научная статья по теме СЕЙСМИЧЕСКОЕ МИКРОРАЙОНИРОВАНИЕ АПШЕРОНСКОГО ПОЛУОСТРОВА Геология

Текст научной статьи на тему «СЕЙСМИЧЕСКОЕ МИКРОРАЙОНИРОВАНИЕ АПШЕРОНСКОГО ПОЛУОСТРОВА»

ГЕОЭКОЛОГИЯ. ИНЖЕНЕРНАЯ ГЕОЛОГИЯ. ГИДРОГЕОЛОГИЯ. ГЕОКРИОЛОГИЯ, 2007, № 2, с. 143-150

ПРИРОДНЫЕ И ТЕХНОПРИРОДНЫЕ ПРОЦЕССЫ

УДК 550.349

СЕЙСМИЧЕСКОЕ МИКРОРАЙОНИРОВАНИЕ АПШЕРОНСКОГО ПОЛУОСТРОВА

© 2007 г. О. Б. Бабазаде, Г. Р. Бабаев

Институт геологии Национальной академии наук Азербайджана Поступила в редакцию 07.04.2006 г.

Изучена сейсмичность, геология, геоморфология и топография Апшеронского полуострова, включая Баку. Выбраны типовые (близкие и удаленные) землетрясения, для которых определены коэффициенты затухания сейсмических волн. Определен фактор изменения интенсивности сейсмической волны, а также интегральный эффект многослойной среды для проходящих сейсмических волн. Построены карты сейсмического микрорайонирования на основе данных о максимальных ускорениях верхней части грунта для типовых (близких и удаленных) землетрясений. Количественное исследование проведено с использованием теоретических расчетов волновых полей для типовых землетрясений и расчетов по пакетам компьютерных программ SHAKE (японская версия) и Mapinfo Professional 4.5 (США) [7, 14]. Карты сейсмического микрорайонирования находятся в согласии с данными, основанными на макросейсмических обследованиях, и существенно уточняют существующие представления как по точности количественных оценок, так и по детальности.

ВВЕДЕНИЕ

Апшеронский полуостров и прилегающая акватория Азербайджанского сектора Каспийского моря расположены на восточном опускании Большого Кавказа. Большинство разрушительных землетрясений в этой зоне имеют магнитуды 5.5-6.5. Интенсивность на Апшеронском полуострове, включая Баку, достигает VII баллов по шкале МКС-64. На Маштагинской площади, согласно данным по Маштагинскому землетрясению 1842 г. (30 км к юго-востоку от Баку, магни-туда 5), интенсивность достигала VIII баллов по шкале МСК-64 (здесь и дальше будет использована только эта шкала).

По данным об исторических землетрясениях Апшеронский полуостров является сейсмически активной зоной. На большей его части развиты четвертичные отложения, обладающие, как правило, неблагоприятными для строительства свойствами.

Главная задача сейсмического микрорайонирования - изучение сильных сейсмических движений грунтов различной степени механической консолидации, прогноз характеристик этих движений для типовых землетрясений больших маг-нитуд. Это позволит осуществлять превентивные мероприятия с целью снижения степени повреждений: выявлять наиболее опасные зоны с высокой сейсмичностью и обеспечивать своевременное и разумное планирование мероприятий по укреплению зданий и сооружений до сильного землетрясения и уменьшению его разрушительных последствий.

Согласно данным на 1 января 2001 г., население Апшеронского полуострова, включая Баку, составило 2181600 чел., общая площадь полуострова 5400 км2, плотность населения достигает 404 чел./км2. Для Баку эта цифра доходит до 10000 чел./км2. Из-за ряда причин (природных и социальных) сейсмический риск растет. К ним относятся: увеличение населения и площади городов, наличие многих устарелых зданий, увеличение и ветшание коммуникаций, повышение уровня грунтовых вод и уровня Каспийского моря, обводнение и просадка грунтов. Все эти факторы указывают на то, что с ожиданием разрушительного землетрясения постоянно растет степень ожидаемых потерь.

Принимая во внимание высокую активность Апшеронского полуострова, возросшую в последние десятилетия сейсмическую активность, постоянно растущую техногенную нагрузку на земную кору и, в частности, на городскую территорию, сейсмическую уязвимость города и нефтяных промыслов, приходим к убеждению о прогрессивном увеличении сейсмического риска. Это с очевидностью требует проведения сейсмического микрорайонирования Апшеронского полуострова.

ВЫБОР ТИПОВЫХ ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЙ

Начальный, фундаментальный этап в процедуре оценки колебаний грунта - выбор типовых землетрясений. Согласно каталогу землетрясений Апшеронского полуострова и смежных территорий Каспийского моря (табл. 1), в этих реги-

Таблица 1. Исторические землетрясения с магнитудой более 5.0 начиная с 1842 г.

02/1/1842 07/6/1911 20/10/1931 06/9/1938 18/9/1961 27/1/1963 11/5/1968

5.0 6.4 6.2 5.0 6.0 6.5 5.0

04/11/1969 06/3/1983 06/3/1986 16/9/1989 17/9/1989 25/11/2000 25/11/2000

5.0 6.5 6.1 6.4 6.2 5.6 6.0

онах за последние 160 лет произошло много землетрясений с магнитудами выше 5.0 [12]. Новая временная схема общего сейсмического микрорайонирования для Апшеронского полуострова показывает, что в его пределах существуют две активные сейсмические зоны со 100-летним периодом повторяемости VШ-балльныx землетрясений. Первая зона размещена в северной части полуострова, а вторая - охватывает Апшерон с юга [2]. Большинство землетрясений произошли в пределах этих двух сейсмически активных зон.

Первая зона связана с системой разрывов Главного Кавказа, она проходит через северную береговую линию Апшеронского полуострова и территорию Каспийского моря к западу от Туркменистана. Разрушительное Маштагинское землетрясение 1842 г. произошло именно в этой зоне [4]. Кроме того, к ней приурочены менее сильные землетрясения с магнитудой ниже 6.0 (1983, 1989).

Вторая зона пространственно совпадает с восточным продолжением Вандамской зоны. В ней располагались очаги Каспийских землетрясений (35 км к югу от Баку, 25-го ноября 2000 г. с магни-тудами 5.8 и 6.3).

Последнее Каспийское землетрясение с фор-шоком (магнитуда 5.8, глубина очага 50.4 км) и с главным сильным толчком (магнитуда 6.3, глубина очага 33 км) имело сильное воздействие на весь Апшеронский полуостров и, конечно, на Баку (35 человек погибло, разрушено и повреждено 1292 здания). Очаг землетрясения 25 ноября имел большую магнитуду и находился вблизи к исследуемой территории. Это землетрясение взято в качестве типового и названо "близкое событие".

Другое типовое сильное землетрясение выбрано из более удаленной зоны. Оно произошло 27 января 1963 г. (магнитуда 6.3, глубина очага 55 км), в 100 км к северу от Баку [5]. Оно также произвело ощутимое воздействие на Апшерон и Баку и названо "дальнее событие".

Таким образом, для детального анализа и оценки специфики сейсмического эффекта от землетрясений, связанных с двумя основными зонами возможных землетрясений (ВОЗ), выбраны типовые землетрясения:

• "близкое событие" - магнитуда 6.5, глубина очага 33 км, 35 км к югу от Баку;

• "дальнее событие" - магнитуда 6.5, глубина очага 55 км, 100 км к северу от Баку.

ГЕОЛОГО-ГЕОМОРФОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ИССЛЕДУЕМОЙ ТЕРРИТОРИИ

Геологические и геоморфологические особенности территории Апшеронского полуострова детально исследованы для площади размерами 50 км с севера на юг и 76 км с востока на запад. Этот район разделен на 529 ячеек, 2 х 2 км каждая. Такая детальность соответствует карте сейсмического районирования масштаба 1 : 50000. Использованы геоморфологическая, инженерно-геологическая и топографическая карты, а также сведения о строении осадочного чехла и консолидированного фундамента на основе данных сейсморазведки и глубинного сейсмического зондирования. Каждая ячейка охарактеризована набором параметров и исследована путем распознавания кластерных групп, полученных на основе перечисленных карт. С этой целью применена программная система MapInfo Professional 4.5 [6].

На территории распространены морские дельтовые, аллювиальные, абразионно-эрозионные отложения, скальные массивы горных пород. Береговые части Апшеронского полуострова располагаются ниже уровня моря (учитывая, что уровень Каспийского моря на 28 м ниже мирового уровня океана), тогда как срединная и прибрежные территории воздымаются выше уровня моря.

Исследуемая территория находится на юго-восточной части Большого Кавказа. Самые древние обнаженные формации состоят из конгломерата, сланца, алеврита палеогенового периода, а также формаций песчаника, сланца, глинистого известняка неогенового возраста. Более молодые обнаженные формации представлены песком, гравием, глиной и глинистыми песками плейстоценовой и голоценовой эпохи четвертичного периода.

Район осложнен специфическими тектоническими формами, которые могут быть разделены на первичные - складчатые, и вторичные - разрывные.

На исследуемой территории развиты следующие геоморфологические формы: возвышенности, низменности и равнины, долины рек, каналов

и соленых озер с песчаными берегами. Большая территория западного и юго-западного Апшеро-на покрыта горными массивами, примыкающими к равнинам, тогда как северная и северо-восточная, а также восточная части характеризуются равнинным и низменным рельефом с озерами, реками, каналами. Частично территория залесена.

На рассматриваемой территории находится большое число объектов жизнедеятельности и жизнеобеспечения: столица Азербайджана - Баку, города поселкового типа, деревни, многочисленные транспортные и другие коммуникации.

На основе анализа геологической карты, детального исследования геологии и стратиграфии обнаженных пород, данных бурения существенно уточнены инженерно-геологические характеристики верхней части разреза. Эти данные имеют ключевое значение в изучении и прогнозе сейсмических колебаний грунта при сильных землетрясениях.

Особое сейсмическое воздействие сильные землетрясения оказывают на четвертичные отложения, представленные в основном дисперсными (рыхлыми) породами. Изучение четвертичных пород имеет большое значение, так как на них располагается большинство населенных пунктов. Литологические характеристики пород неогенового и четвертичного возраста, инженерно-геологические и сейсмические свойства грунтов представлены в табл. 2.

Согласно геологическим данным и свойствам изученных пород, а также данным геологического бурения, исследуемая территория была разделена на ячейки с плотным и рыхлым типом пород. При этом принято следующее условное деление: участки с обнажениями пород неогенового возраста были охарактеризованы как ячейки с плотными породами (песчаники, известняки, конгломераты и т.д.), а с четвертичными - как ячейки с рыхлыми породами. В результате оказалось, что исследуемая площадь содержит ячеек с плотными породами - 213,

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.

Показать целиком