1 ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ГЕОДИНАМИКИ РАЙОНА
1.1 Физико-географическое положение Китая
Китай расположен на Востоке континента Евразия и является одной из са-мых больших страной Азии, уступая только России.
Рельеф данной страны крайне уникален, большую часть составляют гор-ные районы около 2/3 всей территории Китая. Восточная часть в основном низменная и омывается водами различных морей, а западная возвышенная и гористая. Рельеф территории Китая похож на лестницу, спускающуюся с запа-да на восток. На западе находятся Гималаи, средняя высота составляет около 4500 м и Тибетское нагорье, самое высокое в мире. На северо-западе высокие равнины и горы Восточного Тянь-Шаня, а также каменистые пустыни Такла-Макан и Гоби. Центральную часть в основном занимает Лёссовое плато, далее на востоке находятся низменности Великой Китайской равнины. На северо-востоке Китая простирается невысокие цепи Маньчжуро-Корейских гор и Хин-гана, а на юге горы Наньлин и Юньнань-Гуйчжоуское нагорье, а на юго-восток Китая располагаются субтропические леса, которые с востока на за-пад простирается на 5500 км [7].
Китай представлен на рисунке 1.
Рисунок 1– Территория Китая
Территория Китайской народной республики на суше граничит с 14 стра-нами: с Россией и Монголией на севере, с Казахстаном, Киргизией, Таджики-станом - на западе, с Афганистаном, Пакистаном, Непалом, Бутаном и Индией - на юго-западе, с Бирмой, Лаосом и Вьетнамом - на юге, с Кореей на северо-востоке. Суммарная длина сухопутных границ Китая составляет 22 117 км. На востоке и юго-востоке КНР имеет морские границы с Японией, Филиппинами, Малайзией, Брунеем и Индонезией.
?
1.2 Геология региона
Геологическая структура Китайской Народной Республики может быть разделена на несколько частей. Исторический центр китайской культуры нахо-дится на плато лесса и на аллювиальных землях на востоке. Аллювиальная Во-сточная китайская равнина располагается с юга на север к дельте реки Янцзы, акцентированном только огненной Шаньдунской горной местностью и полу-островом. К югу от реки Янцзы, большая часть пейзажа гористая, во власти осадочных депозитов и кратонов Янцзы. Самый популярный пейзаж в Китая расположен в карстовых областях Гуанси и Юньнани. Аллювиальный бас-сейн Сычуани окружен горами: Циньлинь на севере и Гималаями на западе и юго-западе. Большая часть Северо-восточного Китая или Маньчжурии, нахо-дится во власти аллювиальных равнин, но пограничные районы с Кореей тоже очень гористые. Большая часть тибетского плато располагается на западе Ки-тая, и средняя высота более чем 4 000 метров. А плато Юньнани-Гуйчжоу является расширение тибетского плато. Рельеф Китая представлен на рисунке 2.
Рисунок 2 – Рельеф Китая
China Geological Survey (CGS) построила свою собственную инфраструк-туру информации о геологической службы, с целью удовлетворить потребно-сти международного сотрудничества и координации, распространить обще-ственные знания и информацию о геофизических исследований, способствовать устойчивому развитию народного хозяйства и общества. Главная линия геоло-гической службы, является целой процедурой геологической службы, включая в себя следующее: применение проекта, проектирование обработки данных, предоставленных информацией о геофизических исследованиях общественно-сти, строительство информационной стандартизации технического прогресса и системы управления проектом, составленной из её технологической поддержки, строительство национальной базы данных геофизических исследований.
1.3 Литосферные плиты
Многие особенности эволюции Китайского континента объясняются тем, что в основе глобальной тектоники лежит движение литосферных. Территория КНР сформировалась в результате движения и столкновения литосферных плит, таких как: Евроазиатской, Индо-Австралийской, Тихоокеанской. В ре-зультате Коллизии Индии и Евразии привело к образованию Гималаев и Ти-бетского плато. Большие высоты Китая объясняются тем, что территория явля-ется складчатой областью литосферных плит, смятыми в складки. Так как рель-еф гористый, то равнины занимает всего 10% всей территории. Хотя равнины на территории Китая всё же есть, есть и плоскогорья, низкогорья. Подробная геологическая модель показана на рисунке 3
Рисунок 3 – Рельефообразования территории Китая
?
1.4 Деформации земной коры и крупнейшие сейсмические события
Глобальной основой тектоники Китая является движение литосферных плит, в том числе и Китайской континентальной плиты. Такие орогены, как Центральный Тянь-Шань и горы Арджун, фактически являются огромны-ми зонами разломов, которые в результате коллизии были омоложены. Консо-лидированные ранее обломки окружающих орогенных тектонических струк-тур, а также aрагменты разломов и блоков, являются зоной глубинных разло-мов [3].
Движения всех этих литосферных плит изображены на рисунке 4.
Рисунок 4 – Карта движения литосферных плит
В течении долгого времени, тектонические построения основывались ис-ключительно на геологических данных, это позволяло делать научно обосно-ванные выводы лишь о самых верхних горизонтах коры в осадочном чехле, а также о верхах кристаллического фундамента. В последнее время все больше внимания уделяется структуре литосферы, исследуемой с помощью геофизиче-ских методов, а с помощью метода сейсмической томографии изучается струк-тура мантии Земли [3].
К значительным деформациям земной коры Китая привела Колли-зия Евразии и Индостана, но влияние коллизии на под литосферные горизонты мантии слабо изучены. Исследования сейсмической анизотропии и вулканизма дают основания предполагать, что в результате коллизии образовался значи-тельный подвиг блока литосферы под Азиатский континент.
Рисунок 5 – Карта сейсмической активности Китая.
Сейсмичность Центральной и Восточной Азии обусловлена давлением с юга на север Индийской плиты на Евроазиатскую плиту. Схождения этих плит привело к росту Тибетского плато, а также к перемещению поднятого вещества коры к востоку от Тибетского плато. Коллизия Индийской и Азиатской плит пробудила к жизни разломы, перемещения которых содержат конвергентные компоненты. Данную территорию можно разделить на несколько частей по та-ким показателям как сейсмичность, геодинамические показатели и неотектони-ческая активность.
1.5 Вулканизм
В Китае имеется несколько действующих вулканов, расположенных далеко от границ тектонических плит и связанных с внутри мантийными плюмами. Се-веро-Китайский блок был частью стабильной платформы до определенного времени (конца мезозоя), пока мощность литосферы не сократилась за счет термической активности. В конце кайнозоя вулканическая активность умень-шилась, но литосфера Северо-Китайского блока остается аномально тонкой, а внутри плитный магматизм Китая имеет различное происхождение разного рода [8].
Активность вулканов в северо-восточном Китае вызвана термальным подъемом глубинных вод океана в крупном мантийном клине над стагнирую-щей плитой в переходной зоне мантии. Активность вулкана Тенгчонг, распо-ложенного в Юго-Западном Китае обусловлена глубинными процессами в крупном мантийном клине над погружающейся Индийской плитой. Активность вулканов расположенных в южном Китае, являются горячей точкой, связанных с нижнем мантийным плюмом. Сам же плюм может быть связан с глубинной субдукцией Тихоокеанской плиты и плиты Филиппинского моря на востоке и с глубинной субдукцией Индийской плиты на западе до самых низов нижней мантии [8].
Рисунок 6 – Карта основных вулканов Китая.
Рисунок 7 – Вулкан Тенгчонг
Вулкан Тенгчонг является самым высоким вулканом в КНР, он образует вулканическое поле на юге Китая в 40 км от границы с Бирмой (Мьянма) в 430 км к Северо-Западу от города Куньмин.
Данный вулкан включает в себя 3 основных вулкана голоценового возрас-та, и 65 более древних вулканов и вулканических конусов. Конусы на северной оконечности поля, вероятно, самые молодые, если судить по их скудной расти-тельности и четко обозначенных потоках лавы. Последний раз он извергался около 5 тыс. лет тому назад, хотя есть вероятность что извержение было в 1609 году, и так же по неподтвержденным источникам об извержениях, говорится что во время династии Цин (1644-1911) было извержение. Хоть щас он являет-ся потухшим вулканом, но, по некоторым сведениям, есть геотермальная ак-тивность, при чем очень высокая.
Рисунок 8 – Вулканы Удалянчи
Одним из самых молодых вулканических полей на материковой части Азии является вулкан Удалянчи площадью около 500 км2 и располагается на стыке гор Сяо Хинган и депрессии Сэо Сонг в северо-восточном Китае. Самый известный и молодой из группы вулканов Удалянчи, называется Хэйлун. Он не извергался очень много лет, по некоторым сведениям, последнее извержение было в пределах 1711-1718 годов. Название вулкана Удалянчи означает "Пять связанных бассейнов", потому что вулканическое поле состоит из пяти живо-писных, погруженных лавой озер [8].
Рисунок 9 – Вулкан Чайбайшань
Чанбайшань-самый большой стратовулкан, расположенный на границе се-веро-востоке Китая и северной части Кореи. Является самым активным страто-вулканом. За последние 10000 лет произошло около 969 извержения. Было из-вержено около 30 кубических километров магмы, около половины объема, из-верженного вулканом Тамбора в 1815 году, или 3 раза больше, чем Кракатау в 1883 году. Он является самым активным вулканом в КНР, а деятельность это-го вулкана обусловлена апвеллингом горячего мантийного материала из самых ее низов и дегидратацией стагнирующей Тихоокеанской плиты в транзитной зоне мантии под Восточной Азией.
1.6 Цунами
Основные причины возникновения цунами являются землетрясения вблизи берегов или на дне океана, а также подводная или островная деятельность вул-канического механизма. Поэтому поговорим о землетрясениях, в результате которых было вызвано цунами.
Землетрясение в Ганьсу произошло 16 декабря 1920 года в китайском уез-де Хайнань, который в то время входил в состав провинции Ганьсу.
Произошедшее 16 декабря сильнейшее землетрясение, в Ганьсу сопровожда-лось массовыми разрушениями, охватившими территорию площадью около 3,8 тысячи квадратных километров. В 20:06:53 по местному времени произо-шел первый удар с магнитудой 7,8 по шкале Рихтера, за ним последовал ряд толчков, продолжавшихся в течение трёх минут, что вызвало сильное цунами. Вызванное цунами похоронило под собою село;
Землетрясение магнитудой 4,3 произошло 24 октября 2010 года в 08:58:54 по местному времени в китайской провинции Хэнань, в 26,2 км к северо-востоку от города Вачэн. Гипоцентр землетрясения располагался на глубине 10,0 км и ощущалось в таких населённых пунктах как Кайфын и Синьчжэн. Эти подводные толчки вызвали цунами, которое в отдельных районах доходи-ло до метровой высоты. Волны-убийцы унесли жизни несколько десятков лю-дей;
Землетрясение в Сычуани в 2013 году — произошло в 8:02:36 по местно-му времени 20 апреля 2013 года. Эпицентром оказался, вблизи лежащий адми-нистративный центр уезда Лушань, городского округа Яань, провинции Сычу-ань. Около 6000 военных и полицейских были направлены на помощь. Очаг землетрясения залегал на глубине 13 км. Волна образованного землетрясением цунами составляла около 2-3-х метров, людей пострадавших в ходе данного происшествия, было около двухсот;
Землетрясение магнитудой 4,5 произошло 1 мая 2010 года в 22:36:29 по местному времени в индийских предгорьях Гималаев, неподалёку от границы с Китаем и Непалом, в 38 км к северо-востоку от Багешвара. Гипоцентр земле-трясения располагался на глубине 35,5 км. Землетрясение ощущалось в горо-дах: Гопешвар, Багешвар, Рудрапраяг. Из-за данного землетрясения было вы-звано небольшое цунами, в результате которого пострадавших не обнаружено.
1.7 Современная геодинамика региона по данным геодезических измерений
Центральная Азия является активным геодинамическим регионом. Кроме природных, на геодинамику влияют техногенные причины. Актуальны-ми вопросом являются организации мониторинга геодинамики, математиче-ской обработки геодезических наблюдений, а также определения оптимальной геодезической проекции.
Исследования проходят с помощью GPS, а геодинамические исследо-вания континентального Китая предоставляют полезную информацию о геоди-намике земной коры и сейсмичности. Перемещение отдельных блоков литосфе-ры и их взаимодействия определяют сейсмичность. Геодинамические исследо-вания показали тесную связь тектонических процессов, протекающих на грани-цах плит с внутри плитными деформациями земной коры в Китае и прилегаю-щих регионах.
Измерения GPS, предоставившие детальные сведения о движениях земной ко-ры в Китае и прилегающих к нему территорий, в совокупности с неотектониче-скими данными, указывают на слабые деформации земной коры в Восточной Азии в целом. Сами же геодинамические модели разных иерархических, про-странственных уровней, построенные с учетом ограничений, предоставляемых реальными GPS измерениями и неотектоническими данными, помогают глубже изучить и понять основные движущие силы тектонических процессов Китая. Технические процессы, которые приводят к деформации земной коры и к со-зданию критических условий на границах литосферных блоков. Что, в свою очередь, обуславливает сейсмичность Китая и прилегающих регионов. В настоящее время является неоспоримым фактом, что активные деформации земной коры Китая и прилегающих к нему территорий контролируются двумя основными глобальными, тектоническими процессами:
– Давлением Индийской плиты на Евроазиатскую плиту;
– Гравитационным спредингом Тибетского плато.
Если прямое воздействие от давления Индийской плиты ограничивается лишь Западной частью Китая, то гравитационный спрединг Тибетского плато имеет широкое влияние на большую часть Восточной Азии. Так же следует отметить, что если в начале кайнозойского периода влияние процессов, протекающих в зоне субдукции, на тектонические процессы восточной окраины Азиатского континента было определяющим, то в настоящее время это влияние весьма не-значительно.
1.8 Выводы
Территория Китая характеризуется высокой сейсмичностью, а также ак-тивным вулканизмом. В частности, для отслеживания этих событий была со-здана сеть постоянно действующих GPS. С помощью данной сети производится анализ смещения координат действующих станций, а также смещение лито-сферных плит, при котором происходит субдукция литосферных плит, и кото-рая, по моему мнению, является главной причиной активного вулканизма и вы-сокой сейсмичности данного региона.
?
1 РАСЧЕТ ДЕФОРМАЦИОННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ЗЕМНОЙ КОРЫ ПО РЕЗУЛЬТАТАМ ГЕОДЕЗИЧЕСКИХ ИЗМЕРЕНИЙ
1.1 Исходные данные
В данном этапе, при работе с программой E?LCUTE student, были исполь-зованы следующие данные для варианта №20, которые представлены в таблице 1.
Таблица 1 – Исходные данные
Пункт Координаты Смещения
X, м Y, м dX, мм dY, мм
1 746 431,368 401 260,543 8,8 -6,0
2 753 181,735 399 010,912 7,5 -17,1
3 752 581,836 394 360,523 4,6 -12,1
4 757 981,247 398 860,722 8,1 -2,3
5 759 331,775 395 860,637 6,8 -3,9
6 748 681,334 397 210,716 4,1 -8,1
7 763 881,823 401 160,663 -3,6 5,3
8 766 381,266 385 710,982 -4,8 3,8
9 767 531,264 390 460,548 -3,9 6,6
10 772 731,734 397 310,344 -5,5 7,7
На основании исходных данных было построено поле горизонтальных смещений пунктов. Результат представлен на рисунке 11.
Рисунок 11 – Поле векторов горизонтальных смещений пунктов
1.2 Определение параметров вращения блоков земной коры
С помощью полученного поля векторов горизонтальных смещений имею-щихся пунктов были выделены 2 блока земной коры. Первый блок содержит 6 геодезических пунктов. Координаты данных пунктов приведены в таблице 2.
Таблица 2 – Координаты и смещения пунктов первого блока
Пункт Координаты Смещения
1 746431,368 401260,543 8,8 -6,0
2 753181,735 399010,912 7,5 -17,1
3 752581,836 394360,523 4,6 -12,1
4 757981,247 398860,722 8,1 -2,3
5 759331,775 395860,637 6,8 -3,9
6 748681,334 397210,716 4,1 -8,1
Были определены параметры вращения первого блока. Для этого сначала были определены координаты центра вращения по каждой паре имеющихся пунктов. Результаты вычислений представлены в таблице 3.
Таблица 3 – Координаты центров вращения пар пунктов первого блока
Пара пунктов Координаты Значения, м
1 – 2 X0, м 761203,910
Y0, м 395194,233
3 – 4 X0, м 763380,658
Y0, м 404968,135
5 – 6 X0, м 682536,490
Y0, м 394718,262
Затем было определено среднее значение координат центра вращения данного блока Xср = 818981.705 м., Yср = 416974.236 м..
После были определены угловые скорости вращения каждого пункта. Ре-зультаты вычислений представлены в таблице 4.
Таблица 4 – Угловые скорости вращения пунктов первого блока
Параметр Значение, рад/с Параметр Значение, рад/с
?1 -1,05764*10-7 ?4 3,6829*10-7
?2 -1,47557*10-6 ?5 8,24473*10-7
?3 -1,45485*10-7 ?6 2,55256*10-6
Затем было определено значение угловой скорости, как среднее значение из всех угловых скоростей пунктов ?ср = 6,09462*10-6 рад/с.
Ко второму блоку относятся 4 геодезических пункта, координаты и сме-щения которых приставлены в таблице 5.
