АКТИВИЗАЦИЯ СЕЙСМИЧЕСКОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ В ЦЕНТРАЛЬНОЙ АЗИИ
В. П. СОЛОНЕНКО
За последние годы отчетливо выявилась активизация сейсмической деятельности в центрально-азиатской Монголо-Байкальской сейсмической зоне.
Началом ее можно считать Мондинское 9-балльное землетрясение 4 апреля 1950 г., за которым последовала серия землетрясений силой до 6—7 баллов. Более мощные землетрясения - произошли в последние два года: в 1957 г.— Муйское, 27 июня (10 баллов), Гоби-Алтайское, 4 декабря (11—12 баллов); в 1958 г. — Становое, 5 января (8 баллов), Баян-Цаганское, 7 апреля (10 баллов), Верхнеенисейское, 10 апреля (8 баллов), 14 сентября — второе Становое (8 баллов). Кроме них отмечено много 7-балльных и менее сильных землетрясений, а также афтершоков в Мондинской, Муйской, Гоби-Алтайской и Баян-Цаганской эпицентраль-ных областях.
Муйское землетрясение, происшедшее в области, считавшейся практически асейсмичной, ощущалось на территории около 1 млн км2; площадь в пределах 5-балльной изосейсты достигала 500 тыс. км2.
Катастрофическое землетрясение в Гобийском Алтае ощущалось на территории около 5 млн км2 — в Монголии, СССР и Китае, площадь в пределах 5-балльной изосейсты достигала 1,4 млн км2 (рис. 1), серьезные повреждения построек наблюдались на площади порядка 300 тыс. км2.
По приглашению председателя Комитета наук и высшего образование при Совете Министров МНР профессора Цэвэгмида, предварительное обследование плейстосейстовой области этого землетрясения было проведено , и при участии Балжинняма, Намнандоржа и Цэбэка.
Плейстосейстовая область представляет собой сложную горную цепь-Гобийского Алтая с высотами преимущественно 2000—4000 м (восточное окончание хребта Баян-Цаган и хребты Гурбан-Богдо). Эта цепь, имея единый горный цоколь, морфологически распадается на отдельные пьедестальные горные массивы (рис. 2). Блоковое развитие ее началось-с низов мелового периода и продолжается до наших дней. Северный' склон горной цепи, по-видимому, на всем протяжении контролируется единым мощным разломом древнего (донижнемелового) заложения, а. с юга — эшелонированными, кулисообразно расположенными местными разломами. На юге горная цепь не имеет столь резко очерченного контура, как на севере. С юга и севера горная система граничит с обширными пустынными впадинами.
СЕЙСМИЧЕСКАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ В ЦЕНТРАЛЬНОЙ АЗИИ 99
Предварительное обследование плейстосейстовой области путем аэровизуальных наблюдений и наземных маршрутов позволило составить карту деформаций земной коры и выявить все главные типы сейсмодислокаций. В результате стало очевидно, что Гоби-Алтайское землетрясение представляет выдающееся событие в развитии земной коры Центральной Азии. Поэтому Комитет наук МНР и Академия наук СССР
Рис. 1. Приблизительные контуры площадей на территории СССР и МНР с силой землетрясений пять баллов и выше при Муйском и Гоби-Алтайском землетрясениях и эпицентры крупнейших землетрясений
1 — территории проявления землетрясений с силой 5 и более баллов, 2 — эпицентры сильнейших землетрясений 1957—1958 гг.
решили провести детальное изучение плейстосейстовой области Гоби-Алтайского землетрясения. С этой целью была создана советско-монгольская Гоби-Алтайская экспедиция, в которой с советской стороны принял участие Институт геологии Восточно-Сибирского филиала Сибирского отделения Академии наук СССР.
В июне — августе 1958 г. была проведена аэрофотосъемка плейстосейстовой области в масштабе 1 : 25000 на площади 14000 км2. Зоны главных сейсмодислокаций были засняты в масштабе 1: 10000. Отсутствие растительности и хорошая обнаженность района позволили зафиксировать многие детали древних и современных структур, неуловимые при наземных наблюдениях.
Советская и монгольская наземные группы экспедиции встретились в начале сентября на берегу пустынного бессточного, но пресного озера Орог-Нур. Поскольку на верхнем ярусе рельефа уже устанавливался зимний режим погоды, этот лагерь явился основной базой для исследования самой высокогорной части Гобийского Алтая — гор Ихэ-Богдо, наиболее пострадавших во время землетрясения. Эти горы не только обрезаны мощными трещинами с юга и севера, но иссечены крупными
Рис. 2. Схематическая карта плейстосейстовой области Гоби-Алтайского землетрясения 4 декабря 1957 г.
1 — предгорные и межгорные впадины и тектонические долины, 2 — горные массивы, 3 — простирание основных трещин, образовавшихся во время Гоби-Алтайского землетрясения, 4 — зона трещин, образовавшихся во время Баян-Цаганского землетрясения, 5 — тектонический клин опускания (сбросообвал) Битути, 6 — направление и амплитуда сдвига в метрах, 7 — амплитуда вертикального смещения в метрах, 8 — ширина трещин в метрах, 9 — сомонные (районные) центры, разрушенные землетрясением 4 декабря 1957 г. и покинутые населением,
10 — абсолютные отметки в метрах
СЕЙСМИЧЕСКАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ В ЦЕНТРАЛЬНОЙ АЗИИ 101
трещинами по всей площади. Грандиозные разрушения в массиве Ихэ-Богдо произошли на северном склоне в ущелье р. Битути-ам.
Здесь тектонический клин длиной в 3,5 км опустился до 328 ж. Опускание сопровождалось тектоническим клином поднятия с амплитудой в 60 м, чешуйчатым надвигом и сейсмокупольными структурами, поднявшимися до 17,5 м. Формирование этих структур вызвало резкие изменения рельефа долины Битути-ам, образование озер, грандиозные обвалы и другие физико-геологические явления.
Геологическое и сейсмотектоническое картирование на площади в 7000 км2 подтвердило схему кинематики горной цепи Гурбан-Богдо во время землетрясения, намеченную при предварительном обследовании плейстосейстовой области: горные массивы поднялись и сместились к востоку. Смещение происходило с перекосом как в горизонтальной, так и в вертикальной плоскости: северный край горной цепи поднялся выше и переместился к востоку больше, чем южный. Массив Ихэ-Богдо сместился к востоку сильнее, нежели Бага-Богдо, что обусловило образование между этими массивами весьма эффектного взбросо-надвига с амплитудой вертикального смещения только по разрыву, не считая деформаций изгиба, до 9,2 м.
Горизонтальное смещение по главному разлому Богдо взбросо-сдвигового типа (протяжением 275 км) достигает 8,85 м, а по главному южному разлому (суммарная длина 106 км) не превышает 2 м. Обе главные трещины падают под горную цепь под углом 68°. Общая длина крупных трещин, образовавшихся во время землетрясения, достигает 700 км.
Сейсмодислокации отличаются многообразием форм. Установлено 15 типов сейсмодислокаций: горстообразные поднятия крупных блоков (структуры первого порядка), взбросо-сдвиги, сбросо-сдвиги, сдвиги, надвиги (обычно с элементами сдвига), морфологически сходные с грабенами и горстами сложные трещинные структуры шириной до 41,5 м грабены, оперяющие и сопутствующие трещины растяжения и сжатия инерционные трещины, тектонические клинья опускания (сбросообвалы) и поднятия, сейсмокупольные структуры, деформации изгиба, «застыв шие» земные волны, сейсмогравитационные трещины и трещины гидра влического удара.
Полевые исследования экспедиции закончились в зоне первичного эпицентра землетрясения в районе гор Бахар-ула, Цэцэн, Хара-Уцзюр, Таряту-ула. Здесь образовалась мощная и сложная трещинная зона с горстами и грабенами, с эффектными сдвигами, местами приведшими к перекрытию русел временных ручьев водораздельными мысами.
Несмотря на чрезвычайно трудные природные условия осенне-зимнего периода в пустынном высокогорье, экспедиция успешно завершила исследования плейстосейстовой зоны Гоби-Алтайского землетрясения, по масштабу остаточных деформаций поверхности Земли не имеющего себе равных.
Несколько иной была кинематика земной коры при Баян-Цаганском землетрясении: верхний ярус земной коры, доступный наблюдению, испытал сжатие и смещение к ЮВ 170°, но в то же время действовали силы растяжения приблизительно по азимуту СВ 80°, унаследованные от Гоби-Алтайского землетрясения. Это обусловило образование сложной трещинной зоны длиной около 15 км и шириной порядка 40 м; ведущим элементом здесь является взброс, переходящий местами в надвиг (общее простирание СВ 80°), но сильно осложненный системой тесно расположенных левых кулисообразных зияющих трещин растяжения.
Гоби-Алтайское и Баян-Цаганское землетрясения связаны с продолжающимся неравномерным воздыманием глыбовых структур.
102 В. П. СОЛОНЕНКО
Весьма примечательно, что главные глыбовые структуры имеют перед собой глыбы-сателлиты (по месту расположения их можно назвать форбергами). Внешний (обращенный к впадине) край таких глыб, как правило, воздымается быстрее, нежели внутренний, обращенный к горам. Местное население называет такие возвышенности «далан-туру»— «насыпная цитадель». Иногда на первый взгляд они кажутся самостоятельными орографическими единицами с относительными высотами до 400 м (хребет Улдзит-ула), так как имеют перед собой глыбы-сателлиты малых размеров. Скорость формирования таких структур исключительно велика: четвертичные отложения, на них местами падают в сторону гор до 30°; деформированы даже отложения первой террасы. Естественно, что столь энергичное развитие структур Гобийского Алтая сопровождается частыми и нередко катастрофическими землетрясениями.
Геофизические наблюдения (радиометрические, магнитометрические, гравиметрические), проведенные экспедицией в плейстосейстовой области, показали чрезвычайно резкую неуравновешенность тектонических блоков Гобийского Алтая, который остается одним из наиболее опасных районов Монголо-Байкальской сейсмической зоны.
