Геодезия

ИЗСЛЕДВАНЕ НА СЪВРЕМЕННИ ДВИЖЕНИЯ НА ЗЕМНАТА КОРА В РАЙОНА НА ЦЕНТРАЛНА ЗАПАДНА БЪЛГАРИЯ


Николай Димитров

Национален институт по геофизика, геодезия и география, БАН,

Департамент Геодезия

 

            Резюме

В статията е направен преглед на геоложката информация и са описани основните разломни структури в района на централна западна България.  Районът се характеризира с висока плътност на населението и концентрация на промишлени ресурси.  Комбинирани са съвременни GPS измервания с ъглови измервания на точки от първокласната триангулачна мрежа на България извършени през периода 1923 – 1930 година.  Като резултат от съвместната обработка на GPS и ъгловите измервания са получени големините и посоките на ротация на мрежата от елементарни триъгълници.  Анализът на резултатите показва наличие на съвременна активност в Искърската разломна зона.

 

            Геоложка и тектонска информация

Геоложките и геофизически данни показват, че района на централна западна България се характеризира с наличие на активни деформации и съвременна сеизмична активност.  За най-изявена в структурно-геоморфоложко отношение и наличие на тектонска и сеизмична активност в Софийската зона се счита района на юг от гр. София [1].  Това е част от Западно-Средногорската структурна зона.  Един от най-представителните морфоструктурни възли – Панчаревският се намира в границите на Софийския комплексен грабен.  Югоизточно по поречието на река Искър основния разлом е Искърската дислокация, като в участъка между язовир Искър и Кокалянски ханчета преминава през пролома между Лозен и Плана планини.  При минералните извори в с. Панчарево зоната се изразява в паралелни един на друг разседи и възседи.  Раздробеността и дълбочинните структури показват съществуването на много разриви с различни по посока движения, а също и за съвременни тектонски движения.

Софийската комплексна хорстова структура е изградена от три части – планините Витоша, Плана и Лозенска оградена е от разломни зони и попада в западния край на активната тектонска структура наречена Маришка зона [1].  На север от този хорст се разполага Софийския комплексен грабен.  Искърската разломна зона е основната разломна структура, която отделя хорста от грабена.  Частта от разломната зона по северните склонове на Витоша е известен като Витошки разлом.  Този сегмент е съставен е от няколко успоредни разлома, оформящи стъпала с интензивно пропадане на север.  Сегментът от с. Плана на югоизток разделя Плана от Лозенската планина.  По северния склон на Лозенската планина се намира Лозенският разлом, който е основното разсядане в югоизточната част на Софийския комплексен грабен и има посока изток-запад и стъпаловидно пропадане на север.

Регионът на юг от Софийския комплексен грабен показва сложна тектоника формирана от пресичането на няколко активни разломни структури.  Концентрацията на сеизмична активност е разположена главно в юг-югоизточните части на грабена като резултат от геодинамичните процеси [2].

Изследвания район е локализиран от западната част от активната тектонска структура наречена Маришка разломна зона [1].  Тя включва три хорстови структури – Витоша, Плана и Лозенска планини.  Главната разломна структура, която раздела Витошкия и Планския плутон от Софийския комплексен грабен е Искърската разломна зона.  Северозападния сегмент на тази зона намиращ се в северния склон на Витоша планина е Витошкия разлом.  Този разлом се състои от различни успоредни разломи, продължаващи в дълбочина на север.

Сегментът от Искърската разломна зона, намиращ се на югоизток от село Бистрица разделя Плана и Лозенска планини.  В югоизточната част на Софийския комплексен грабен главния разлом заема място на северния склон на Лозенската планина и се нарича Лозенски разлом.  С посока изток-запад и с дълбочинност на север.

Успоредни разломи с посоки североизток-югозапад и с дълбочинност на югоизток са формирани при интензивното издигане на Витоша и Плана планини.  Най-забележимите движения се предполага, че са през Кватернера при Железнишкия разлом., Пернишката разломна зона [1] очертава комплексната хорстова структура на Витоша и Плана планини от юг.  Тя е активна през Кватернера в сегмента южно от Витоша известна като Зад-Витошки разлом.  На югозапад о Плана планина е Паликарийския грабен, формиран по време на Неогена, този разлом продължава и в Кватернера.

Сеизмичността на Софийската зона е обект на особен интерес поради голямата и активност и близостта да гр. София.

 

            GPS и триангулачни измервания.

            В периода 1997-2003 са извършени прецизни GPS измервания на мрежа от 15 точки в района на централна западна България.  Точките са стабилизирани с метални болтове в характерни скални масиви след теренно геоложко проучване.  Седем от точките са от геодинамична мрежата изградена по проект с MIT (Massachusetts Institute of Technology) [3]. Измерени са в рамките на две измерителни кампании през 1997 и 2000 година.  В рамките на GPS кампания през 2003 година в района на Централна западна България са измерени еднократно и осем триангулачни точки от първокласната триангулачна мрежа, през 2005 и 2006 са проведени допълнителни измервания на първокласната триангулачна точка на връх Мусала. (Таблица 1).

 

GPS

ТТ

година на измерване

номер

номер

1997

2000

2003

2005

2006

BREZ

 

X

X

 

 

 

BUHO

 

X

X

 

 

 

LOZE

 

X

X

 

 

 

SLIV

 

X

X

 

 

 

VERI

 

X

X

 

 

 

VLAD

 

X

X

 

 

 

PLA1

 

X

X

 

 

 

TREB

база

 

 

X

 

 

GURM

база

 

 

X

 

 

KALN

база

 

 

X

 

 

KOZN

тт17

 

 

X

 

 

MACH

тт11

 

 

X

 

 

KONO

тт12

 

 

X

 

 

CHER

тт16

 

 

X

 

 

MUSA

тт26

 

 

X

X

X

Табл.1. GPS кампании

 

core1303KartaBG.jpg

Фиг.1. Схема на мрежата

 

            Обработка на измерванията

Обработката на GPS измерванията е извършена със софтуера Bernese, версия 4.2 (Bernese GPS software version 4.2).  Координатите на перманентните станции участващи в обработката задават координатната и кинематичната системи. Получаването на координатите и скоростите на точките е подробно описано в [4].  При изследването на съвременните движения на земната кора интерес представляват и изчисляване на скоростите на движение на точките, натрупаните напрежения на земната кора и големините и посоките на ротация на мрежата.  Изчисляването на напреженията е извършено със програмата FONDA(Forward Observation and Network Deformation Analysis) и е подробно описано в [5].  Със същият софтуер са получени и големините и посоките на ротация в мрежата от елементарни триъгълници.

 

Резултати

Освен скоростите и напреженията на земната кора от съвместната обработка на GPS и триангулачни измервания са получени и големините и посоките на ротация във всеки триъгълник(табл.2. и фиг.2.)

 

 

 

номер на

CW-SPIN

SPINSIG

триъгълник 

(1/yr)

(1/yr)

1

-5.52E-08

3.34E-09

2

-5.98E-08

4.81E-08

3

1.11E-07

9.00E-08

4

-3.31E-08

8.85E-08

5

3.71E-08

1.79E-09

6

5.36E-08

3.17E-09

7

-2.17E-08

1.94E-07

8

9.78E-08

2.08E-09

9

8.99E-08

1.24E-07

10

8.39E-08

1.10E-07

11

2.01E-08

1.62E-07

12

3.05E-08

3.91E-09

13

-1.08E-07

1.55E-07

14

-1.71E-07

2.27E-07

15

-2.32E-07

3.72E-07

16

-3.92E-09

4.14E-09

17

2.61E-08

2.13E-07

18

-6.05E-08

1.56E-07

19

-1.73E-08

1.69E-07

 

 

 

core1303DelaunayAll.jpg

 

Табл.2. Ротации и ср.кв.гр.                         Фиг.2. Мрежа от триъгълници по Делоне

 

Големините и посоките на ротация са показани на фиг.3.  Вижда се, че ротациите в триъгълниците намиращи се на север от Искърската разломна зона са по посока на часовниковата стрелка, а тези в триъгълниците намиращи се на юг разломната зона са с посока обратна на часовниковата стрелка.  Това дава основание да се предположи съвременна геоложка активност в разломната зона.  Изключение прави ротацията свързана с тт12 (Конявската планина), и тази с точката в района на VLAD(с. Владо Тричков), за които може да се предположи локално движение на самите точки.

 

core1303StrainAll.jpg

Фиг.3. Големини и посоки на ротация във всеки елементарен триъгълник, получени от обработката на измерванията.

 

 

Изводи

От анализа на резултатите представени на фиг.3. става ясно, че ротациите в триъгълниците намиращи се на север от Искърската разломна зона са по посока на часовниковата стрелка, а тези в триъгълниците намиращи се на юг разломната зона са с посока обратна на часовниковата стрелка.  Разликата в тези посоки подобно на скоростите [4] и напреженията [5] предполагат наличие на съвременна активност в зоната и помагат за изясняване на геоложката и тектонска обстановка.

Получените от обработката и анализа на GPS измерванията хоризонтални скорости, напрежения на земната кора и посоки и големини на ротация са в съгласие с общата екстензия с посока север-юг на южна България и северна Гърция – Южнобалканската екстензионна област [6].

 

            Литература:

 

[1]          Бончев, Ек. (1971). Проблеми на Българската геотектоника. София, Техника, 203 с.

[2]          Христосков Л., Е. Григорова (1979). Енергетична и пространствено-временна характеристика на разрушителните земетресения в България след 1900г. БАН Изв. ГФИ, XII.

[3]          Kotzev, V., R. Nakov, Tz. Georgiev, B.C. Burchfiel, R. W. King. 2006. Crustal Motion and strain accumulation in western Bulgaria. – Tectonophysics, 413 (2006), 127-145.

[4]          Димитров, Н., И. Георгиев. 2010. Определяне на съвременни движения на земната кора от съвместна обработка на GPS и триангулачни измервания. – Геомедия, ноември-декември, 38-41.

[5]          Димитров Н,. Ив. Георгиев (2011). Изчисляване на напрежения в земната кора от GPS измервания в района на централна западна България.  Доклади, ВСУ Л.Каравелов 2011, том 2, VI 147-151.

[6]          Burchfiel, B. C., R. Nakov, T. Tzankov, L. H. Royden. 2000. Cenozoic Extension in Bulgaria and Northern Greece: the northern part of the Aegean Extensional Regime.- In Tectonics and Magmatism in Turkey and the Surrounding Area (E. Bozkurt, J.A. Winchester and J. D. A Piper, eds.), Geol. Soc., Sp. Publ. 173, 325-352.

Автор

Super User

И все пак тя се върти…
Rotating_earth
Rotating_earth
От категорията
Гео-портал на минестерството на отбраната

Contact Us