Статья: Волновая природа активизации разломов Центральной Азии на базе сейсмического мониторинга

Таблица 1. Параметры современной активизации разломов Центральной Азии

Рис. 7. Активные разломы Центральной Азии и их группировка по параметрам современной активизации: 1 - номера групп разломов в соответствии с таблицей в тексте; 2 - разломы с неопределенными параметрами активизации; 3 - неактивные разломы; 4 и 5 - разломы с преобладающими векторами движения волн возмущения с востока на запад и с запада на восток соответственно.

По вычисленным скоростным характеристикам и векторам движений деформационных волн возмущения первых четырех групп проведена новая классификация разрывов, проанализировано их пространственное положение в обсуждаемом регионе и взаимоотношения некоторых параметров (рис. 9).

Рис. 8. Примеры графиков временных трендов сейсмических событий в четырех группах разломов с разными скоростными характеристиками активизации.

В первой из групп превалирует вектор активизации с запада на восток в восточной части площади и с востока на запад - в западной; в четвертой - все наоборот. Особо выделяются южные части территории, находящиеся в других геодинамических обстановках. По описываемым признакам превалирования векторов вторую и третью группы можно рассматривать как переходные между первой и четвертой. Совершенно бесспорно для всех четырех групп намечается граница изменений векторов активизаций: она субмеридиональна и проходит примерно по 105є в. д., отделяя центральную часть Байкальской рифтовой системы и ее северо-восточный фланг от юго-западного фланга.

Между скоростью процессов активизации разломов V и их средней длиной L фиксируется высокая нелинейная корреляционная связь r = 0.9, а уравнение регрессии описывает ее следующими взаимоотношениями параметров:

V =0.000007L³ - 0.0053L² + 1.2098L - 81.725 (км/год) (5)

при R² = 0.9971, где R² - коэффициент детерминации (рис.10).

Рис. 9. Расположение активных разломов Центральной Азии с различными скоростями и векторами деформационных волн возбуждения: разломы 1-ой (а); 2-ой (б); 3-ей (в); 4-ой группы (г). Вектор активизации разломов направлен с запада на восток (пунктирная линия) и с востока на запад (сплошная линия). Стрелки указывают примерное направление фронта деформационных волн возбуждения (активизации) разломов.

Рис. 10. Зависимость между скоростями движений деформационных волн возбуждений (активизаций) разломов и их длиной.

Закономерные согласованности в пространственной направленности активизации разломов в различных иерархических группах свидетельствуют о том, что генераторами описываемого процесса могут быть медленные деформационные волны разных длин, чувствительность к которым различна у выделенных, характеризующихся разной длиной, групп разломов.

Источниками подобных волн, возможно, являются продолжающиеся процессы активного рифтогенеза, приводящие к эпизодическим подвижкам всей межблоковой границы между Сибирской и Амурской (Забайкальской) плитами, а также более локальные смещения между блоками других рангов на флангах и в центральной части Байкальской рифтовой системы - наиболее геодинамически активной территории рассматриваемого региона. Высокая вероятность возбуждения волн в связи с подвижками блоков, лежащих на вязком основании, согласуется с расчетами [13, 14 и др.]. Раннее, к близким выводам о волновом процессе, пространственно определяющем возникновение очагов землетрясений, но с иным критерием структурного контроля, пришел В.И. Уломов [15]. К настоящему времени факт существования деформационных волн в зонах разломов не вызывает сомнений [16]. Их можно рассматривать как один из классов механических движений, свойственных земной коре и литосфере в целом [17].

Заключение

Введение и использование новых параметров для характеристики активных разломов - средних скоростей и векторов их активизаций - позволяет выявить дополнительные геодинамические свойства разломов как геологических тел, вероятные источники и механизмы их современной активизации.

Активизация разломов и ее относительно высокая частота в масштабах реального времени вызываются медленными деформационными волнами возбуждения, источниками которых могут быть межплитные и межблоковые подвижки хрупкой литосферы. Для рассматриваемой территории они типичны для границы Сибирской и Забайкальской (Амурской) плит [18].

По скорости прохождения деформационных волн возбуждения активные разломы могут классифицироваться на группы, разнящиеся по геолого-геофизическим параметрам. Они позволяют оценивать направление фронтов деформационных волн возбуждения и выделять области преимущественной активизации разломов в интервалах реального (с геологической точки зрения мгновенного) времени.

Дальнейшие исследования по более широкой территории позволят глубже изучить тектонофизические закономерности пространственно-временной активизации разломов в реальном времени и ее влияние на другие современные геолого-геофизические процессы.

С отдельными разработками по излагаемым вопросам очень детально знакомился и представлял в «Доклады РАН» академик С.В. Гольдин, памяти которого посвящена эта работа. Авторы благодарят доктора физико-математических наук, профессора П.В. Макарова за советы, высказанные при ознакомлении с первоначальным вариантом рукописи.

Исследования выполнены при поддержке РФФИ (грант 07-05-00251) и программы Президиума РАН 16.3.

Литература

1. Шерман С.И., Сорокин А.П., Савитский В.А. Новые методы классификации сейсмоактивных разломов литосферы по индексу сейсмичности //Докл. РАН, 2005, т.401, № 3, с. 395-398.

2. Шерман С.И., Борняков С.А., Буддо В.Ю. Области динамического влияния разломов. Новосибирск: Наука, СО, 1983. 101 с.

3. Шерман С.И., Савитский В.А. Новые данные о квазипериодических закономерностях активизации разломов в реальном времени на основе мониторинга магнитуд сейсмических событий (на примере Байкальской рифтовой системы) // Докл. РАН, 2006, т.408, № 3. С. 398-403.

4. Гзовский М.В. Основы тектонофизики. // М.: Наука, 1975. ? 536 с.

5. Саньков В.А., Семинский К.Ж. Анализ смещений по разрывам в зоне формирующегося трансформного разлома // Изв. вузов. Геология и разведка. 1988. № 4. с. 10-18.

6. Семинский К.Ж. Внутренняя структура континентальных разломных зон. Тектонофизический аспект. Новосибирск: Изд-во СО РАН. Филиал «Гео». - 2003. 244 с.

7. McGill S.F., Rubin C.M. Surficial slip distribution on the central Emerson fault during the June 28, 1992, Landers earthquake, California //J. Geophys. Res., 1999, V. 104. p. 4811- 4833.

8. Kasahara K. Migration of crustal deformation //Tectonophysics, 1979, v. 52, pp. 329-341

9. Шерман С.И., Горбунова Е.А. Количественный анализ современной активности разломов Центральной Азии и их триггерных механизмов //Проблемы современной сейсмогеологии и геодинамики Центральной и Восточной Азии. Иркутск: Издательство ИЗК СО РАН. - 2007. - с. 195-203.

10. Kim Y.-S., Choi J.-H. Fault propagation, displacement and damage zones // (Conference Commemorating the 1957 Gobi-Altay Earthquake. Ulaanbaatar, Mongolia. 2007. pp. 81-86).

11. Anderson J.G., Wesnousky S.G., Stirling M.W. Earthquake Size as a Function of Fault Slip Rate. // Bull. Seism. Soc. America. ? 1996. vol. 86, N 3. ? P. 683 ? 690.

12. Гольдин С.В. Деструкция литосферы и физическая мезомеханика //Физическая мезомеханика. ? 2002. Т. 5, № 5. ? с.5 ? 22.

13. Николаевский В.Н., Рамазанов Т.К. Генерация и распространение волн вдоль глубинных разломов // Изв. АН СССР. Физика Земли. 1986. ? № 10. - С. 3-13.

14. Невский М.В. Геофизика на рубеже веков // Избранные труды ученых ОИФЗ РАН. - М.: ОИФЗ РАН, 1999. - С. 124 ? 139.

15. Уломов В.И. Волны сейсмогеодинамической активизации и долгосрочный прогноз землетрясений //Физика Земли. 1993. №4, с. 43-53.

16. Быков В.Г. Деформационные волны Земли: концепция, наблюдения и модели // Геология и геофизика. ? 2005. ? Т. 46, № 11. ? с. 1176 ? 1190.

17. Гольдин С.В. Дилатансия, переупаковка и землетрясения // Физика Земли. ? 2004. ? № 10. С. 37 ? 54.

18. Карта современной геодинамики Азии. Составители К.Г. Леви, С.И. Шерман, В.А. Саньков и др. Иркутск: Институт земной коры СО РАН. 2007.