Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Быстрыегеолинамические процессы и структурообразование в литосфере (на основе инструментальных наблюдений) Котляр, Петр Ефимович

Данная диссертационная работа должна поступить в библиотеки в ближайшее время
Уведомить о поступлении

Диссертация, - 480 руб., доставка 1-3 часа, с 10-19 (Московское время), кроме воскресенья

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Котляр, Петр Ефимович. Быстрыегеолинамические процессы и структурообразование в литосфере (на основе инструментальных наблюдений) : автореферат дис. ... доктора геолого-минералогических наук : 04.00.04.- Новосибирск, 1992.- 36 с.: ил.

Введение к работе

Актуальность работы. Огромные массивы ге'олого-геофизи-ческой информации, собранные за эпоху инструментальных наблюдений и сконцентрированные в основном в мировом центре данных по физике твердой Земли, принципиально позволяют рассматривать вопросы, связанные с выяснением механизмов современной активизации геодинамических процессов. Анализ длительных рядов наблюдений за вариациями различных геофизических полей (даже при ограниченной точности в начале эпохи) и их комплексный анализ позволяют решать разнообразные задачи, связанные с определением пространственно-геометрических параметров тектонических структур и их динамических характеристик. Основную роль в формировании регматической сети в' литосфере играют процессы концентрации энергии в ограниченных объемах пространства и высокие скорости деформаций. Однако наблюдаемые во многих внутриплитных регионах высокие скорости современных движений земной коры не находят объяснения в рамках общепринятого механизма возбуждения - мантийной конвекции, постоянная времени которой значительно превышает время релаксации напряжений в литосфере. Выяснение природы быстрых геодинамических процессов может быть использовано как в теоретическом плане для разработки различных сценариев эволюции Земли, так и в практическом - для разработки среднесрочного и краткосрочного прогноза различных неблагоприятных явлений.

Однако вопрос комплексного исследования природы быстрых геодинамических процессов и их влияния на структурирование литосферы в известной литературе освещен недостаточно и требует специального'изучения.

Цель исследования - установить общие пространственно-временные закономерности динамики полей деформаций планетарного, регионального и объектного рангов на основе обработки банков данных геолого-геофизической информации.

Основная цель исследования связана с решением трех главных задач:

1. Анализ возможности использования астрофизической информации (в частности данных о вариациях скорости вращения Земли и пространственном положении оси вращения) для решения геодинамических задач, в том числе отыскание обобщенных параметров, характеризующих энергетику геодинамических процессов и позволяю-

вдх обосновать выбор модели эволюции Земли, наиболее полно соответствующей данным эпохи инструментальных наблюдений. ' 2. Исследование процессов современной тектонической активизации на основе анализа пространственно-временных возмущений в различных геофизических полях, в том числе анализ внутриплитных современных движений, сейсмичности шовных зон и короткопериод-ных возмущений.

3. Разработка методических приемов построения моделей структурирования литосферы и динамики процессов на основе сейсмологических и аэрокосмических банков данных, в том числе численных пространственно-временных моделей действующих вулканов и внут-риконтинентальных разломных структур.

Фактический материал. В качестве основного исходного материала для анализа в диссертации использованы машиночитаемые банки данных, предоставленные для исследований Главной астрономической обсерваторией АН УССР (г. Киев), Мировым центром данных по физике твердой Земли (МЦД Б-2, г. Москва) и лабораторией прикладной математики ИФЗ АН СССР (г. Москва), в том числе:

1. По астрометрии:

а) Каталог координат полюса в системе А. Я. Орлова с 1896 г. (с временными срезами 0. 05 года).

б)* Каталог координат полюса в системе Международного бюро времени (г. Париж), обработки Шанхайской обсерватории (КНР) с 1962 г. (с временными срезами в 5 дней).

в)* Каталог координат полюса по данным Международной радиоин-терферомегрической службы (IRIS) с 1980 г. (с временными срезами в 5 дней).

2. По скорости вращения:

а) Каталог среднегодовых изменений длительности суток 1664-
1974 гг.

б) Каталог среднемесячных изменений длительности суток 1961-
1982 гг.

3. По сейсмологии:

а) Каталог сильных.землетрясений мира QSC с 1897 г.

б) Региональные каталоги Международного сейсмологического цен
тра (Newbery, England) 1964-1978 гг., 193 881 сейсмическое
событие.

в) Каталог землетрясений Средней Азии и Казахстана 1962-1983
гг., 27 047 сейсмических события.

г) Каталог землетрясений Калифорнии 1900-1974 гг., Калифор
нийского отдела шахт и геологии, 39 579 сейсмических собы
тий.

д) 'Каталог землетрясений' на Гавайях 1970-1975 гг. Гавайской

вулканологической обсерватории, 31 130 сейсмических событий.

4. Каталоги значений скоростей медленных движений по раз
лому Сан-Андреас по данным 42 деформографических стан
ций 1968-1972 гг. , 1230 измерений.

5. * Каталог среднегодовых значений' уровня Мирового океана

для 628 пунктов, составленный по Британскому каталогу футштоков.

  1. Каталог координат береговых линий.

  2. Космические снимки формата 050 системы "Метеор" из архивов Западно-Сибирского регионального центра приема и обработки спутниковой информации ГОСНИЦИПРа

$айлы, помеченные *) переведены в машиночитаемую форму в порядке выполнения настоящей работы.

Некоторые параметры геофизических полей заимствовались из различных оперативных бюллетней, отечественных и зарубежных литературных источников.

Работа выполнена в соответствии с планом НИР Института геологии и геофизики СО АН СССР по теме. "Структура и геодинамика разновозрастных складчатых и платформенных областей Сибири в связи с их минерагенией", раздел "Моделирование геологических структур и структурообразующих процессов в прогнозных целях". Номер Гос. регистрации 01860087782.

Основные защищаемые положения

  1. Разработаны представления о структурообразующей роли быстрых геодинамических процессов. Возмущения пространственного положения полюса инерции Земли (ось С геоида) вызываются массо-переносом в высокоградиентных зонах и порождают активизацию тектонических процессов. Изменения амплитуды чандлеровских колебаний являются обобщенным параметром для оценки энергетики быстрых тектонических процессов. Установлено запаздывание активизации литосферы относительно возмущений положения полюса с резкими вступлениями.

  2. Высокочастотные компоненты современной тектонической активизации содержат периодические (Т=6 и 42 лет) и случайную (Т=0. 2-1.5 лет) составляющие, которые проявляются в аномальном

характере современных движений земной коры и активизации сейсмических процессов.

  1. Установлена корреляция между сейсмической активизацией отдельных регионов в виде'. четко выраженных повторяющихся во времени экстремумов нормированного числа сейсмических событий и определенными направлениями смещения полюса инерции Земли в вековом ходе (векторная зависимость сейсмичности).

  2. Разработаны методические приемы построения моделей структурирования литосферы и динамики процессов на основе сейсмологических (томографическая идеология) и аэрокосмических (идеология "фазового перехода") банков данных. Апробация методик осуществлена на объектном уровне при анализе внутриконти-нентальной сейсмофокальной зоны Гиндукуша (выявлен ступенчатый

характер разрывов), при анализе структуры магматических камер и подводящих каналов Гавайских вулканов и анализе процессов извержения (предложена модель магматической камеры в виде системы нестационарных мигрирующих каналов) и на региональном уровне при анализе структурных особенностей Байкальской зоны (раздви-говая модель формирования Байкальского рифта)..

Научная новизна. На основании анализа длительных рядов инструментальных наблюдений установлено, что современные геодинамические процессы имеют сложный старт-стопный характер с возвратными компонентами. В силу этого пространственно-временные модели и прогнозные оценки, построенные на анализе коротких временных рядов, могут быть неадекватны основным механизмам тектогенеза. Выделена особая роль быстрых геодинамических процессов (протекающих за время, меньшее времени релаксации) в структурировании литосферы. Установлена связь периодов современной тектонической активизации с возмущениями пространственного положения оси вращения Земли. Обнаружено явление векторной зависимости сейсмичности. Исследована связь периодической активизации сейсмичности с сезонными вариациями скорости вращения Земли. Обнаружена корреляция между уровнем крупнейших бессточных озер и ротационным режимом Земли. Уточнена структура внут-риконтинентальной сейсмофокальной зоны Гиндукуша и оценена скорость развития структурных нарушений. Построена томографическая модель Гавайской вулканической системы, и определены скорости течения магмы на различных глубинах.

Степень обоснованности главных положений диссертации опре-

деляется: а) использованием обширных массивов геолого-геофизической информации, собранных независимыми исследователями, общедоступных для всех пользователей и представленных в цифровой форме в Мировом центре данных по физике твердой Земли и банках данных других организаций; б) применением четких алгоритмов построения моделей и использованием статистических и машинных методов обработки информации.

Практические и теоретические рекомендации сводятся к следующему:

  1. Установленная связь между возмущениями пространственного положения оси вращения Земли и периодами тектонической активизации может быть использована при разработке краткосрочного прогноза катастрофических сейсмический событий.

  2. Разработанная методика построения количественных томографических моделей может служить основой для определения геометрических параметров коллекторов жидких углеводородов.

  3. Корреляция между ротационным режимом Земли и уровнем бессточных водоемов может быть использована при прогнозе гидрологического режима на пятилетний период.

  4. Метод "фазового перехода" при анализе космических фотоматериалов может быть использован для рекогносцировочного обнаружения аномальных тепловых зон и ретроспективно - для анализа динамики тепловыделения в ранее сооруженных могильниках для захоронения радиоактивных отходов и исследования динамики зон вечной мерзлоты, подверженных мощным антропогенным воздействиям.

  5. Обнаруженные быстрые возмущения положения полюса инерции позволяют объяснить ряд особенностей неравномерного протекания геолого-геофизических процессов: временных флюктуации скорости и направления современных тектонических движений, мигоации сейсмической и вулканической активности и др.

Публикации-и апробации работы. По теме диссертации опубликовано 27 работ, в том числе одна монография (в соавторстве). Основные положения работы докладывались на Международном симпозиуме "Внутриконтинентальные горные области: геологические и геофизические аспекты" (Иркутск, 1987 г.), Международном семинаре "Использование банков данных при региональных исследованиях" (Махачкала, 1988 г.), Международном симпозиуме "Геодезия-сейсмология: деформации и прогноз" (Ереван, 1989 г.), Тре-

тьей международной геохимико-геофизической школе "Геохимические и геофизические проблемы дифференциации Земли" (Звенигород, 1990), Международной конференции "Структура и геодинамика земной коры и верхней мантии" (Москва, 1991 г.) и других конференциях всесоюзного и регионального масштаба, а также обсуждались на научных семинарах Института геологии и геофизики СО АН СССР (г.Новосибирск, 1983-1991 гг.), Вычислительного центра СО АН СССР (г.Новосибирск, 1988 г.), Института физики Земли (г.Москва, 1989'г.), ' ПГО "Аэрогеология" (г.Москва), а также в других организациях.

Объем и структура диссертации. Диссертация включает в себя введение, семь глав, заключение. Ее объем составляет 206 страниц машинописного текста, 105 иллюстраций, 17 таблиц и список литературы из 322 наименований.