WWW.MASH.DOBROTA.BIZ
БЕСПЛАТНАЯ  ИНТЕРНЕТ  БИБЛИОТЕКА - онлайн публикации
 

«В РАЙОНЕ СЕВЕРНОГО ТЯНЬ-ШАНЯ ПО ДАННЫМ МЕХАНИЗМОВ ОЧАГОВ ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЙ Н.Н. Полешко1, И.Л. Аристова1, Н.Н. Михайлова1 - Институт геофизических исследований, Алматы, Казахстан, poleshko_2000 ...»

НАПРЯЖЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ЗЕМНОЙ КОРЫ

В РАЙОНЕ СЕВЕРНОГО ТЯНЬ-ШАНЯ

ПО ДАННЫМ МЕХАНИЗМОВ ОЧАГОВ ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЙ

Н.Н. Полешко1, И.Л. Аристова1, Н.Н. Михайлова1

- Институт геофизических исследований, Алматы, Казахстан, poleshko_2000@mail.ru

Введение. В последнее время выявлены особенности в соотношении типов механизмов очагов землетрясений в районе Северного Тянь-Шаня. В целом на территории Тянь-Шаня по данным многолетних наблюдений (1969-2015 гг) превалирует взбросовый тип механизмов (среднее количество 60%), что свидетельствует о преобладании здесь горизонтального сжатия земной коры, характерного для всего региона Средней Азии. Вместе с тем, обнаружено три временных интервала, центрированных относительно 1974-1976 гг, 1994 г и 2013-2015 гг, когда на территории всех хребтов Северного ТяньШаня, а также Джунгарии, преобладал сбросовый тип механизмов очагов, что может свидетельствовать о преобладании в эти годы условий горизонтального растяжения земной коры. Было показано, что отмеченным трем временным интервалам сопутствовали однотипные условия в общем магнитном поле Солнца, чередующиеся с квазипериодом порядка 22-х лет [Svalgaard, 1978] .

Целью данной работы было получить характеристики напряженного состояния в районе Северного Тянь-Шаня в 2015 г и сопоставить с напряженным состоянием в другие временные периоды .



Для сравнения были выбраны два периода, один из которых (1989-1990 г) относится к периоду активизации сейсмичности на Тянь-Шане, в этот период в очагах землетрясений преобладающим был взбросовый тип механизма, количество которых было выше среднего значения (70%). Причем, он предшествовал реализации Байсорунского землетрясения с М=6.3, поэтому напряженное состояние этого периода представляет особый интерес в связи с оценкой сейсмической опасности. Второй из выбранных периодов (1994 г) относится к окончанию сейсмической активизации на Тянь-Шане, ему соответствует, как и в период 2015 г, превалирование сбросов в очагах землетрясений (50%) .

Для реконструкции напряженного состояния впервые на рассматриваемой территории применен метод катакластического анализа, полученные результаты подтверждают, что наблюдаемая в настоящее время ситуация является аномальной .

Характеристика района исследования и используемые материалы. Исследования напряженного состояния проведены для территории Северного Тянь-Шаня, ограниченной координатами 420-440 с.ш., 760- 790в.д. Эта территория включает хребты Заилийский-Кунгей Алатау, Терскей Алатау, Иссыккульскую и Илийскую впадины. Система разломов представлена трансрегиональными сдвигами северо-западного простирания и взбросами, взбросо-надвигами субширотного простирания. Пространственная структура сейсмичности на данной территории связана с системой разрывов субширотнного простирания. В целом рассматриваемый район находится в условиях горизонтального сжатия, характерного для всей Центральной Азии [Нусипов, 2006] .

Результаты реконструкции напряжений получены методом катакластического анализа с использованием программы Ребецкого Ю.Л. STRESSseism [Ребецкоий, 1999, 2005а] на основе регионального каталога механизмов очагов землетрясений. Механизмы очагов определялись в рамках модели двойного диполя по первым вступлениям продольных и поперечных волн с использованием записей землетрясений, полученных на станциях сейсмических сетей Казахстана и Кыргызстана. Пространственное расположение сейсмических станций обеспечивает надежное определение механизмов очагов для 70% землетрясений с mb3 и 100% для землетрясений с mb3.8 .



Реконструкция напряжений выполнена в узлах сетки 0.20х0.20 для глубины 10 км для трех временных периодов: 1) для периода 1989-1990 гг были использованы данные 162 событий в энергетическом диапазоне 2.5mb4.5, 2) для периода 1994 г использованы данные 149 событий в энергетическом диапазоне 2.5mb4.5, 3) для периода 2015 г использованы данные 257 событий в энергетическом диапазоне 2.5mb4.7 .

Таким образом, реконструкция была осуществлена для слоя земной коры мощностью 20 км со срединной поверхностью, располагавшейся на глубине 10 км. Выполнение всех процедур МКА по формированию однородных выборок механизмов очагов землетрясений (первый этап реконструкции) удалось завершить, соответственно, для 112, 70 и 147 квазиоднородно деформирующихся доменов, на втором этапе реконструкции для трех периодов получены относительные характеристики напряжений .

Результаты изучения напряженного состояния земной коры в районе исследования по данным механизмов очагов. В результате первого этапа реконструкции получены характеристики главных осей напряжений и параметра, характеризующего тип тензора напряжений для трех выбранных временных периодов. Анализ полученных результатов свидетельствуют, что ориентация главных осей напряжений и тип тензора напряжений существенно изменяются как по площади, так и во времени. Значения углов погружения осей варьируют от вертикальных до горизонтальных .

Изменяется и преобладающее направление осей напряжений. Оси сжатия во все рассматриваемые периоды близмеридиональны, однако направление осей изменяется от северных азимутов в 1989гг к южным в 1994 г и затем обратно к северным азимутам в 2015 г. Соответственно, преобладающее направление оси растяжения изменяется от юго-западных азимутов (2200) к северозападным (3200) и далее к северо-восточным (600). Также наблюдается изменение типа тензора напряжений от одноосного сжатия до одноосного растяжения. Для демонстрации на рис. 1 представлены схемы распределения .

Рис. 1. Распределение по площади значений углов погружения осей напряжений сжатия По площади углов погружения оси напряжения сжатия, в левом углу схем приведены диаграммы, демонстрирующие распределение азимутов осей сжатия в каждый из периодов .

Из рисунка видно, что от периода 1989-1990 гг к 2015 г площадь вертикального погружения оси сжатия увеличивается. Соответственно увеличивается площадь горизонтальных значений оси растяжения. В первый рассматриваемый период, соответствующий сейсмической активизации, превалировало горизонтальное погружение осей сжатия и вертикальное погружение осей растяжения, тип тензора напряжений этих зон характеризовался преимущественно сдвигом .

Близвертикальные значения оси сжатия и, соответственно, горизонтальные оси растяжения занимали небольшую зону на северо-востоке территории, вдоль Капчагай-Чиликского сдвига северовосточного простирания, а также к северу от Заилийского субширотного надвига .



Тип тензора напряжений в этих зонах представлен одноосным сжатием, за исключением небольшой зоны в Илийской впадине севернее Алматы, в которой тензор напряжений характеризуется одноосным горизонтальным растяжением. В период 1994 г, когда закончилась активизация сейсмичности, ситуация в районе Капчагай-Чиликского сдвига между субширотными Алматинским и ЧиликКеминским разломами контрастно меняется. Тип тензора от одноосного вертикального сжатия меняется на одноосное вертикальное растяжение. Западнее Кунгей-Заилийского разлома формируется зона, тип тензора в которой характеризуется одноосным сжатием в вертикальном направлении. В 2015 г в небольшой области вдоль Капчагай-Чиликского сдвига при его пересечении с Чилик-Кеминским надвигом тип тензора опять изменился на одноосное сжатие. На остальной территории превалирует сдвиговый тип тензора напряжений .

Таким образом, распределение типа тензора по площади в 2015 г ближе к ситуации в 1989г, когда в районе исследования наблюдалась активизация сейсмичности, и отмечалось аномально большое количество взбросов .

На следующем этапе реконструкции рассчитаны относительные величины эффективного давления, флюидного давления, касательных напряжений. Повышенным значениям касательных напряжений отвечают также повышенные значения эффективного всестороннего давления, что является следствием выполнения условия Кулона – Мора [Ребецкий, 2007]. Конфигурация распределения по площади значений эффективного давления, касательных напряжений, а также флюидного давления подобна, только пониженные значения флюидного давления соответствуют повышенным значениям первых двух параметров. Для демонстрации на рис. 2 приведены схемы распределения по площади типа напряженного состояния (рис. 2, а) и относительной величины касательных напряжений (рис. 2, б) для трех выбранных временных периодов .

Тип напряженного состояния на рассматриваемой площади изменяется от одноосного сжатия до одноосного растяжения. В период 1989-1990 гг центральная часть хребтов Зиилийского и Кунгей Алатау, а также восточная часть Терскей Алатау и Илийской впадины находилась в условиях одноосного сжатия. На остальной территории тип напряженного состояния был представлен сдвигом, за исключением двух небольших зон восточнее Капчагай-Чиликского сдвига и зоны севернее Алматы, в которых тип напряженного состояния характеризовался одноосным растяжением. В 1994 г конфигурация области одноосного сжатия изменилась, она уменьшилась в пределах Заилийского Алатау, в то же время распространилась на север территории вдоль Дегересского разлома .

Увеличились области одноосного растяжения восточнее Капчагай-Чиликского сдвига и образовалась большая зона одноосного растяжения западнее Кунгей-Заилийского разлома. В 2015 г ситуация опять меняется, хребты Заилийский и Кунгей Алатау находятся преимущественно в условиях одноосного сжатия, за исключением небольшой зоны одноосного растяжения, приуроченной к пересечению Тургеньского разлома с Заилийским и зоны на западной периферии хребтов. Одноосным растяжением характеризуется и значительная часть Терскей Алатау. В Илийской впадине в этот период тип напряженного состояния характеризуется сдвигом .

Относительные величины касательного напряжения в 1989-1990 гг и в 1994 г варьируют в пределах 1-20, 1-19, соответственно. В 2015 г значения значительно ниже, изменяются от 1 до 10. То же можно сказать об относительных величинах эффективного давления, они варьируют в пределах, соответственно, 2-38, 1-34, 1-18. Повышенные значения эффективного давления и касательных напряжений в период 1989-1990 гг наблюдались в трех локальных зонах в пределах Заилийского и Кунгей Алатау западнее Капчагай-Чиликского сдвига, между ними образовалась область пониженных значений рассматриваемых параметров, в которой реализовалось 12.11.1990 г Байсорунское землетрясение. В 1994 г зоны повышенных значений эффективного давления и касательных напряжений сместились на запад. В 2015 г распределение этих параметров довольно равномерное, высокоградиентные зоны отсутствуют .

Результаты второго этапа расчета содержат также данные, характеризующие ориентацию в пространстве той из нодальных плоскостей, которая согласно алгоритму метода выбрана в качестве реализованной в очаге землетрясения. Распределение азимутов простирания выбранных плоскостей показано на диаграммах на рис. 3. Из представленных диаграмм видно, что в период 1989-1990 гг и 1994 г простирание плоскостей в очагах большинства землетрясений было либо широтное, либо северо-западное. В 1994 г появляется еще и северо-восточное направление плоскостей разрывов .

Особенностью распределения азимутов плоскостей в 2015 г является четкий максимум только в одном направлении, согласующемся с системой разломов северо-западного простирания .

Рис. 2. Распределение по площади типа напряженного состояния (а) и относительных величин максимального касательного напряжения (б) Таким образом, направление нодальных плоскостей, которые, согласно алгоритму метода, были выбраны в качестве реализованных в очагах, согласуется с простиранием двух главных систем разломов в рассматриваемом районе. В периоды 1989-1990 и 1994 г разрывы в очагах землетрясений происходили как по простиранию разломов субширотного тянь-шаньского направления, так и по простиранию разломов северо-западного Каратауского направления. В 2015 г разрывы реализовывались только по каратаускому направлению .

Рис. 3. Диаграммы распределения азимутов плоскостей, выбранных в качестве реализованных в очагах землетрясений Обсуждение результатов. Проведенное исследование показало, что в исследуемом районе Тянь-Шаня наблюдается значительные пространственно-временные вариации параметров, характеризующих напряженное состояние. Наиболее существенные изменения напряженного состояния связаны с зонами пересечения разломов разнонаправленного простирания .

В таких зонах происходят контрастные изменения ориентации осей главных напряжений, типа тензора и типа напряженного состояния за короткие промежутки времени. Причиной таких быстрых изменений параметров, характеризующих напряженное состояние пород земной коры, может быть изменение флюидного режима. В работах [Михайлова, 1991; Копничев, 2000] подробно анализируется ситуация в районе Северного Тянь-Шаня в связи с подготовкой Байсорунского землетрясения 1990 г. В период 1969-1991 гг были отмечены аномальные изменения параметров среды, а именно характеристик добротности и структуры поля поглощения поперечных волн. Эти изменения авторами связывались с миграцией флюидов в земной коре и верхней мантии, приводящей к концентрации напряжений. О согласованности вариаций добротности и коэффициента Лоде-Надаи, характеризующего тип тензора приращений сейсмотектонических деформаций, говорилось в работе [Полешко, 2011]. Здесь формируются высокоградиентные зоны касательных напряжений, эффективного и флюидного давления. Четыре такие высокоградиентные зоны повышенных касательных напряжений и эффективного давления в период 1989-1990 гг образовали кольцо в пределах хребтов Заилиского и Кунгей Алатау между Капчагай-Чиликским и Кунгей-Заилийским разломами северо-западного простирания и Алматинским и Басулытауским разломами широтного простирания. В этом кольце в области низких значений напряжений реализовался очаг Байсорунского землетрясения. По имеющимся данным подвижка в очаге характеризовалась сдвигом по субширотной плоскости, направление разрыва в очаге было установлено с использованием методики построения азимутального годографа [Горбунова, 1992]. Разрыв был однонаправленным и развивался в восточном направлении в область средних значений максимальных касательных напряжений .

Ситуация напряженного состояния, наблюдаемая в районе в 2015 г, существенно отличается от двух рассмотренных периодов 1989-1990 гг и 1994 г, во-первых, аномальными для района близвертикальными углами погружения осей сжатия и близгоризонтальными углами погружения осей растяжения, занимающими значительные площади. Во- вторых, северо-западным простиранием плоскостей разрывов практически во всех очагах землетрясений, что может являться подтверждением вывода об активизации системы разломов каратауского направления, сделанного ранее в работе [Михайлова, 2015]. Однако аномальные признаки напряженного состояния не вызывают опасения, поскольку текущий период отличается пониженными относительными величинами касательных напряжений и эффективного давления, их распределение по площади равномерное. Отсутствие высокоградиентных зон параметров, характеризующих напряженное состояние, является свидетельством того, что в данный период нет условий опасных возникновением сильного землетрясения. Особенности напряженного состояния текущего периода, вероятнее всего, как и ранее обусловлены миграцией флюидов [Копничев, 2016] .

Литература

1 Горбунова И.В., Кальметьева З.А., Михайлова Н.Н. и др. Интерпретация очаговых волн на записях землетрясений. Бишкек-Москва: Наука. 1992 .

2 Копничев Ю.Ф., Михайлова Н.Н. Геодинамические процессы в очаговой зоне Байсорунского землетрясения 12 ноября 1990 года (Северный Тянь-Шань).// Доклады РАН. 2000. Т. 373. С. 93-97 .

3 Копничев Ю.Ф. Об активизации сейсмичности в регионе Центральной и Южной Азии после Макранских землетрясений: возможное ускорение подготовки сильных сейсмических событий в районе Тянь-Шаня./ Ю.Ф. Копничев, И.Н. Соколова//в печати 4 Михайлова Н.Н., Неверова Н.П., Оспанов А.Б. Землетрясения Северного Тянь-Шаня// Землетрясения в СССР в 1988 г. М.:Наука. 1991. С. 107-114 .

5 Михайлова Н.Н. Общие закономерности и особенности проявления очагов последних сильных землетрясений на Северном Тянь – Шане/Михайлова Н.Н., Полешко Н.Н.// Вестник НЯЦ РК .

2015. Вып. 4(64). С. 144-150 .

6 Нусипов Е., Сыдыков А., Садыкова А.Б., Полешко. Сейсмический режим и оценка сейсмической опасности территории Казахстана // Тез. докл. The Sixth International Sumposium on Tianshan Earthquakes. Urumqi-China. 2006. Р. 225-228 .

7 Полешко Н.Н. Сейсмотектоническая деформация и добротность среды на Северном Тянь-Шане:

связь с вариациями солнечной активности. / Н.Н. Полешко, Ю.Ф.Копничев, А.Б. Садыкова, Г.Я .

Хачикян, И.Н. Соколова // Тезисы докладов пятого международного симпозиума «Современные проблемы геодинамики и геоэкологии внутриконтинентальных орогенов» к 75-летию со дня рождения Ю.А. Трапезникова. Бишкек. 2011. Т.1. С. 272-275 .

8 Ребецкий Ю.Л. Методы реконструкции тектонических напряжений и сейсмотектонических деформаций на основе современной теории пластичности/ Ю.Л. Ребецкий // Доклады РАН. 1999 .

Т. 365, № 3. С. 392-395 .

9 Ребецкий Ю.Л. Оценка относительных величин напряжений – второй этап реконструкции по данным о разрывных смещений //Геофизический журнал. Киев. 2005а. Т. 27, № 1.С. 39-54 .

10 Ребецкий Ю.Л. Тектонические напряжения и прочность горных массивов. М.: Изд. Наука. 2007а .

С. 406 .

11 Svalgaard, L., Duvall, T.L. Jr., and Scherrer, P.H. The Strength of the Sun's Polar Fields. Solar




Похожие работы:

«МЕТРОЛОГИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ И КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА МАТЕРИАЛОВ И ИЗДЕЛИЙ Монография УДК ББК К Рецензенты: д.т.н., профессор, Президент, академик Украинской технологической академии В.П.Нестеров (Киев, Украина), д.т.н., профессор, зав. кафедрой "Технология швейных изделий" Новосибирского технологического института МГУДТ (НТИ...»

«Спастические боли при заболеваниях органов пищеварения Нервные механизмы болевой чувствительности Ивашкин В. Т., Ю. О. Шульпекова Российский журнал гастроэнтерологии, гепатологии, колопроктологии, 2002, №4, том 12, с.16-20 Клиника пропедевтики внутренних болезней, гаст...»

«Министерство образования и науки Российской Федерации федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ" Институт социально-гуманитарных технологий Направление подготовки физическая культура Кафедра спортив...»

«Л.Г.Леготин, В.Н. Еникеев, И.В. Кузьмин, В.Г. Рафиков, А.М.Султанов, И.Н. Дунаев (ОАО НПП ВНИИГИС, ООО НПФ "АМК ГОРИЗОНТ") ОПЫТ ПРОВЕДЕНИЯ АКЦ В ГОРИЗОНТАЛЬНЫХ СКВАЖИНАХ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ АМК "ГОРИЗОНТ-90-ВАК" Успех строительства...»

«КАТАЛОГ ПРОДУКЦИИ 2012 / 2013 ФАСАД. ТЕХНО. www.listorez.ru Линии для производства профнастила от С8 до HI 53 Линии для производства металлоречерицы (монтеррей, каскад и дюна) Оборудование для производства металлопрофилеи профилей П/C/Z/ образного сечения...»

«Глава 22. Дж. Майкл Фингер МЕРЫ БЕЗОПАСНОСТИ: ОСМЫСЛЕНИЕ ПОЛОЖЕНИЙ ГАТТ/ВТО, ДОПУСКАЮЩИХ ОГРАНИЧЕНИЯ ИМПОРТА Либерализация торговли не похожа на науку по ракетостроению. Любая программа, существенно открывающая национальный рынок для внешней конкуренции, потребует последующей корректировки. Л...»

«ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИЙ РАДИОУПРАВЛЯЕМЫЙ ЗАМОК "ЭМЗ.2.00" (ЭМЗ.1.3) Руководство по эксплуатации ЭМЗ.2.00 РЭ ЭМЗ.2.00 ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИЙ РАДИОУПРАВЛЯЕМЫЙ ЗАМОК Содержание Описание Состав замка Применение замка Технические данные Размеры и ха...»

«Группа компаний СИГМА Руководство по эксплуатации САКИ.425548.003-08 РЭ ОСЗ исп. 08 Руководство по эксплуатации САКИ.425548.003-08 РЭ Редакция 2 24.07.2017 © 2015. 2017 ООО "ВИКИНГ" http://www.sigma-is.ru ОСЗ исп. 08 Руководство по эксплуатации 3 Оглавление Назначение Технические характеристики Констру...»

«2 Работа выполнена в Федеральном государственном автономном образовательном учреждении высшего профессионального образования "Сибирский федеральный университет" Научный руководитель: кандидат технических наук, доцент Желукевич Рышард Борисович Официальные оппоненты: доктор технических наук, доцент Кузнец...»




 
2019 www.mash.dobrota.biz - «Бесплатная электронная библиотека - онлайн публикации»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.