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).
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Табл.1. GPS кампании
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.)
|
|
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.
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.
