Геодезические методы изучения геодинамических процессов

Это говорит о внутренней неоднородности второго блока, возможной потребности в более детальной дифференциации полигона, для которой, однако, недостаточно имеющихся фактических данных.Характер деформаций земной коры на полигоне определялся двумя способами: самостоятельным расчетом и расчетом с использованием программы ELCUT-6.Для выполнения определения деформаций самостоятельным расчетом, территория полигона была разделена на 10 локальных полигонов-треугольников (рисунок 6).Рисунок6 - Схема разбиения полигона на локальные полигоны-треугольникиДля каждого из них были определены локальные центры (центры тяжести), относительно которых пересчитаны координаты вершин. Данные представлены в таблице 4.Таблица 4 – Координаты центров тяжести и вершин треугольников относительно нихтреугольник№ точекКоординаты центра тяжестиКоординаты вершин относительно центра тяжестиX, мY, мX, мY, мI1752531,45399710,7257-6100,0821549,8172650,285-699,81445449,797-850,004II1749431,479399160,7237-3000,1112099,81923750,256-149,8126-750,145-1950,008III2751481,635396860,7171700,1002150,19531100,201-2500,1946-2800,301349,999IV2754581,606397410,719-1399,8711600,1933-1999,770-3050,19643399,6411450,003V3756631,6193396360,6273-4049,783-2000,10441349,6282500,09552700,156-499,990VI3759431,6257391977,3807-6849,7902383,1425-99,8513883,25686949,640-6266,399VII5763198,288394244,094-3866,5131616,5437683,5356916,56983182,978-8533,112VIII7765931,451392444,0643-2049,6288716,5998449,815-6733,08291599,813-1983,516IX7768048,2737396310,5183-4166,4514850,1459-517,010-5849,970104683,460999,826X7760398,2817398627,34073483,5412533,3224-2417,035233,3815-1066,507-2766,704В таблице 5 приводятся компоненты тензоров деформацииТаблица 5 – Характеристики тензоров деформациитреугольникe11e12e21e22e10e20I2,84846 *10-61,2459 *10-51,05795 *10-77,1752 *10-7-0,00480,0061II-1,43826 *10-6-4,03978 *10-71,6964 *10-79,09097 *10-7-0,00480,0061III-1,32412 10-6-6,89332 *10-73,80909 *10-73,80934 *10-7-0,0135999990,0052IV2,4218910-6-1,1725710-69,6410710-84,17635*10-7-0,0135999980,005200001V7,8785 *10-77,87982 *10-71,41407 *10-73,63648 *10-7-0,0095999980,0032VI9,49913 *10-75,8760710-84,076110-88,16515 *10-7-0,0095999930,003200002VII1,2738510-62,83755 *10-7-1,3822410-6-1,71837 *10-7-0,0030999950,004699994VIII9,545 *10-72,3209 *10-71,84563 *10-78,1639610-80,00420000-0,002499999IX2,04355 *10-7-2,3758510-8-4,28308 *10-7-1,2739 *10-70,004200001-0,002500002X7,21373 *10-77,58057 *10-7-1,2673110-6-2,70505 *10-70,004199999-0,002499996В таблице 6 приводятся деформационные характеристики конечных элементов.Таблица 6 – Деформационные характеристики конечных элементовтреугольникQZ1Z2ZmI3,5659810-62,1309410-61,2564810-51,2744210-5II-5,29166*10-7-2,3473610-6-2,34338*10-72,3590310-6III-9,43185*10-7-1,7050510-6-3,08423*10-71,7327210-6IV2,8395310-62,0042610-6-1,0761610-62,274910-6V1,151510-64,24202*10-79,29389*10-71,0216210-6VI1,7664310-61,33398*10-79,9521710-81,66432*10-7VII1,1020210-61,4456910-6-1,0984910-61,8156810-6VIII1,0361410-68,7286*10-74,16653*10-79,67205*10-7IX7,6964910-83,31745*10-7-4,52067*10-75,60731*10-7X4,5086810-79,9187710-7-5,0925310-71,1149710-6Параметры деформации представлены в таблице 7Таблица 7 – Параметры деформациитреугольникE1E2W,°ω´´I8,155110-6-4,5891210-640,187224080,000359955II9,14931*10-7-1,4441E-062,850493-6,7133 10-6III3,9477*10-7-1,3379510-65,126612479-8,8356710-6IV2,5572110-62,82314*10-7-14,11645923-3,08296*10-5V1,0865610-66,4937810-832,733282572,6625*10-5VI9,6643*10-77,99998*10-718,362436872,8510910-6VII1,4588510-6-3,56832*10-7-18,6144102-3,14693*10-5VIII1,0016710-63,4467310-812,758566451,19362*10-5IX3,18848*10-7-2,41883*10-7-26,86364981-1,29508*10-5X7,82919*10-7-3,32051*10-7-13,58850806-1,4589*10-5Автоматизированный расчет поля деформаций в программе ELCUT-6 выполнялся с использованием модуля упругих деформаций.После внесения данных о точках и их смещениях и формирования полигона, программа автоматически сформировала в нем комплекс элементарных треугольных полигонов, которые и использовались ею для расчетов характеристик деформаций (рисунок 7).Рисунок7 - Модель элементарных треугольных полигонов, формируемая программой ELCUTЗатем для полигона были заданы значения модуля Юнга, после чего решена задача определения пространственной картины упругих деформаций. Картина деформаций представлена на рисунке 8.Рисунок8 - Измененная форма и деформированная граница полигонаВекторы смещения элементарных площадок в полигоне представлены на рисунке9.Рисунок9 - Векторы смещения элементарных площадок в полигонеРисунок 10, сочетающий в себе изображения векторов смещения и изменения формы и границ деформаций показывает пространственные особенности деформаций в пределах полигона. Он дает возможность оценить взаимовлияние движения блоков и процесса деформации.Рисунок10 - Пространственное распределение деформаций в совмещении с векторами движенияКоличественные характеристики деформаций в направлениях север-юг, запад-восток и общей деформации совместно с тензорами деформаций представлены на рисунках 12-14.Рисунок 12 - Деформации полигона по линии север-югРисунок 13 - Деформации по линии запад-востокРисунок 14 - Общая интенсивность деформацийКак ручные, так и автоматические расчеты деформаций полигона показывают, что в нем имеется два участка повышенной интенсивности деформаций: на границе блоков и в южной части блока №1. При этом, в зоне контакта блоков скорости их горизонтального движения понижены, здесь отмечаются деформации растяжения, а в зоне наиболее значительных деформаций в блоке №1, наоборот, отмечается повышенная скорость вращения. Для блока 1 (южного) характерна более высокая скорость вращательного движения, чем для блока 2 (северного). Это позволяет предположить, что деформации на данном участке земной коры спровоцированы отодвижением южного блока от северного и при сохранении тенденций взаимодействия блоков,здесь в дальнейшем произойдет формирование прогиба. Вполне возможно, что процесс раздвижения блоков обусловлен действием плюма или иного эндогенного фактора, но сделать более однозначные предположения о природе блоковых движений и сопровождающих их деформаций на основе только имеющихся материалов невозможно.Список литературыГанзей, К.С. Геосистемы Южных и Средних Курильских островов [Текст] / К.С. Ганзей // Геогр. и природ. ресурсы. – 2008. – № 3. – С. 90-95Злобин Т.К. Природные катастрофы в литосфере Сахалино-Курильского региона[Текст]; Курильские острова: монография / Под ред. Т.К. Злобина, М.С. Высокова. Южно-Сахалинск: Сахалинское книж. изд-во, 2004. 227 с.Злобин Т.К. Строение земной коры и верхней мантии Курильской островной дуги (по сейсмическим данным)[Текст]. Владивосток: ДВНЦ АН СССР, 1987. 150 с.Злобин Т.К., Пеньковая О.В. Анализ связи сейсмичности и извержений вулканов Чикурачки и Эбеко (о. Парамушир, Курильские острова) [Текст]//Система «Планета Земля». М.: ЛЕНАНД, 2012. С. 272-275.Золотухин Д. Е., Ивельская Т. Н. Пространственная детализация магнитудно-географического критерия цунамиопасности землетрясений на Дальнем Востоке России[Текст] // МНИЖ. 2014. №10-1 (29). – с. 78-83Костенко И. С., Зайцев А. И., Ялченир А., Рыбин А. В., Яркин С.К. Проявление Тохоку цунами 2011 года в районе Курильских островов и О. Сахалин [Текст]// Труды НГТУ им. Р.Е. Алексеева. 2013. №2 (99). - с. 43-51Мархинин Е.К. Под боком у вулкана[Текст]: монография /Е.К. Мархинин, А.И.Абдурахманов - Южно-Сахалинск: Гермес, 1990. 38 с.Прытков А. С., Грецкий Н. В., Василенко Н. Ф. Современная глубина межплитового сцепления в Сахалино-Курильском регионе по данным GPS наблюдений [Текст]// Вестник ДВО РАН. 2012. №3 (163). – с. 21-27Сайт Единой геофизической службы Российской Академии Наук [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.ceme.gsras.ru/cgi-bin/new/mapCustom.pl?l=0&lat=48&lon=150&num=300&rad=500Федорченко В.И. Ксенолиты в лавах Курильских островов[Текст]: монография /В.И.Федорченко, Р.И.Родионова - Новосибирск: Наука, 1975. 116 с.Kogan M.G., Vasilenko N.F., Frolov D.I. et al. The mechanism of postseismic deformation triggered by the 2006-2007 great Kuril earthquakes[Text] // Geophys. Res. Lett. 2011. D0I:2011GL046855.