Современная блоковая структура и сейсмичность Северо - и Южно-Китайской платформ

Современная блоковая структура и сейсмичность Северо - и Южно-Китайской платформ

1, 2

1 – ГГМ РАН, Москва, Россия, [e-mail]

2 – ИТПЗ РАН, Москва, Россия, [e-mail]

Обе китайские платформы находятся в пределах Восточно-Азиатской транзитной зоны, разделяющей Тихоокеанскую, Северо-Евразийскую и Индо-Австралийскую литосферные плиты [1]. Современная гетерогенность строения этой зоны подтверждается повышенной сейсмичностью, широким развитием активных разломов, ограничивающих коровые и корово-мантийные блоки различного размера (рис. 1, 2), направлением и скоростями векторов GPS (http://itrf. ensg. ign. fr/ITRF solutions/2008/ITRF2008.php). Западная граница зоны совпадает с протяженным субмеридиональным линеаментом 102-103о в. д., к востоку от которого векторы направлены преимущественно на 106-121о ЮВ со скоростями 26-35 мм/год. К западу от линеамента преобладают северные и северо-восточные направления векторов GPS, а скорости с юга на север изменяются от 50 до 23-25 мм/год. Такая смена геокинематики Восточной Азии связывается с влиянием Индостано-Евразиатской коллизии, с действием мантийных потоков, возникающих под влиянием глубоко погруженного Тихоокеанского субдукционного слэба [2] и с поднятием мантийных плюмов под Байкалом и Северной Монголией [3].

Рис. 1. Блоковое строение и сейсмичность Северо-Китайской платформы и ее обрамления. Границы: толстая пунктирная – платформы, тонкие черные – блоков, желтые – межблоковых зон. Красные линии – активные разломы [4, 5]. Тонкой поперечной белой штриховкой показан линеамент 102-103о в. д. [1]. Стрелки – векторы горизонтального (фиолетовые) и вертикального (синие) перемещения блоков в системе ITRF. Эпицентры (кружки – инструментальные, звезды – исторические [4]) с магнитудой: ≥ 8.0 – красные, 7.0-7.99 – черные, 6.0-6.99 – сиреневые, 5.0-5.99 –темно-зеленые, 4.0-4.99 – светло-зеленые, 3.0-3.99 – светло-серые. Приведены решения механизмов землетрясений по данным СМТ 2014 (http://www. seismology. harvard. edu/). Изопахиты показывают объемы высвобождающейся сейсмической энергии, каждое изменение оттенка цвета отвечает изменению объема на 1х10**1 или 1х10** -1 Дж (подписаны отдельные значения в джоулях). Цифрами обозначены блоки: 1 – Западная Монголия, 2 – Южное Гоби, 3 – Цилян, 4 – Тайханг-Шань, 5 – Западный Циньлин.

Рис. 2. Блоковое строение и сейсмичность Южно-Китайской платформы и ее обрамления. Цифрами обозначены блоки: 1 – Цилян, 2 - Тайханг-Шань, 3- Западный Циньлин, 4 – Кам-Диан, 5 – Рюкю – Центральный Хонсю. Остальные обозначения на рис. 1.

В пределах Восточно-Азиатской зоны преобладает тектонический режим транстенсии с растяжениями в Байкальской рифтовой системе, вокруг Ордоса (рис. 1) и сдвигами с растяжением внутри блоков Юго-Восточного Китая и Японско-Корейского [6]. Мощность континентальной коры составляет 25-30 км в прибрежной части Восточной Азии, возрастая к западу до 40-60 км и более. Значения теплового потока достигают на отдельных участках под блоками Ордос, Амурский, Юго-Восточного Китая и в межблоковых зонах 80-100 мВт/м2 и более [7]. Мощность литосферы на восточной континентальной окраине Азии не превышает 60-80 км [8]. По данным сейсмотомографии тихоокеанский слэб выполаживается здесь на глубинах около 600 км и продолжается далее на запад более чем на 1500 км до линеамента 102-103о. Это приводит к разогреву литосферы с развитием позднекайнозойского внутриконтинентального вулканизма и рифтовых бассейнов в Восточно-Азиатской зоне [9]. Мощность литосферы под древними блоками этой зоны (Тайханг-Шань, Ордос и другие) возрастает до 120-200 км, тогда как под окружающими их рифтами она сокращается до 100 км [10].

На территории Северо-Китайской платформы расположен ряд блоков, ограниченных активными разломами (рис. 1). Наиболее высокосейсмичные межблоковые зоны с магнитудами (М) в эпицентрах до 6-8 и более разделяют блоки Джартай и Цилян, Тайхан-Шань и Северо-Китайский, Северо-Китайский и Амурский. Особенно интенсивна сейсмичность на границах Ордоса со всеми соседними блоками [10]. Уровень высвобождающейся сейсмической энергии в центральных частях большинства блоков не превышает 1х10**-7 - 1х10**4 Дж и только внутри блока Джартай увеличивается до 1х10**7 Дж. Заметно интенсивнее уровень сейсмичности в межблоковых зонах, достигая 1х10**10-1х10**11 Дж. По данным СМТ 2014 и работ [4, 5], левые сдвиги и растяжения преобладают на границах Ордоса и внутри Японско-Корейского блока, левые сдвиги и сжатия на южной границе Джартая и в Амурском блоке. Граница Северо-Китайского и Японско-Корейского блоков проходит по разлому Танлу [4], вдоль которого в мезозое произошел левый сдвиг, нарушивший обе Китайские платформы с перемещением их восточных частей на десятки километров к СВ. Однако на современном этапе направления смещения изменилось на противоположное, и теперь, по данным СМТ, Танлу является правым сдвигом (рис. 1).

Азимут экспериментальных ITRF векторов горизонтального перемещения Амурского блока с запада на восток изменяется от 107о на станции Улан-Батор до 115 о ЮВ на станции Чанчунь южнее Харбина, что отвечает повороту по часовой стрелке со скоростью 28-29 мм/год. Такой же поворот фиксируется для блоков Тайханг-Шань и Японско-Корейского (108-109 о ЮВ в Сиане и возле Пекина, 116 о к северу от Сеула и 122 о на станции Хабаровск). Здесь скорости вращения изменяются от 35-32 мм/год на станциях Сиань и Пекин до 29 мм/год в Корее. Для Пекина отмечена максимальная скорость вертикального воздымания 2.2 мм/год. Модельные векторы относительно стабильной Евразии в системе NNR_NUVEL_1A на большинстве из упомянутых станций изменяются от 60 о до 85 о СВ, что отвечает вращению против часовой стрелки.

Большая часть Южно-Китайской платформы входит в состав крупного блока Юго-Восточного Китая, а ее северо-восток – в Японско-Корейский блок (рис. 2). На ЮВ платформа граничит с Катазиатскими каледонидами, на западе – с мезозоидами Тибета и Юннани. Южное продолжение разлома Танлу сместило в мезозое северную границу платформы к северу. Во внутренних частях платформы и на ее северной и юго-восточной границах уровень сейсмичности не превышает 1х10**-7 – 1х10**1 Дж. Поворот по часовой стрелке выражен в блоке Юго-Восточного Китая слабее по сравнению с северными блоками: от 110 о на станции Ухань до 111.5 о около Шанхая со скоростью 34-35 мм/год.

Наиболее напряженная геодинамическая обстановка наблюдается на западной границе блока Юго-Восточного Китая с блоками Тибета. Здесь уровень сейсмичности возрастает до 1х10**10, многочисленны эпицентры с М 6-8 и более, включая эпицентр катастрофического события в мае 2008 г. в районе Венчуань у г. Чэнду с М 7.9. Он расположен на пересечении разлома Лонгмен-Шань, направленного на ССВ, с линеаментом 102-103 о[1]. Юго-восточная граница соседнего блока Баян-Хар совпадает с резкой ступенью в коре и всей литосфере с увеличением ее мощности от 100-120 км под Тибетом до 130-170 км под бассейном Сычуань в блоке Юго-Восточного Китая [6]. Результаты сейсмического и магнито-теллурического зондирования по программе INDEPTH устанавливают в коре Центрального и Восточного Тибета слои повышенной электрической проводимости на глубинах 20-45 км, предположительно отвечающие частичному плавлению пород [11]. Горячая и пластичная кора Восточного Тибета на границе с холодной, жесткой и более мощной литосферой Юго-Восточного Китая под давлением Индостанского индентора срывается с мантийной подложки и движется со скоростью 30 мм/год на ЮВ вокруг восточного синтаксиса Гималаев [12]. Это взаимодействие вызывает значительное повышение уровня сейсмичности в районе западной границы Южно-Китайской платформы.

Таким образом, блоковое строение и сейсмичность обеих китайских платформ теснейшим образом связаны с их современной геодинамикой и глубинным строением. Главное воздействие на них оказывают коллизия Индостана с Евразией, глубокое погружение и продвижение к западу тихоокеанского слэба, поднятие мантийных плюмов в районе Байкала и Монголии, мощность и термальное состояние литосферы.

Литература

1. Gatinsky, Yu., Rundquist, D., Vladova, G., and Prokhorova, T. Up-to-date geodynamics and seismicity of Central Asia // International Journal of Geosciences. No 2. 2011, pp. 1-12. http://www. SciRP. org/journal/ijg

2. Parfeevets, A. V., and Sankov, V. A. Late Cenozoic tectonic stress fields of the Mongolian microplate // C. R. Geoscience. Vol. 344. 2012, pp. 227-238.

3. Gatinsky, Yu. G., Prokhorova, T. V., Rundquist, D. V., and Vladova, G. L. Zones of Catastrophic Earthquakes of Central Asia: Geodynamics and Seismic Energy // Russ. J. Earth Sci. Vol. 11. No 1. 2009. http://dx. doi. org/10.2205/2009ES000326

4. Xu, X., and Deng, Q. Nonlinear Characteristics of Paleoseismicity in China // J. Geophys. Res. Vol. 101. No. B3. 1996, pp. 6209-6231. doi:10.1029/95JB01238

5. , , Востриков геодинамика Альпийско-Гималайского коллизионного пояса. Труды Геологического института РАН, вып. 541/ Ред. . 2002, 225 с.

6. Gatinsky, Yu. G., and Prokhorova, T. perficial and Deep Structure of Central Asia as Example of Continental Lithosphere Heterogeneity // Universal Journal of Geoscience. Vol. 2. No. 2. 2014, pp.43–52.

7. Tao, W., and Shen, Z. Heat flow distribution in Chinese continent and its adjacent areas // Progress in Natural Science. Vol. 18. No. 7. 2008, pp. 843–849. doi:10.1016/j. pnsc.2008.01.018

8. Zhang, Zh., Wu, J., Deng, Ya. et al. Lateral variation of the strength of lithosphere across the eastern North China Craton: New constraints on lithospheric disruption // Gondwana Res. Vol. 22. Issues 3-4. 2012, pp. 1047-1059.

9. Huang J., and Zhao, D. Seismic imaging of the crust and upper mantle under Beijing and surrounding regions // Physics of the Earth and Planetary Interiors. Vol.173. Issues 3-4. 2009, pp. 330-348.

10. Bao, X., Xu, M., Wang, L., Mi, N., Yu, D., and Li, H. Lithospheric structure of the Ordos Block and its boundary areas inferred from Rayleigh wave dispersion // Tectonophysics. Vol. 499. Issue 1-4. 2011, pp. 132-141.

11. Solon K. D., Jones A. G., Nelson K. D. et al. Structure of the Crust in the Vicinity of the Banggong-Nujiang Suture in Central Tibet from INDEPTH Magnetotelluric Data // J. Geophys. Res. Vol. 110 No. B10102, 2005. doi:10.1029/2003JB002405

12. Hu J., Yang H., Xu X., Wen L., and Li G. Lithospheric structure and crust – mantle decoupling in the southeast edge of the Tibetan Plateau // Gondwana Research. Vol. 22. Is. 3-4. 2012, pp. 1060-1067. doi:10.1016/j. epsl.2011.03.034