Геофизические процессы и биосфера: статья

ЗОНДАЛЕНД – НЕДЕФОРМИРУЕМЫЙ БЛОК ЛИТОСФЕРЫ ЮГО-ВОСТОЧНОЙ АЗИИ
А.А. Лукк
В.Г. Леонова
Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН
Журнал: Геофизические процессы и биосфера
Том: 21
Номер: 1
Год: 2022
Страницы: 5-32
УДК: 551.242+(52-13)+550.34
DOI: 10.21455/GPB2022.1-1
Ключевые слова: На основе обзора опубликованных данных космической геодезии для территории Юго-Восточной Азии подтверждается предположение о том, что центральная часть региона – Зондская плита – может рассматриваться в качестве жесткого стабильного блока с конти-нентальной литосферой. По совокупности геодезических, геологических и сейсмологиче-ских данных уточнено положение границ этого блока (Зондаленда). В основном эти грани-цы представлены зонами субдукции, а также областями современной континентальной тек-тонической деформации земной коры. При этом подавляющая доля деформации сосредото-чена именно в пределах границ Зондаленда. По данным о совокупностях фокальных меха-низмов землетрясений оценен тип тензора сейсмотектонической деформации (СТД) в пре-делах 21 пространственной выборки в окрестности различных участков границы Зондален-да. Результаты этих оценок, сопоставленные с известными геологическими и геодезически-ми данными, показали удовлетворительное соответствие между ними. Оценен тип СТД на всю доступную наблюдениям глубину зон субдукции и дана интерпретация выявленным ва-риациям типа СТД с глубиной.
Аннотация: На основе обзора опубликованных данных космической геодезии для территории Юго-Восточной Азии подтверждается предположение о том, что центральная часть региона – Зондская плита – может рассматриваться в качестве жесткого стабильного блока с конти-нентальной литосферой. По совокупности геодезических, геологических и сейсмологиче-ских данных уточнено положение границ этого блока (Зондаленда). В основном эти грани-цы представлены зонами субдукции, а также областями современной континентальной тек-тонической деформации земной коры. При этом подавляющая доля деформации сосредото-чена именно в пределах границ Зондаленда. По данным о совокупностях фокальных меха-низмов землетрясений оценен тип тензора сейсмотектонической деформации (СТД) в пре-делах 21 пространственной выборки в окрестности различных участков границы Зондален-да. Результаты этих оценок, сопоставленные с известными геологическими и геодезически-ми данными, показали удовлетворительное соответствие между ними. Оценен тип СТД на всю доступную наблюдениям глубину зон субдукции и дана интерпретация выявленным ва-риациям типа СТД с глубиной.
Список литературы: Жарков В.Н. Физика земных недр. М.: ООО «Наука и образование», 2012. 384 с.

Короновский Н.В., Ломизе М.Г., Лимонов А.Ф. Тектоника переходной зоны между коллизи-онным и субдукционным сегментами Кавказско-Анатолийско-Эгейского региона // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 4. Геология. 2003. № 5. С. 11–21.

Литасов К.Д. Физико-химические условия плавления мантии Земли в присутствии C–O–H флюида по экспериментальным данным // Геология и геофизика. 2011. Т. 52, № 5. С. 613–635.

Лукк А.А., Леонова В.Г. Вариации кинематики деформирования в окрестности катастрофи-ческого Суматранского землетрясения // Геофизические процессы и биосфера. 2018. T. 17, № 4. С. 76–91. https://doi.org/10.21455/GPB2018.4-5

Юнга С.Л. Методы и результаты изучения сейсмотектонических деформаций. М.: Наука, 1990. 191 с.

Abers G., McCaffrey R. Active deformation in the New Guinea fold-and-thrust belt: Seismological evidence for strike-slip faulting and basement-involved thrusting // J. Geophys. Res. 1988. V. 93. P. 13332–13354.

Altamimi Z., Sillard P., Boucher C. ITRF2000: A new release of the International Terrestrial Ref-erence Frame for Earth science applications // J. Geophys. Res. 2002. V. 107, N B10. P. 2214. https://doi.org/10.1029/2001JB000561

Araki E., Shinohara M., Obana K., Yamada T., Kaneda Y., Kanazawa T., Suyehiro K. Aftershock distribution of the 26 December 2004 Sumatra-Andaman earthquake from ocean bottom seismographic observation // Earth Planets Space. 2006. V. 58. P. 113–119. https://doi.org/10.1186/BF03353367

Avouac J.P., Tapponier P. Kinematic model of active deformation in Central Asia // Geophys. Res. Let. 1993. V. 20. P. 895–898.

Beckers J., Lay T. Very broadband seismic analysis of the 1992 Flores, Indonesia, earthquake (Mw = 7.9) // J. Geophys. Res. 1995. V. 100. P.18,179–18,193.

Bhaskar Kund B., Gahalaut V.K. Slab detachment of subducted Indo-Australian plate beneath Sunda arc, Indonesia // J. Earth Syst. Sci. Indian Acad. of Sci. 2011. V. 120, N 2. P. 193–204.

Bock J.Y., Prawirodirdjo L., Genrich J.F., Stevens C.W., McCaffrey R., Subarya C., Puntode-wo S.S.O., Calais E. Crustal motion in Indonesia from Global Positioning System measure-ments // J. Geophys. Res. 2003. V. 108, N B8. P. 2367. https://doi.org/10.1029/2001JB000324

Cardwell R.K., Isacks B.L. Geometry of the subducted lithosphere beneath the Banda Sea in East-ern Indonesia from fault plane solutions // J. Geophys. Res. 1978. V. 83. P. 2825–2838.

Chamot-Rooke N., Le Pichon X. GPS determined eastward Sundaland motion with respect to Eura-sia confirmed by earthquake slip vectors at Sunda and Philippine trenches // Earth Planet. Sci. Let. 1999. V. 173. P. 439–455. https://doi.org/10.1016/S0012-821X(99)00239-3

Cloetingh S.A.P.L., Wortel M.J.R. Stress in the Indo-Australian plate // Tectonophysics. 1986. V. 132. P. 49–67.

Cochran J.R. Morphology and tectonics of the Andaman forearc, Northeastern Indian Ocean // Ge-ophys. J. Inter. 2010. V. 182, N 2. P. 631–651. https://doi.org/10.1111/j.1365-246X.2010.04663.X

Curray J.C. The Sunda arc: A model for oblique plate convergence // Netherlands J. Sea Res. 1989. V. 24. P. 131–140.

Curray J.R. Tectonics and history of the Andaman Sea region // J. Asian Earth Sci. 2005. V. 25, N 1. P. 187–228. https://doi.org/10.1016/j.jseaes.2004.09.001

Curray J.R., Shor Jr. G.G., Raitt R.W., Henry M. Seismic refraction and reflection studies of crus-tal structure of the Eastern Sunda and Western Banda arcs // J. Geophys. Res. 1977. V. 82. P. 2479–2489.

Curray J., Moore D.G., Lawver L.A., Emmel F.J., Raitt R.W., Henry M., Kieckhefer R. Tectonics of the Andaman Sea and Burma: Geological and geophysical investigations of continental mar-gins // Amer. Assoc. Petrol. Geol. Mem. 1979. V. 29. P. 189–198.

Davies G.F., Richards M.A. Mantle convection // J. Geology. 1992. V. 49. P. 459–486.

DeMets Ch., Gordon R.G., Argus D.F. Geologically current plate motions // Geophys. J. Inter. 2010. V. 181. P. 1–80. https://doi.org/10.1111/j.1365-246X.2009.04491.x

Diehl T., Waldhauser F., Cochran J.R., Kamesh Raju K.A., Seeber L., Schaff D., Engdahl E.R. Back-arc extension in the Andaman Sea: Tectonic and magmatic processes imaged by high-precision teleseismic double-difference earthquake relocation // J. Geophys. Res. Solid Earth. 2013. V. 118. P. 1–19. https://doi.org/10.1002/jgrb.50192

Fitch T.J. Plate convergence, transcurrent faults, and internal deformation adjacent to Southeast Asia and the Western Pacific // J. Geophys. Res. 1972. V. 77, N 23. P. 4432–4460.

Fukao Y., Obayashi M., Nakakuki T., and Deep Slab Project Group. Stagnant slab: A review // Ann. Rev. Earth. Planet. Sci. 2009. V. 37. P. 10.1–10.28. https://doi.org/10.1146/annurev.earth.36.031207.124224

Genrich J., Bock J.Y., McCaffrey R., Calais E., Stevenson C., et al. Accretion of the Southern Ban-da arc to the Australian plate margin determined by Global Positioning System measure-ments // Tectonics. 1996. V. 15. P. 288–295.

Hall R. Late Jurassic-Cenozoic reconstructions of the Indonesian region and the Indian ocean // Tectonophysics. 2012. V. 570/571. P. 1–41. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0085713

Hall R., Morley C.K. Sundaland basins // Continent–ocean interactions within the East Asian mar-ginal seas / Ed. Clift P. et al. Washington, D.C.: AGU, 2004. P. 55–85. (Geophys. Mono-graph. Ser. V. 149).

Hall R., Spakman W. Mantle structure and tectonic history of SE Asia // Tectonophysics. 2015. V. 658. P. 14–45. https://doi.org/10.1016/j.tecto.2015.07.003

Hall R., Nichols G. Cenozoic sedimentation and tectonics in Borneo: Climatic influences on oro-genesis // Sediment flux to basins: Causes, controls and consequences / Eds S.J. Jones, L. Frostic. London, 2002. P. 5–22. (Geol. Soc., London. Spac. Publ. V. 191).

Hamilton W. Tectonics of the Indonesian region. Boulder, Colo: U.S. Geol. Surv., 1979. (U.S. Geol. Surv. Prof. Pap. 1078).

Handayani L. Seismic tomography constraints on reconstructing the Philippine sea plate and its margin: A dis. submitted to the office of graduate studies. Texas A&M Univ., 2004. 133 p.

Holt W.E., Ni J.F., Wallace T.C., Haines A.J. The active tectonics of the Eastern Himalayan syn-taxis and surrounding regions // J. Geophys. Res. 1991. V. 96. N B9. P. 595–632.

Isacks B., Molnar P. Distribution of stresses in the descending lithosphere from a global survey of focal mechanism solutions of mantle earthquakes // Rev. Geophys. Space. Phys. 1971. V. 9. P. 103–174.

Ishii М., Shearer P.M., Houston H., Vidale J.E. Extent, duration and speed of the 2004 Sumatra-Andaman earthquake imaged by the Hi-Net array // Nature. 2005. V. 435, N 7044. P. 933–936. https://doi.org/10.1038/nature03675, 2005

Iwakuni M., Kato T., Takiguchi H., Nakaegawa T., Satomura M. Crustal deformation in Thailand and tectonics of Indochina peninsula as seen from GPS-observations // Geophys. Res. Let. 2004. V. 31. N L11612. https://doi.org/10.1029/2004GL020347

Kamesh Raju K.A., Ramprasad T., Rao P.S., Rao B.R., Varghese J. New insights into the tectonic evolution of the Andaman basin, northeast Indian Ocean // Earth Planet Sci. Let. 2004. V. 221, N 1–4. P. 145–162. https://doi.org/10.1016/S0012-821X(04)00075-5

Kreemer C., Holt W., Haines J. An integrated global model of present-day plate motions and plate boundary deformation // Geophys. J. Inter. 2003. V. 154. P. 8–34. https://doi.org/10.1046/j.1365-246X.2003.01917.x

Kundu B., Gahalaut V.K. Slab detachment of subducted Indo-Australian plate beneath Sunda arc, Indonesia // J. Earth Syst. Sci. 2011. V. 120, N 2. P. 193–204. https://doi.org/10.1007/s12040-011-0056-7

Larson K.M., Burgmann R., Bilham R., Freymueller J. Kinematics of the India–Eurasia collision zone from GPS-measurements // J. Geophys. Res. 1999. V. 104. P. 1077–1093.

Lay T., Kanamori H., Ammon Ch.J., Nettles M., Ward S.N., Aster R.C., Beck S.L., Bilek S.L., Bru-dzinski M.R., Butler R., DeShon H.R., Ekstrom G., Satake K., Sipkin S. The Great Sumatra-Andaman Earthquake of 26 December 2004 // Sci. Spec. Sect. 20 May 2005. V. 308. P. 1127–1133. URL: www.sciencemag.org

Metcalfe I. Tectonic framework and Phanerozoic evolution of Sundaland // Gondwana Res. 2011. V. 19. P. 3–21. https://doi.org/10.1016/j.gr.2010.02.016

Michel G.W., Becker M., Angermann D., Reigber Chr., Reinhart E. Crustal motion in E- and SE-Asia from GPS-measurements // Earth Planets Space. 2000. V. 52. P. 713–720. https://doi.org/10.1186/BF03352270

Michel G.W., Yu Y.Q., Zhu Sh.Y., Reigber Chr., Becker M., Reinhart E., Simons W., Ambrosius B., Vigny Chr., Chamot-Rooke N., Le Pichon X., Morgan P., Matheussen S. Crustal motion and block behavior in SE-Asia from GPS-measurements // Earth and Planet. Sci. Let. 2001. V. 187. P. 239–244. PII: S0012-821X(01)00298-9

McCaffrey R. Seismological constraints and speculation on Banda arc tectonics // Neth. J. Sea Res. 1989. V. 24. P. 141–152.

McCaffrey R. Slip vectors and stretching of the Sumatran fore arc // Geology. 1991a. V. 19, N 9. P. 881–884.

McCaffrey R. Earthquakes and ophiolite emplacement in the Molucca Sea collision zone, Indone-sia // Tectonics. 1991b. V. 10. P. 433–453.

McCaffrey R. The tectonic framework of the Sumatran subduction zone // Ann. Rev. Earth Planet. Sci. 2009. V. 37. P. 345–366. https://doi.org/10.1146/annurev.earth.031208.100212.

McCaffrey R., Zwick P., Bock Y., Prawirodirdjo L., Genrich J., Puntodewo S.S.O., Subarya C. Strain partitioning during oblique plate convergence in Northern Sumatra: Geodetic and seismologic constraints and numerical modeling // J. Geophys. Res. 2000. V. 105. P. 28363–28376. https://doi.org/10.1029/1999JB900362

Metcalfe I. Tectonic framework and Phanerozoic evolution of Sundaland // Gondwana Res. 2011. V. 19. P. 3–21. https://doi.org/10.1016/j.gr.2010.02.016

Milsom J., Masson D., Nichols G., Sikumbang N., Dwiyanto B., Parson L., Kallagher H. The Manokwari trough and the western end of the New Guinea trench // Tectonics. 1992. V. 11. P. 145–153.

Molnar P., Tapponnier P. Cenozoic tectonics of Asia: Effects of a continental collision // Science. 1975. V. 189. P. 419–426.

Newcomb K.R., McCann W.R. Seismic history and seismotectonics of the Sunda arc // J. Geophys. Res. 1987. V. 92. P. 421–439.

Pesicek J.D., Thurber C.H., Widiyantoro S., Zhang H., DeShon H.R., Engdahl E.R. Sharpening the tomographic image of the subducting slab below Sumatra, the Andaman Islands and Bur-ma // Geophys. J. Inter. 2010. V. 182. P. 433–453. https://doi.org/10.1111/j.1365-246X.2010.04630.x

Puntodewo S.S.O., McCaffrey R., Calais E., Bock Y., Rais J., Subarya C., Poewariardi R., Ste-vens C., Genrich J., Fauzi C., Zwick P., Wdowinski S. GPS-measurements of crustal defor-mation within the Pacific-Australia plate boundary zone in Irian Jaya, Indonesia // Tectono-physics. 1994. V. 237. P. 141–153.

Rangin C., Le Pichon X., Mazzotti S., Pubellier M., Chamot-Rooke N., Aurelio M., Walpersdorf A., Quebral R. Plate convergence measured by GPS across the Sundaland/Philippine Sea Plate deformed boundary: The Philippines and Eastern Indonesia // Geophys. J. Inter. 1999. V. 139. P. 296–316. https://doi.org/10.1046/j.1365-246x.1999.00969.x

Sandwell D.T., Smith W.H.F. Global marine gravity from retracked Geosat and ERS-1 altimetry: Ridge segmentation versus spreading rate // J. Geophys. Res. 2009. V. 114, N B01411. https://doi.org/10.1029/2008JB006008

Scalera G. Geodynamics of the Wadati–Benioff zone earthquakes: The 2004 Sumatra earthquake and other great earthquakes // Geofisica Internacional. 2006. V. 46, N 1. P. 19–50.

Sdrolias M., Müller R.D. Controls on back-arc basin formation // Geochem. Geophys. Geosyst. 2006. V. 7, N 4. Q04016. https://doi.org/10.1029/2005GC001090

Sella G., Dixon T., Mao A. REVEL: A model for recent plate velocities from space geodesy // J. Geophys. Res. 2002. V. 107, N B4. P. 2081. https://doi.org/10.1029/2000JB000033

Shearer P.M. Upper mantle seismic discontinuities // Earth’s deep interior / Eds Karato S. et al. Washington, D.C.: AGU, 2000. P. 115–131. (Geophys. Monograph. Ser. V. 117).

Shen Z.-K., Lu J., Wang M., Burgmann R. Contemporary crustal deformation around the southeast borderland of the Tibetan Plateau // J. Grophys. Res. 2005. V. 110, N B11409. https://doi.org/10.1029/2004JB003421

Simons W.J.F., Ambrosius B.A.C., Noomen R., Angermann D., Wilson P., Becker M., Reinhart E., Walpersdorf A., Vigny C. Observing plate motions in SE Asia: Geodetic results of the GEODYSSEA project // Geophys. Res. Let. 1999. V. 26, N 14. P. 2081–2084. https://doi.org/10.1029/1999GL900395

Simons W.J.F., Socquet A., Vigny C., Ambrosius B.A.C., Haji Abu S., Promthong Ch., Subarya C., Sarsito D.A., Matheussen S., Morgan P., Spakman W. A decade of GPS in Southeast Asia: Resolving Sundaland motion and boundaries // J. Geophys. Res. 2007. V. 112, N B06420. https://doi.org/10.1029/2005JB003868

Stevens C.W., Pubellier M., McCaffrey R., Bock Y., Genrich J., Subarya C. Evidence for block ro-tations and basal shear in the world’s fastest slipping continental shear zone in NW New Guinea // Plate Boundary Zones / Ed. by S. Stein and J. Freymueller. Washington, D.C.: AGU, 2002. P. 87– 99. (Geodyn. Ser. V. 30).

Subarya C.М., Prawirodirdjo L., Avouac J.P., Bock Y., Sieh K., Meltzner A.J., Natawidjaja D., McCaffrey R.R. Plate-boundary deformation associated with the great Sumatra-Andaman earthquake // Nature. 2006. V. 440, N 7080. P. 46–51. https://doi.org/10.1038/nature04522

Tapponnier P., Molnar P. Major strike-slip faulting in China: Its significance for Asian tectonics // Seismol. Soc. Amer. Ann. Meet. 1975. V. 7. P. 425–426.

Tapponnier P., Molnar P. Active faulting and tectonics in China // J. Geophys. Res. 1977. V. 82, N 20. P. 2905–2930.

The Mw = 6.3 Java, Indonesia, earthquake of 27 May, 2006. Oakland, California: EERI, 2006. (Spec. Earthq. Rep.) URL: http://www.eeri.org/lfe/pdf/indonesia_java_eeri_prelim_report.pdf

Walpersdorf A., Rangin C., Vigny C. GPS compared to long-term geologic motion of the north arm of Sulawesi // Earth Planet. Sci. Let. 1998. V. 159. P. 47–55. https://doi.org/10.1016/S0012-821X(98)00056-9

Wang E., Burchfiel B.C., Royden L.H., Chen L., Chen J., Li W., Chen Z. Late Cenozoic Xianshui-he–Xiaojiang, Red River, and Dali fault systems of Southwestern Sichuan and central Yun-nan, China // Spec. Pap. Geol. Soc. Amer. 1998. V. 327. P. 108. https://doi.org/10.1130/0-8137-2327-2.1

Wicks C.W.Jr., Richards M.A. A detailed map of the 660-km discontinuity beneath the Izu–Bonin subduction zone // Science. 1993. V. 261. P. 1424–1427.

Widiyantoro S., Pesicek J.D., Thurber C.H. Subducting slab structure below the eastern Sunda arc inferred from non-linear seismic tomographic imaging // Geol. Soc., London, Spec. Publ. 2011. V. 355. P. 139–155. https://doi.org/10.1144/SP355.7

Wilson P., Rais J., Reigber Ch., Reinhart E., Ambrosius B.A.C., Le Pichon X., Kasser M., Suhar-to P., Majid A., Awang P., Almeda R., Boonphakdee C. Study provides data on active plate tectonics in Southeast Asia region // EOS Trans. AGU. 1998. V. 79, N 45. P. 545–549.