О механизмах генерации избыточного горизонтального сжатия в континентальной коре
- Авторы: Ребецкий Ю.Л.1
-
Учреждения:
- Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН
- Выпуск: № 3 (2023)
- Страницы: 63-77
- Раздел: Статьи
- URL: https://journals.rcsi.science/0002-3337/article/view/139019
- DOI: https://doi.org/10.31857/S0002333723030109
- EDN: https://elibrary.ru/KATMOO
- ID: 139019
Цитировать
Аннотация
Предлагается рассматривать процессы денудации поверхности и магматизма коры для объяснения появления в ней повышенных напряжений горизонтального сжатия – избыточных по отношению в литостатическому давлению. “Откапывание” породы приводит только к частичной ее разгрузке, за счет снятия веса вышележащих пород, если она в глубине находилась за пределом текучести. Это связано с тем, что в случае “откапывания” разгрузка идет по упругому закону. Из-за этого в породе возникают остаточные напряжения горизонтального сжатия, полученные на стадии закритического катакластического течения. Другой механизм формирования дополнительных сжимающих напряжений в коре связан с процессами вулканизма и магматизма. Подъем магмы по субвертикальным коровым разломам и системам трещин возможен только в условиях, когда во фронте распространения ее давление превышает уровень горизонтального сжатия пород. Следствием этого ниже фронта распространения магмы уровень напряжений горизонтального сжатия в породах повышается до уровня ее давления. Поскольку давление в подкоровом или внутрикоровом магматическом очаге близко к литостатическому давлению вышележащих пород, то выше фронта распространения магмы в разломе напряжения, нормальные к нему, превышают уровень вертикального сжатия. Таким образом, магматизация коры способна изменить режим напряженного состояния горизонтального растяжения на горизонтальный сдвиг.
Об авторах
Ю. Л. Ребецкий
Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН
Автор, ответственный за переписку.
Email: reb@ifz.ru
Россия, г. Москва
Список литературы
- Авсюк Ю.Н. Внеземные движущие силы тектоники. Основные проблемы глобальной тектоники. М.: Научный мир. 2001. С. 437–441.
- Викулин А.В. Энергия и момент силы упругого ротационного поля // Геология и геофизика. 2008. Т. 49. № 6. С. 559–570.
- Вихри в геологических процессах / А.В. Викулин (ред.). Петропавловск-Камчатский: КГПИ. 2004. 297 с.
- Волох Н.П., Сашурин А.Д., Липин Я.И. Исследования остаточных напряжений в крепких горных породах. Современные проблемы механики горных пород. Л.: Наука. 1972.
- Давиденков Н.Н. Об остаточных напряжениях. Рентография в применении к исследованиям материалов. М.-Л.: ОНТИ. 1936.
- Гудман Р. Механика скальных пород. 1987. М.: Строиздат. 232 с.
- Джагер Ч. Механика горных пород и инженерные сооружения. М.: Мир. 1975. 255 с.
- Динник А.Н. О давлении горных пород и расчете крепи круглой шахты // Инженерный работник. 1926. № 3. С. 1–12.
- Добрецов Н.Л., Кирдяшкин А.Г., Кирдяшкин А.А. Глубинная геодинамика. 2-е изд. Новосибирск: изд-во СО РАН, филиал Гео. 2001. 409 с.
- Добрецов Н.Л., Чумаков И.М. Глобальные периодичности в эволюции литосферы и биосферы. Глобальные изменения природной среды и эволюция геопроцессов. Новосибирск: изд-во СО РАН. 2001. С. 11–26.
- Евзеров В.Я. Россыпные месторождения – уникальные образования в рыхлом покрове Балтийского щита // Литология и полезные ископаемые. 2001. № 2. С. 126–133.
- Ермаков В.А. Островные дуги и их роль в эволюции континентальной окраины (новый взгляд на известные факты) // Вулканология и сейсмология. 2005. № 5. С. 3−–18.
- Зоненшайн Л.П., Савостин Л.А., Мишарина Л.А., Солоненко Н.В. Тектоника плит Байкальской горной области и Станового хребта // Докл. АН СССР. 1978. Т. 240. № 3. С. 669–672.
- Кейлис-Борок В.И. Исследование источников, приближенно эквивалентных очагам землетрясений // Труды Геофиз. Ин-та АН СССР. 1950. № 9.
- Лобковский Л.И., Котелкин В.Д. Двухярусная термохимическая конвекция в мантии и ее геодинамические следствия // Проблемы глобальной геодинамики. М.: Геос. 2000. С. 29–53.
- Ма Си Юань Тектонические процессы, отраженные на карте динамики литосферы Китая. Геодинамика внутриконтинентальных горных областей / Н.А. Логачев (ред.). Новосибирск: Наука. 1990. С. 341−351.
- Макаров В.И., Алексеев Д.В., Баталев В.Ю., Баталева Е.А., Беляев И.В., Брагин В.Д. и др. Поддвиг Тарима под Тянь-Шань и глубинная структура зоны их сочленения: основные результаты сейсмических исследований по профилю MANAS (Кашгар Сонкель) // Геотектоника. 2010. № 2. С. 23−42.
- Макаров В.И., Рыбин А.К., Матюков В.Е., Пушкарев П.Ю., Щербина Ф.А. Особенности глубинной структуры депрессионных областей Центрального Тянь-Шаня // Инженерные изыскания. 2011. № 1. С. 42−51.
- Марков Г.А. О распространении горизонтальных тектонических напряжений в зонах поднятий земной коры // Инженерная геология. 1980. № 1. С. 20−30.
- Марков Г.А. Тектонические напряжения и горное давления в рудниках Хибинского массива. Л.: Наука. Ленинград. Отд. 1977. 211 с.
- Михайлов В.О. Математическая модель эволюции структур, образующихся в результате вертикальных движений // Изв. АН СССР. Сер. Физика Земли. 1983. № 6. С. 3−18.
- Михайлов В.О. Моделирование процессов растяжения и сжатия литосферы внутриплитными силами // Физика Земли. 1999. № 3. С. 71−81.
- Мягков Д.С., Ребецкий Ю.Л. Математическая модель формирования напряженно-деформированного состояния эпиплатформенных орогенов // Геодинамика и тектонофизика. 2019. Т. 10. № 1. С. 21−41. https://doi.org/10.5800/GT-2019-10-1-040
- Николаевский В.Н. Граница Мохоровичича как предельная глубина хрупко-дилатансионного состояния горных пород // Докл. АН СССР. 1979. Т 249. № 4. С. 817−820.
- Пономарев В.С. Потенциальная энергия гидростатического сжатия горных пород и сейсмичность. Труды Третьего Всесоюзного симп. по сейсмич. режиму. Новосибирск: Наука. 1969. Ч. 1. С. 30−55.
- Пономарев В.С. Энергонасыщенность геологической среды. М.: Наука. 2008. 378 с.
- Ребецкий Ю.Л. Механизм генерации остаточных напряжений и больших горизонтальных сжимающих напряжений в земной коре внутриплитовых орогенов. Проблемы тектонофизики. К 40-летию создания М.В. Гзовским лаборатории тектонофизики в ИФЗ РАН. М.: Изд. ИФЗ РАН. 2008а. С. 431−466.
- Ребецкий Ю.Л. Механизм генерации тектонических напряжений в областях больших вертикальных движений // Физическая мезомеханика. 2008б. Т. 11. № 1. С. 66−73.
- Ребецкий Ю.Л. О возможном механизме генерации в земной коре горизонтальных сжимающих напряжений // Докл. РАН. 2008в. Т. 423. № 4. С. 538−542.
- Ребецкий Ю.Л. Тектонические напряжения и прочность горных массивов. М.: Академкнига. 2007. 406 с.
- Ребецкий Ю.Л., Алексеев Р.С. Поле современных тектонических напряжений коры Высокой Азии и возможный механизм его формирования // Геология и геофизика. 2022. Т. 62. № 6. С. 875−897.
- Ребецкий Ю.Л., Полец А.Ю. Напряженное состояние в афтершоковой области землетрясения Тохоку 11.03.2011 // Вулканология и сейсмология. 2021. № 4. С. 22–44.
- Сидоренко А.В. Доледниковые коры выветривания Кольского полуострова. М.: изд-во АН СССР. 1958. 106 с.
- Cим Л.А. О связи объема осадконакопления в бассейнах обрамления с величиной эрозионного сноса с Фенноскандинавского щита в мезокайнозое. Осадочные бассейны и геологические предпосылки прогноза новых объектов, перспективных на нефть и газ. М-лы XLIV Тект.сов. М.:ГЕОС. 2012. С. 398−401.
- Ружич В.В. Сейсмотектоническая деструкция в земной коре Байкальской рифтовой зоны. Новосибирск: Изд-во СО РАН. 1997. 144 с.
- Ружич В.В., Кочарян Г.Г., Левина Е.А. Оценка геодинамического влияния зон коллизии и субдукции на сейсмотектонический режим Байкальского рифта // Геодинамика и тектонофизика. 2016. Т. 7. № 3. С. 383–406. https://doi.org/10.5800/GT-2016-7-3-0214
- Трубицын В.П. Реология мантии и динамическая теория тектоники литосферных плит // Физика Земли. 2012. № 6. С. 3–22.
- Трубицын В.П., Рыков В.В. Мантийная конвекция с плавающими континентами. Проблемы глобальной геодинамики. М.: Геос. 2000. С. 7–28.
- Bath M., Duda S.J. Earthquake volume, fault plane area, seismic energy, strain, deformation and related quantieties // Ann. Gefis (Rome). 1964. V. 17. P. 353−368.
- Dobretsov N.L. Periodicity and driving forces of volcanism // Russian Geology and Geophysics. 2015. V. 56. № 12. P. 1663–1670. https://doi.org/10.1016/j.rgg.2015.11.001
- Dziewonski A.M., Chou T.-A., Woodhouse J.H. Determination of earthquake source parameters from wave-form data for studies of global and regional seismicity // J. Geophys. Res. 1981.V. 86. P. 2825−2852.
- Glukhovskii M.Z. The rotation factor and some problems of geotectonics and comparative planetology // Geotectonics. 2005. V. 39. № 6. P. 423–436.
- Haxby W.F., Turcotte D.L. Stress induced by the addition or removal of overburden and associated thermal effect // Geology. 1976. № 4. P. 181−194.
- Herget G. Variation of rock stresses with depth at Canadion iron mine // Int J. Rock Mech. 1973. Min Sci. № 10. P. 37−51
- Jager J.C. Elasticity Fracture and Flow. London.: Methuen & Co. LTD. 1962. 208 p.
- Kanamory H., Anderson D.L. Theoretical basis of some empirical relations in seismology // Bull. Seismol. Soc. Am. 1975. V. 65. P. 1073−1095.
- Kavanagh J.L., Menand T., Sparks R.S.J. An experimental investigation of sill formation and propagation in layered elastic media // Earth and Planetary Science Letters. 2006. V. 245. P. 799−813.
- Molnar P., Tapponnier P. Cenozoic tectonics of Asia: effects of a continental collision // Science. 1975. V. 189. P. 419−426.
- Nazarova L.A., Nazarov L.A., Dyad’kov P.G. Mathematical modeling of kinematics of Central Asian plates // Journal of Mining Science. 2002. V. 38. № 5. P. 411–417. https://doi.org/10.1023/A:1023923329058
- Pollard D.D., Segall P. Theoretical displacements and stresses near fractures in rock: with applications to faults, joints, veins,dikes, and solution surfaces, surfaces / Atkinson B.K. (ed.). 1987. P. 277−350.
- Pollard D.D., Muller O.H., Dockstader D.R. The Form and Growth of Fingered Sheet Intrusions // Geological Society of America Bulletin. 1975. V. 86. № 3. P. 351.
- Price N.J., Cosrove J.W. Analysis of geological stryctyres. Cambridge Univ. Press. 1990. 495 p.
- Rivalta E., Taisne B., Bunger A.P., Katz R.F. A review of mechanical models of dike propagation: Schools of thought, results and future directions // Tectonophysics. 2015. V. 638. P. 1−42.
- Rebetsky Y.L., Alekseev R.S. The field of recent tectonic stresses in Central and South-Eastern Asia // Geodynamics & Tectonophysics. 2014. V. 5. № 1. P. 257−290. https://doi.org/10.5800/GT-2014-5-1-0127
- Rubin A.M. Propagation of magma-filled cracks // Annu. Rev. Earth Planet. 1995. V. 23. P. 287–336.
- Chung, Sun-Lin,, Chua Mei-Fei, Zhang Yuquan, Xie Yingwen, Lo Ching-Hua, Lee Tung-Yi, Lan Ching-Ying, Li Xianhua, Zhang Qi and Wang Yizhao Tibetan tectonic evolution inferred from spatial and temporal variations in post-collisional magmatism // Earth-Science Reviews. 2005. V. 68. № 3–4. P.173−196.
- Sykes L.R., Sbar M.L. Intraplate earthquakes, lithosphere stresses, and the driving mechanism plate tectonics // Nature. 1973. V. 245. P. 298–302.
- Turcotte D.L. Driving mechanisms for plate tectonics // Geofisica internac. 1973. V. 13. P. 309−315.
- Turcotte D.L. Membrane tectonics // Royal Astron. Soc. Geophys. J. 1974. V. 36. P. 33−42.
- Voigth B. Beziehugen zwischen grossen horirontalen Spannugen in Gebirgen und der Tektonik und der Abtragung // First Cong. Internat. Soc. For Rock Mechanics. Lisobon. Proc. 1966. V. 2. P. 51–56.
- Voigth B., St Pierre B.H.P. Stress history and rock stress // Third Cong. Internat. Soc. For Rock Mechanics. Denver. Proc. 1974. V 2. P. 580-582.
- Wilson J.T. Did the Atlantic close and then re-open? // Nature. 1966. V. 211. P. 676–681.
Дополнительные файлы
