Голоценовые тектонические нарушения (палеосейсмодислокации) в зонах Хоккайдо-Сахалинского и Центрально-Сахалинского разломов

Глава 1. Краткий очерк геологического и тектонического строения региона.

До настоящего времени нет общепринятой точки зрения на тектоническое строение острова. Большинство исследователей считают, что структура острова образовалась в результате <сложной аккреции террейнов> (Сапрыгин, 2002, Жаров, 2004) при ведущей роли поперечного тектонического сжатия (Fournier, Uyeda 1983, Рождественский, 1999).

В целом, остров Сахалин может быть разделен на три основные структурно-геологические провинции (Рождественский, 1993). Это горные сооружения Западно- и Восточно-Сахалинских гор, разделенных системой межгорных впадин. Наиболее древние породы на Сахалине встречаются в пределах Восточно-Сахалинского хребта и Сусунайского метаморфического комплекса. Они представляют собой отложения палеозойского фундамента, метаморфизованные в триасе, а также раннеюрские интрузии. Породы фундамента перекрываются толщей мел-палеогеновых базальтов, кремнистых известняков и глинистых сланцев, представляющей собой аккреционную призму, накопившуюся в зоне субдукции, погружавшейся в западном направлении и располагавшейся у восточного побережья острова (Ben-Avraham, Uyeda, 1983).

Относительно древние породы, слагающие Сусунайский метаморфический комплекс на юге и Восточно-Сахалинские горы в средней части острова, отделены серией межгорных впадин (Сусунайская депрессия на юге и Поронайская или Центрально-Сахалинская депрессия в средней части острова) от Западно-Сахалинского хребта, сложенного мощной интенсивно дислоцированной осадочной толщей мела-палеогена. Схожее трехчленное строение имеет и полуостров Шмидта на крайнем севере Сахалина.

Северная часть острова (примерно от широты г. Ноглики на юге до Охинского перешейка на севере) сложена мощной толщей кайнозойских терригенных осадков. Рельеф этого района гораздо более сглаженный, чем в центре и на юге острова, а прибрежная зона, особенно вдоль Татарского пролива, сложена обширными выходами плиоцен - четвертичных отложений большой мощности, однако общее субмеридиональное деление остается неизменным. Тенденции геологического развития, характерные для неогенового периода, сохраняются на Сахалине и в четвертичное время.

Четвертичное осадконакопление в долинах и прибрежных областях сочеталось с продолжающимися движениями по разломам, проявившимся, в частности, в надвигании Западно-Сахалинского хребта на Центрально-Сахалинскую депрессию (Fournier et al., 1994). Признаки этой продолжающейся тектонической активности проявлены в рельефе и в разрезах четвертичных отложениях в виде молодых разломных уступов и горизонтальных смещений речных долин.

Разломная тектоника

Вдоль всего Сахалина в меридиональном направлении протягиваются три крупных разлома: Западно-Сахалинский, Центрально-Сахалинский (Тымь-Поронайский) и Хоккайдо-Сахалинский (последний в ряде работ описан как Северо-Сахалинский) (Рис. 1). Помимо них, крупные разломы выделены по геофизическим и буровым данным в акваториях Охотского (Восточно-Сахалинский разлом) и Японского (Монеронский разлом) морей, однако эти нарушения недоступны для прямого геолого-геоморфологического изучения (Булгаков и др., 2002). Наши работы проводились в зонах Центрально-Сахалинского и Хоккайдо-Сахалинского разломов.

Рис. 1. Основные крупные региональные разломы острова Сахалин и районы исследований

1. Центрально-Сахалинский разлом.

Этот разлом длиной около 600 км является наиболее крупной разрывной структурой центральной и южной части Сахалина (Мельников, 1988), он разделяет Западно-Сахалинскую и Хоккайдо-Сахалинскую тектонические зоны. По разлому, падающему на запад под углом 60-80^o (по крайней мере, в приповерхностной части), меловые отложения взброшены на неогеновые. Последние в зоне разлома интенсивно перемяты, в них наблюдаются многочисленные зеркала скольжения, мелкие разрывы и складки, часто запрокинутые к востоку. На участке между поселками Взморье и Вахрушев, где разлом не показан на геологической карте, к его зоне приурочены гипабиссальные интрузии среднего-основного состава, прорывающие палеоценовые и миоценовые отложения.

Возможно, что часть этих интрузий является некками - корнями палеовулканов, продуктами извержения которых сложена чеховская (N₁ch) свита. Присутствие на указанном участке Пугачевской группы грязевых вулканов, выбрасывающих большие количества метана, свидетельствует о его активном флюидодинамическом режиме (Сирык, 1968).

Принципиальной особенностью Центрально-Сахалинского разлома является то, что "...современный фронт активных тектонических дислокаций, начиная с позднего плейстоцена ... оказался смещенным от Центрально-Сахалинского разлома к востоку в зону Ключевских разломов" (Кучай, 1987). Этот разлом представляет собой восточную ветвь зоны Центрально-Сахалинского разлома и в позднем плейстоцене-голоцене являлся активным на всем своем протяжении. Как будет показано ниже, единовременное вспарывание охватывало отдельные сегменты Ключевского разлома протяженностью, по-видимому, в несколько десятков километров.

2. Хоккайдо-Сахалинский разлом.

Этот разлом протягивается вдоль всего восточного побережья острова от полуострова Шмидта на севере до Восточно-Сахалинских гор (см. Рис. 1), затем скрывается под водами залива Терпения, где прослеживается по геофизическим данным, и снова выходит на сушу на юге, проходя вдоль западного подножья Тониво-Анивского хребта, где по нему приведены в соприкосновение мезозойские (новиковская свита - MZnv) и неогеновые (муруямская свита - N_1-2mr) комплексы.

Хоккайдо-Сахалинский разлом, в отличие от Центрально-Сахалинского надвига, представляет собой правый сдвиг. В.С. Рождественский (1982) оценивал суммарную величину правостороннего смещения по нему в 25-30 км.

В Восточно-Сахалинских горах Хоккайдо-Сахалинский и серия параллельных ему разломов разделяют зоны с различным типом разреза мезозойских и меловых отложений. В этой зоне выделяют грабен-синклинали, выполненные палеоген-неогеновыми толщами, а также интрузивные образования. Здесь установлены тектонические брекчии мощностью до нескольких десятков метров, а палеоген-неогеновые отложения интенсивно дислоцированы и иногда запрокинуты к востоку. В рельефе разлом выражен четким уступом высотой местами до нескольких сотен метров.

Отдельные нарушения, образующие северную часть Хоккайдо-Сахалинского (Северо-Сахалинского) разлома, где и проводились наши работы, описаны в литературе, как Хейтонский, Лонгрийский, Охинский, Восточно-Эхабинский, Пильтунский (Паромайский), Гаромайский разломы. По мнению большинства исследователей, эти нарушения характеризуются значительной сдвиговой составляющей позднечетвертичных движений.

Современная активность нарушений в зоне Хоккайдо-Сахалинского разлома подтверждается и результатами повторных геодезических наблюдений (Сапрыгин, 1988). Отметим, однако, что при этом на одном и том же участке, в зависимости от продолжительности наблюдений, фиксировались как право-, так и левосдвиговые перемещения.

Верхне-Пильтунский разлом, подвижка по которому послужила причиной катастрофического Нефтегорского землетрясения 27 мая 1995 г., является, по отношению к Хоккайдо-Сахалинскому разлому, второстепенным, оперяющим нарушением (Рогожин, 1995, Стрельцов, 2005).

Одной из особенностей молодых разрывов в северной части зоны Хоккайдо-Сахалинского разлома является непостоянство направления вертикальных перемещений по ним. Чередуются разрывы с поднятыми западными и восточными крыльями. В частности, восточные крылья подняты у Пильтунского и Лонгрийского разломов, а западные - у Восточно-Эхабинского и Горомайского. Тем не менее, прямолинейность зоны Хоккайдо-Сахалинского разлома, а также его связь с офиолитами на полуострове Шмидта заставляют предположить, что, несмотря на различия в кинематике приповерхностных нарушений на разных отрезках разлома, это единое нарушение, глубоко проникающее в земную кору (Сено, 1995). Это подтверждается и В.В. Харахиновым, который на основании анализа геофизических данных полагает, что на севере <Хоккайдо-Сахалинский разлом отличается вертикальной расслоенностью. В нижней коре разлом состоит из кулисообразно расположенных проницаемых фрагментов, выявленных детальными магнитотеллурическими зондированиями. В средней части осадочного чехла разлому соответствует глубокий узкий грабен, ограниченный конседиментационными сбросами. В верхней части осадочной толщи в зоне разлома фиксируется интенсивная дислоцированность верхнемиоценовых отложений > (В.В. Харахинов, 2010). Отметим, что основным источником данных по глубинному строению Хоккайдо-Сахалинского разлома являются геофизические и буровые данные, позволяющие более уверенно судить именно о вертикальной составляющей перемещений по разлому.