Район исследований охватывает западную часть южной окраины Алданского щита Сибирской платформы и сопряженную с ним северную окраину позднеархейско-раннепротерозойской Становой складчатой системы, разделенных системой разломов Станового шва (рис. 1).
В пределах района широко распространены продукты мезозойской тектоно-магматической активизации, образующие несколько протяженных поясов, параллельных друг другу и Становому шву, которые накладывались на гетерогенный раннедокембрийский фундамент. Они представлены поясом гранодиоритовых батолитов Станового хребта, Южно-Алданской системой впадин, выполненных мощными (до 5 км) угленосными толщами юры и неокома, субщелочными и щелочными вулканическими и интрузивными образованиями триасово-раннемелового возраста, широко распространенными на южной окраине Алданского щита. Эти зоны в совокупности соответствуют активной континентальной окраине мезозойского возраста (Парфенов и др., 1983).
Современные протяженные системы горных поднятий района, которые, судя по высокой сейсмической активности, продолжают развиваться и в настоящее время, начали формироваться в неогене после длительного периода пенепленизации в позднем мелу – палеогене (Тимофеев, 1968).
Рис. 1. Активные разломы и сейсмичность Южной Якутии. Горизонтали рельефа проведены через 100 м: Условные обозначения: 1, 2 – активные разломы (1 – основные; 2 – второстепенные): К – Кабактинский; Н – Нижне-Нерюнгринский; Б – Беркакитский; С – Суннагино-Ларбинский; Ю-Я – Южно-Якутский; В – Верхне-Гонамский; С-С (с) – Северо-Становой (северная ветвь); С-С (о) – Северо-Становой (основная ветвь); Ю-С (с) – Южно-Становой (северная ветвь); Ю-С (о) – Южно-Становой (основная ветвь); 3 – мезозойские отложения мезо-кайнозойских впадин: Ч – Чульманская; О – Окурданская; В – Верхне-Тимптонская; 4 – места детального изучения зон активных разломов в горных выработках; 5 – направление векторов горизонтальных смещений блоков земной коры эпохи 70-х годов 20-го века; 6 – блоки земной коры по геодинамическим данным (I – Чульманский, II – Зверевский, III – Горбыляхский); 7 – элементы речной сети
Ведущую роль в тектоническом строении рассматриваемого региона играют разрывные нарушения различного ранга, объединяемые в Южно-Якутскую и Становую системы разломов. Южно-Якутская система разломов образована сопряженными зонами нарушений преимущественно взбросо-надвиговой кинематики, осложняющих южную часть Чульманской мезозойской впадины. Доминирующую роль среди них занимает плоскость Южно-Якутского взбросо-надвига, представляющего собой региональную тектоническую границу между докембрийскими образованиями Станового хребта и мезозойскими осадками Южно-Якутской системы впадин. Плоскость сместителя наклонена на юг под углами 10–70°, горизонтальная амплитуда суммарного смещения по интерпретации гравитационных полей составляет около 12–15 км [Геодинамика …, 1985].
Изучение активных разломов геофизическими методами и в горных выработках позволило охарактеризовать амплитуды молодых смещений и выявить проявления сильных землетрясений. Результаты проведенных исследований [ТРоф, 2009] позволили составить карту активных разломов Южной Якутии (см. рис. 1). Максимальная дислоцированность мезозойских пород и морфологические проявления в четвертичных осадках и формах рельефа связаны с Кабактинской, Нижне-Нерюнгринской и Беркакитской зонами разломов. Для кинематики разломов характерно наличие сдвиговых, надвиговых и сбросовых деформаций [ТРоф, 2009].
Для изучения современной геодинамической обстановки в изучаемом районе в 2009 г. в пункте «Нерюнгри» (см. рис. 1) начаты непрерывные измерения вертикальных и горизонтальных смещений методом GPS-геодезии.
Северное ограничение блока, на котором находится пункт GPS, связано с Нижне-Нерюнгринской зоной разломов, расположеной в пределах принадвиговой зоны Чульманского прогиба, которая представляет собой сложнодислоцированную область, разбитую многочисленными разломами взбросо-надвигового, сдвигового и сбросового типа. В близи пункта регистрации южная ветвь Нижне-Нерюнгринского разлома меняет направление с широтного восточнее р. Чульман на северо-западное.
Южное ограничение блока связано с Беркакитским разломом, расположеным в принадвиговой сложнодислоцированной зоне непосредственно севернее Южно-Якутского надвига. В современном рельефе Беркакитский разлом имеет отчетливое выражение в виде серии уступов суммарной высотой до 50 м.
Восточным ограничением блока является Суннагино-Ларбинская зона разломов правосдвиговой кинематики смещений с незначительной сбросовой компонентой [Овсюченко, Трофименко, 2009]. Смещения по Суннагино-Ларбинскому разлому находятся в тесной взаимосвязи с взбросо-надвиговыми подвижками по Южно-Якутскому разлому, в значительной степени компенсируя их правосдвиговыми перемещениями.
Таким образом, пункт регистрации может быть вовлечен в различные типы движений и деформаций земной коры в соответствии с кинематикой обрамляющих активизированных разломов. Размеры блока около 15×20 км2.
Результаты измерений
На рис. 2 представлены графики смещения пункта регистрации в горизонтальной и вертикальной плоскости, а также изменение скорости модуля полного смещения.
Рис. 2. Динамика смещения пункта измерений в горизонтальной плоскости
Второй пункт наблюдений был организован южнее, вблизи Беркакитского разлома (см. рис. 1). Суммарные графики смещения пунктов представлены на рис. 3–4.
Рис. 3. Суммарные смещения пункта в зоне влияния Нижне-Нерюнгринской системы разломов
Рис. 4. Суммарные смещения пункта в зоне влияния Беркакитского разлома
Выводы
Выделенные типы движений за период измерений можно представить в виде расширенной аддитивной модели, описанной формулой
(1)
где 
– систематические изменения в виде короткопериодных трендов; 
– сезонная компонента, обусловленная влиянием на геофизический фактор природно-климатических условий; 
– периодическая компонента смещения; 
– спорадические изменения смещений вследствие сейсмотектонических процессов.
Основным структурным элементом аддитивной модели является тренд Ut, обусловливающий наличие систематического изменения наблюдаемого показателя в течение продолжительного времени. Определение величины и направления Ut может быть осуществлено после детального изучения всех компонент ряда (1) за период измерений, превышающий 3-летний цикл, в соответствии с аналогичными исследованиями авторов [Саньков, 2005, Коломиец, 2005].
Развитие деформационного процесса по соотношению горизонтальных движений может свидетельствовать о его связи с геометрией активных разломов. Аналогичными исследованиями на северо-восточном фланге БРЗ установлено направленное смещение забайкальского геоблока к юго-востоку [Саньков, 2005]. Геолого-геофизические исследования в исследуемом районе показали, что по системам разрывных нарушений северо-восточного простирания формируются сбросы в комбинации с левосторонними сдвиговыми перемещениями. По широтным разломам доминируют сдвиговые деформации с подчиненной вертикальной составляющей [Овсюченко, Трофименко, 2009].
Выделенные типы движений могут быть обусловлены кинематикой Нижне-Нерюнгринской зоны разломов [Рогожин и др., 2007]. Распределение азимутов свидетельствует о вовлечении в деформационный процесс диагональной системы разломов северо-восточного и северо-западного простирания с одновременным воздействием на блок горизонтальных сжимающих сил.
В геодинамическом плане оба пункта расположены в блоке I (рис. 1). По данным геодезических исследований прежних лет данный блок вовлечен в зону высоких градиентов вертикальных и горизонтальных движений различных знаков смещений. Причем зона высоких градиентов ограничивается Южно-Якутским надвигом. Вследствие этого различие в скоростях смещения пунктов может быть обусловлено кинематическим влиянием восточного и западного массивных блоков, формирующих систему надвигов.
С другой стороны, данная кинематика движения пунктов отражает кинематику Нижне-Нерюнгринской системы разломов в виде сбросов. Беркакитский разлом в настоящее время подвержен лево-сдвиговым перемещениям, слабо демпфируюмым системой широтных и северо-восточных по простиранию разломов. Вследствие этого I блок (см. рис. 1) за период наблюдений в 2012 году можно рассматривать как вращающуюся против часовой стрелки систему с одновременным поднятием западного фланга.
Вследствие этого в зоне влияния Нерюнгринской системы разломов возможно формирование трещин отрыва, что особенно важно учитывать при горных работах как на существующих, так и на вновь открываемых горных предприятиях.
Важным следствием проведенного анализа следует считать тот факт, что формирование надвиговых зон на изучаемой площади может быть обусловлено инерционным взаимодействием блоков. Нарушение циклических изменений в динамике смещения блоков может служить основанием для разработки моделей геодинамических предвестников землетрясений.
Таким образом, в данной работе впервые сделана попытка построения модели формирования надвиговых зон в результате инерционного взаимодействия блоков земной коры, обусловленных неравномерным вращением Земли в течение года, а также показана возможность прогнозирования землетрясений на основе геодинамических предвестников землетрясений.
Рецензенты:
Максимов Е.П., д.г.-м.н., профессор на кафедре геологии, Технический институт (филиал) ФГАОУ ВПО «Северо-Восточный федеральный университет имени М.К. Аммосова», г. Нерюнгри;
Заровняев Б.Н., д.т.н., профессор, декан горного факультета Северо-Восточного федерального университета, г. Якутск.
Работа поступила в редакцию 04.04.2013.