«Науки о Земле» 2014 9

Экспериментальное исследование закономерностей пространственно-временной активизации разломов в деструктивных зонах литосферы

Авторы: А. А. Тарасова, С. А. Борняков
Аннотация:

С соблюдением условий подобия проведено физическое моделирование процессов формирования деструктивных зон сдвига (ДЗС) для детального исследования деформационной динамики составляющих ее внутреннюю структуру систем разрывов и блоков. На результатах двух серий экспериментов показано, что формирующаяся разломно-блоковая внутренняя структура ДЗС имеет сложную, но закономерную, дискретную деформационную динамику развития. Она реализуется через дифференцированную по типу деформацию блоков, приводящую к избирательной пространственно-временной сегментной активизации межблоковых контактов, представленных ДЗС в виде совокупности систем разноранговых разрывов. В каждый момент времени протяженные разрывы в ДЗС, относимые к разряду активных, в действительности активны избирательно-дискретно по их длине за счет процесса сегментации. Каждый отдельный протяженный разрыв в ДЗС не бывает одновременно активен по всей его длине. Реальной активностью обладают лишь отдельные его сегменты, нередко отличающиеся по знаку смещений на них. Показано, что пространственно-временная дискретность деформационного процесса в ДЗС обусловлена внутренними свойствами упруго-вязко-пластичной среды, обеспечивающими генерацию в ней деформационных волн даже в условиях действующей с постоянной скоростью внешней нагрузки.
Ключевые слова: физическое моделирование, деформации, деструктивные зоны сдвига, активные разломы, деформационные волны, сегментная активизация
УДК: 550.31+550.34
Литература: 1. Борняков С. А. Динамика развития деструктивных зон межплитных границ (результаты моделирования) / С. А. Борняков // Геология и геофизика. – 1988. – № 6. – С. 3–10.
2. Борняков С. А. Количественный анализ параметров разномасштабных сдвигов / С. А. Борняков // Геология и геофизика. – 1990. – № 10. – С. 34–42.
3. Борняков С. А. Многоуровневая самоорганизация деструктивного процесса в сдвиговой зоне (по результатам физического моделирования) / C. A. Борняков, С. И. Шерман // Физ. мезомеханика, 2000. – Т. 3, № 4. – С. 107–115.
4. Борняков С. А. Структурные уровни деструкции в сдвиговой зоне и их отражение во фрактальных размерностях (по результатам физического моделирования) / С. А. Борняков, С. И. Шерман, А. С. Гладков // ДАН. – 2001. – Т. 377, № 1. –С. 72–75.
5. Боpняков C. А. Диссипативные структуры зон разломов и критерии их диагностики (по результатам физического моделирования) / C. А. Боpняков, В. А. Тpуcков, А. В. Чеpемныx // Геология и геофизика, 2008. – Т. 49, № 2. – С. 179–187.
6. Борняков С. А. Диссипативные процессы в зонах разломов (по результатам физического моделирования) / С. А. Борняков, Н. В. Семенова // Геология и геофизика, 2011. – Т. 52, № 6. – С. 862–870.
7. Быков В. Г. Деформационные волны Земли: концепция, наблюдения и модели // Геология и геофизика. – 2005. – Т. 46, № 11. – С. 1176–1190.
8. Василенко Н. Ф. Горизонтальные движения земной поверхности в зоне Центарально-Сахалинского разлома / Н. Ф. Василенко, Е. Д. Богданова // Тихоокеан. геология. – 1986. – № 3. – С. 45–49.
9. Гзовский М. В. Основы тектонофизики / М. В. Гзовский. – М. : Наука, 1975. – 536 с.
10. Захаров В. К. Горизонтальные деформации земной поверхности на островах Сахалин и Шикотан / В. К. Захаров, Н. Ф. Василенко, Н. В. Наумов // Тихоокеан. геология. – 1986. – № 3. – С. 119–121.
11. Семинский К. Ж. Структурно-механические свойства глинистых паст как модельного материала в тектонических экспериментах / К. Ж. Семинский. – Иркутск : ИЗК СО Акад. наук СССР, 1986. – 130 с.
12. Семинский К. Ж. Внутренняя структура континентальных разрывных зон: тектонофизический аспект / К. Ж. Семинский. – Новосибирск : ГЕО, 2003. – 244 с.
13. Семинский К. Ж. Внутренняя структура континентальных разломных зон: прикладной аспект / К. Ж. Семинский, А. С. Гладков, О. В. Лунина.– Новосибирск : ГЕО, 2005. – 293 с.
14. Шерман С. И. Физический эксперимент в тектонике и теория подобия / С. И. Шерман // Геология и геофизика. – 1984. – № 3. – С. 8–18.
15. Разломообразование в литосфере: зоны сдвига / С. И. Шерман [и др.]. – Новосибирск : Наука, Сиб. отд-е, 1991. – 262 с.
16. Разломообразование в литосфере: зоны растяжения / С. И. Шерман [и др.]. – Новосибирск : Наука, Сиб. отд-е, 1992. – 258 с.
17. Разломообразование в литосфере: зоны сжатия / С. И. Шерман, К. Ж. Семинский, С. А. Борняков и др. – Новосибирск : Наука, Сиб. отд-е, 1994. – 263 с.
18. Шерман С. И. Деструктивные зоны литосферы, их напряженное состояние и сейсмичность // Неотектоника и современная геодинамика континентов и океанов, 1996. – С. 157–158.
19. Bornyakov S. A. Mechanism of fault segmentation and character of segment interaction (from results of physical and mathematical simulation) / S. A. Bornyakov, A. N. Adamovich // Journal of Earthquake Prediction Research. – 2000. – Vol. 8, N 4. – P. 471–485.
20. Dooley T. P. Analogue modelling of intraplate strike-slip tectonics: A review and new experimental results / T. P. Dooley, G. Schreurs // Tectonophysics. – 2012. – Vol. 574–575. – P. 1–71.
21. Elsasser W. M. Convection and stress propagation in the upper mantle / W. M. Elsasser // The application of Modern Physics to the Earth and Planetary Interiors / Ed. S. K. Runcorn. – N. Y. : Willey. – 1969. – P. 223–246.
22. Richter E. F. Elementary seismology / E. F. Richter. – San Francisco : Freeman and Co, 1958. – 768 p.