ФИЗИКА ЗЕМЛИ, 2007, № 9, с. 18-30
УДК 550.348.098.64 (571.531.55)
СЕЙСМИЧНОСТЬ ЮГА СИБИРСКОЙ ПЛАТФОРМЫ: ПРОСТРАНСТВЕННО-ВРЕМЕННАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА И ГЕНЕЗИС
© 2007 г. К. Ж. Семинский, Я. Б. Радзиминович
Институт земной коры СО РАН, г. Иркутск Поступила в редакцию 15.06.2006 г.
На основе анализа инструментальных данных о землетрясениях Иркутского амфитеатра (19602005 гг.) установлено, что их подавляющее большинство образует широкую (150-300 км) полосу рассеянной сейсмичности вдоль краевого шва Сибирской платформы. В соответствии с установленными пространственно-временными закономерностями распределения землетрясений она принадлежит к Саяно-Байкальскому сейсмическому поясу, связанному с процессом деструкции на границе крупных блоков литосферы. Полоса представляет северную периферию пояса, что наряду с большей монолитностью деформируемого субстрата является причиной резкого ослабления сейсмичности в ее пределах. Тектоническое происхождение землетрясений на столь обширной платформенной территории, отчетливые признаки наведенной сейсмичности в окрестностях водохранилищ Ангарского каскада и интенсивное народно-хозяйственное освоение региона выдвигают проблему сейсмической опасности юга Сибирской платформы в ряд наиболее актуальных направлений геодинамических исследований.
РАС8: 91.30.Vc
ВВЕДЕНИЕ
Исследования последнего десятилетия подтвердили справедливость высказанных почти сто лет назад представлений А.П. Карпинского, который в отличие от большинства известных тектонистов середины и второй половины XX в. считал, что структурообразование в пределах древних платформ и окружающих их подвижных поясов отличается лишь интенсивностью, а в качественном отношении подобно. Работы [Трифонов, 1999; Никонов и др., 2001; Копп и др., 2002; Кузьмин, 2004; Рогожин, 2004; и др.] показали главным образом на примере Восточно-Европейской платформы широкое распространение активных разломов, перемещения по которым, обусловленные динамическим воздействием со стороны подвижных поясов или внутриплитных источников тектонических напряжений, опасны для сохранности и нормального функционирования народно-хозяйственных объектов не только в форме крипа, но и вследствие сопровождающей их сейсмичности.
Интенсивность сейсмического процесса на платформах по многим параметрам несоизмерима с подвижными поясами, однако и в их пределах выделяются высоко сейсмичные участки [Liu, Zoback, 1997], фиксируются сильные землетрясения [Agraw-al, Pandey, 1999; Морозов и др., 2001]. Отсутствие или неравномерность регистрирующей сети не позволяет получить полную картину сейсмической активности платформ, но там, где сейсмические станции организованы, слабые землетрясе-
ния неизменно фиксируются [Морозов и др., 2001]. Как следствие этого, а также в связи с интенсивным природопользованием платформенных территорий проблема их сейсмической активности в настоящее время стала приоритетным направлением геодинамических исследований. Широкомасштабное изучение сейсмичности проведено для Восточно-Европейской платформы: выявлены сейсмоактивные зоны [Ананьин, 1991], проведена оценка Мтах [Грачев и др., 1996; Полякова, Медведева, 1999; Никонов и др., 2001], установлены границы динамического влияния смежных орогенов и составлена схема сейсмотектонической делимости [Щукин, 2001], исследован сейсмический режим отдельных регионов.
В противоположность этому сейсмичность Сибирской платформы целенаправленно изучалась лишь для Иркутского амфитеатра, что обусловлено, с одной стороны, интенсивным народно-хозяйственным освоением этого региона, а, с другой, -наличием инструментальных данных с сейсмостан-ций Прибайкалья (рис. 1). С.И. Голенецкий [1997; 1999; 2001] классифицировал исследуемую территорию как область со слабой (по южному краю -умеренной), но собственной сейсмичностью в отличие от господствовавших ранее представлений, что сейсмическая опасность платформы обусловлена лишь сотрясаемостью от землетрясений, происходящих в окружающем ее Саяно-Байкаль-ском подвижном поясе. Он констатировал сгущение эпицентров на южной периферии Иркутского амфитеатра, но посчитал, что эта пространственная закономерность в значительной степени
Рис. 1. Характеристика сейсмической активности Иркутского амфитеатра в ночное (а) и дневное (б) время.
1 - Схемы распределения эпицентров землетрясений.
2 - Графики повторяемости землетрясений разных энергетических классов N - число событий; Кр - энергетический класс; R - коэффициент корреляции).
3 - Гистограммы распределения количества землетрясений N во времени.
1 - краевой шов Сибирской платформы; 2 - эпицентр землетрясения; 3 - сейсмостанция; 4 - железная дорога; 5 - водохранилища Ангарского каскада и оз. Байкал; 6 - периоды резкого увеличения числа землетрясений.
обусловлена специфическим расположением сети регистрирующих станций (вдоль краевого шва платформы). Более того, не было обнаружено связи в локализации отдельных землетрясений или их скоплений как с тектоническим строением платформы (в т.ч. с местоположением разломов), так и с заполнением крупнейших водохранилищ Ангарского каскада - существенным техногенным воздействием на горные массивы данной территории.
Анализ этих выводов в контексте представленных выше данных о собственной сейсмичности Восточно-Европейской и других древних платформ, результаты мелкомасштабного прогнозного картирования параметров сейсмичности Северной Евразии [Уломов, 1999; Полякова, Медведева,
1999], а также недавнее обнаружение активных и сейсмоактивных [Семинский и др., 2001; Чипизу-бов и др., 2001; Аржанникова, Аржанников, 2005; Семинский и др., 2005] разломов в поле Иркутского амфитеатра свидетельствуют о необходимости более детального исследования сейсмичности рассматриваемой территории, тем более, что ряд инструментальных наблюдений за прошедшие после исследований С.И. Голенецкого годы существенно увеличился. В связи с этим основными задачами проведенной работы были: 1) исследовать распределение эпицентров землетрясений в пределах Иркутского амфитеатра, 2) изучить для этой территории временные вариации сейсмической активности и 3) на основе выявленных
100
102
104
106
(б)
108
110
3 2 1 0 -1
^ N = -0.50К + 6.01 R = 0.97
N Кр
330 7
181 8
19 9
8 10
6 11
1 12
2 4 6 8 10 12 14
КР
^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^
Годы
Рис. 1. Окончание.
2
закономерностей сделать заключение о генезисе сейсмичности юга Сибирской платформы.
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА СЕЙСМИЧНОСТИ ИЗУЧАЕМОГО РЕГИОНА
Для проведения исследований использовалась информация о землетрясениях, происшедших в период 1960-2005 гг. на юге Сибирской платформы и в Прибайкалье, согласно каталогу Байкальского филиала Геофизической службы СО РАН (г. Иркутск), из которого по возможности были исключены события, обусловленные промышленными взрывами. Энергетический класс платформенных землетрясений в среднем не превышает 10, хотя отдельные события относятся к 11 < Кр < 12. Точность определения эпицентров землетрясений с Кр < 10 на юго-западе платформы (кроме последних лет) составляет 10-20 км. Количество землетрясений, происшедших на платформе за последние 45 лет, составляет около 900,
в т.ч. более 350 ночных событий (с 12 до 24 часов по Гринвичу).
Пространственные распределения ночных (рис. 1а), и включающих промышленные взрывы дневных (рис. 16) землетрясений по большому счету подобны и характеризуются сгущением эпицентров у края платформы. Различия заключаются главным образом в концентрации некоторой части дневных землетрясений вблизи г. Братск, г. Усть-Кут, пос. Улькан и некоторых других населенных пунктов, располагающихся вдоль железных дорог. Следовательно, происхождение подавляющего большинства землетрясений на платформе связано с единым деструктивным процессом, и лишь отдельные скопления дневных событий обусловлены народно-хозяйственным освоением региона.
Данный вывод подтверждается результатами сравнительного анализа таких характеристик дневной и ночной сейсмичности, как повторяемость землетрясений разных энергетических классов и изменение общего количества событий во времени
(см. рис. 1а (2, 3); рис. 16 (2, 3)). Главные периоды увеличения числа дневных и ночных событий совпадают: 1968-69 гг., 1975-79 гг., 1987-90 гг. и 19992001 гг. Различие в количестве ночных и дневных землетрясений каждого энергетического класса существует, но оно статистически незначимо для Кр < < 10, т.е. в интервале, который может включать промышленные взрывы на рассматриваемой территории. Увеличение числа дневных событий 11-12 энергетических классов (7 шт.) по сравнению с ночными землетрясениями (1 шт.), по-видимому, отражает особенность разрядки естественных напряжений. При этом установленное ранее наличие данного эффекта ("загиб" вверх графика повторяемости) для многих регионов Северной Евразии [Уломов, 1999], а также совпадение общего наклона графиков повторяемости для дневных платформенных событий (= -0.50Кр + 6.01) и всех землетрясений Саяно-Байкальского пояса (= -0.47Кр + 7.71) подтверждают справедливость данного предположения.
Таким образом, для получения наиболее общих представлений о характере естественной сейсмичности краевой части юга Сибирской платформы может использоваться информация по всем инструментально зарегистрированным событиям (за исключением однозначно установленных взрывов), тогда как более детальные исследования должны базироваться лишь на информации о ночных землетрясениях. В связи с этим при анализе сейсмичности Иркутского амфитеатра мы, вслед за [Го-ленецкий, 2001], опирались главным образом на ночные землетрясения, а для более южных территорий использовали информацию о всех инструментально зафиксированных событиях.
На схеме распределения эпицентров землетрясений юга Сибирской платформы и Прибайкалья (рис. 2) отчетливо выделяется известный Саяно-Байкальский сейсмический пояс, интенсивная деструкция литосферы в пределах которого обусловлена растяжением в Байкальском рифте, а также растяжением со сдвигом в Тункинской впадине и Восточном Саяне. Пояс располагается между областями умеренной и слабой сейсмичности, соответствующими более стабильным в т
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.