ФИЗИКА ЗЕМЛИ, 2013, № 4, с. 120-134
УДК 550.341
КУЛТУКСКОЕ ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЕ 2008 г. С Mw = 6.3 НА ЮГЕ БАЙКАЛА: НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОЕ СОСТОЯНИЕ ОЧАГОВОЙ ОБЛАСТИ ПО ДАННЫМ ОБ АФТЕРШОКАХ
© 2013 г. В. И. Мельникова1, Н. А. Гилева2, С. С. Арефьев3, В. В. Быкова3, А. И. Середкина1
Институт земной коры СО РАН, г. Иркутск E-mail: vimel@crust.irk.ru 2Байкальский филиал Геофизической службы СО РАН, г. Иркутск E-mail: nagileva@crust.irk.ru 3Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН, г. Москва E-mail: vvb@.ifz.ru Поступила в редакцию 29.05.2012 г.
В статье представлены результаты реконструкции напряженно-деформированного состояния земной коры Южного Байкала по данным о механизмах очагов Култукского землетрясения 27 августа 2008 г. с Mw = 6.3 и его афтершоков. Очаговые параметры главного толчка определены путем расчета тензора сейсмического момента. Решения фокальных механизмов для 32 афтершоков (Mw > 2.3) получены благодаря появлению на юге Байкала локальной сети сейсмических станций. Установлено, что при главном событии и первых афтершоках (август—сентябрь) активизировались, в основном, широтные отрезки сегментированного прибортового разлома, а в очагах последующих толчков доминировало северо-восточное простирание плоскостей, связанное с более мелкими внутривпадин-ными структурами. В результате расчета сейсмотектонических деформаций по данным о механизмах очагов землетрясений установлено, что в районе активизации господствует режим транстенсии (комбинация условий растяжения и сдвига). В целом эпицентральное и гипоцентральное поля аф-тершоков, а также механизмы их очагов отразили сложное тектоническое строение очаговой области Култукского землетрясения, в которой отчетливо проявилась субвертикальная зональность локальных сейсмоактивных объемов и выделилась клинообразная зона деструкции земной коры.
Ключевые слова: сейсмическая активизация, механизм очага землетрясения, напряженно-деформированное состояние земной коры, скорости сейсмотектонических деформаций.
Б01: 10.7868/80002333713040078
ВВЕДЕНИЕ
Сильное землетрясение (Ы^ = 6.3), сопровождавшееся многочисленными афтершоками, произошло 27 августа 2008 г. на юге Байкала в крайней западной части Култукской депрессии. По своему местоположению оно было названо Кул-тукским. События сейсмической активизации регистрировались постоянными и временными сейсмическими станциями, установленными в эпицентральной зоне главного толчка в результате совместных усилий Байкальского филиала Геофизической службы СО РАН и Института физики Земли РАН.
В общем плане сейсмичность юго-западной части Байкальской рифтовой зоны за период инструментальных наблюдений отражена полосо-видной концентрацией эпицентров землетрясений (рис. 1), трассирующих основные структур-
ные элементы. Наиболее сильные события, произошедшие здесь до 2008 г., были приурочены к району западного замыкания системы Тункин-ских впадин (Мондинское 04.04.1950 г., Мьн = = 7.0), к Центральному Байкалу (Среднебайкаль-ское 29.08.1959 г., Мьн = 6.8) и к Южнобайкальской впадине (Южнобайкальское 25 февраля 1999 г., М,= 6.0) [Новый ..., 1977; Сейсмическое ..., 1977; Delouis й а1., 2002; Радзиминович и др., 2006].
Из достоверно известных исторических сейсмических событий, локализованных на указанной территории (рис. 1), максимальной энергией обладало, по-видимому, 10-балльное Цаганское землетрясение (12.01.1862 г., М~ 7.5), произошедшее в дельте р. Селенги [Сейсмотектоника., 1968]. Непосредственно в районе Култукской депрессии предположительно располагались эпицентры как минимум трех достаточно крупных землетрясений (1779 г., М ~ 6.6; 1866 г., М ~ 6.0;
100°E
102°Е
104 °E
106 °Е
108 °E
110°E
54°N
53°N
52°N
51 °N
50°N
54°N
53°N
i 'J0 ' r,
go&Èf
3 I* o,
■ ' g;
, Хубсугул
0 Oo "
100°E
102 °E
104 °E
106 °E
52°N
51°N
50°N
108 °E
110°E
3.0-4.1 4.2-5.2 5.3-5.8 5.9-6.5 6.8 7.0
fr ^jj >T
Рис. 1. Карта эпицентров землетрясений (М> 3.0) юго-западной части Байкальской рифтовой зоны за 1950—2008 гг.: 1 — эпицентры землетрясений (цифрами указаны значения магнитуд); 2 — стереограмма фокального механизма землетрясения (М > 5.0) в проекции нижней полусферы (области волн сжатия затемнены, выходы главных осей напряжений сжатия и растяжения обозначены темными и светлыми точками соответственно); даты указаны для наиболее сильных (М > 5.8) землетрясений. Штриховой линией обозначена условная граница между Южнобайкальской (ЮБ) и Центральной (ЦБ) впадинами Байкала. На врезке показано местоположение рассматриваемого района на ЕвроАзиатском континенте (затемненная область).
1902 г., М~ 6.6) [Новый ..., 1977; Сейсмическое ..., 1977], но достоверность этих сведений низка, поскольку ошибки определения координат эпицентров могли превышать 0.5 градуса.
В горных отрогах Хамар-Дабана, прилегающих к юго-западному и юго-восточному бортам Южнобайкальской впадины, а также на ее северо-западной границе в результате палеосейсмо-геологических исследований последних десятилетий был выделен ряд палеосейсмодислокаций [Новый ..., 1977; Хромовских, 1965], которые в дальнейшем подверглись ревизии и не вошли в уточненный список [Чипизубов и др., 2009]. В то же время установлено, что зона Главного Саянского (ГС) разлома в последние 10000 лет неоднократно подвергалась сейсмогенному обновлению при землетрясениях с М = 7.6—8.0, при этом средняя повторяемость таких событий составляла около 2300 лет [Хромовских и др., 1993; Чипизубов, Смекалин, 1999].
Характер напряженно-деформированного состояния земной коры юго-западной части БРЗ по геолого-геофизическим данным представляется,
по крайней мере в течение голоцена, относительно постоянным [Шерман, Днепровский, 1989; Delvaux, 1993; Petit et al., 1996; Парфеевец и др., 2002; Солоненко и др., 1996; Юнга, 1996; Мельникова, Радзиминович, 2007; и др.]. Его основные тенденции сводятся к устойчивому субгоризонтальному северо-западному растяжению, доминирующему на большей части акватории Байкала, и сдвигам в сочетании с компонентами растяжения или сжатия, господствующим в районе Тункинских впадин, Восточном Саяне и хребте Хамар-Дабан. Непосредственно в Южнобайкальской впадине еще в 80-х годах прошлого века по сейсмологическим данным рядом авторов [Мишарина, Солоненко, 1981; Мишарина и др., 1983] был установлен переходный деформационный режим, при котором условия растяжения сочетались со сдвигами (режим транстенсии). С развитием экспериментальной базы и пополнением каталога фокальных механизмов данные тенденции подтвердились на более представительном материале [Радзиминович и др., 2006; Мельникова, Радзиминович, 2007; Мельникова и др.,
106 °Е
108 °Е
530N
510N
53°N
100°Е 102°Е
510N
104 °Е
106 °Е
108 °Е
Рис. 2. Схема активных в позднем кайнозое разломов юго-западной части БРЗ и режимов сейсмотектонических деформаций (в плоскости земной коры) по данным о механизмах очагов землетрясений (1950—2007 гг.). Наименование разломов (цифры в кружках): 1 — Приморский, 2 — Дельтовый, 3 — Обручевский, 4 — Черского, 5 — Хамбинский, 6 — Главный Саянский, 7 — Тункинский, 8 — Байкало-Мондинский, 9 — Хубсугульский; кинематические типы разломов (условные обозначения): а — взбросы; б — сбросы, в — сдвиги, г — кинематика движений не установлена. К и М — Кул-тукская и Мишихинская депрессии Южнобайкальской впадины. На врезке показана классификационная схема по [Юнга, 1997], используемая при картировании режимов сейсмотектонической деформации: Т — сжатие, N2 — растяжение, Vз — перерезывающий (вертикальный), S4 — сдвиговый, ТТ5 и NN5 — двустороннее сжатие и растяжение, О7 — косой сдвиг, ^ и NN¥9 — переход от вертикального режима к сжатию и растяжению, TSlo и NSll — переход от сдвига к сжатию и растяжению. При составлении схемы разломов использовались материалы: [Карта активных разломов ..., 1986; Сейсмическое районирование ..., 1977; Леви и др., 1995].
2009а]. Учитывая вышесказанное можно предположить, что режим транстенсии проявит себя и в случае появления в районе Южного Байкала очередной крупной активизации, которой, собственно, и оказалась Култукская серия толчков 2008 г. В связи с этим целью данной работы является изучение характера разрядки напряжений в очагах данной последовательности землетрясений, оценка степени их генетической зависимости от генеральных или локальных структурных нарушений и выявление режима сейсмотектонического деформирования земной коры в области активизации.
СТРУКТУРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ПОЗИЦИЯ
Южнобайкальская впадина, по мнению Н.А. Логачева [Логачев, 2003], является ядром рифтогенеза. По морфологическим и батиметрическим данным [Мац и др., 2001] наряду с Центральной и Северной она входит в состав котловины озера Байкал и состоит, в свою очередь, из двух более мелких депрессий — Култукской и Ми-шихинской. Култукская депрессия, где произо-
шло рассматриваемое в данной статье землетрясение, характеризуется активными в новейший этап развития тектоническими нарушениями различного ранга и морфогенетического типа (рис. 2). Вдоль ее юго-западного борта прослеживается продолжение Главного Саянского разлома, который служит краевым швом Сибирской платформы. Предполагается, что он следует далее на юго-восток в Забайкалье, где представлен не единым линеаментом, а серией субпараллельных разломных зон [Леви и др., 1995]. В кайнозойский этап развития ГС разлом характеризуется левосторонней взбросо-сдвиговой кинематикой смещений, в то же время в очагах локализованных в зоне разлома землетрясений проявляются сбро-со-сдвиговые и сдвиговые подвижки [Мельникова и др., 2009б].
У западного замыкания Култукской депрессии ГС разлом сочленяется с субширотным древним Обручевским разломом, ограничивающим ее северо-западный борт. В зоне разлома установлены крупноамплитудные (4000—5000 м) сбросы, сме-стители которых круто наклонены в сторону впадины [Зорин, 1971; Сейсмическое ..., 1977; Мац и
cmla ech
kiv shel
msey dgar
paf coco enh
Волна Рэлея Волна Лява
Исходный сигнал Отфильтрованный сигнал
РТ
Рис. 3. Механизм очага Култукского землетрясения в проекции нижней полусферы: (а)—(г) — решения механизма с различ
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.