НАПРЯЖЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ЗЕМНОЙ КОРЫ

НАПРЯЖЕНИЯ В ЗЕМНОЙ КОРЕ

    Несмотря на то что напряжениями в породах давно занимались горняки, в геологии, особенно в теоретической, этой проблемой начали интересоваться лишь в 50-е годы. Однако наибольшее внимание напряженное состояние коры и литосферы в целом привлекло внимание в середине 60-х годов с появлением теории тектоники литосферных плит. Измерение напряжений, существующих на различных по геодинамической природе границах плит, хорошо подтверждало теоретические модели (рис. 2). Например, все активные континентальные окраины, где океаническая земная кора погружается под континентальную, характеризуются сжимающими горизонтальными напряжениями, причем ориентировка оси сжатия, как правило, оказывается перпендикулярной простиранию активной окраины (рис. 3). Особенно хорошо это подтверждается сейсмологическими данными. Горизонтальное сжатие в пределах Курильской и Японской островных дуг оценивается в 200-400 МПа. Любопытно, что и внутренние участки литосферных плит, находящиеся вдали от активных окраин, также находятся в состоянии субгоризонтального сжатия, что свидетельствует об их жесткости.    

Рис. 2. Характер ориентировки тектонических напряжений в земной коре континентов и океанов...

    Молодые горно-складчатые сооружения Альпийского пояса, простирающиеся от Бетских Кордильер на западе, через Апеннины, Альпы, Динариды, Карпаты, Понтиды, Кавказ, Загрос и другие горные цепи до Гималаев на востоке, по сейсмологическим и геологическим данным находятся в состоянии субгоризонтального сжатия, оси которого в большинстве случаев ориентированы перпендикулярно простиранию основных структурных элементов пояса. Это хорошо согласуется с представлением о формировании молодого горно-складчатого Альпийского пояса в результате сближения и последующего столкновения двух огромных континентальных литосферных плит: Евразийской и Африкано-Аравийской. Определение механизмов смещения горных пород в очагах землетрясений, анализ расположения тектонических разрывных нарушений и трещин подтверждаются данными по измерению напряженного состояния в скважинах, горных выработках и рудниках. Напряжения под Альпами и Гималаями достигают 100-130 и даже 200 МПа.
    Удивительно, что не только горно-складчатые пояса, но и континентальные платформы подвергаются сжатию. Так, на Северо-Американской платформе в приповерхностных слоях и на глубинах в 1-3 км установлены сжимающие субгоризонтальные напряжения, значительно превышающие напряжения, связанные с литостатической нагрузкой. Такие же избыточные сжимающие напряжения выявлены на Африканской, Восточно-Европейской, Индостанской платформах. Северо-Американская платформа, наиболее изученная в части определения напряженного состояния геологическими и геофизическими методами, характеризуется в целом субгоризонтальным сжатием в направлении ЮЗ-СВ, причем жесткость этой монолитной плиты такова, что напряжения способны передаваться от одной части плиты к другой, несмотря на то что расположены они далеко друг от друга. Вблизи поверхности напряжения в два раза превышают литостатическое, а на глубинах в сотни метров и первые километры - на 50-100 МПа и более.   

Рис. 3. Ориентировка осей современных тектонических напряжений в активных континентальных окраинах в северной части Тихого океана.

    Примечательно, что не только континентальные плиты почти повсеместно подвергаются субгоризонтальному сжатию, но такое же сжатие выявлено и в океанских плитах в Тихом, Атлантическом и Индийском океанах. Таким образом, большая часть земной коры охвачена субгоризонтальным сжатием. Обстановки растяжения хотя и распространены довольно широко, но сосредоточены преимущественно в узких рифтовых зонах как в океанах, так и на континентах или в морских впадинах с корой океанического типа, например: в Японском, Филиппинском, Тирренском, Альборанском, Эгейском морях. В некоторых из них, судя по распределению магнитных аномалий, можно предполагать оси спрединга (растяжения), однако чаще всего он носит рассеянный характер.
    Решение задачи о механизмах очагов землетрясений, приуроченных к рифтовым зонам океанов и континентов, демонстрирует растягивающие субгоризонтальные напряжения, действующие, однако, в очень узкой полосе шириной иногда всего лишь в несколько километров, например: в центральном грабене Исландии или в Красном море. В других местах ширина земной коры, охваченной растяжением, составляет десятки, редко первые сотни километров. В пределах Восточно-Африканских рифтов, в Байкальском рифте, рифте Рио-Гранде основное растяжение ориентировано перпендикулярно краям узких и длинных рифтов.

Назад| Следующая страница