Algunas cuestiones sobre la geodinámica sismotectónica y moderna de China continental.
(Instituto de Geología, Administración de Terremotos de China, Beijing 100029)
Bajo el sistema geodinámico actual, las actividades tectónicas del continente chino La placa se manifiesta en seis categorías: bloques distintivos de primer nivel (bloque Qinghai-Tíbet, bloque Gansu-Xinjiang, bloque noreste, bloque norte de China, bloque sur China y bloque costero sureste). La actividad sísmica y los movimientos tectónicos modernos en China continental se ven afectados por el cinturón tectónico de Tetis-Himalaya y el cinturón tectónico del Pacífico occidental. La fuente de los movimientos tectónicos modernos en el oeste de China continental proviene principalmente de la colisión de la Placa India y la Placa Euroasiática, mientras que las regiones sureste y noreste de China continental se ven afectadas principalmente por la Placa del Mar de Filipinas y la Placa del Pacífico, respectivamente. La situación en el norte de China es más complicada. La parte occidental del norte de China, al oeste de las montañas Taihang, se ve afectada principalmente por el cinturón tectónico de Tethyan-Himalaya, y la parte oriental del norte de China, al este del cinturón de Tanlu, está influenciada principalmente por el cinturón tectónico del Pacífico occidental. El centro norte de China entre ambos puede ser una zona de transición de influencias mixtas. Los límites entre bloques dentro de las placas continentales muestran las características de deformación difusa de múltiples segmentos, y el movimiento relativo entre ellos es limitado, lo cual es muy diferente del movimiento relativo y el modo de deformación entre placas litosféricas. En los bloques anteriores, la liberación de energía de deformación se produce principalmente a lo largo de la zona estructural débil original. Las zonas tectónicas débiles más importantes son los antiguos valles del rift en varios bloques del este de China continental o las zonas de estrechamiento de la corteza terrestre en el margen continental pasivo. En el oeste de China continental, las principales fallas fronterizas o fallas centrales de algunos cinturones plegados desde el Paleozoico siguen siendo las principales zonas estructurales débiles. Los grandes terremotos suelen distribuirse en bandas a lo largo de las zonas estructurales débiles mencionadas anteriormente. Los resultados estadísticos del intervalo de recurrencia de grandes terremotos intraplaca muestran que la velocidad de movimiento y deformación de los bloques intraplaca en China continental es uno o dos órdenes de magnitud menor que la del límite de la placa. Esta es una limitación importante del modelo cinemático de intraplaca. bloques.
Terremotos; Geodinámica Tectónica; China Continental
1 Introducción
Desde que E. Argand propuso por primera vez la idea de colisión continental del Himalaya a principios de este siglo , China ha El estudio de la geodinámica continental ha pasado por los esfuerzos de varias generaciones de académicos chinos y extranjeros. Hasta ahora, este sigue siendo un tema candente en la investigación geodinámica en el mundo. Varios fondos científicos y organizaciones de cooperación internacional compiten por proyectos, y geocientíficos de todo el mundo están acudiendo aquí, todos tratando de conseguir un lugar en la investigación geodinámica en China continental.
Este encanto científico de China continental proviene en primer lugar de su posición tectónica única en el marco tectónico global (Figura 1). Desde una perspectiva tectónica global, China continental está situada en la unión de los dos cinturones tectónicos de megacompresión a escala global más grandes del mundo: el cinturón tectónico de Tetis-Himalaya y el cinturón tectónico de la Cuenca del Pacífico. El cinturón tectónico de Tetis-Himalaya representa la convergencia y colisión global de los continentes del norte y del sur. Se extiende por Europa, Asia y África de oeste a este y termina repentinamente cerca de los 104 de longitud este en China continental. El final repentino de esta estructura gigante aquí se debe obviamente a que fue bloqueada por el cinturón tectónico casi norte-sur del Pacífico occidental. Su enorme compresión y deformación casi norte-sur aquí debe estar de alguna manera cerca del borde este-oeste. el Pacífico occidental. La deformación tectónica del este de China continental bajo la influencia de la convergencia de placas está coordinada.
Figura 1 Diagrama esquemático de las placas modernas y movimientos intraplaca en China y áreas adyacentes.
Otra característica importante de la geología de China continental es su compleja estructura en mosaico. China continental es diferente de los típicos bloques continentales del norte (como Siberia occidental y Rusia) y de los típicos bloques continentales del sur (como África, Australia y América del Sur). Consiste en algunos fragmentos del continente norte, algunos fragmentos del continente sur y varias pequeñas masas de tierra ubicadas entre los continentes norte y sur. Durante la larga historia del ensamblaje, se formaron una gran cantidad de cinturones plegados relativamente resistentes de diferentes edades alrededor de los antiguos bloques continentales relativamente rígidos.
La combinación de estructuras blandas y duras en el sótano de China continental, junto con la fuerte confrontación y coordinación de los dos sistemas dinámicos supertectónicos mencionados anteriormente, inevitablemente hará que los movimientos y deformaciones tectónicos modernos sean únicos. complejidad y diversidad. Es en este contexto tectónico que se produjeron en China continental una serie de fenómenos geodinámicos de fama mundial. Por ejemplo, el rápido levantamiento, acortamiento, engrosamiento de la corteza terrestre y extrusión hacia el este de la meseta tibetana; el levantamiento regenerativo de las montañas Tianshan y Altai y el rápido hundimiento de las cuencas del Tarim y Junggar y la apertura y migración de una serie de fisuras cenozoicas; cuencas en el norte de China: el lento y continuo levantamiento y movimiento hacia el este del Bloque del Sur de China; la colisión oblicua de la Placa del Mar de Filipinas y la Placa Euroasiática en la provincia oriental de Taiwán y la compresión y deformación por corte de la costa sureste de China están relacionados; a los bloques blandos y duros del continente chino bajo el sistema geodinámico actual relacionado con el movimiento relativo entre cuerpos.
La investigación sobre estos temas candentes no sólo tiene importancia regional, sino también universal para comprender el comportamiento tectónico y los mecanismos de deformación de toda la litosfera continental de la Tierra.
El análisis sismotectónico siempre ha sido un método importante para estudiar la geodinámica. Desde la perspectiva de la geología estructural, los terremotos son eventos de ruptura-dislocación durante la deformación tectónica de la litosfera. Actualmente, existen métodos cada vez más maduros de geología sísmica y geofísica para estudiar sistemáticamente la relación entre terremotos y estructuras, incluidos los antecedentes de la mecánica tectónica de cada terremoto, el proceso de ruptura de la fuente y la distribución espaciotemporal de la actividad sísmica en la historia geológica reciente. Los resultados de esta investigación son sin duda de gran importancia para comprender los procesos geodinámicos actuales del continente, especialmente el movimiento relativo y la deformación interna de los bloques internos del continente.
En los últimos diez años, China ha cooperado con el Plan Internacional de Reducción de Desastres 10 de las Naciones Unidas y ha llevado a cabo un extenso trabajo en zonificación de terremotos, grandes proyectos y análisis de riesgo de terremotos urbanos, involucrando una serie de estudios sismológicos y tectónicos básicos. investigación. Un gran número de resultados de investigación proporcionan una nueva base para una mayor comprensión de los procesos geodinámicos en la China continental actual. Este artículo vuelve a analizar las características sismotectónicas de China continental utilizando datos sobre actividad sísmica, mecanismos focales, zonas paleosísmicas, de ruptura superficial y deformación acumulados y recopilados en los últimos años en zonificación sísmica y trabajos de ingeniería sísmica. Sobre esta base, se discuten brevemente algunas cuestiones de interés en la investigación geodinámica de China continental desde la perspectiva de la sismotectónica.
2 Divisiones sismotectónicas de China y bloques intraplaca continentales.
La distribución espacial de los terremotos alguna vez fue una base importante para determinar los límites de las placas litosféricas modernas. Asimismo, el bloqueo de los movimientos tectónicos modernos dentro de las placas continentales también se refleja en la distribución espacial de los terremotos. Sin embargo, debido a la distribución dispersa de los terremotos intraplacas, la situación es más compleja y los métodos de investigación también deberían ser diferentes. Para las placas litosféricas, los límites de las placas generalmente se pueden dividir con bastante claridad en función de la distribución de zonas sísmicas gigantes. Para los bloques intraplaca, además de considerar la distribución espacial de los terremotos, también es necesario analizarla a partir de las características regionales de las estructuras sísmicas. es decir, en primer lugar, es necesario Realizar la zonificación sismotectónica.
Según la distribución espacial de los terremotos y las características regionales de las estructuras sísmicas. Dividimos a China en los siguientes 10 cinturones sismotectónicos (Figura 2): cinturón sismotectónico de Gansu-Xinjiang, cinturón sismotectónico de Qinghai-Tíbet, cinturón sismotectónico del Himalaya, cinturón sismotectónico del noreste, cinturón sismotectónico del norte de China, cinturón sismotectónico del sur de China y cinturón de la zona sismotectónica de la costa sureste , cinturón sismotectónico de la provincia central y occidental de Taiwán, cinturón sismotectónico de la provincia oriental de Taiwán y cinturón sismotectónico del Mar de China Meridional.
Entre las 10 zonas sismotectónicas mencionadas anteriormente, hay dos zonas sismotectónicas, a saber, la zona sismotectónica del Himalaya y la zona sismotectónica del este de la provincia de Taiwán, que corresponden a la zona de colisión de placas del Himalaya y la zona de colisión de placas de la provincia oriental de Taiwán, respectivamente. También hay dos zonas sismotectónicas, a saber, la zona sismotectónica central y occidental de la provincia de Taiwán y la zona sismotectónica del Mar de China Meridional, que puede considerarse como la transición entre el borde de la placa y la zona tectónica intraplaca. Las otras seis zonas sismotectónicas tienen las propiedades de zonas sismotectónicas intraplaca.
Al comparar las ubicaciones de estas seis zonas tectónicas sísmicas intraplacas con la distribución del basamento cristalino del Precámbrico, se puede observar que la mayoría de las zonas tectónicas sísmicas intraplacas se centran en uno o dos Precámbricos. El antiguo bloque continental es el centro, generalmente rodeando el cinturón plegado desde la Era Paleozoica. Por ejemplo, el área tectónica sísmica del norte de China se centra en la famosa plataforma chino-coreana; el área sísmica del noreste se centra en el macizo Songnen y está rodeada por el cinturón plegado del Paleozoico. La región sismotectónica del sur de China se centra en la parte occidental de la plataforma Yangtze y está rodeada al este por el cinturón plegado Paleozoico. El área sismotectónica costera del sureste se extiende con el antiguo bloque continental de Cathaysia como núcleo; el área sismotectónica de Gansu-Xinjiang está formada por la plataforma Tarim, el bloque Junggar y el cinturón plegado Paleozoico entre ellos. La situación en el área sismotectónica de Qinghai-Tíbet es relativamente especial: se compone principalmente de cinturones plegados de diferentes períodos desde la era Paleozoica, pero también se mezcla con una serie de bloques continentales antiguos más pequeños, como el Bloque Qaidam y el Bloque Qiangtang. y el bloque Gangdise, el macizo Songpan-Bikou, etc. Cada una de las áreas tectónicas sísmicas mencionadas anteriormente tiene su propio y moderno campo de tensión tectónica, deformación de la corteza terrestre, modo de liberación de energía sísmica y características de dirección del movimiento del bloque. Por lo tanto, bajo el sistema de movimiento tectónico moderno, debe considerarse como un bloque de primer orden en la placa continental china.
Figura 2 Distribución de epicentros y divisiones sismotectónicas en China.
ⅰ-área sismotectónica de Ganxin-Xinjiang; ⅱ-área tectónica sísmica de primer nivel de Qinghai-Tíbet; ⅲ-área tectónica sísmica de primer nivel del Himalaya; área ⅵ - área sismotectónica del sur de China; ⅶ - área sismotectónica de primer nivel en la costa sureste; ⅹ - área sismotectónica del Mar de China Meridional;
Los límites de estos bloques intraplaca generalmente siguen zonas de fallas preexistentes o suturas de bloques continentales antiguos, pero no necesariamente coinciden con los límites de unidades tectónicas anteriores.
A diferencia de los límites de las placas, la actividad sísmica en los límites de los bloques dentro de una placa muestra una dispersión obvia en muchos pasajes, y la intensidad de la actividad sísmica también es muy desigual. Según las características de intensidad y distribución de la actividad sísmica, los límites de los bloques de primer nivel dentro de la placa se pueden dividir en tres tipos:
(1) Límites lineales de movimiento rápido. Por ejemplo, en el límite norte del bloque tibetano, se produjeron movimientos de rumbo a gran escala a lo largo de la falla de Altyn Tagh y la falla de piedemonte de la montaña Qilian, y los terremotos se distribuyeron intensamente. Este límite de bloque intraplaca es similar a un límite de placa. La velocidad de movimiento relativo entre los bloques a ambos lados del límite es relativamente alta, hasta 1 cm/a.
(2) Límite del movimiento de difusión. Por ejemplo, en el borde oriental del bloque tibetano y en la sección occidental del límite entre el bloque del norte de China y el bloque del sur de China, los terremotos se distribuyen en una amplia banda de frecuencia a lo largo de múltiples fallas. amplitud considerable, pero el desplazamiento no se produce a lo largo de una o dos fallas. La falla principal ocurre, sino que se realiza mediante deformación distribuida de ancho considerable.
(3) Límite de movimiento débil. Por ejemplo, el límite entre el Bloque Norte de China y el Bloque Noreste, la parte oriental del límite entre el Bloque Norte de China y el Bloque Sur de China, y el límite entre el Bloque Sur de China y el Bloque Costero Sudeste, tienen actividad sísmica débil. y débil movimiento relativo entre bloques.
Estas características de la actividad sísmica en los límites de los bloques intraplaca indican que el movimiento relativo de los bloques dentro de una placa continental es muy diferente en intensidad y patrón del movimiento relativo entre placas.
3 Modelo de movimiento de bloques de primer orden de la placa continental de China
Bajo el sistema geodinámico actual, todos los bloques intraplaca en la placa continental de China experimentan movimiento relativo de diferentes maneras. ajustes.
Actualmente, se han descubierto y fechado casi un centenar de reliquias de terremotos prehistóricos del Holoceno mediante estudios geológicos sísmicos de campo en mi país [6]. A través de múltiples exploraciones precisas de trincheras, se ha confirmado la repetición de eventos sísmicos prehistóricos y se han utilizado varios métodos de datación, como 14C, termoluminiscencia y ESR, para estimar el intervalo de recurrencia de los grandes terremotos.
Se puede ver en los intervalos de recurrencia de los terremotos prehistóricos enumerados en la Tabla 1 que el intervalo de recurrencia de los principales terremotos en el bloque Qinghai-Tíbet y sus áreas circundantes es generalmente 1000 ~ 2000 a; los terremotos en el bloque Gansu-Xinjiang son de aproximadamente 2000 ~ 3000 a; el intervalo de recurrencia de grandes terremotos en el bloque del norte de China es generalmente de 2000 ~ 5000 a o más, que es uno o dos órdenes de magnitud diferente de la zona sísmica del borde de la placa. sólo 100~200 a.C. Este hecho, junto con la premisa anterior La dispersión y debilidad del movimiento de los límites de los bloques dentro de la placa continental indican que la velocidad relativa del movimiento y la escala de los bloques dentro de la placa continental son limitadas. Impulsado por las placas circundantes, existe un cierto rango de movimiento relativo entre los bloques continentales chinos, que puede usarse para ajustar el movimiento entre las placas. Sin embargo, parece muy controvertido si existe un escape continental con una tasa de movimiento horizontal anual de hasta centímetros, como creen algunos estudiosos extranjeros.
Tabla 1 Intervalos de repetición de eventos sísmicos prehistóricos en China continental
A juzgar por los intervalos de recurrencia de los grandes terremotos, se puede considerar que el movimiento horizontal de los bloques intraplaca con una tasa anual de centímetros en China continental es muy raro. Generalmente, los límites de los bloques del primer nivel dentro de la placa y las principales fallas activas en la misma tienen velocidades de movimiento horizontal a nivel milimétrico, que son mayores en el oeste y menores en el este. Al mismo tiempo, las actividades de fallas intraplacas lentas o extremadamente lentas por debajo de la escala milimétrica son bastante comunes en el este de China continental. Cabe señalar que "lento" o "extremadamente lento" aquí es sólo relativo a la tasa de actividad en el borde de la placa. Estas actividades de falla intraplaca "lentas" o "extremadamente lentas" también pueden desencadenar terremotos destructivos y dejar diversos rastros estructurales, pero sus períodos de recurrencia son relativamente largos y sus características no lineales en el tiempo son más complejas. Este es un punto difícil en la predicción de terremotos intraplaca y en la evaluación de ingeniería de seguridad sísmica.
6 Conclusión
El progreso de la investigación geodinámica depende en gran medida del desarrollo de la tecnología de observación. En cierto sentido, incluso se puede decir que el tipo de tecnología de observación disponible determinará qué tipo de geodinámica habrá.
Aunque la gente ha logrado muchos avances importantes en la exploración profunda, la interpretación de datos geofísicos, las aplicaciones de la tecnología espacial, la geoquímica y la tecnología de datación geológica en la última década. Sin embargo, cabe señalar que, en general, nuestra capacidad para sondear las profundidades de la Tierra y rastrear la historia geológica es todavía bastante limitada. Hay muchas "áreas ciegas" y "áreas borrosas" en la capacidad de observación. En este caso, muchas de las inferencias y explicaciones actuales (incluidos algunos de los entendimientos propuestos en este artículo) son sólo de importancia preliminar, y algunas pueden resultar ser malentendidos basados en información insuficiente en el futuro.
El progreso que se pueda lograr en la investigación geodinámica en las próximas dos o tres décadas no depende enteramente de los esfuerzos de los científicos terrestres, sino que depende en gran medida del apoyo técnico que el nivel científico y tecnológico general de la humanidad pueda proporcionar. a la capacidad de los científicos de la tierra. Sin embargo, como científicos terrestres, no debemos simplemente esperar a que el desarrollo de otras disciplinas nos traiga nuevas "espadas técnicas", sino que debemos buscarlas activamente en los arsenales de otras disciplinas, rastrear activamente las fronteras del desarrollo tecnológico de otras disciplinas, o Junto con su propia "creatividad", reunió a una nueva generación de "expertos" y "moye" en ciencias de la tierra.
Agradecimientos Este artículo fue financiado por la Fundación Nacional de Ciencias Naturales de China (No. 49572155) y el Proyecto Clave de la Administración Sismológica de China (No. 85-07-01 y 95-05-02). El autor quisiera agradecer a Ding Guoyu, Wang, Deng Qidong y Shi por su apoyo y ayuda en el trabajo de geología sísmica a lo largo de los años, y al Sr. Qian Xianglin de la Universidad de Pekín por sus entusiastas sugerencias sobre la tectónica regional y el basamento cristalino continental de China. Además, están Zhou Yongdong, Yang Wenlong, Zhang Hua, etc. Todos ellos participaron en este trabajo en distintos grados y me gustaría expresar mi más sincero agradecimiento.
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