Содержание к диссертации
Введение 5 .
Глава I. Методика исследований 10
1.1. Методика морфоструктурного районирования по формализованным признакам 12
1.2. Использование алгоритмов распознавания образов для прогноза мест возможного возникновения сильных коровых землетрясений 24
Глава II. Морфоструктурное районирование Запада
Южной Америки 34
П.І. Основные черты рельефа 34
П.2. Основные этапы формирования морфоструктур
Запада Южной Америки 44
П.2.І. Формирование горного пояса Анд 46
П.2.І.І. Доандские циклы 46
П.2.1.2. Андский цикл 50
П.2.1.3. Формирование массива Сьерра-Пампа 66
П.2.1.4. Основные тенденции в тектоническом развитии горного пояса Анд 68
П.2.2. Основные этапы формирования морфоструктур континентального склона и желобов Запада
Южной Америки 70
П.З. Схема морфоструктурного районирования Запада Южной Америки 80
П.З.І. Горные страны и морфоструктурные линеаменты I ранга 85
П.З.2. Мегаблоки и морфоструктурные линеаменты П ранга НО
П.3.3. Поперечные морфоструктурные линеаменты Ш ранга 116
П.3.4. Некоторые выводы из анализа схемы морфоструктурного районирования Запада Южной Америки 120
Глава Ш. Прогноз мест сильных коровых землетрясений на Западе Южной Америки 125
Ш.І. Сейсмичность Запада Южной Америки 125
Ш.2. Сильные землетрясения и пересечения морфоструктурных линеаментов 130
Ш.З. Распознавание мест возможного возникновения сильных коровых землетрясений 134
Ш.З.І. Критерии высокой сейсмичности 134
Ш.З.2. Пространственное размещение высокосейсмичных и низкосейсмичных пересечений морфоструктурных линеаментов 138
Ш.3.3. Проверка результатов распознавания 141
Глава IV. Морфоструктурное районирование Камчатки 145
ІУ.І. Общие черты рельефа 145
ІУ.2. Основные этапы формирования морфоструктур Камчатки 153
ІУ.2.І. Горы Камчатки 156
ІУ.2.2. Глубоководный желоб и материковый склон 165
ІУ.З. Схема морфоструктурного районирования ,Камчатки 170
ІУ.З.І. Горные страны и морфоструктурные линеаменты I ранга 170
ІУ.3.2. Мегаблоки и морфоструктурные линеаменты П ранга 181
ІУ.З.З. Блоки и морфоструктурные линеаменты ,Ш ранга 187
ІУ.3.4. Некоторые выводы из анализа схемы морфоструктурного районирования Камчатки 193
Глава V. Прогноз мест сильных коровых землетрясений Камчатки 195
УЛ. Сейсмичность Камчатки 195
У.2. Сильные землетрясения и пересечения морфоструктурных линеаментов 197
У.З. Распознавание мест возможного возникновения сильных землетрясений на Востоке Камчатки по критериям
высокой сейсмичности Запада Южной Америки 199
Глава VІ. Сравнение морфоструктуры Запада Южной Америки и Камчатки 205
VІ.І. Сопоставление морфоструктур и основных этапов
их формирования 206
УІ.2. Сходства и различия глубинного строения и сейсмичности 216
Заключение 223
Литература 228
Введение к работе
В настоящей работе на основе принципов и методов морфо-структурного анализа проведено морфоструктурное районирование двух секторов континентально-океанических шовных зон Тихоокеанского кольца: Камчатки и Запада Южной Америки; приведены результаты прогноза мест сильных коровых землетрясений, осуществленного по морфоструктурным признакам с помощью алгоритмического распознавания.
Понятие континентально-океанических шовных зон введено И.П.Герасимовым /38/ для обозначения тектонически активных зон контактов океанических плит с континентальными, отмеченных процессами субдукции и выраженных глубоководными желобами с окаймляющими горными сооружениями (Кордильерами) или островными дугами и окраинными морями. Для континентально-океанических шовных зон характерно наличие поясов современного вулканизма.
Комплекс разновозрастных структурных образований земной коры, связанных единой системой простираний, укладывающихся в огромное тектоническое кольцо, разделяющее ложе Тихого океана и древние окружающие океан континенты, образует, по Ю.М.Пуща-ровскому /97/, Тихоокеанический подвижный пояс, называемый также Тихоокеанским кольцом.
Камчатский сектор составляет примерно 1/40, а Запад Южной Америки - 1/6 часть от общей длины Тихоокеанского кольца. Кон-тинентально-океаническая шовная зона Южной Америки образована желобами и горным поясом Анд с современным вулканизмом. Она достигает ширины 900 км. Камчатский сектор континентально-океа-нической шовной зоны состоит из желоба, горного сооружения Камчатки с поясом современного вулканизма, составляющих часть Курило-Камчатской островной дуги, и краевого Охотского моря. Континентально-океаничеекая шовная зона достигает здесь ширины почти 2000 км.
Изучение Тихоокеанского кольца привлекает в настоящее время большое внимание исследователей в связи с разработкой теории тектоники плит. На Тихоокеанское кольцо приходится 80% землетрясений всего земного шара. Вместе с тем, 80% всех землетрясений, приходящихся на территорию Советского Союза, происходит вблизи побережья Курильских островов и Камчатки /53/.
Морфоструктурное районирование Камчатки и Запада Южной Америки проводится на основе методики, разрабатываемой в Институте географии в последние десятилетия в связи с прогнозом мест сильных землетрясений /2; 35; 100; 101/. Однако, указанная методика до сих пор применялась к сейсмоактивным внутри-континентальным территориям и для составления схем масштаба 1:2,5 млн. В данной работе методика морфоструктурного районирования была усовершенствована применительно к континентально-океаническим шовным зонам и более мелкому масштабу исследования (1:7,5 млн.). На основе схем морфоструктурного районирования рассматриваемых секторов континентально-океанических шовных зон проведен прогноз возможного возникновения мест сильных коровых землетрясений с магнитудой М 3 7,75. Заметим, что на землетрясения с магнитудой М 7,75 приходится 80% всей сейсмической энергии Земли /121/.
Однотипно выполненные исследования морфоструктуры Камчатки и Запада Южной Америки позволили провести их сравнение и сделать ряд выводов об общих закономерностях строения континентально-океанических шовных зон.
Актуальность данного исследования определяется следующим. Работы по прогнозу места и энергии землетрясений относятся к числу важнейших и, хотя проводятся большими группами ученых с использованием самых разных методов, ни в теоретическом, ни в региональном аспектах не могут считаться решенными окончательно. Прогнозы места возможного возникновения сильных коровых землетрясений, проводимые на основе методики специального морфо структурно го районирования, уже получили практическое подтверждение. Прогноз мест сильных землетрясений в масштабе горных поясов важен и для изучения глобальной сейсмичности. Также актуальным является использование морфоструктурного районирования в интерпретации основных положений тектоники плит.
Научная новизна диссертации состоит в применении методики морфоструктурного районирования для сравнительного анализа различных поясов горообразования в пределах Тихоокеанского подвижного пояса. Впервые выявлены некоторые общие закономерности морфоструктуры континентально-океанических шовных зон. Специфические черты морфоструктуры двух секторов Тихоокеанского кольца хорошо согласуются с известными данными о тектонических процессах, возникающих в зоне субдукции при взаимодействии океанической и континентальной литосферных плит. Получены критерии высокой сейсмичности и осуществлен прогноз мест сильных землетрясений для столь протяженных территорий.
Практическое значение работы определяется прежде всего прогнозом мест, где возможно возникновение сильных землетрясений. Результаты такого прогноза могут быть использованы для уточнения сейсмического районирования, оценки сейсмического риска и при выборе территорий для крупных сооружений в горах, а также для прогноза времени землетрясений.
Структура работы. В первой главе изложены принципы формализованного морфоструктурного районирования, а также приемы отбора морфоструктурных данных для сейсмических прогнозов с помощью ЭВМ. Во второй главе рассматриваются основные этапы формирования морфоструктур и схема морфоструктурного районирования континентально-океанической шовной зоны Запада Южной Америки, составленная по формализованным признакам. Третья глава посвящена распознаванию мест возможного возникновения сильных коровых землетрясений с магнитудой М »7,75 в пределах наиболее высокосейсмичного прибрежного региона Южной Америки.
В последующих, четвертой и пятой главах изложены морфо-структурное районирование Камчатки по формализованным признакам и результаты прогноза мест сильных землетрясений Камчатки, осуществленного с помощью критериев высокой сейсмичности Запада Южной Америки. В шестой главе проведено сравнение морфоструктур Запада Южной Америки и Камчатки.
Основные научные результаты исследований сводятся к следующему.
1. Проведен морфоструктурный анализ и составлены схемы формализованного морфоструктурного районирования Запада Южной Америки и Камчатки.
2. На основе схем морфоструктурного районирования осуществлен (совместно с математиками) прогноз мест сильных коровых землетрясений для наиболее высокосейсмичных регионов рассматриваемых секторов Тихоокеанского кольца.
3. Проведено сопоставление морфоструктур Камчатки и Запада Южной Америки. Установлены черты их сходства и различия, а также некоторые общие закономерности строения континентально-океанических шовных зон.
Исследования выполнялись как плановая тема "Эндогенная и экзогенная геодинамика современного рельефа" в Отделе геоморфологии Института географии АН СССР, а после 1982 года в Отделе геодинамики рельефа того же Института. Автор глубоко благодарен научному руководителю работы зав. Отделом геоморфологии доктору географических наук А.А.Асееву за постоянные консультации и помощь в работе. Автор искренне признателен и благодарен доктору географических наук Е.Я.Ранцман, в длительном сотрудничестве с которой работал, профессору В.И.Кейлис-Бороку (ИФЗ АН), оказывавшему поддержку исследованиям. Прогноз мест возможного возникновения землетрясений был проведен в ходе научного сотрудничества с математиками Института физики Земли АН СССР А.М.Габриэловым, А.Д.Гвишиани и А.А.Соловьевым, которым автор выражает свою признательность.
