На правах рукописи

Ле Ван Зунг

НОВЫЕ РЕШЕНИЯ ПРОБЛЕМЫ СЕЙСМИЧНОСТИ ВЬЕТНАМА

Специальность: 25.00.01 – Общая и региональная геология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата геолого-минералогических наук

Москва – 2011

Работа выполнена на Кафедре месторождений полезных ископаемых и их разведки Российского университета дружбы народов (РУДН)

Научный руководитель Доктор геолого-минералогических наук, Профессор РУДН Долгинов Евгений Александрович

Научный консультант Кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник Института Геофизики Вьетнамской Академии Наук и технологий Како Д.Т.

Доктор геолого-минералогических наук, Официальные профессор РУДН Хуторской Михаил Оппоненты Давыдович.

Доктор геолого-минералогических наук, директор Межрегионального центра по геологическому картированию Межеловский Николай Васильевич

Ведущая организация Открытое акционерное общество «Зарубежгеология».

Защита диссертации состоится «3» марта 2011 г. в ауд. 440 (5-й этаж) в 15.00 на заседании Диссертационного Совета Д 212.203.25 при Российском университете дружбы народов по адресу Москва, ул. Орджоникидзе, д. 3.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке РУДН по адресу: Москва, ул. Миклухо-Маклая, д. 6.

Автореферат разослан «3» февраля 2011 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат геолого-минералогических наук Е.В.Карелина

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Северо-Западный Вьетнам является районом повышенной сейсмичности, которая приводила к катастрофическим разрушениям и гибели сотен тысяч жителей страны. Поэтому проблема сейсмичности, в частности её причины, были и остаются в центре внимания исследователей различных научных учреждений и правительства страны.

Цель и задачи исследования. Целью исследования являлись:

выявление геолого-тектонических закономерностей проявления сейсмичности в 1) материковой и морской областях Вьетнама;

создание на основе геолого-геофизической информации моделей 2) сейсмогенерирующих глубинных систем этих областей.

Задачами исследования являлись:

1) выявление корреляционных связей между данными сейсмических записей, геологическим, тектоническим и глубинным строением материковой и морской областей Вьетнама;

2) комплексный анализ результатов машинной обработки гравиметрических, геомагнитных карт, данных сейсмотомографии и теллуро-электромагнитного зондирования для определения мощности земной коры разных типов, её осадочного и кристаллического слоев, литосферы;

3) выявление природы кристаллического слоя коры переходного типа Восточного моря с привлечением данных материковой геологии и тектоники;

4) анализ результатов изучения глубинного строения задуговых морей Восточной Азии и их использование для интерпретации строения коры Восточного моря.

Фактический материал. При проведении исследования были использованы:

кадастр землетрясений, зарегистрированных до 2009 г.;

схемы и карты сейсмоактивных разломов;

данные гравиметрических и геомагнитных съемок разного масштаба;

геологические карты масштабов 1:2 000 000, 1:500 000;

результаты теллуро-электромагнитных измерений;

данные сейсморазведки осадочного кайнозойского комплекса Восточного моря:

многочисленные публикации по геологии и тектонике материковой и морской областей Вьетнама и сопредельных территорий;

данные сейсмотомографии (Geyko, 2004 Starostenko et al., 2009).

Методика проведения работ. До и в процессе подготовки диссертации автором были использованы следующие главные методы исследований:

1. компьютерная обработка каталога землетрясений для выявления напряженного состояния в очагах землетрясений;

2. сравнительный анализ сейсмичности, данных сейсмотомографии и базовой тектоники;

3. компьютерная обработка гравиметрических и геомагнитных карт с использованием различных программных обеспечений для численного моделирования плотности и мощности земной коры и её осадочного и кристаллического слоев;

4. маршрутное изучение тектонической структуры Северного Вьетнама;

5. обработка данных прохождения продольных Р-волн и построение на их основе сейсмотомографической модели глубинного строения Северного Вьетнама.

Защищаемые положения.

Повышенная сейсмичность Северо-Западного Вьетнама и пространственновременные закономерности её проявления обусловлены существованием под этим районом области разгоряченной мантии, находящейся в канале длительно функционировавшего плюма. Обосновывается модель сейсмогенерирующей системы коллизионного взаимодействия молодого растекающегося плюма с окружающие его более плотной мантией и реализации возникающих при это напряжений в коровых разломах.

Периферийные разломно-сейсмические зоны Восточного моря разделяют области, кристаллическая кора которых имеет фундаментальные различия по строению, времени и условиям образования. На материке она сложена складчатыми комплексами докембрия и высокоплотностными комплексами раннего докембрия, испытавшими глубокую структурно-метаморфическую переработку и эксгумацию перед началом кайнозойского рифтогенеза, предшествовавшего образованию задугового морского осадочного бассейна.

сейсмоактивных зон связывается с коллизионным взаимодействием расширяющегося Восточно-морского задугового плюма с азиатским материком.

Научная новизна работы. Показано, что зоны повышенной сейсмичности в горном районе Северо-Западного Вьетнама и Восточном море, характеризующиеся земной корой разных типов (первый двуслойной материковой, второй древней однослойной «переходной» и океанической), расположены дистанцированно вокруг магматических центров соответственно мезозоя и кайнозоя. Предложены геодинамические модели, в которых, с учетом данных сейсмотомографии, сейсмичность связывается с функционированием принципиально сходных длительно развивавшихся плюм-систем разных масштабов. Созданы карты мощностей земной коры разных типов и их осадочного и кристаллических слоев. Дана характеристика плотностных свойств этих слоев.

Практическая ценность работы. Предложенные сейсмогенерирующие плюмовые модели могут явиться новой концептуальной основой при сейсмическом районировании и оценке сейсмоопасности материковой и морской областей Вьетнама и сопредельных стран. Выявлены новые наиболее сейсмоопасные разломы двух региональных направлений (св – юз и сз – юв). Установление древнего возраста и нижнекоровой природы кристаллического слоя «переходной» коры шельфовой области Восточного моря может быть использовано при построении плотностных моделей нефтегазовых бассейнов данной области.

Организационные условия подготовки диссертации. Подготовка диссертации проводилась в рамках Договора о научном сотрудничестве в области геологии между Институтом Геофизики Вьетнамской Академии наук и Технологий и Российским университетом дружбы народов. В течение последних 3-х лет автор являлся заочным аспирантом Кафедры месторождений полезных ископаемых и их разведки им.

В.М.Крейтера. Использованные в работе материалы и результаты их обработки были получены автором как во время обучения в аспирантуре, так и до этого во время научноисследовательских работ в институте Геофизики ВАНТ. В 2009 и 2010 гг. был участником маршрутных геологических исследований в Северном Вьетнаме в составе группы представителей РУДН, института Геофизики ВАНТ и института Физики Земли РАН. По теме диссертации опубликованы 24 статьи во вьетнамских и 2 в российских журналах.

Диссертация представлена в оригинале на английском языке и идентичном переводе на русском языке. Работа имеет объём 120 стр., из них 65 стр. текста, включая введение, два раздела обоснования положений и заключение, 55 иллюстраций, главным образом авторских, и список использованной литературы на 5 страницах.

Благодарности. Автор выражает глубокую благодарность руководству института Геофизики Вьетнамской Академии Наук и Технологий, предоставившему ему возможность в течение многих лет проводить целенаправленные научноисследовательские работы по изучению сейсмичности территории Вьетнама, а также сотрудникам отдела Института, в первую очередь кандидату физ.-мат. наук Као Д.Т. и доктору физ.-мат. наук Лу Н.Т. за постоянную профессиональную и моральную поддержку на всех этапах проведения работ и подготовки диссертации. Кроме того, автор благодарит научного руководителя, проф. Долгинова Е.А. за предложенные диссертанту концептуальные установки и ценные советы, а также аспиранта кафедры МПИ РУДН Башкина Ю.В. за техническую помощь при оформлении диссертации.

Сейсмоопасность является одной из главных геологических проблем Вьетнама.

Наиболее крупными из зафиксированных землетрясений достигали магнитуд 6,7 – 7.

приобретение соответствующего технического оборудования и научно-исследовательские коллективы институтов Вьетнамской Академии наук и Технологий, в частности, Института Геофизики.

В диссертации в отношении сейсмичности и связанных с ней вопросов геологии и тектоники рассматриваются материковая и морская части Вьетнама и прилегающие к ним районы. В пределах этого субрегиона наиболее сейсмичными являются Северо-Западный горный район Вьетнама и мелководные шельфовые зоны Восточного моря. Все землетрясения являются коровыми и совпадают с разломами. С учетом последнего, разломы при сейсморайонировании были разделены на сейсмоактивные и потенциально сейсмоактивные. Однако такой подход к оценке сейсмичности является в значительной степени формальным (фактологическим), поскольку не дает ответа на главный вопрос: где и в какой геодинамической обстановке зарождаются напряжения, реализуемые в виде землетрясений, т.е. какова глубинная (геодинамическая) природа последних.

тектонического и глубинного строения материковой и морской областей Вьетнама, а также прилегающих к ним районов Китая и Лаоса позволил подойти с новых позиций к проблеме сейсмичности данного субрегиона и выдвинуть два положения, обоснованию которых посвящается представленная работа.

Повышенная сейсмичность Северо-Западного Вьетнама и пространственновременные закономерности её проявления обусловлены существованием под этим районом области разгоряченной мантии, находящейся в канале длительно функционировавшего плюма. Обосновывается модель сейсмогенерирующей системы коллизионного взаимодействия молодого растекающегося плюма с окружающие его более плотной мантией и реализации возникающих при это напряжений в коровых разломах.

Сейсмичность Северо-Западного района Вьетнама изучалась многими научноисследовательскими коллективами. Существует представление о связи его сейсмичности с крупномасштабными сдвиговыми перемещениями литосферных плит по разломам кайнозойского рифта Красной реки (Tapponnier et al., 1990 и другие). Однако с этим представлением плохо согласуются: 1) большая удаленность эпицентров многих землетрясений, в том числе и крупных, от разломной зоны рифта Красной реки; 2) их площадное расположение; 3) совпадение сейсмического района с наиболее высокогорной частью Северного Вьетнама и 4) относительно более молодой в тектоническом отношении его частью (областью палеозойско-индосинийской складчатости) (рис. 1).

Два последних геолого-геоморфологических «обстоятельства» указывают на то, что сейсмичность рассматриваемого района Вьетнама определяется глубинными механизмами, обусловленными его тектоническим и неотектоническим развитием. О природе этих механизмов позволяют судить некоторые особенности его геологического строения и данные сейсмотомографии.

В данном районе к западу от кайнозойского рифта Красной реки имеются многочисленные выходы вулканических пород поздней перми – раннего триаса. Эти породы образуют части разрезов главного пояса индосинид Сонг Да и сопряженного с ним платформенного чехла (в частности, к западу от г. Ханой).

Вулканиты представлены высоко- и низкощелочными базальтами, частично риолитами, трахитами и их туфами, имеют мощность 1700- 2000 м (Hoang et al., 2008). На западе и севере вулканические породы замещаются латерально песчаниками. Сходство состава и мощности вулканитов в их разобщенных выходах является свидетельством их накопления в едином овальной формы прогибе.

Рис. 1. Расположение эпицентров землетрясений в тектонической структуре Северного Вьетнама.

1 – докембрийская Южно-Китайская платформа; 2 – 4 – складчатые структуры: 2 – каледониды, 3 – варисциды 4 – индосиниды; 5 – породы верхнего палеозоя – триаса в субгоризонтальном (платформенном) залегании; 6 – субгоризонтально залегающие вулканиты верхней юры – мела; 7 – континентальные отложения верхнего мела в грабенах; 8 – лейкограниты палеогена; 9 – щелочные вулканиты палеогена; 10 – раннедокембрийские комплексы основания рифта Красной реки: а – на поверхности, б – под четвертичными отложениями; 11 – синрифтовые отложения миоцена; 12 – предполагаемая палеограница распространения вулканитов поздней юры – раннего мела.

В нижнем левом углу показаны магниты землетрясений. В правом верхнем углу показано положение рифта Красной реки и его продолжение в морскую область (депрессии Сонг Хонг).

Непосредственно к западу от рифта Красной реки на варисских структурах залегает толща континентальных вулканитов поздней юры - раннего мела мощностью до 1600 м.

Вулканиты представлены риолитовыми порфирами, риолитами, щелочными базальтами и их туфами, содержат пласты аллювиальных конгломератов и песчаников. Породы характеризуются полого-волнистым залеганием и прорваны мелкими субвулканическими интрузиями сиенитов, ортофиров, щелочных гранитов образуют в плане овал. К этому же магматическому комплексу, возможно, относятся субщелочные граниты палеогена, прорывающие выходящие севернее на поверхность метаморфические породы докембрия.

Последние, как и интрудирующие их граниты, образуют меньшее по высоте, но также относительно возвышенные части горного рельефа (до 2000 – 2500 м).

По мнению профессора Долгинова Е.А., вулканиты обеих генераций по составу, условиям образования и характеру их палеоструктур имеют большое сходство с вулканичскими породами кайнозоя «горячих точек» Африки - Эфиопского плато, поднятия Увейнат и других, являющихся производными плюм-систем. Это позволяет связывать совмещенную магматическую активность поздней перми – раннего триаса и поздней юры раннего мела рассматриваемого сейсмического района с функционированием подобной плюм-системы.

Выявлены следующие особенности проявления сейсмичности района по её соотношению с его геологическим строением.

Эпицентры наиболее крупных землетрясений с магнитудами более 4 расположены в овоидной зоне, совпадающей с границей базальтового прогиба поздней перми – раннего триаса. Эта зона обрамляет почти асейсмический участок, в центре которого находится высокогорное вулканическое плато, сложенное лавами и туфами поздней юры – раннего мела. Столь четко выраженная конформность очертаний палеовулканических и сейсмической структур является свидетельством их связи с некой единой глубинной сейсмо-магмагенерирующей системой, скорее всего, плюмовой природы. О конкретном глубинном выражении этой системы позволяют судить данные сейсмотомографии.

Установлено, что под северо-западным сейсмическим районом Вьетнама примерно в контурах вулканического палеобассейна поздней перми – раннего триаса расположен подобный ему по очертаниям овальный «канал» с концентрическим расположением разноплотностных (т.е. в различной степени разгоряченных) зон мантии. На глубинах 50 – 150 км мантия в этом «канале» является относительно охлажденной. На глубинах 150 – 300 (350) км она является аномально разгоряченной (рис. 2). И далее, до глубины (650) км в «канале» вновь фиксируется более «скоростная» (т.е. менее разгоряченная) область. Глубже 650 км плотностная структура мантии кардинально меняется.

Рис. 2. Изменение скорости прохождения Р-волн на глубине 250 км в СевероЗападном районе Вьетнама.

Полная «гармония» овоидных структур внутриплитного магматизма двух продолжительных эпох (P2 – T1 и J3 – K1), сейсмоструктуры, определяемой по расположению эпицетров землетрясений, и глубинной «сейсмотомографической»

структуры является явным свидетельством их связи с рекуррентным развитием единой древней плюм-системы.

Судя по всему, современная сейсмичность района обусловлена наличием под ним области разгоряченной мантии, соответствующей большей частью астеносфере. Эта температурная аномалия или сохранилась от последней (юрско-мел-палеоценовой) эпохи внутриплитного магматизма, или соответствует молодому (позднекайнозойскому) плюму, достигшему астеносферы по древнему плюм-каналу. Аномально активное неотектоническое поднятие сейсмического района с расчетной скоростью в несколько мм/год, приведшее к образованию крутых «безтеррасовых» речных долин и контрастного горного рельефа, указывают на большую вероятность второго из этих предположений.

Залегание вулканитов поздней юры – раннего мела непосредственно на варисских структурах свидетельствует о поднятии центрального (ныне асейсмического) участка, которое предшествовало вулканической фазе соответствующего времени. Это поднятие, во время которого полностью был эродирован платформенный комплекс позднего карбона – триаса, а с ним и вулканиты Р2 – Т1, также явилось, по-видимому, результатом функционирования той же плюм-системы, о которой говорилось выше.

Обработка каталога землетрясений показала, что более ранние из инструментально зафиксированных сейсмособытий, произошедшие в первую половину прошлого века, были сосредоточены в главном сейсмическом «кольце» районе, а более поздние события охватили обширные площади к западу и северу от этого «кольца», в том числе в Лаосе и Китае. Эта закономерность указывает на центробежное распространение глубинных сейсмогенерирующих процессов, связанных с особенностями динамики области разгоряченной мантии.

Выявленные соотношения сейсмичности с геологическим, тектоническим и глубинным строением Северо-Заападного района Вьетнама могут найти объяснение в следующей последовательности развития единой плюм-системы.

После оформления варисских структур и консолидации всей области палеозойской складчатости в её пределах в поздней перми – раннем триасе проявилась первая и наиболее мощная фаза внутриплитного магматизма «горячей точки». С последним было связано формирование крупного овального прогиба, заполнявшегося базальтовыми лавами повышенной щелочности. Большие объёмы базальтовых лав указывают на их выплавление из относительно неглубокой мантии. В это время был создан крупный глубинный канал, по форме соответствовавший базальтовому прогибу и, вероятно, области плавления мантии.

После формирования индосинид весь субрегион начал испытывать поднятие. На его фоне в центральной части древнего вулканического прогиба вновь проявился внутриплитный магматизм, который продолжался до конца раннего мела. В неотектонический этап продвигавшийся по древнему мантийному «каналу» молодой плюм достиг астеносферы, вызвав её дополнительный разогрев и разуплотнение.

Динамика проведения разгоряченного мантийного резервуара, непосредственно определившая закономерности сейсмичности района, предполагается следующей.

Находясь под нагрузкой литосферы, разбухшая астеносфера испытывает растекание. При этом на своде разгоряченного мантийного диапира, совпадающем с центром позднеюрско-раннемелового вулканизма, происходит релаксация возникающих напряжений, что определяет асейсмичность соответствующего участка. Растекание плюмового диапира приводит к его коллизионному взаимодействию с более плотной окружающей мантией при смещении этого процесса от свода диапира к его периферии.

Дугообразное и радиально-линейное размещение эпицентров более поздних землетрясений относительно главного сейсмического «кольца» является свидетельством волнового и направленного распространения глубинных коллизионных процессов.

Возникающие при взаимодействии более и менее разгоряченной мантии напряжения передаются в земную кору, где реализуются главным образом вдоль коровых разломов, особенно разделяющих разновозрастные тектонические структуры. Таковыми являются, в первую очередь, разломы рифта Красной реки на востоке и расположенные между каледонидами и индосинидами Черной реки на западе.

Установлено, что оси напряжений в очагах землетрясений ориентированы по эллипсу в соответствии с общей сейсмо-тектонической (в том числе и глубинной) структурой района. Это указывает на существование у растекающегося плюмового диапира существенного вращательного момента. Общий дизайн размещения эпицентров поздних «ослабленных» землетрясений на крайних западных участках Вьетнама и в прилегающих районах Лаоса позволяет допускать их связь не только с растекающейся головной частью мантийного плюма, но также с самостоятельным сейсмогенерирующим центром-саттелитом.

Крайне низкая сейсмичность докембрийской Южно-Китайской параплатформы на территории Вьетнама свидетельствует о том, что вызывающие её «энергетические»

потоки распространялись от сейсмического центра в западном направлении в область палеозойской-индосинийской складчатости. Эта структурная «избирательтность»

сейсмичности может быть объяснена большой мощностью литосферы древней платформы, при которой сейсмогенерирующие процессы почти полностью реализуются в зоне наиболее «градиентных» разломов рифта Красной реки.

С предложенным сейсмогенерирующим плюм-механизмом хорошо согласуется закономерность размещения в северо-западном районе Вьетнама минерализованных и горячих водных источников (рис. 3). Во-первых, их изобилие свидетельствует о разгоряченности здесь недр, судя по всему мантии. Во-вторых, источники расположены в том же концентрическом дизайне, что и сейсмические и сейсмотомографические аномалии. В третьих, и это особенно важно, большая часть гидротерм находится внутри Рис. 3. Пазмещение источников горячих минерализованных вод в Северо-Западном районе Вьетнама.

главного сейсмического «кольца», т.е. над сводом астеносферного диапира (плюма), находящегося, по нашей геодинамической модели, в состоянии растекания. Именно последнее, по-видимому, определило растяжение вышележащей литосферы и проникновение через нее на поверхность минерализованных горячих вод. Находящаяся в условиях сжатия кольцевая зона экстремальной сейсмичности оказалась закрытой для перемещения глубинных растворов. По методу Г.С.Вартаняна, источники или контрольно-измерительные скважины могут быть использованы для краткосрочного прогнозирования землетрясений. Изменение режима излияния и (или) химического состава подземных вод могут быть предвестниками землетрясений, в первую очередь, в главном сейсмическом «кольце».

Периферийные разломно-сейсмические зоны Восточного моря разделяют области, кристаллическая кора которых имеет фундаментальные различия по строению, времени и условиям образования. На материке она сложена складчатыми комплексами докембрия и отчасти палеозоя. Кристаллическая кора большей, мелководной части Восточного мор сложена высокоплотностными комплексами раннего докембрия, испытавшими глубокую структурно-метаморфическую переработку и эксгумацию перед началом кайнозойского рифтогенеза, предшествовавшего образованию задугового морского осадочного бассейна.

По аналогии с другими окраинными морями, возникновение пограничных сейсмоактивных зон связывается с коллизионным взаимодействием расширяющегося Восточно-морского задугового плюма с азиатским материком.

В рассматриваемом субрегионе кроме северо-западного района Вьетнама повышенной сейсмичностью характеризуются периферийные зоны Восточного моря. Эти зоны совпадают с системами крупных разломов св-юз направления, которые определяют границу между материковой и морской областями. Тектоническая природа и причины сейсмичности этих зон оставались неясными. Решение этого вопроса кроется в значительной степени в определении строения и возраста высокоплотностного основания земной коры мелководной части Восточного моря. Это основание по плотностным свойствам имеет сходство с океанической корой Центральной глубоководной впадины данного моря, но в отличие от океанической коры перекрыто мощным чехлом отложений кайнозоя, включающим наиболее древние в нем рифтовые континентальные отложения эоцена-миоцена. Таким образом, по строению земная кора мелководной части Восточного моря является ни океанической, ни континентальной, в связи с чем стала именоваться «переходной» (рис. 4).

По наиболее распространенному представлению, высокоплотностной слой «переходной» коры образовался при синрифтовом растяжении нормальной материковой коры в кайнозое (Thang, Bach, 1992 и др.). Ранее была высказана идея о раннедокембрийском происхождении этого высокоплотностного слоя, его вертикальном наращивании комплексами материковой коры в позднем протерозое – палеозое и вскрытии в мезозое (Le, 1986). Однако конкретного обоснования эти идеи не получили. В диссертации дается комплексный анализ геолого-геофизических данных, направленный на обоснование происхождения кристаллического слоя земной коры Восточного моря и, через это, вероятной геодинамической природы его периферийных сейсмических зон.

Рис. 4. Распространение типов земной коры на тихоокеанской окраине ЮгоВосточной Азии: 1 – материковая; 2 – океаническая; 3 – переходного типа.

Обработка данных гравиметрических и геомагнитных съёмок, сейсмотомографии, теллуро-электромагнитного зондирования позволила построить карты мощности земной коры, её осадочного и кристаллического слоев, дать количественную оценку их плотностных свойств. При их расчетах были приняты следующие «скоростные»

параметры отдельных слоев литосферы.

1. Осадочный слой: VP = 2,1 – 4,96 км/сек;

2. кристаллический слой земной коры: VP = 5,92 – 7,60 км/сек;

3. верхняя (литосферная) мантия: VP = 7,85 – 8,0 км/сек.

Для определения плотностных моделей коры были использованы:

1. измеренные плотности осадочных пород, распространенных на территории Вьетнама (Khai еt al., 1984);

2. для кристаллического слоя земной коры корреляционная формула соотношения значений плотности и скорости прохождения VP = 6 – 11, где VP (км/сек) и Получены следующие осредненные плотностные характеристики кристаллической коры разных типов: материковой (по 15 структурным единицам) – 2,83 г/см3, переходной (по 19 структурным единицам) – 2,96 г/см3, океанической (по 1 участку) – 3,10 г/см3.

Выявлены следующие изменения мощности земной коры разных типов и составляющих её слоев.

От северных районов Вьетнама, Лаоса и прилегающей к узкой зоне наиболее мелководного шельфа Восточного моря суммарная мощность двуслойной материковой коры уменьшается от 36 км до 28 км. Это относится как к району относительно «молодой»

коры, сложенной складчатыми комплексами палеозоид и индосинид, так и к докембрийской Южно-Китайской параплатформы. Мощность материковой коры является сокращенной относительно её средней стандартной мощности в древних кратонах (40 – км) и не контролируется с тектоническими структурами (рис. 5).

Суммарная мощность «переходной» коры уменьшается с удалением от материка от 26 км до 14 км у океанической впадины, молодая базитовая кора которой имеет мощность 14 – 12 км. На материке кристаллический слой коры соответствующего типа вне зависимости от возраста и типа тектонических структур залегает на глубинах 3 – 5 км и местами выступает на поверхность, где к нему относятся гранитно-метаморфические комплексы докембрия и отчасти метаморфиты нижнего палеозоя. В пределах Ханойского берегового прогиба, имеющего тесную связь со структурами Восточного моря, гранитнометаморфические комплексы докембрия находятся на глубинах до 6 – 7 км под отложениями кайнозоя.

В «переходной» коре Восточного моря её осадочный слой имеет мощность от 2 - км до 10 – 12 км. Её максимальные значения соответствуют рифтовым депрессиям, и в первую очередь самой глубокой Сонг Хонг, находящейся на простирании Ханойского прогиба и материкового кайнозойского рифта Красной реки. В Центральной океанической впадине Восточного моря мощность осадочного чехла не превышает 2 км.

Мощность высокоплотностного слоя коры «переходного» типа резко редуцирована под наиболее глубокими кайнозойскими депрессиями (в депрессии Сонг Хонг до 6 – 8 км) и увеличена до 14 – 16 км под разделяющими и ограничивающими их поднятиями.

Рис. 5. Мощность земной коры Вьетнама и сопряженных областей.

Для оценки вероятного вещественного состава высокоплотностного слоя «переходной» коры были привлечены данные материковой геологии и использованы структурные и геофизические «возможности» их экстраполяции в морскую область.

Наибольший интерес в этом отношении представляют прибрежные кристаллические массивы Кон Тум Центрального Вьетнама, Восточного Китая и рифт Красной реки Северного Вьетнама.

Наиболее «плотностным» во Вьетнаме и имеющим в этом отношении сходство с «переходной» корой является массив Кон Тум, сложенный глубоко метаморфизованными породами, в том числе и гранулитами, а также базитами раннего докембрия.

Соответствующая ему литосфера сохраняет мощность и структуру основания далеко вглубь Восточного моря, что является косвенным признаком распространения в основание его коры и метаморфитов сходного с массивом состава и возраста.

Вдоль материковой окраины Китая расположен погребенный массив, сложенный метаморфическими породами раннего протерозоя (Sewell et al., 2000; Pei Hong, 1995). В тектонической провинции Сулу, где эти метаморфиты выступают на поверхность, среди них преобладают орто- и парагнейсы гранулитовой фации, содержащие тела эклогитов (Enami, Nagasaki, 1999). Из этого следует, что в сторону Желтого моря, соединяющегося с Восточным морем, погружаются древние нижнекоровые комплексы материка.

Наиболее важное значение для диагностики строения и происхождения кристаллического слоя «переходной» коры Восточного моря имеет кайнозойский рифт Красной реки, имеющий продолжение через Ханойский прогиб далеко (более 1000 км) в морскую область, где он выделяется как депрессия Сонг Хонг (рис. 1). Последняя протягивается субмеридионально вдоль материка, имеет крутые склоны, максимальную глубину до 10 – 13 км, ширину 50 – 150 км, ограничена крутыми разломами. Её разрез включает континентальные рифтовые отложения эоцена – миоцена и чехольные морские осадки плиоцена – квартера. В районе залива Бак Бо, где отложения чехла имеют максимальную мощность, граница Мохо залегает на минимальных глубинах 24 – 22 км.

Из этого следует, что под осевой зоной депрессии практически отсутствует гранитнометаморфический слой, а верхняя мантия образует крупный выступ. Эта особенность глубинного строения депрессии является одним из важных показателей её рифтового происхождения и «генетического» единства с рифтом Красной реки.

Рифт Красной реки выражен в рельефе в виде узкой глубокой долины, ограниченной разломами. В его осевой зоне вскрываются глубоко метаморфизованные породы раннего протерозоя, а по бортам залегают речные и озерные отложения миоценчетвертичного возраста. Для метаморфических пород главным образом K/Ar методом получен ряд возрастных датировок: 2000 – 1670 млн. лет, 840 млн. лет, 29 – 24 млн. лет и 20 – 15 млн. лет (последние также U/Pb методом). Считается, что первые датировки соответствуют истинному, т.е. первичному возрасту пород, а самые «молодые» значения отражают эпохи их последующих минеральных и изотопных преобразований во время фаз динамометаморфизма и анатексиса. Согласно температурно-барическим расчетам, породы испытали подъём с глубин по разным оценкам от 23 до 15 км со средней скоростью 5 мм/год (Tapponier et al., 1990; Nam et al., 1998).

При очень сложной, часто изоклинальной складчатости метаморфитов в них выявлена наложенная структура в виде коробчатой складки с уплощенным сводом и крутыми, почти вертикальными крыльями, совпадающими с бортовыми разломами рифта (Phung, 2001). Это указывает на поднятие, пластическую деформацию и эксгумацию средне-нижнекорового комплекса основания рифта перед началом его депрессионного опускания. Данные особенности строения и формирования комплекса основания рифта Красной реки могут быть перенесены на кристаллический слой переходной коры депрессии Сонг Хонг, а также других сходных с ней менее глубоких кайнозойских депрессий Восточного моря, занимающих большую часть его акватории. Особенно показательным в этом отношении является транзитный береговой Ханойский прогиб, который имеет элементы строения депрессии Сонг Хонг (мощный осадочный чехол) и рифта Красной реки (вскрытые скважинам глубоко метаморфизованные породы раннего протерозоя). По плотностным свойствам земная кора этого прогиба, как и большей части Восточного моря, относится к «переходному» типу (рис. 4).

Положение рифта Красной реки между областью палеозойско-индосинийской складчатости (на западе) и докембрийской параплатформой (на востоке) позволяет считать, что и его морское продолжение в виде депрессии Сонг Хонг расположено подобным образом, что автоматически приводит к заключению о древнем возрасте фундамента (кристаллического слоя) «переходной» коры.

На тектоническое родство области Восточного моря с Южно-Китайской платформой указывает сходный дизайн в их пределах разломных систем, а также особенность связывающих их «плотностных» структур поверхности Мохо и верхней мантии, представленные в работе соответствующими схемами.

высокоплотностного слоя «переходной» коры может служить установленное во многих регионах мира заложение большинства рифтов разного возраста, в том числе кайнозойских, на поднятиях нижнекоровых гранулитовых комплексах раннего докембрия, преобразованных в более поздние фазы тектогенеза (Долгинов, Д’Альмейда. 2002).

Судя по данным материковой геологии, поднятие и размыв области Восточного моря начались в конце триаса. За мезозой здесь могли быть эродированы не только платформенные комплексы палеозоя, но и частично гранитно-метаморфический слой материковой коры, дальнейшее уничтожение которого (по аналогии с рифтом Красной реки) произошло, скорее всего, в палеоцене, когда перед рифтингом на поверхность были выведены комплексы нижней коры.

Показано, что земная кора другого Охотского задугового моря относится ни к континентальному, ни к океаническому, а своеобразному «окраинно-морскому» (Чехов, 2010) или «буферному» (Петрищевский, 2010) (т.е. по принятой нами терминологии «переходному») типу. Эта своеобразная кора характеризуется резко сокращенным по площади и мощности гранитно-метаморфическим слоем и сложена в значительной степени гранулитами архея (Жирнов, 2010).

Впадины задуговых морей, в том числе и Восточного моря, во многих отношениях имеют сходство с классическими «пассивными» зонами перехода континент – океан т.н.

атлантического типа. Вдоль них расположены крупные глубокие осадочные бассейны, фундаменты которых сложены нижнекоровыми комплексами раннего докембрия, переработанными и изотопно «омоложенными» в разные эпохи диастрофизма позднего протерозоя – раннего палеозоя (Долгинов, 1978, 1989, 1996).

По рельефу поверхности Мохо тектоническая инфраструктура рассматриваемого субрегиона имеет форму гигантского сводового поднятия, в ядре которого расположена спрединговая океаническая впадина, на склонах последовательно залегают нижнекоровый и гранито-гнейсовый слои материковой коры. По форме разреза и плана это поднятие может рассматриваться как структурное выражение крупного мантийного плюма.

Главными проявлениями его функционирования явились процессы до- и синрифтового разрушения древней материковой коры. Для определения молодой геодинамики этого плюма и обоснования связанной с ней сейсмичности могут быть привлечены результаты изучения глубинных структур других задуговых морей. Выявлены признаки существования под Охотским морем в прошлом и настоящем структуры центрального типа плюмовой природы, выраженной в концентрической зональности плотностных магнитных и геотермических неоднородностей земной коры и верхней мантии. Развитие этой структуры рассматривается как причина интерактивного внутриплитного взаимодействия плиты Охотского моря и края материка (Петрищевский, 2010). Считается, что над горячим плюмом – астеносферным диапиром расположена глубоководная океаническая впадина Дерюгина, находящаяся в центральной части Охотского моря.

Растеканием этого плюма объясняется деформация литосферы и образование глубокого рифтового прогиба в зоне сочленения Охотского моря и Сахалина (Родников и др., 2010).

Между о-вом Тайвань и материковым Китаем выявлены проявления коллизионных тектоно-магматических фаз в интервалах 5 – 3 и 3 – 0 млн. лет назад (Ludmann, Wong, 1999), т.е. для того времени, когда произошло открытие океанической впадины Восточного моря. Эта коллизионная зона соответствует периферийной сейсмоактивной зоне Восточного моря, включающей поднятие о-ва Хайнань и отделяющий его от суши пролив. Признаки существования магматизма ранней дивергентной зоны сочленения плит Восточного моря и Индосинийского п-ова имеются в районе Да Лат Южного Вьетнама в форме юрских андезитов и дацитов (Thuy, 2008). Все это указывает на очень высокую степень вероятноcти связи сейсмичности периферийных зон Восточного моря с коллизионным взаимодействием Восточноморской плюм-системы с Азиатским материком.

В целом, результаты проведенного исследования в сочетании с предложенной охотоморской геодинамической модели могут быть суммированы в следующей последовательности развитии плюм-системы, определившего образование инфраструктуры впадины Восточного моря и сейсмичность его периферийных зон.

1. Раннее проявление в области Восточного моря плюма, выразившееся в поднятии края Азиатского материка и его рифтовой деструкции с образованием океанических впадин, а затем на их месте офиолитовых структур (поздняя пермь – ранний триас).

2. Длительное слабо дифференцированное поднятие территории и её глубокий размыв, затронувший гранитно-метаморфический слой материковой коры.

3. Активизация плюма, приведшая к глубокой структурно-метаморфической высокоплотностного слоя (конец мела – палеоцен).

4. Обще поднятие территории, неполное синрифтовое растяжение на этом фоне уже сильно редуцированной материковой коры (эоцене-миоцене).

5. Полное рифтовое разрушение над наиболее приподнятой, головной частью плюма древней литосферы с образованием океанической впадины. Общее прогибание задуговой области с образованием задугового морского осадочного бассейна.

6. Смещение от расширяющейся океанической впадины древней редуцированной литосферы, её столкновение с перемещающейся в противоположном направлении (вертикальных и горизонтальных) смещениях и сейсморазрядках вдоль зон разломов (плиоцен – настоящее время).

Сейсмическая активность периферийных зон Восточного моря представляет особую опасность в отношении тсунами, следы которых выявлены во многих пунктах вьетнамского побережья. Описание проявлений природных явлений дано в ряде публикаций автора с коллегами по Институту Геофизики ВАНТ.

Изложенные в работе факты и аргументы приводят к выводу о вероятном существовании общих геодинамических механизмов возникновения повышенной сейсмичности. Действительно, при всех различиях тектонического строения и позиции в региональной тектонической структуре двух рассмотренных сейсмических районов они занимают сходное дистанцированно-концентрическое положение относительно центров более раннего магматизма: юрско-мелового в материковой области Северо-Западного Вьетнама и позднекайнозойского в области Восточного моря. Это обстоятельство может интерпретироваться как следствие единой плюм-коллизионной природы возникновения сейсмоактивных зон при разных масштабах сейсмогенерирующих геодинамических систем. Нельзя исключать, что сходные эндогенные системы ответственны за землетрясения и во внутренних районах Китая, где имеются многочисленные центры мезозойского эпикратонного магматзма.

1. Долгинов Е.А., Башкин Ю.В., Белоусов Г.П., Као Д.Т. Ле В.З. Рифтовые и эпирифтовые структуры Северо-Западного Вьетнама и их вероятные аналоги. Изв. Высш. уч. заведений, «Геология и Разведка», 2010, № 5, стр. 3 – 8.

2. Долгинов Е.А., Ле В.З., Као Д.Т., Лу Т.Н., Башкин Ю.В. Возможные глубинная природа сейсмичности Северо-Западного Вьетнама и её связь с реактивированной системой «горячей точки». Изв. высш. уч. завед., «Геология и Разведка», 2011, № 2 (в печати).

3. Cao D.T., Nguyen T.X., Nguyen C.T., Le V.D., Nguyen H.T. Seismic Hazard Assessment in Tay Bac Vietnam. Journal of Geology, 1999, Series B-No. 13-14, Hanoi, p. 163-173.

4. Cao D.T., Le V.D., Nguyeng H.T. Some Results from analysis of strain deformation in Hoa Binh station in Period 1993-1998. 2000. Journal of Geology, Series A-No 257, 3-4, Hanoi, p.

5-11.

5. Cao D.T., Le V.D, Nguyen H.T. Seismotectonic features of the Red River fault zone (RREZ) in the main land of Vietnam. 2000. Journal of Geology, Series A-No 260, 9-10, Hanoi, p. 20Cao D.T., Nguyen C.T., Le V.D., Nguyen H.T. Earthquake activity of the Red River fault zone (RREZ) in the main land of Vietnam. 2000, 14-th Conference of Geology and Mining University. Vol. 4, Hanoi, p. 130-134.

7. Cao D.T., Le V.D., Nguyen H.T. Density model of the Red River fault zone (RRFZ). 2000, Journal of Sciencies of the Earth, Vol. 223, No. 4, Hanoi, p. 347-354.

8. Cao D.T., Le V.D., Pham N.H. Observation of relative gravity with hight precision in Vietnam by CG-3 gravity meter. Journal of Sciences of the Earth, 2001. Vol. 23, No. 2, Hanoi, p. 146-153.

9. Cao D.T., Le V.D., Nguyen H.T., Pham N.H. Some preliminary results from study of the crustal deformation in Vietnam. Journal of Geodesy and Geodynamics. 2002. Vol. 22, No 1, Beijing China, p. 40-45.

10. Cao D.T., Nguyen C.T., Le V.D., Nguyen H.T., Pham N.H. The crustal structure and seismic activity of Indochinese Peninsula and the adjacent areas. Advances in Natural Sciences.

2002, Vol. 3, No 1, National Centre for Science and Technology of Vietnam, p. 92-103.

11. Cao D.T., Le V.D., Pham N.H., Nguyen H.T., Mai X.B.. Thai A.T. Main structural units of the Earth’s Crust in Northwest region of Vietnam, Journal of Sciences of the Earth, 2004, Vol. 26, No 3, Hanoi, p. 244-257.

12. Cao D.T., Nguyen H.T., Le V.D., Pham N.H., Mai X.B. and Thai A.T. Evolution of faulting tectonic in Southeast Asia. Journal of Geodesy and Geodynamics. 2005, Vol. 25, No 1, Beijing, China, p. 51-59.

13. Cao D.T., Nguyen H.T., Le V.D., Pham N.H., Mai X.B., Thai A.T. Seismotectonic features of Vietnam territory. Activity reports, Vietnam-Italian cooperation in earthquake study:

results and perspectives. 2005. Hanoi, p. 29-54.

14. Cao D.T., Le V.D., Pham N.H., Nguyen H.T. Geotectonic condition of Tuan Giao Earthquake epicenter region and adjacency. 2005, The report at 4th Vietnam Geophysical Conference, Hanoi, p. 255-266.

15. Cao D.T., Le V.D. About the enhancement of terrain correction for gravimetric survey in Vietnam. Journal of Geology, 2006. Series a-No 292, 1-2 Hanoi, p. 39-48.

16. Cao D.T., Le V.D., Pham N.H. To apply the precise gravity data for study shallow geological structures in Vietnam. Journal of Geological Science and Technology, 2006, No 14, Hanoi, p. 61-66.

17. Cao D.T., Le V.D., Thai A.T. About the terrain correction method for gravimeter survey in Vietnam. Journal of Science and Technology, 2006, Vol. 44, No 2, Hanoi, p. 106-113.

18. Cao D.T., Rogozhin E.A., Ngo T.L., Nguyen H.T., Mai X.B., Le V.D., Nguyen T.T.

Tsumani could be attacked the Vietnam coast line in the ancient time. The report at Vietnam Geophysical Conference. 2007, Ho Chi Minh City, p. 172-181.

19. Cao D.T., Le V.D., Thai A.T. The Enhancement of precise gravimeter surveys in Vietnam.

Scientific – Technial Journal of Mining and Geology. 2007, No 20|20 – 2007, Hanoi, p. 59Cao D.T., Le V.D. Initial results of seismic hazard essessment in Vietnam on the basic of neo-deterministic algorithm. Journal of Sciences of the Earth. 2007, Vol. 29, No 4, Hanoi, p.

333-341.

21. Cao D.T., Le V.D. Seismic hazard essessment in Vietnam on the basic of neodeterministic algorithm. Proceeding of National Symposium on Geohazards and Mitigation. 2008, Hanoi, p. 31-43.

22. Cao D.T., Hguyen H.T., Pham N.H., Le V.D., Mai X.B., Parza G.F., Peresan A., Vaccari F., Romanelly F. Some features of seismic activity in Vietnam. ASEAN Journal on Science & Technology for Development. 2008, Vol. 25, No 1, p. 95-116.

23. Cao D.T., Panza G.F., Peresan A., Vaccari F., Romanelli F., Nguyen H.T., Pham N.H., Le V.D., Mai X.B., Thai A.T. Seismic hazard assessment of Vietnam territory on the basis of deterministic approach. Journal of Geology, 2008, Series B, No 31-32, p. 220-230.

24. Cao D.T., Panza G.F., Peresan A., Vaccari F., Romanelli F., Nguyen H.T., Pham N.H., Le V.D., Mai X.B., Thai A.T., Cao D.T.. Some new outcomes of the intermediate term earthquake prediction in Vietnam. Journal of Geology, 2008, Series B, No 31-32, p. 231-240.

25. Cao D.T., Rogozhin E.A., Yunga S.L., Ngo T.L., Nguyen H.T., Le V.D., Nguyen T.T. Some primary results of the investigation on paleo-earthquake in West Bac Bo, Vietnam. Journal of Geology, 2009, Series A., No 311 (3-4), p. 1-10.

26. Starostenko V., Cao D.T., Pham N.H., Le V.D., Nguyen X.B. Some outlines of the Vietnamese lithosphere structure on the basis of seismic tomography and satellite gravity data. Journal of Geology. 2009, Series A, No 314 (9-10), p. 9-17.

27. Cao D.T., Le D.T., Nguyen D.V. Seismic characteristics of South East Asia subduction zones. Journal of Geology, 2009, Series A, No 314 (9-10) p. 18-26.