (каледониды, герциниды, альпиды и т. п.) структуры земной коры. Глубинные разломы, оконтуривающие мегаблоки, протягиваются на сотни километров и на десятки уходят в верхнюю мантию, а иногда рассекают всю литосферу.

Блоки второго порядка (или мезоблоки) являются составной частью мегаблоков. Их размеры в плане изменяются от первых десятков до первых сотен км2, по глубине — на всю толщу земной

74

коры. Мезоблоки одного и того же мегаблока генетически и дина­ мически тесно связаны между собой. Они в свою очередь подраз­ деляются на более мелкие и мельчайшие блоки земной коры, уча­ ствующие в геологическом строении локальных территорий.

Се в е р о-Т я н ь-Ш а н ь с к и й м е г а б л о к имеет в плане дуго­ образную форму, обусловленную тектоникой каледонской склад­ чатости, и оконтуривается системой глубинных разломов Северо- Тянь-Шаньской (I), Нарынской (II) и Таласо-Ферганской

(III) зон.

Характерная черта Северо-Тянь-Шаньского мегаблока — же­ лобообразное строение: поверхность Мохоровичича погружается от периферии к центру от 45 до 55 км и более. Наибольшее ее по­ гружение, по-видимому, приурочено к внутреннему блоку второго порядка — мезоблоку Иссык-Кульской впадины.

Рис. 17. Глубинное строение земной коры восточной части Средней Азин (составил В. И. Уломов).

/ —нзогипсы поверхности Мохоровичича (км от ур.м.); 2 —оси простилания крупных зон глу­ бинных разломов: /-Севсро-Тянь-Ш аньская зона, / / —Нарьиикаи. / / / —Таласо-Ферганская, -/ V—Южно-Тянь-Шаньскан, К—Центрально-Памирская; 3 —оси простирания зон второсте­ пенных сенсмогениых разломов и флексурпо-разрывных зон: / - / —Южно-Ферганская, 2 —2 — Северо-Ферганская, 3 - 3 — Восточно-Ферганская. 4 —4 —Кумбельскан, 5 —<5-Каржантауская,

6—6 —Кызылкумская.

Ц е н т р а л ь н о-Т я н ь-Ш а н ь с к и й м е г а б л о к расположен южнее и включает в себя кору ранней герцинской консолидации. На северо-востоке его граница проходит вдоль важнейшей струк­ турной линии Тянь-Шаня (III, II—II), разделяющей области каледонской и герцинской складчатости (линия Николаева). Севе­ ро-западная и южная границы блока совпадают с простиранием глубинных разломов и флексурно-разрывных зон западных окраин Чаткало-Кураминского орогена и Южной Ферганы. Центрально-

75

Тянь-Шаньский мегаблок также имеет специфические особенности. Он состоит из пяти мезоблоков довольно правильной округлой фор­

Кура минскому и нагружен сверху такой же по величине мезозой­ ско-кайнозойской толщей. Граница между ними проходит по Севе­ ро-Ферганской зоне разломов (2-2)..

Восточно-Ферганский и Нарынский блоки, по-зндимому, еще меньше отличаются друг от друга и представляют собой две части расколотой Таласо-Ферганскнм разломом глыбы, сдвинутые в плане по ходу часовой стрелки (правый сдвиг). Толщина земной коры обоих блоков порядка 45 км. Западная граница первого про­ ходит е д о л ь зоны Восточно-Ферганского разлома (3—3).

Чаткальский мезоблок от других резко отличается значитель­ ной толщиной консолидированной коры (60—65 км). От Курамннского мезоблока он отделен системой Кумбельских разломов (4—4), а ст Восточно-Ферганского — Северо-Ферганским разло­ мом (2—2). Северо-восточная часть Чаткальского мезоблока кон­

ношении представлен системой широтных хребтов (Туркестанский, Алайский. Зарафшанский и Гиссарский) и относится к позднегерцинским структурам. Дугообразной вытянутостью изогипс он на­ поминает Северо-Тянь-Шаньский мегаблок и по границе М имеет форму желоба, наклоненного в сторону Памира. С юга он срезается_ сейсмоактивной Южно-Тянь-Шаньской зоной глубинных разло­ мов (IV—IV), с севера — Южно-Ферганской (1—1), а на западе системой поперечных разломов отделяется от Туранской плиты.

Южно-Тянь-Шакьский мегаблок, по-видимому, состоит из це­ лого ряда мезоблоков, имеющих широтное простирание и ступене­

наибольшей толщиной земной коры. В пределах Советского Союза он занимает всю северную половину территории Памира, на за­ паде граничит с Афгано-Таджикской депрессией, на востоке — с Таримской докембрийской плитой. Подошва земной коры в преде­ лах мегаблока быстро погружается в южном направлении и дости­ гает 70—75 км на стыке с Центрально-Памирской зоной глубинных разломов (V—V). Он, по-видимому, имеет удвоенную земную кору, созданную в результате крупного пологого надвига к северу со стороны Южно-Памирского мегаблока.

Юж н о - П а м и р с к и й ме г а бл ок представлен 45—50-кило- метровой толщей, образованной в альпийское время. С севера,

70

северо-востока и запада ом оконтурен Центрально-Памирской зо­ ной глубинных разломов ,а на юге, видимо, сливается с Гиндуку­ шем и Каракорумом. Граница между двумя Памирскими мегаблокамн простирается на всю толщу литосферы и трассируется

•единственной в Сродней Азии локальной зоной глубоких (до 250— 30Ü км) очагов памиро-гиндукушских землетрясений.

А ф г а н о - Т а д ж и к с к и й мег а б л о к занимает территорию

•одноименной депрессии и характеризуется средними глубинами за­ легания поверхности М (45—50 км). Мезоблоки вытянуты здесь в северо-восточном направлении.

В о с т о ч II о-Т у р а н с к и й ме г а б л о к расположен в преде-

.лах эппгерцинской плиты к западу от Западного Тянь-Шаня. На северо-востоке его граница проходит вдоль каратауской части Та- ласо-Ферганского разлома, на северо-западе — вдоль ЦентральноКызылкумской зоны глубинных разломов (6—6), а на юге мега­ блок ограничен бухаро-хивинской частью Южно-Тянь-Шаньской зоны разрывных нарушений. Толщина земной коры здесь колеб­ лется в пределах 40—45 км.

В заключение следует сказать несколько слов о «базальтовом» слое. Мы сознательно, по двѵм причинам, не привели на рисунке 17 изогипсы поверхности К. .Во-первых, еще не ликвидированы некоторые разногласия в идентификации этой поверхности по раз­ ным сейсмометрическим данным. Одни исследователи выделяют под названием границы Конрада горизонты, характеризующиеся скоростями продольных волн 6,4—6,6 км/сек, другие считают, что этой границе соответствуют более высокие значения скоростей —■ 7,0 км/сек и более. Во-вторых, какой бы горизонт (более высокий или более низкий) ни принимался за поверхность Конрада, как правило, эта граница залегает согласно с поверхностью М и рас­ положена над ней не далее 20—25 км. Поскольку волна Р* прак­ тически не выходит в первые вступления, положение по вертикали границы К определяется со значительно большими ошибками, чем границы М (Уломов, 1966).

Таким образом, чтобы получить схему глубинного рельефа поверхности базальтового слоя, следует уменьшить численные зна­ чения изогипс М на величину 20—25 км.

Поверхность Конрада является своеобразным пределом рас­ пространения на глубину очагов коровых землетрясений (Уломов, 1962). Наибольшие глубины залегания ее и соответственно очагов внутрикоровых землетрясений имеют место в Памнро-Алае и под Чаткальским мезоблоком (40—45 км). Глубина залегания верхней поверхности «гранитного» слоя (скорости 6.0—6.2 км/сек) варьи­ рует от 1—2 км над ур. м. (например, в Кѵраминском мезоблоке) до 10—15 км ниже его (Западно-Ферганский мезоблок).

Итак, земная кора Северного и Южного Тянь-Шаня имеет сходное дугообразное в плане строение, характеризующееся суще­ ственным погружением от 40—45 до 55—60 км подошвы земной коры в направлении к центральным частям геоструктур. Дуги вы­

77

гнуты в южном направлении, а впадины расположены в их ты­ ловых частях.

Центральный Тянь-Шань отличается значительной дифферен­ циацией глубинного рельефа (от 40 до 60 км) и состоит из ряда мезоблоков округлой формы.

Подошва земной коры Памира повторяет дугообразную форму его геологических структур. Дуги выгнуты на север, земная кора утолщается к югу на Северном Памире (до 65—70 /он), к северу— на Южном (45—50 км). Особенностью строения земной коры Па­ мира является резкий скачок в ее толщине, соответствующий сейсмогенным глубинным (более 250 км) разломам Пампро-Гин- дукѵша.

Глубинный рельеф границы М на равнинных пространствах близок к горизонтальной поверхности (40—45 км).

Связь геофизических полей с глубинным строением и подвижностью земной коры

Геофизической характеристике Средней Азии посвящены ис­ следования А. Д. Архангельского, А. А. Борисова, В. И. Бунэ, Н. А. Введенской, А. В. Введенской, П. С. Вейцман, Б. С. Вольвовского, И. С. Вольвовского, Г. А. Гамбурцева, Ю. Н. Година, И. П. Косминской, П. Л. Нерсесова, П. М. Никифорова, Б. Б. ТальВирского, И. А. Фузайлова и др.

Поле силы тяжести. Аномальное гравитационное поле Пампро- Тянь-Шаньского орогена представляет собой единую гравитацион­ ную депрессию с центром в области Памира. При этом уменьшение напряженности поля силы тяжести по направлению к центру гра­ витационной депрессии происходит не монотонно, а характеризует­ ся полосами больших градиентов (гравитационные ступени) и на­ ходится в соответствии с глубинным рельефом границ раздела в земной коре этого региона. Полоса больших градиентов ограничи­ вает депрессию со стороны Туранской плиты и Центрально-Казах­ станского щита (рис. 18). Она протягивается в пределах плиты на некотором удалении от западных отрогов орогена, пересекает вкрест простирания систему палеозойских Кызылкумских возвы­ шенностей и проходит вдоль северных подножий Северного ТяньШаня. На юге эта полоса градиентов ограничивает Предгималай­ скую впадину.

Ореол распространения отрицательных аномалий Буге, захо­ дящих далеко за пределы орогена, по-видимому, указывает на глубинное расположение источников этих аномалий (Борисов, 1967). Протяженные полосы гравитационных ступеней имеют место в Памиро-Алае, где они простираются вдоль Южно-Тянь-Шань- ской зоны глубинных разломов и, видимо, соответствуют большим градиентам в рельефе поверхностей Мохоровичича, Конрада, а, возможно, и подошвы литосферы. В сторону Туранской плиты они трассируются в виде осей интенсивных положительных гравитаци­

76