Актуальность. Исследование глубинного строения в контактных зонах литосферных блоков в сопоставлении с сейсмичностью и регистрируемыми современными движениями имеет важнейшее значение для правильного понимания геодинамических процессов. Кавказская коллизионная зона характеризуется высокой геодинамической и тектонической активностью и сейсмичностью. Формирование тектонической структуры горно-складчатого сооружения Кавказа (далее - Кавказа) связано, в первую очередь, с напряжениями субгоризонтального сжатия, ориентированными, в общем, вкрест простирания и на современном этапе развития такие напряжения играют определяющую роль. С целью представления тектонического процесса в рамках единой кинематической модели была поставлена задача объединения структур Большого Кавказа, Осетинской впадины и Сунженского хребта единым глубинным геофизическим разрезом. Методы.Для построения структур Большого Кавказа, Осетинской впадины и Сунженского хребта единым глубинным геофизическим разрезом был применён метод микросейсмического зондирования (ММЗ). Результаты. Предложена кинематическая схема тектонических движений, которая позволяет объяснить наличие в тектонической зоне северной моноклинали Кавказа серии падающих на север надвигов и взбросов. При коллизии складчато-глыбового горного сооружения Кавказа и Скифской плиты верхний слой 8-11 км надвигается на Кавказ быстрее, проскальзывая по контакту 8-11 км, и создает листрику Владикавказского разлома. Сдвиг идет по поверхности фундамента, что объясняет сейсмичность, приуроченную к границе фундамент-осадки на глубине около 10 км. В районе Владикавказского разлома при столкновении с консолидированным приподнятым массивом Кавказа происходит процесс выпучивания осадочной толщи. Сунженский хребет является промежуточной складкой этого процесса. Зафиксированное спутниковыми геодезическими измерениями более быстрое поднятие бортов Владикавказского разлома по сравнению с его центральной частью объясняется тем, что для южной ветви разлома это связано с задиранием осадочного толщи при столкновении с приподнятым глыбовым фронтом Кавказа. Над северной ветвью разлома формируется независимый фронт поднятия. Relevance. The study of the depth structure in the contact zones of lithospheric blocks in comparison with seismicity and recorded recent movements is of utmost importance for the correct understanding of geodynamic processes. The Caucasian collision zone is characterized by high geodynamic and tectonic activity and seismicity. The formation of the tectonic structure of the Caucasus mountain-fold structure (hereinafter referred to as the Caucasus) is primarily associated with subhorizontal compression stresses oriented, in general, across the strike, and at the present stage of development such stresses play a determining role. In order to represent the tectonic process within the framework of a unified kinematic model, the goal was set to unite the structures of the Greater Caucasus, the Ossetian Depression and the Sunzhensky Ridge by a single deep geophysical section. Methods. The method of microseismic sounding was applied to build the structures of the Greater Caucasus, the Ossetian Depression and the Sunzhensky Ridge as a single deep geophysical section. Results. A kinematic scheme of tectonic movements is proposed, which allows to explain the presence of a series of northward-dipping thrusts and thrusts in the tectonic zone of the northern monocline of the Caucasus. During collision of the fold-and-boulder mountain structure of the Caucasus and the Scythian plate, the upper 8-11 km layer thrusts faster into the Caucasus, slipping across the 8-11 km contact, and creates the listric of the Vladikavkaz fault. The thrusting is along the basement surface, which explains the seismicity confined to the basement-sediment boundary at a depth of about 10 km. In the vicinity of the Vladikavkaz fault, the sedimentary strata is bulging as it collides with the consolidated uplifted massif of the Caucasus. The Sunzhensky Ridge is an intermediate fold of this process. The faster uplift of the sides of the Vladikavkaz fault as compared to its central part recorded by satellite geodetic measurements is explained by the fact that for the southern branch of the fault it is associated with the bulging of the sedimentary strata during collision with the uplifted clastic front of the Caucasus. An independent uplift front is formed above the northern branch of the fault.
Актуальность. Исследование глубинного строения в контактных зонах литосферных блоков в сопоставлении с сейсмичностью и регистрируемыми современными движениями имеет важнейшее значение для правильного понимания геодинамических процессов. Кавказская коллизионная зона характеризуется высокой геодинамической и тектонической активностью и сейсмичностью. Формирование тектонической структуры горно-складчатого сооружения Кавказа (далее - Кавказа) связано, в первую очередь, с напряжениями субгоризонтального сжатия, ориентированными, в общем, вкрест простирания и на современном этапе развития такие напряжения играют определяющую роль. С целью представления тектонического процесса в рамках единой кинематической модели была поставлена задача объединения структур Большого Кавказа, Осетинской впадины и Сунженского хребта единым глубинным геофизическим разрезом. Методы. Для построения структур Большого Кавказа, Осетинской впадины и Сунженского хребта единым глубинным геофизическим разрезом был применён метод микросейсмического зондирования (ММЗ). Результаты. Предложена кинематическая схема тектонических движений, которая позволяет объяснить наличие в тектонической зоне северной моноклинали Кавказа серии падающих на север надвигов и взбросов. При коллизии складчато-глыбового горного сооружения Кавказа и Скифской плиты верхний слой 8-11 км надвигается на Кавказ быстрее, проскальзывая по контакту 8-11 км, и создает листрику Владикавказского разлома. Сдвиг идет по поверхности фундамента, что объясняет сейсмичность, приуроченную к границе фундамент-осадки на глубине около 10 км. В районе Владикавказского разлома при столкновении с консолидированным приподнятым массивом Кавказа происходит процесс выпучивания осадочной толщи. Сунженский хребет является промежуточной складкой этого процесса. Зафиксированное спутниковыми геодезическими измерениями более быстрое поднятие бортов Владикавказского разлома по сравнению с его центральной частью объясняется тем, что для южной ветви разлома это связано с задиранием осадочного толщи при столкновении с приподнятым глыбовым фронтом Кавказа. Над северной ветвью разлома формируется независимый фронт поднятия.
В мировой практике Глобальные Навигационные Спутниковые Системы (ГНСС) исполь- зуются как измерительное средство при решении локальных и глобальных задач геодинамики. С 1991 г. они начали использоваться при изучении современной геодинамики Большого Кавказа (БК). Анализ предварительных результатов (проведено две эпохи измерений, 06.1993 г. и 09.1994 г.) на 21 станции GPS-TRIMBLE по Российско-Германскому проекту “WEGENER” (руководитель P. Wilson, IFAG г. Кельн ФРГ) приведен в данной статье. Станции располагались в структурно-формационных зонах (СФЗ) Бе- часынской, Передового и Главного хребтов и Южного склона БК так, чтобы были получены измерения скоростей и векторов направленности перемещений блоков в каждой СФЗ. Реперный пункт в станице Зеленчукской стабилен по сравнению с международным реперным пунктом на Скандинавском щите. Известно, что большие (10–17 мм/год) скорости горизонтальных смещений с векторами смещений с СЗ и ССЗ ориентировками характерны для Аравийской плиты и смежных частей Средиземноморского подвижного пояса. Векторы перемещений с ССВ ориентировкой (скорости 9–12 мм/год) характерны для ЮВ части Малого Кавказа, что подтверждает северный дрейф Аравийской плиты. Перед фрон- тальной частью выступа Аравийской плиты векторы скоростей (2–4 мм/год) имеют СВ ориенти- ровку. На севере БК в Ставропольском сводовом поднятии установлены величины векторов СВ и СЗ ориентировок в пределах 2.5–3 мм/год, что свидетельствует о неощутимом влиянии здесь северного дрейфа Аравийской плиты. Характер распределения векторов скоростей горизонтальных смещений в пунктах измерений подтверждает наличие Транскавказского поперечного поднятия (ТПП). По скорости аплифта БК четко подразделяется на два крупных блока: Западный – от г. Геленджик на западе до долины р. Баксан на востоке, и Восточный – от долины р. Баксан до долины р. Урух на вос- токе. В Западном блоке максимальные скорости аплифта (5–6 мм/год) установлены только в районе г. Геленджик, что может быть обусловлено воздыманием в пределах Туапсинской поперечной структуры. В Восточном блоке установлено, что на южной окраине Скифской платформы, в районе лакколитов Кавминвод, скорость подъема достигает 6 мм/год, а значительно южнее, в СФЗ Передового и Главного хребтов БК, средняя скорость подъема центральной части блока составляет 13 мм/год. Близкие к нашим данные о скоростях современных поднятий на БК были получены Д.А. Лилиенбергом с соавторами в результате трех эпох (1925/27–1946/50; 1946/50–1970/75 и 1970/75–1985/92 гг.) повтор- ного нивелирования. In world practice, the Global Navigation Satellite System (GNSS) is used as a measuring tool for solving local and global problems of geodynamics. Since 1991, it has been used to study the modern geodynamics of the Greater Caucasus (GC). Analysis of preliminary results (two measurement epochs were carried out - 06.1993 and 09.1994) at 21 GPS-TRIMBLE stations according to the Russian-German project “WEGENER” (head P. Wilson, IFAG Cologne, Germany) is provided in this article. The stations were located in the structural-formational zones (SFZ): Bechasynskaya, Peredovoy and Glavnoy Ridges and the southern slope of the BC in such a way that the measurements of the velocities and direction vectors of displacements of blocks will characterize those in each SFZ. The reference point in the village of Zelenchukskaya is stable compared to the international reference point on the Scandinavian shield. It is known that large (10-17 mm / yr) rates of horizontal displacements with displacement vectors with NW and NNW orientations are characteristic of the Arabian plate and adjacent parts of the Mediterranean mobile belt. Displacement vectors with NNE orientation (velocity of 9-12 mm / year) are typical for the southeastern part of the Lesser Caucasus, which confirms the northern drift of the Arabian plate. In front of the frontal part of the Arabian plate protrusion, the velocity vectors (2-4 mm / yr) have a NE orientation. In the north of the GC in the Stavropol arch uplift, the values of the NE and NW vectors are established orientations within the range of 2.5-3 mm / year, which indicates that the influence of the northern drift of the Arabian plate is not perceptible here. The nature of the distribution of the horizontal displacement velocity vectors at the measurement points confirms the presence of the Transcaucasian transverse uplift (TTU).. According to the uplift velocities, the GC is clearly divided into two large blocks. Western block - from the city of Gelengik in the west and to the valley of the river. Baksan in the east. Eastern block - from the river valley. Baksan and to the valley of the river. Urukh in the east. In the Western block, the maximum uplift rates, 5-6 mm / year, were established only in the area of Gelengik, which is probably due to the uplift of the transverse structure in the Tuapse. In the Eastern block, it was found that on the southern edge of the Scythian platform, in the area of laccoliths Kavminvod, the ascent rate reaches 6 mm / year, and much further to the south, in the SFZ of the Peredovoy and Glavnoy Ridges, the average rate of ascent of the central part of the block is 13 mm / year. Lilienberg D.A. with co-authors as a result of three epochs (1925 \ 27-1946 / 50; 1946 / 50-1970 / 75 and 1970 / 75-1985 / 92) of repeated leveling.
В статье освещены результаты впервые выполненных GPS-измерений вдоль геодезического профиля, пересекающего все основные геологические структуры в Осетинском регионе Большого Кавказа. Интерпретация результатов измерений выполнена в сопоставлении с результатами неотектонических исследований и данными о глубинном строении. Максимальное уменьшение современных скоростей поперечного сжатия зафиксировано в области наивысшего подъема к земной поверхности низкодобротного объема земной коры, оказывающего распирающее действие на все горное сооружение. Наличие значимых поперечных смещений поверхности отражает сдвиговую составляющую по крупнейшим разломам кавказского простирания. Полностью подтвердилось прогнозированное ранее существенное снижение скорости горизонтальных движений по окончании афтершокового процесса катастрофического Рачинского землетрясения 1991 г. на южном склоне Большого Кавказа. The article highlights the results of the first performed GPS-measurements along the geodetic profile crossing all the main geological structures in the Ossetian region of the greater Caucasus.The interpretation of the measurement results was performed in comparison with the results of neotectonic studies and data on the deep structure.The maximum decrease in the current transverse velocity of compression rates is recorded in the area of the highest rise to the earth's surface of the low quality volume of the earth's crust, which has a bursting effect on the entire mountain structure.The presence of significant transverse displacements of the surface reflects the shear component along the largest faults of the Caucasian strike.The previously predicted significant decrease in the rate of horizontal movements at the end of the aftershock process of the catastrophic Racha earthquake of 1991 on the southern slope of the greater Caucasus was fully confirmed.
Суммированы первые результаты геодезических наблюдений, выполненных развернутой около года назад локальной сетью приборов GPS. Выявлено, что зона Владикавказского разлома демонстрирует полную пассивность в поле современных горизонтальных движений. Кроме того эта зона сейсмоактивного в недавнем прошлом разлома уже на протяжении нескольких десятков лет не активна даже на уровне умеренных сейсмических событий. Исключением является слабое Хаталдонское землетрясение 2008 г., произошедшее в пределах Владикавказского разлома. В связи с этим зону разлома можно рассматривать как структуру, находящуюся сейчас в обстановке сейсмического затишья, и в будущем способную генерировать сильное землетрясение The first results of the geodetic observations, performed by the local network of GPS created approximately one year ago are summarized. It is revealed, that the Vladikavkaz breaking zone demonstrates complete passiveness in the field of contemporary horizontal motions. Furthermore this recently seismoactive breaking zone is not already for a period several decades active even at the level of the moderate seismic events. Exception is the weak Khataldon earthquake 2008, which occurred in the limits of Vladikavkaz breaking. In connection with this the zone of breaking can be considered as structure, which is located now in the situation of seismic calm, and in the future capable of generating strong earthquake.
В статье представлено поле скоростей Северного Кавказа, полученное по результатам наблюдений на станциях СКГС, характерным аспектом которого относительно ITRF2008 (International Terrestrial Reference System) является заметное горизонтальное смещение в северо-восточном направлении со скоростью 2628 мм/год. Относительно неподвижной Евразии выявлено общее сжатие региона со скоростью 12 мм/год, которое является источником современной геологической и сейсмической активности в пограничной области Кавказа и Восточно-Европейской платформы.
По деформационным данным, полученным с помощью Баксанского лазерного интерферометра деформографа, выполнен анализ собственных колебаний Земли, возбужденных тремя крупнейшими землетрясениями последнего десятилетия. Это землетрясения в Индийском океане (СуматраАндаман) 2004 г., в Чили 2010 г. и в Японии 2011 г. Изучена спектрально-временная структура собственных колебаний, особенности взаимодействия мод с близкими частотами (кросс-каплинг эффект). Исследован вопрос соответствия наблюдаемых мод СКЗ модельным значениям (модель PREM) для каждого из трех землетрясений. Обнаружено уверенное систематическое смещение в сторону бльших частот для тороидальных мод c угловым номером l = 1219. Максимальная плотность энергии тороидальных колебаний сосредоточена в верхней мантии Земли. Поэтому обнаруженный эффект соответствует большей скорости распространения поперечных волн в верхней мантии, чем это дает модель PREM. льших частот для тороидальных мод c угловым номером l = 1219. Максимальная плотность энергии тороидальных колебаний сосредоточена в верхней мантии Земли. Поэтому обнаруженный эффект соответствует большей скорости распространения поперечных волн в верхней мантии, чем это дает модель PREM.
Представлены результаты измерения абсолютные значения ускорениия g на семи Северо-Кавказского региона, образующих опорную сеть для контроля вертикальных движений региона гравиметрическим методом. Для распространения сети на другие участки региона разработана методика, основанная на измерении D g между новым и опорным пунктами высокоточным относительным гравиметром.Results of absolute gravity measurements on seven sites of Northern Caucasus region, which form a reference network for control of vertical movements of the region by a gravimetric method, are presented. To spread this network to other parts of the region without carrying out expensive absolute measurements, the technique based on measurement of the gravity increment between the new and reference sites by the high-precision relative gravity meter is developed. Two-years observations showed availability of this technique, nevertheless, for reliable determination of the site vertical movements, the observations on longer time interval are necessary.
Представлены результаты измерения приращений силы тяжести относительными гравиметрами на семи пунктах Северо-Кавказского региона, образующих опорную гравиметрическую сеть для определе- ния вариаций абсолютных значений силы тяжести и вертикальных движений региона. Для распростране- ния сети на другие участки региона без проведения дорогостоящих абсолютных измерений разработана методика, основанная на измерении приращения силы тяжести между новым и опорным пунктами высо- коточным относительным гравиметром. Апробация методики на двухлетнем интервале наблюдений по- казала ее перспективность, тем не менее, для достоверного определения вертикального движения пункта необходимы наблюдения на более длительном интервале. Results of relative gravity measurements on seven sites of Northern Caucasus region, which form a reference network for determination of vertical movements of the region by a gravimetric method, are presented. To spread this network to other parts of the region without carrying out expensive absolute measurements, the technique based on measurement of the gravity increment between the new and reference sites by the high-precision relative gravity meter is developed. Two-years observations showed availability of this technique, nevertheless, for reliable determination of the site vertical movements, the observations on longer time interval are necessary