Study of the deep struCture and teCtoniCs of the northern slope of the Greater CauCasus and the western part of the Terek-Caspian depression based on the results of miCroseismiC sounding
Abstract
Relevance. The relevance of this work is determined by the need to study the peculiarities of geo- dynamic processes that form structures within a complex region, including the northern wing of the Greater Cau- casus and the internal ridges of the Terek-Caspian depression. Methods. To study these processes, a comparison was made between the morphological features of various mountain structures in the region and their deep struc- ture obtained by the microseismic sounding method (MSM). The results of other methods were used for com- parison. A regional profile was surveyed, extending from the northern slope of the Greater Caucasus through the Ossetian depression, the Nazran protrusion, and the Sunzha and Terek ridges, with a total length of 115 km and a spatial step between measurement points of 500-750 m. A section was constructed to a depth of 45 km. Results. Large low-velocity anomalies were detected beneath the northern slope of the Greater Caucasus and the Nazran Uplift. A similar anomaly under the northern slope of the Caucasus in the Ardon River area suggests that there is a wall-shaped low-velocity body along the entire northern slope of the Greater Caucasus, correlating in its spatial position with a sharp rise in relief from the foothill depression towards the mountain massif. According to mag- netotelluric sounding (MTS) data, this body with high electrical resistance extends to a depth of 50–60 km. It can be interpreted as a zone associated with heat flows and the presence of fluid in isolated microcracks. The Sunzha and Terek ridges do not have similar deep anomalies. Their structure differs from that of the northern slope of the Greater Caucasus, and their genesis is associated with horizontal compression and fold-and-thrust deformations in the sedimentary cover. Based on a comparison of the structure of the sedimentary cover according to MSM data with the age of the onset of tectonic activation of the Sunzha Ridge, the average vertical movement rate was calculated to be ~0.83 mm/year, and the average denudation rate was estimated to be ~0.22 mm/year, which is ~25% of the growth rate and is consistent with modern estimates for mountain systems in the Caucasus.
References
Андреева Н.В., Овсюченко А.Н., Кошевой Н.Г. Активная тектоника Сунженского хребта. // Материалы Всероссийской научной конференции «Динамическая геология – проблемы и достижения». М.: Перо, 2023. – С. 173–177.
Горбатиков А.В., Заалишвили В.Б., Харазова Ю.В., Степанова М.Ю., Милюков В.К., Миронов А.П., Хубаев Х.М., Мельков Д.А., Кануков А.С., Абаева З.В., Шманатов Г.В., Габараев А.Ф., Ревазов М.О. Глубинное строение, сейсмичность, тектоника северного фланга Большого Кавказа и Терско-Каспийского прогиба (Северная Осетия) в рамках единой кинематической модели на базе новых геофизических данных. // Геология и геофизика Юга России. – 2023. – Т 13. № 3. – С. 33–48. DOI: 10.46698/VNC.2023.44.73.003.
Горбатиков А.В., Степанова М.Ю., Кораблев Г.Е. Закономерности формирования микросейсмического поля под влиянием локальных геологических неоднородностей и зондирование среды с помощью микросейсм. // Физика Земли. – 2008. – № 7. – С. 66–84.
Государственная геологическая карта Российской Федерации. Масштаб 1 : 1 000 000 (третье поколение). Комплект карт. Серия Скифская. Лист К-37 (Сочи), К-38 (Махачкала), K-39. 12 листов. Пояснительная записка. / Редакторы Н.И. Пруцкий, В.М. Юбко. – СПб: ВСЕГЕИ, 2011. – 446 с.
Коновалов В.И., Воцалевский З.С., Яловенко В.И. Перспективы нефтегазоносности юго-западной части Терско-Каспийского прогиба. // Геология нефти и газа. – 1987. – № 8. – С. 17–20.
Короновский Н.В., Гущин А.И., Никитин М.Ю., Панина Л.В., Стафеев А.Н. Геологическое развитие и становление современной структуры Терско-Каспийского передового прогиба. // В сборнике: Тектоника орогенных сооружений Кавказа и Средней Азии. М.: Наука, 1990 – С. 4–35.
Краснопевцева Г.В., Матушкин Б.А., Шевченко В.И. Новая интерпретация данных ГСЗ по профилю Степное-Бакуриани на Кавказе. // Советская геология. – 1970. – № 8. – С. 113–120.
Летавин А.И., Романов Ю.А., Савельева Л.М., Шумова Т.Ф. Тектоника Восточного Предкавказья. / Отв. редактор М.Ф. Мирчинк. – М.: Наука, 1975. – 80 с.
Милановский Е.Е. Новейшая тектоника Кавказа. М.: Недра, – 1968. 483 с.
Мозжерин В.В., Шарифуллин А.Г. Оценка современного денудационного снижения гор по данным о стоке взвешенных наносов рек (на примере Тянь-Шаня, Памиро-Алая, Кавказа и Альп). // Геоморфология. – 2014. – № 1.– C. 15–23.
Несмеянов С.А. Количественная оценка новейших движений и неотектоническое районирование горной области: (На примере Зап. Ферганы и ее горного обрамления). М.: Недра, 1971. – 141 с.
Овсюченко А.Н., Горбатиков А.В., Степанова М.Ю., Ларин Н.В., Рогожин Е.А. Сейсмотектоника и глубинное строение зоны Владикавказского активного разлома. // Геофизические исследования. – 2011. – Т. 12. № 1. – C. 47–59.
Панина Л.В. Новейшие структуры и рельеф Земли. М.: ПРО-ПРЕСС, – 2019. 115 с.
Письменный А.Н., Горбачев С.А., Вертий С.Н., Зарубина М.А.,. Пичужков А.Н, Письменная Н.С., Терещенко В.В., Терещенко Л.А. Государственная геологическая карта Российской Федерации масштаба 1 : 200 000. Издание второе. Серия Кавказская. Листы K-38-IX,XV (Владикавказ). Объяснительная записка. М.: Московский филиал ФГБУ «ВСЕГЕИ», 2021. – 225 с.
Стогний В.В., Заалишвили В.Б., Пономарева Н.Л. Современная геодинамика и сейсмичность Северного Кавказа: проблемы мониторинга. // Геология и геофизика Юга России. ‒ 2022. Т. 12. № 2. ‒ С. 34–52. DOI: 10.46698/VNC.2022.25.32.00322.
Стогний В.В., Стогний Г.А., Пономарева Н.Л. Сейсмотектоника южной части Центрального сегмента Большого Кавказа. // Геология и геофизика Юга России. ‒ 2023. ‒ Т. 13. № 1. ‒С. 76‒96. DOI: 10.46698/VNC.2023.45.94.006.
Чепалыга А.Л., Садчикова Т.А., Адаева Д.О., Идрисов И.А. Понто-Каспий на рубеже неогена и четвертичного периодов. // Известия Дагестанского государственного педагогического университета. Серия Естественные и точные науки. – 2018. – Т. 12. № 3. – С. 81–88. DOI: 10.31161/1995-0675-2018-12-3-81-88.
Шарифуллин А.Г. Причинно-факторные связи развития современной денудации. // Ученые записки Казанского университета. Серия Естественные науки. – 2014. – Т. 156. № 2. – С. 135–146.
Шемпелев А.Г. Результаты глубинных геофизических исследований вдоль Геналдонского профиля. / Материалы Международной научно-практической конференции «Опасные природные и техногенные геологические процессы на горных и предгорных территориях Северного Кавказа». Владикавказ: ЦГИ ВНЦ РАН и РСО-А, 2008. – C. 457–463.
Antonovskaya G.N., Danilov K.B., Basakina I.M., Afonin N.Y., Kapustian N.K. Application Examples and Capabilities of Combining Passive Seismic Methods to Study Depth Structure of the Earth’s Crust. // Izvestiya, Physics of the Solid Earth. – 2024. – Vol. 60. No. 4. – pp. 712–725.
Danilov K.B., Antonovskaya G.N., Basakina I.M., Shakhova E.V., Kapustian N.K. Passive Seismic Investigation of Intraplate Earthquakes Epicentral Zones in the North of Russia as One of the Ways to Understand Their Source Mechanics. // Journal of Earth Science. – 2025. – Vol. 36. No. 2. – pp. 764–780. DOI: 10.1007/s12583-024-0053-9.
Danilov K.B., Yakovlev E.Yu., Afonin N.Yu. Study of deep structure of the kimberlite pipe named after M. Lomonosov of the Arkhangelsk diamondiferous province obtained by joint using of passive seismic and radiometric methods. // Pure and Applied Geophysics. – 2021. – Vol. 178. No. 10. – pp. 3933–3952.
Danilov K.B., Yakovlev E.Yu., Afonin N.Yu., Druzhinin S.V. Deep structure of the Verkhnetovskaya kimberlite pipe in the Arkhangelsk diamondiferous province according to passive seismic and radiological methods. // Geophysical Prospecting. – 2023. – Vol. 71. Issue 9. – pp. 1873–1885. DOI: 10.1111/1365-2478.13254.
Gorbatikov A.V., Rogozhin E.A., Stepanova M.Y., Kharazova Y.V., Andreeva N.V., Perederin F.V., Dzeboev B.A., Zaalishvili V.B., Melkov D.A., Dzeranov B.V., Gabaraev A.F. The pattern of deep structure and recent tectonics of the greater Caucasus in the Ossetian sector from the complex geophysical data. // Izvestiya, Physics of the Solid Earth. – 2015. – Vol. 51. No. 1. – pp. 26–37. DOI: 10.1134/S1069351315010073.
Ismail-Zadeh A., Muller B., Schilling F., Gorshkov A., Soloviev A. et al. Geodynamics, seismicity, and seismic hazards of the Caucasus. // Earth-Science Reviews. – 2020. – Vol. 207. Art. No. 103222. DOI:10.1016/j.earscirev.2020.103222.
Ovsyuchenko A.N., Zhostkov R.A., Edemsky D.E., Sobisevich A.L., Sysolin A.I., Presnov D.A. Active tectonics of North-Eastern Taymyr (Byrranga Mountains) and questions of seismotectonic regionalization of the Russian Arctic. // Izvestiya, Physics of the Solid Earth. – 2023. – Vol. 59. No. 6. – pp. 1009–1024.
Rogozhin E.A., Milyukov V.K., Zaalishvili V.B., Ovsyuchenko A.N., Mironov A.P., Gorbatikov A.V., Melkov D.A., Dzeranov B.V. Characteristics of modern horizontal movements in Central Sector of Greater Caucasus according to GPS observations. // Advances in Engineering Research. – 2019. – Vol. 182. – pp. 250–254.
Zabelina I., Koulakov I., Amanatashvili I., Khrepy S.E., Al-Arifi N. Seismic structure of the crust and uppermost mantle beneath Caucasus based on regional earthquake tomography. // Journal of Asian Earth Sciences. – 2016. – Vol. 119. Issue 1. – pp. 87–99. DOI: 10.1016/j.jseaes.2016.01.010.
English
Русский
