ВУЛКАНОЛОГИЯ И СЕЙСМОЛОГИЯ, 2015, № 3, с. 66-80
УДК 551.24:550.34
МИГРАЦИЯ СЕЙСМИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ В ЗОНЕ КОНВЕРГЕНТНОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ АМУРСКОЙ И ЕВРАЗИЙСКОЙ ЛИТОСФЕРНЫХ ПЛИТ
© 2015 г. С. В. Трофименко1, 2, В. Г. Быков1, Т. В. Меркулова1
Институт тектоники и геофизики им. Ю.А. Косыгина ДВО РАН 680000Хабаровск, ул. Ким Ю Чена, 65, e-mail: trofimenko_sergei@mail.ru 2Северо-Восточный федеральный университет им. М.К. Аммосова 677000 Якутск, ул. Белинского, 58 Поступила в редакцию 04.08.2014 г.
Представлены результаты статистического моделирования сейсмического режима в пределах зоны взаимодействия Амурской, Евразийской и Охотоморской литосферных плит, где по результатам сейсмологического анализа выделяются Олекмо-Становая сейсмическая область, зона Тан-Лу и северная часть Сахалино-Японской островной дуги. Рассмотрены особенности пространственной неоднородности максимумов сейсмической активности в годовых циклах. Установлено, что в упорядоченных по долготе кластерах максимумы сейсмической активности образуют протяженные цепочки аномалий. Показано, что средняя скорость миграции максимумов сейсмической активности не изменяется на всем протяжении широтных Олекмо-Становой и Тукурингра-Джагдинской сейсмических зон от меридионального восточного обрамления Амурской плиты до меридиональной Тукурингра-Джагдинской сейсмической зоны. Определен период пространственной синхронизации сейсмической активности в годовых циклах. В рамках волновой модели динамики сейсмического режима показано, что инициирование сейсмической активности в годовых циклах возможно вследствие модуляции сейсмичности внешней периодической силовой нагрузкой.
DOI: 10.7868/S0203030615030062
ВВЕДЕНИЕ
Направленная миграция очагов землетрясений как проявление геодинамического процесса давно является неоспоримым фактом. Наиболее полные обзоры исследований в этой области приведены в работах [КазаЪага, 1979; Моги, 1988; Маламуд, Николаевский, 1989; Нерсесов и др., 1990; Барабанов и др., 1994; Викулин, 1992; 2001; Быков, 2005; Хаин, Хали-лов, 2008; Горбунова, Шерман, 2012; Шерман, 2013].
Исследования миграции очагов землетрясений осуществляются, в основном, по двум направлениям: изучение динамики сейсмичности отдельных сейсмоактивных областей и построение моделей физических процессов, инициирующих миграцию. Причем, в первом направлении явно выделяется два подхода к проблеме миграции землетрясений, которые можно условно назвать локальным и региональным [Барабанов и др., 1994]. Локальный подход соответствует поиску миграции сейсмичности в достаточно узких локализованных сейсмогенных зонах, например, вблизи трансформных разломов или зон субдук-ции, в сочетании с попытками связать направленное перемещение очагов с особенностями геологического строения и с изменениями в геофизических
полях. Стандартный региональный подход представляет собой анализ пространственно-временных характеристик сейсмичности в пределах обширных регионов на основе статистической обработки сейсмических каталогов. В обоих случаях обязательно выделяются перемещения эпицентров (или групп эпицентров) в том или ином направлении и определяется их скорость.
В пределах Дальнего Востока и Восточной Сибири сейсмическая миграция достаточно подробно изучена в Байкальской сейсмической зоне [Шер-ман, 2013], в северо-западной части Тихого океана [Викулин, 1992] и в Сахалино-Японском сейсмическом поясе [Викулин, 2001]. В зоне взаимодействия Амурской и Евразийской литосферных плит (от Южной Якутии до Охотоморского побережья) региональная миграция сейсмической активности практически не изучалась, если не считать фрагментарные исследования территории Приамурья [Бормотов, Войтенок, 1998].
Хотя изучение сейсмического режима указанной области охватывает довольно длительный период с 60-х годов XX века, вопросы динамики сейсмической активности и миграции очагов землетрясений фактически остались здесь не затронутыми. Это
и было учтено при выборе территории, ранее не подвергнутой статистическому анализу и геодинамическому моделированию миграции сейсмической активности в годовых циклах.
Кроме того, неоднократно отмечалась необходимость строгого количественного исследования сейсмической миграции на основе статистических моделей (см., например, [Писаренко и др., 2000]). Поэтому в настоящей работе, в отличие от стандартного регионального подхода, был применен комплексный анализ, включающий как традиционные статистические методы, так и адаптированные авторами для градации геодинамических зон методы кластерного анализа [Дюран, Одел, 1977; Любушин, 2011].
Область исследования региональной миграции эпицентров землетрясений охватывает сегменты северной, северо-восточной и восточной границ Амурской плиты, западным ограничением которой выбрано Темулякит-Джелтулакское сгущение эпицентров землетрясений субдолготного простирания (рис. 1). Северная граница трассируется полосой эпицентров землетрясений субширотного простирания от области меридиональных Темулякитских (Олекминских) разломов до Удской губы Охотского моря. Центральная область сформирована динамическим взаимодействием кристаллических комплексов Алданского щита Сибирской платформы и Становой складчатой системы, где по данным инструментальных наблюдений выделена Олекмо-Становая сейсмическая зона (ОСЗ) в пределах (56°—58°) СШ и (120°—134°) ВД. Параллельно данной сейсмической зоне в полосе (54°—56°) СШ по сейсмологическим данным выделена отдельная Тукурингра-Джагдин-ская сейсмическая зона (ТДЗ) [Имаева и др., 2012].
Северо-восточная и восточная границы исследуемой области контролируются зонами динамического взаимодействия Амурской, Евразийской и Охотоморской литосферных плит, где по данным инструментальных сейсмологических наблюдений выделяется Сахалино-Японский сейсмический пояс, который определяет восточную границу области исследований. Сейсмический режим западнее восточной границы Амурской плиты определяется активной системой разломов Тан-Лу северо-восточного простирания, расчлененной разломами северозападной, меридиональной и субширотной ориентировок различного порядка.
Формирование таких динамических систем активных разломов объясняется конвергентным смещением Амурской плиты относительно Евразийской. Глубинные факторы формируют поле современных тектонических напряжений региона, а также относительно постоянный сейсмический фон [Овсюченко и др., 2009а]. Средняя магнитуда землетрясений в данной области находится в пределах от 5.5 до 6.5 и только за ее границами, в юго-восточ-
ной части, образует кластер с магнитудами М = = 7.0 и выше (см. рис. 1).
СЕЙСМИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ ВДОЛЬ
СЕВЕРНОЙ И СЕВЕРО-ВОСТОЧНОЙ ГРАНИЦЫ АМУРСКОЙ И ЕВРАЗИЙСКОЙ ЛИТОСФЕРНЫХ ПЛИТ
Для изучения динамики сейсмичности и сопоставления результатов в отдельных областях исследуемая зона вдоль северной и северо-восточной частей границы Амурской и Евразийской ли-тосферных плит была разделена на отдельные кластеры (см. рис. 1). При выделении кластеров принимался критерий группирования землетрясений вблизи активных разломов, геоморфологические и тектонические особенности составляющих элементов геологического строения [Овсюченко и др., 2009а; 2009б]. Важной характеристикой при разделении всей области на кластеры являлось также наличие в пределах выделенных зон меридиональных (субмеридиональных) разломов первого порядка. Условные названия зон (кластеров) приведены в подписи к рис. 1.
Первичная информация о сейсмической активности исследуемой территории получена из каталогов [Землетрясения России..., 2007—2010; Землетрясения Северной Евразии., 1997—2004; Региональный каталог.., 2006] и приведена ниже для каждой выделенной зоны.
Зона I. Представлена протяженным меридиональным полем эпицентров землетрясений на о. Сахалин. Землетрясения образуют три сейсмических области в виде очаговой сейсмичности в зоне динамического влияния Центрально-Сахалинского разлома (рис. 2). Для анализа выбран участок (кластер) с координатами (48°—55°) СШ и (141°— 144°) ВД. За инструментальный период здесь зарегистрировано 5 землетрясений магнитудой М > 6 (см. рис. 1). Количество землетрясений, принятых к обработке, составило 1612. Основной вклад в статистику распределения количества землетрясений вносят землетрясения с магнитудой 3 < М < 4 (1000 событий).
Зона 1-1. Характеризуется рассеянным полем эпицентров землетрясений (см. рис. 2). Большая часть землетрясений образует треугольную структуру с меридиональной восточной границей и ортогональными границами северо-восточного и северо-западного простирания, ограничивающими кластер с запада. Границы кластера выбраны в координатах (47°-54°) СШ и (138°-141°) ВД. Сейсмический процесс в данной области контролируется северным ограничением восточной ветви разломов Тан-Лу (см. рис. 2).
В начале ХХ века в зоне динамического влияния Ишу-Харпинского и на продолжении Хин-ганского разломов отмечено два землетрясения с
60'
124
144°
44
09.1958 M =
56°
t)50M = 7-8 "Ч 7.5001.1^9M = 7.f (¿.1942 М> 71
Рис. 1. Схема разломной тектоники в пределах северной и северо-восточной границы Амурской плиты (с использованием материалов [Тектоника, глубинное строение..., 2004], [Схема геолого-структурного районирования..., 2008], [Рождественский, 1993]).
1 — основные тектонические нарушения; 2 — условные сейсмоактивные зоны (кластеры) в пределах границы Амурской плиты; 3 — очаги землетрясений в пределах сейсмоактивных зон с магнитудой М > 5.5. Условные сейсмоактивные блоки: I — Сахалин, I-I — приграничная восточная зона, II — восточная зона Тан-Лу, III — западная зона Тан-Лу, IV — юго-восточная зона ОСЗ, V — северо-восточная зона ОСЗ, VI — центральная зона ОСЗ, VII — западная зона ОСЗ, VIII — восточное замыкание Байкальской рифтовой зоны, IX — центральная зона южной ветви ОСЗ, X — западная зона южной ветви ОСЗ.
Разломы: 1 — Центрально-Сахалинский; 2 — Центрально-Сихотэ-Алинский; 3 — Ишу-Харпинский; 4 — Хинганский; 5 — Пауканский; 6 — Тугурский; 7 — Северо-Тукурингский; 8 — Становой; 9 — Тастахский; 10 — Мельгинский; 11 — За-падно-Туранский; 12 — Селемджинский; 13 — Буссе-Норский; 14 — Синлунгоу;
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.