МЕХАНИЗМЫ ФОРМИРОВАНИЯ ТЕКТОНИЧЕСКИХ СТРУКТУР В ЗОНАХ СОЧЛЕНЕНИЯ ГОРНЫХ ХРЕБТОВ И ПРИЛЕГАЮЩИХ ВПАДИН: ГЕОМЕХАНИЧЕСКОЕ ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ
А.А. Татаурова1, Ю.П. Стефанов1, Е.В. Деев1,2
Ключевые слова: численное моделирование, полосы локализованного сдвига, деформационные структуры, надвиги, взбросы, “pop-up” структуры, “pop-down” структуры, горные хребты, внутригорные впадины, форландовые бассейны
Аннотация
Зоны сочленения горных хребтов с прилегающими внутригорными впадинами и форландовыми бассейнами, развивающиеся в обстановках регионального сжатия и транспрессии, являются концентраторами ключевых сейсмогенерирующих разломов. При этом развиваются две встречные системы взбросов и надвигов, что приводит к формированию положительных (форберги, “pop-up” структуры, разломные и тектонические уступы, надразломные складки) и отрицательных морфоструктур (“pop-down” структуры) в краевых частях осадочных бассейнов. В результате краевые части бассейнов вовлекаются в поднятие. Это приводит к постепенному росту и расширению горных хребтов и соответственно сокращению внутригорных впадин, т.е. реализуется механизм сокращения верхней части земной коры. Однако механизмы возникновения сопряженных систем разломов остаются до конца не изученными. В работе исследованы механизмы возникновения таких деформаций в верхней части земной коры в случае бокового сжатия горного массива с применением двумерного численного моделирования. Задача решалась в упругопластическом приближении с применением модели Друккера-Прагера-Николаевского с неассоциированным законом течения. Во всех моделях независимо от количества слоев сформировались взбросы и надвиги с прямым и обратным падением относительно направления горизонтального сжатия, при этом в рельефе отмечаются как положительные, так и отрицательные структуры, которые являются аналогами соответствующих природных морфоструктур. Полученные результаты показали, что на развитие и конфигурацию полос локализованного сдвига, соответствующих взбросам и надвигам, оказывают влияния упруго-прочностные параметры, трение в основании модели и условия на ее боковых границах. Установлено, что в случае многослойной среды в результате одного этапа деформаций может сформироваться многоярусная система полос локализованного сдвига, которые имеют разные наклоны и ограничиваются лишь конкретным слоем. Особый интерес представляют модели, в которых развивается межслоевое проскальзывание, обусловленное разной скоростью смещения слоев относительно друг друга за счет разницы в упруго-прочностных свойствах пород, что приводит к развитию не связанных с основанием модели обратных надвигов в верхней части разреза. Чаще всего такие надвиги развиваются в верхней части разреза. Блоковые выступы в основании моделей вне зависимости от своих прочностных свойств могут влиять на пространственную локализацию разнонаправленных полос локализованного сдвига, возникающих на их границах. Результаты численного моделирования позволили лучше понять взаимосвязь механических свойств пород и отложений с особенностями развития взбросово-надвиговых структур.
DOI: 10.15372/GiG2024187 |
