Реконструкция параметров сдвиговых напряжений при формировании разноранговых разломов западного Прибайкалья на основе тектонофизической интерпретации линеаментов

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

С помощью авторского программного обеспечения удалось осуществить детальное выделение линеаментов на различных масштабных уровнях для района Обручевской системы разломов западного Прибайкалья. Выделенные линеаменты значительно дополняют закартированный каркас разрывных нарушений и согласуются с простиранием соответствующих по рангу разрывных структур. На основе анализа относительной удельной плотности линеаментов локального масштабного уровня, отражающих оперяющие мегатрещины крупных разломов, установлены неоднородные зоны динамического влияния региональных структур, которые разделены на относительно однородные сегменты. Для каждого выделенного сегмента и каждой структуры в целом с помощью разработанного программного обеспечения “Lineament Stress Calculator” проведена реконструкция параметров сдвиговых напряжений с использованием модели П. Л. Хэнкока. Ранее доказано, что основные черты раннепалеозойского этапа развития региона в процессе аккреции Ольхонского террейна к южной окраине Сибирского кратона сопровождались активизацией правосдвиговых смещений по ЮЗ–СВ аккреционным швам и процессами активного метаморфизма. Полученными результатами подтверждено, что магистральные разломы ЮЗ–СВ простирания, субпараллельные краевому шву Сибирской платформы, на раннем этапе развития формировались как правые сдвиги при ориентировке оси сжатия ≈ 90°. Разломы второго порядка СЗ–ЮВ ориентировки определены как левые сдвиги и, вероятно, закладывались в это время как антитетические сколы по отношению к магистральным структурам, получив свое развитие при дальнейших структурных перестройках региона.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

А. Д. Свечеревский

Институт геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: alexey@svecherevskiy.ru
Россия, Москва

С. А. Устинов

Институт геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии РАН; Институт динамики геосфер имени академика М. А. Садовского РАН

Email: alexey@svecherevskiy.ru
Россия, Москва; Москва

Д. С. Лапаев

Институт геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии РАН

Email: alexey@svecherevskiy.ru
Россия, Москва

В. А. Петров

Институт геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии РАН

Email: alexey@svecherevskiy.ru
Россия, Москва

Список литературы

  1. Александров В.К. Надвиговые и шарьяжные структуры Прибайкалья. Новосибирск: Наука. 1990. 103 с.
  2. Аржанникова А.В., Гофман Л.Е. Проявление неотектоники в зоне влияния Приморского разлома // Геология и геофизика. 2000. Т. 41. № 6. С. 811–818.
  3. Борняков С.А., Семинский К.Ж., Буддо В.Ю., Мирошниченко А.И., Черемных А.В., Черемных А.С., Тарасова А.А. Основные закономерности разломообразования в литосфере и их прикладные следствия (по результатам физического моделирования) // Геодинамика и тектонофизика. 2014. № 5(4). С. 823–861.
  4. Гзовский М.В. Основы тектонофизики. М.: Наука. 1975. 536 с.
  5. Гладкочуб Д.П., Донская Т.В., Федоровский В.С., Мазукабзов А.М., Ларионов А.Н., Сергеев., С.А. Ольхонский метаморфический террейн Прибайкалья: раннепалеозойский композит фрагментов неопротерозойской активной окраины // Геология и геофизика. 2010. Т. 51. № 5. С. 571–588.
  6. Гладкочуб Д.П., Донская Т.В., Федоровский В.С., Мазукабзов А.М., Скляров Е.В., Лавренчук А.В., Лепехина Е.Н. Фрагмент раннепалеозойской (500 млн лет) островной дуги в структуре Ольхонского террейна (Центрально-Азиатский складчатый пояс) // Докл. РАН. 2014. Т. 457. № 4. С. 429–433.
  7. Государственная геологическая карта Российской Федерации. Масштаб 1:1 000 000 (третье поколение). Серия Ангаро-Енисейская. Лист N-48 — Иркутск. Объяснительная записка / Под ред. Е.П. Миронюка. СПб.: Картфабрика ВСЕГЕИ. 2009. 574 с.
  8. Донская Т.В., Гладкочуб Д.П., Федоровский В.С., Мазукабзов А.М., Чо М., Чонг В., Ким Д. Синметаморфические гранитоиды (~ 490 млн лет) — индикаторы аккреционной стадии в эволюции Ольхонского террейна (Западное Прибайкалье) // Геология и геофизика. 2013. Т. 54. № 10. С. 1543–1561.
  9. Зорин Ю.А., Скляров Е.В., Беличенко В.Г., Мазукабзов А.М. Механизм развития системы островная дуга — задуговый бассейн и геодинамика Саяно-Байкальской складчатой области в позднем рифее — раннем палеозое // Геология и геофизика. 2009. № 3. С. 209–226.
  10. Иванченко Г.Н., Горбунова Э.М. Формализованный линеаментный анализ геологических структур Прибайкалья // Физика Земли. 2021. № 5. С. 223–234.
  11. Кац Я.Г., Полетаев А.И., Румянцева Э.Ф. Основы линеаментной тектоники. М.: Недра. 1986. 144 с.
  12. Корбутяк А.Н., Фролова Н.С., Мишакина А.А. Физическое моделирование структурообразования в осадочном чехле над разломом фундамента. Сопоставление с эшелонированными нефтегазоносными валообразными поднятиями севера Западно-Сибирской плиты // Каротажник. 2018. № 3 (285). С. 57–67.
  13. Кузьмин Ю.О. Современные аномальные деформации земной поверхности в зонах разломов: сдвиг или раздвиг? // Геодинамика и тектонофизика. 2018. Т. 9. № 3. С. 967–987.
  14. Леви К.Г., Аржанникова А.В., Буддо В.Ю., Кириллов П.Г., Лухнев А.В., Мирошниченко А.И., Ружич В.В., Саньков В.А. Современная геодинамика Байкальского рифта // Разведка и охрана недр. 1997. № 1. С. 10–20.
  15. Лунина О.В., Гладков А.С., Неведрова Н.Н. Рифтовые впадины Прибайкалья: тектоническое строение и история развития. Новосибирск: Академическое изд-во “Гео”. 2009. 316 с.
  16. Мац В.Д., Уфимцев Г.Ф., Мандельбаум М.М., Алакшин А.М., Поспеев А.В., Шимараев М.Н., Хлыстов О.М. Кайнозой Байкальской рифтовой впадины: строение и геологическая история. Новосибирск: изд-во СО РАН филиал “Гео”. 2001. 252 с.
  17. Мельникова В.И., Радзиминович Н.А. Параметры сейсмотектонических деформаций земной коры Байкальской рифтовой зоны по сейсмологическим данным // Докл. РАН. 2007. Т. 416. № 4. С. 543–545.
  18. Мишарина Л.А., Солоненко Н.В. Механизм очагов и поле тектонических напряжений. Сейсмическое районирование Восточной Сибири и его геолого-геофизические основы. Наука. 1977. C. 71–78.
  19. Обухов С.П., Ружич В.В. Структура и положение Приморского сбросо-сдвига в системе главного разлома Западного Прибайкалья // Геология и полезные ископаемые Восточной Сибири. Иркутск: ИЗК СО РАН. 1971. С. 65–68.
  20. Парфеевец А.В., Саньков В.А., Мирошниченко А.И., Лухнев А.В. Эволюция напряженного состояния земной коры Монголо-Байкальского подвижного пояса // Тихоокеанская геология. 2002. Т. 21. № 1. С. 14–28.
  21. Петров В.А., Мострюков А.О., Васильев Н.Ю. Структура современного поля напряжений мезозойско-кайнозойского цикла деформации Байкальской рифтовой зоны // Геофизические исследования. 2008. Т. 9. № 3. С. 39–61.
  22. Петров В.А., Сим Л.А., Насимов Р.М., Щукин С.И. Разломная тектоника, неотектонические напряжения и скрытое урановое оруденение в районе Стрельцовской кальдеры // Геология рудных месторождений. 2010. Т. 52. № 4. С. 310–320.
  23. Плешанов С.П., Чернов Ю.А. О генетической связи кайнозойских разрывных нарушений западного Прибайкалья с разломами докембрийского заложения // Вопросы геологии Прибайкалья и Забайкалья. 1971. С. 51–54.
  24. Ребецкий Ю.Л., Сим Л.А., Маринин А.В. От зеркал скольжения к тектоническим напряжениям. Методики и алгоритмы. М.: ГЕОС. 2017. 235 с.
  25. Семинский К.Ж. Внутренняя структура континентальных разломных зон. Новосибирск: изд-во СО РАН. Филиал “Гео”. 2003. 244 с.
  26. Семинский К.Ж., Кожевников Н.О., Черемных А.В., Поспеева Е.В., Бобров А.А., Оленченко В.В., Тугарина М.А., Потапов В.В., Бурзунова Ю.П. Межблоковые зоны северозападного плеча Байкальского рифта: результаты комплексных геологогеофизических исследований по профилю п. Баяндай — м. Крестовский // Геология и геофизика. 2012. Т. 53. № 2. С. 250–269.
  27. Семинский К.Ж., Кожевников Н.О., Черемных А.В., Поспеева Е.В., Бобров А.А., Оленченко В.В., Тугарина М.А., Потапов В.В., Зарипов Р.М., Черемных А.С. Межблоковые зоны в земной коре юга Восточной Сибири: тектонофизическая интерпретация геологогеофизических данных // Геодинамика и тектонофизика. 2013. Т. 4. № 3. С. 203–278.
  28. Семинский К.Ж. Спецкартирование разломных зон земной коры. Статья 1. Теоретические основы и принципы // Геодинамика и тектонофизика. 2014. Т. 5. № 2. С. 445–467.
  29. Скляров Е.В., Федоровский В.С., Котов А.Б., Лавренчук А.В., Мазукабзов А.М., Старикова А.Е. Инъекционные карбонатные и силикатно-карбонатные комплексы в коллизионных системах на примере Западного Прибайкалья // Геотектоника. 2013. № 3. С. 58–77.
  30. Федоровский В.С., Владимиров А.Г., Хаин Е.В. Тектоника и магматизм коллизионных зон каледонид Центральной Азии // Геотектоника. 1995. № 3. С. 3–22.
  31. Федоровский В.С. Купольный тектогенез в коллизионной системе каледонид Западного Прибайкалья // Геотектоника. 1997. № 6. С. 56–71.
  32. Фролова Н.С., Кара Т.В., Читалин А.Ф., Чернецкий А.Г. Аналоговое моделирование сложных сдвиговых зон. Пример Баимской рудной зоны (западная Чукотка). Проблемы тектоники континентов и океанов: Материалы LI-го Тектонического совещания. 2019. С. 320–324.
  33. Черемных А.В. Разломно-блоковое строение земной коры и напряженное состояние в зонах региональных разломов восточного побережья озера Байкал // Геология и геофизика. 2006. Т. 47. № 2. С. 250–258.
  34. Черемных А.В. Поля напряжений в зоне Приморского сброса (Байкальский рифт) // Литосфера. 2011. № 1. С. 135–142.
  35. Черемных А.В., Гладков А.С., Черемных А.С. Экспериментальное исследование формирования сети разрывов Накынского поля Якутской алмазоносной провинции // Известия Сибирского отделения Секции наук о Земле РАЕН. Геология, разведка и разработка месторождений полезных ископаемых. 2017. Т. 40. № 1. С. 66–82.
  36. Черемных А.В., Черемных А.С., Бобров А.А. Морфоструктурные и структурно-парагенетические особенности разломных зон Прибайкалья (на примере Бугульдейского дизъюнктивного узла) // Геология и геофизика. 2018. Т. 59. № 9. С. 1372–1383.
  37. Шерман С.И., Борняков С.А., Буддо В.Ю. Области динамического влияния разломов (результаты моделирования). Новосибирск: Наука. СО АН СССР. 1983. 110 с.
  38. Шерман С.И., Днепровский Ю.И. Поля напряжений земной коры и геолого-структурные методы их изучения. Новосибирск: Наука. 1989. 158 с.
  39. Шерман С.И. Сейсмический процесс и прогноз землетрясений: тектонофизическая концепция. Новосибирск: Гео. 2014. 359 с.
  40. Anders M.H., Wiltschko D.V. Microfracturing, paleostress and the growth of faults // J. Struct. Geol. 1994. V. 16. № 6. P. 795–815.
  41. Anderson E.M. The dynamics of faulting // Transactions of the Edinburgh Geological Society. 1905. № 8. P. 387–402.
  42. Arzhannikova A., Arzhannikov S.G. Morphotectonic and paleoseismological studies of Late Holocene deformation along the Primorsky Fault, Baikal Rift // Geomorphology. 2019. V. 342. P. 140–149.
  43. Brink U.S., Taylor M.H. Crustal structure of central Lake Baikal: insights into intracontinental rifting // J. Geophys. Res. 2002. V. 107. № B7. https://doi.org/10.1029/2001JB000300
  44. Cheremnykh A.V., Burzunova Yu.P., Dekabryov I.K. Hierarchic features of stress field in the Baikal region: Case study of the Buguldeika Fault Junction // Journal of Geodynamics. 2020. V. 141–142. Р. 101797.
  45. Delvaux D., Moeys R., Stapel G., Melnikov A., Ermikov V. Paleostress reconstructions and geodynamics of the Baikal region, Central Asia. Part I: Palaeozoic and Mesozoic pre-rift evolution // Tectonophysics. 1995. V. 252. № 1. P. 61–101.
  46. Delvaux D., Moyes R., Stapel G., Petit C., Levi K., Miroshnitchenko А., Ruzhich V., San′kov V. Paleostress reconstruc-tion and geodynamics of the Baikal region, Central Asia. Part II: Cenozoic rifting // Tectonophysics. 1997. V. 282. № 1. P. 1–38.
  47. Donskaya T.V., Gladkochub D.P., Fedorovsky V.S., Sklyarov E.V., Cho M., Sergeev S.A., Demonterova E.I., Mazukabzov A.M., Lepekhina E.N., Cheong W., Kim J. Pre-collisional (0.5 Ga) complexes of the Olkhon terrane (southern Siberia) as an echo of events in the Central Asian Orogenic Belt // Gondwana Res. 2017. 42. P. 243–263. https://doi.org/10.1016/j.gr.2016.10.016
  48. Enoh M.A., Okeke F.I., Okeke U.C. Automatic lineaments mapping and extraction in relationship to natural hydrocarbon seepage in Ugwueme, South-Eastern Nigeria // Geod. Cartogr. 2021. V. 47. P. 34–44.
  49. Faulkner D.R., Mitchell T.M., Jensen E., Cembrano J. Scaling of fault damage zones with displacement and the implications for fault growth processes // J. Geophys. Res. Solid Earth. 2011. V. 116. № 5. P. 1–11.
  50. Faulkner D.R., Sanchez-Roa C., Boulton C., den Hartog, S.A.M. Pore fluid pressure development in compacting fault gouge in theory, experiments, and nature // J. Geophys. Res.: Solid Earth. 2018. V. 123. № 1. P. 226–241.
  51. Gladkochub D.P., Donskaya T.V., Wingate M.T.D., Poller U., Kröner A., Fedorovsky V.S., Mazukabzov A.M., Todt W., Pisarevsky S.A. Petrology, geochronology, and tectonic implications of ca. 500 Ma metamorphic and igneous rocks along the northern margin of the Central-Asian Orogen (Olkhon terrane, Lake Baikal, Siberia) // J. Geol. Soc. Lond. 2008. V. 165. P. 235–246. https://doi.org/10.1144/0016-76492006-125
  52. Hancock P.L. Brittle microtectonics: principles and practice // J. of Struct. Geol. 1985. V. 7. № 3/4. P. 437–457.
  53. Hawker L., Uhe P., Paulo L., Sosa J., Savage J.T., Sampson C.C., Neal J.C. A 30 m global map of elevation with forests and buildings removed // Environmental Research Letters. 2022. V.17. № 2. P. 24016.
  54. Hobbs W.H. Lineaments of the Atlantic Border Region // Geological Society. American Bulletin. 1904. V. 15. P. 483–506.
  55. Ivanchenko G.N., Gorbunova E.M., Cheremnykh A.V. Some Possibilities of Lineament Analysis in Mapping Faults of Different Ranks: Case Study of the Baikal Region // Izvestiya, Atmospheric and Ocean Physic. 2022. V. 58. № 9. Р. 1086–1099. https://doi.org/10.1134/S0001433822090092
  56. Jolivet M., De Boisgrollier T., Petit C., Fournier M., Sankov V.A., Ringenbach J.-C., Byzov L., Miroshnichenko A.I., Kovalenko S.N., Anisimova S.V. How old is the Baikal Rift Zone? Insight from apatite fission track thermochronology // Tectonics. 2009. V. 28. P. TC3008. https://doi.org/10.1029/2008TC002404
  57. Lunina O.V., Gladkov A.S., Cheremnykh A.V. Fracturing in the Primorsky fault zone (Baikal Rift system) // Russ. Geol. Geophys. 2002. V. 43. № 5. P. 446–455.
  58. Mats V.D., Lobatskaya R.M., Khlystov O.M. Evolution of faults in continental rifts: morphotectonic evidence from the south-western termination of the North Baikal basin // Earth Science Frontiers. 2007. V. 14. № 1. P. 207–219.
  59. Mats V.D., Perepelova T.I. A new perspective on evolution of the Baikal Rift // Geosci. Front. 2011. V. 2. № 3. P. 349–365.
  60. Petit C., Déverchère J. Structure and evolution of the Baikal rift: a synthesis // Geochemistry, Geophysics, Geosystems. 2006. V. 7. № 11. P. Q11016. https://doi.org/10.1029/2006GC001265
  61. San′kov V.A., Miroshnichenko A.I., Levi K.G., Lukhnev A., Melnikov A.I., Delvaux D. Cenozoic stress field evolution in the Baikal rift zone // Bulletin du Centre de Recherches Elf Exploration Production. 1997. V. 21. № 2. P. 435–455.
  62. Wilson J.E., Chester J.S., Chester F.M. Microfracture analysis of fault growth and wear processes, Punchbowl Fault, San Andreas System, California // J. Struct. Geol. 2003. №. 25. P. 1855–1873.
  63. Zlatopolsky A.A. Program LESSA (Lineament Extraction and Stripe Statistical Analysis) automated linear image features analysis — experimental results // Computers & Geoscience. 1992. V. 18. № 9. Р. 1121–1126.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Схема возможной миграции Баргузинского микроконтинента в неопротерозое — раннем палеозое по работам [Гладкочуб и др., 2010; 2014]: 1 — Баргузинский микроконтинент; 2 — островная дуга; 3 — задуговый бассейн; 4 — зона задугового спрединга; 5 — неопротерозойская рифтовая зона на юго-востоке Сибирского кратона; 6 — палеосубдукционная зона; 7 — предполагаемый трансформный разлом; 8 — направление возможной миграции Баргузинского микроконтинента в неопротерозое–раннем кембрии.

Скачать (195KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Геологическая схема района Обручевской системы разломов Байкальской рифтовой зоны по данным работ [Gladkochub et al., 2008; Государственная…, 2009; Донская и др., 2013; Гладкочуб и др., 2014; Donskaya et al., 2017; Cheremnykh et al., 2020]: 1 — прибрежные озерные отложения и аллювий террас речных долин; 2 — Манзурская свита, осадочные отложения; 3 –Халагайская и Харанцинская свиты объединенные, осадочные отложения; 4 — Баяндайская свита, осадочные отложения; 5 — Юрские отложения чехла сибирской платформы; 6 — отложения нижнего и среднего кембрия Сибирского кратона; 7 — Атарханский перидотит-габбровый комплекс; 8 — Озерский габбро–диоритовый комплекс; 9 — Ольхонский мигматит–гранитный комплекс; 10 — раннепалеозойские метаморфические комплексы Ольхонского террейна; 11 — верхнепротерозойские отложения (Байкальская группа); 12 — Приморский гранитный комплекс; 13 — фундамент раннепротерозойского кратона; 14 — основные разломы; 15 — предполагаемые простирания сместителей основных разломов.

Скачать (541KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Схемы относительной удельной плотности и розы-диаграммы ориентировки выявленных линеаментов для различных масштабных уровней Обручевской системы разломов Байкальской рифтовой зоны: (а) — региональный; (б) — субрегиональный; (в) — надлокальный; (г) — локальный. Толстые черные линии — разломы Обручевской системы и другие установленные разрывные нарушения, тонкие черные линии — выявленные линеаменты. От синих к красным областям показано увеличение относительной удельной плотности линейных объектов. N — количество выявленных линеаментов на определенном масштабном уровне.

Скачать (2MB)
Метаданные
5. Рис. 4. Схема расположения четвертей (N1–N4) пространственного распределения оперяющих структур относительно ориентировки сместителя магистрального разлома (красная штриховка — Y).

Скачать (204KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Системы эшелонированных структурных элементов, образующихся в сдвиговой разломной зоне при простом скалывании [Hancock, 1985]: Y — магистральный сдвиг; R и R′ — сопряженные сколы Риделя; X, P — вторичные сдвиги; e — отрывы; n — сбросы; t — взбросы; f — складки; S1 — кливаж; σ1 — ось максимального сжатия; σ3 — ось максимального растяжения.

Скачать (195KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Схема относительной удельной плотности линеаментов локального масштабного уровня и выделенные зоны динамического влияния с однородными сегментами зон разноранговых разломов: зеленый — Прибайкальский разлом; фиолетовый — Приморский разлом; красный — Академический разлом; синий — зоны влияния разрывов второго ранга: 1 — Хидусская зона, 2 — Ангинская зона, 3 — Сарминская зона, 4 — Среднеиликтинская зона, 5 — Правоиликтинская зона, 6 — Зундукская зона.

Скачать (607KB)
Метаданные
8. Рис. 7. Результат тектонофизической интерпретации параметров ПНД на основе анализа мегатрещин для зоны Прибайкальского разлома и ее сегментов с помощью ПО LSC. Цифрами указаны номера сегментов зоны разлома и соответствующие им розы-диаграммы.

Скачать (1MB)
Метаданные
9. Рис. 8. Результат тектонофизической интерпретации параметров ПНД на основе анализа мегатрещин для зоны Приморского разлома и ее сегментов с помощью ПО LSC. Цифрами указаны номера сегментов зоны разлома и соответствующие им розы-диаграммы.

Скачать (990KB)
Метаданные
10. Рис. 9. Результат тектонофизической интерпретации параметров ПНД на основе анализа мегатрещин для зоны Академического разлома и ее сегментов с помощью ПО LSC. Цифрами указаны номера сегментов зоны разлома и соответствующие им розы-диаграммы.

Скачать (967KB)
Метаданные
11. Рис. 10. Результат тектонофизической интерпретации параметров ПНД на основе анализа линеаментов для системы зон разломов ЮВ–СЗ простирания с помощью ПО LSC. Цифрами указаны номера сегментов зоны разлома и соответствующие им розы-диаграммы.

Скачать (982KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2025