ВЫДЕЛЕНИЕ ГЕОДИНАМИЧЕСКИ НЕУСТОЙЧИВЫХ ЗОН ЮЖНОГО ПРЕДУРАЛЬЯ

Аннотация

Методика выделения геодинамически неустойчивых зон и построения прогноз- ных карт максимальных магнитуд возможных землетрясений разработана в Горном ин- ституте УрО РАН на примере Западно-Уральского региона [1]. Она применена для За- падно-Сибирской плиты, Тимано-Североуральского региона, территории Соединённого Королевства Великобритании и Северной Ирландии [1] и восточной окраины Восточ- но-Европейской платформы [2]. Определены признаки выделения геодинамически не- устойчивых зон, в которых состояние, свойства и динамика происходящих процессов та- ковы, что делают зоны восприимчивыми к дестабилизации под действием региональных и глобальных тектонических сил. Эта дестабилизация проявляется в сейсмичности. Ме- тодика применена для Оренбургского региона. Первым этапом решения задачи выделения геодинамически неустойчивых зон явля- ется создание электронной базы геологических, геофизических и сейсмологических данных. При её создании использовались данные, предоставленные лабораторией водных систем и геодинамики Южного Урала отдела геоэкологии ОНЦ УрО РАН, карты, опубликованные в сети Интернет, и карты в графическом виде, опубликованные в различных изданиях [4]. В базу данных вошли следующие карты: карта аномального магнитного поля (http://www.geomag.us/models/emag2.html), карта гравитационного поля в редукции Буге (http://topex.ucsd.edu), структурная схема поверхности Мохоровичича (Marek Grad (1), Timo Tiira (2) & ESC Working Group, (1) Institute of Geophysics, University of Warsaw, Pasteura 7, 02-093 Warsaw, Poland (2) Institute of Seismology, University of Helsinki, Helsinki, P.O. Box 68, FIN-00014, Finland (http://www.igf.fuw.edu.pl/mohomap2007/), карта рельефа земной поверх-ности (http://gis-lab.info/qa/srtm.html), карта современных верти- кальных движений земной коры по геодезическим данным (Л.А. Кашин, 1989), струк- турная карта-схема Южного Предуралья и схематическая структурно-тектоническая кар- та поверхности кристалличе-ского фундамента [4]. Часть карт, составляющих базу дан- ных, получена в геоинформа-ционной системе «ГЕО» при помощи подсистемы преобра- зования знаний и фактов [3]. В данной подсистеме «ГЕО» практически для всех парамет- ров, если это имело физический смысл, были рассчитаны и построены карты горизон- тальных градиентов. Составлен ка-талог землетрясений и построена карта их эпицентров (рис. 1). Каталог создан за период с 1830 по 2017 г. В него вошли землетрясения, предос- тавленные Геофизической службой РАН с 1830 по 1994 г. (И. П. Габсатарова), и с 2008 по 2017 г. - лабораторией водных систем и геодинамики Южного Урала отдела геоэко- 176 ----------------------- Page 177----------------------- логии ОНЦ УрО РАН. Он необходим для оцифровки геодинамически неустойчивых зон и расчета прогнозных карт макси-мальных магнитуд возможных землетрясений. Определены признаки выделения геодинамически неустойчивых зон для Орен- бургского региона. Опыт исследований слабоактивных территорий показал, что геоди- намически неустойчивые зоны проявляются в уменьшении глубины залегания границы Мохоровичича. В Оренбургском регионе выделено несколько участков, где глубина за- легания границы Мохоровичича составляет 38-44 км, при изменении параметра для все- го региона от 38 до 51 км. Была изучена глубина залегания кристаллического фундамен- та. При изменении данного параметра для всего региона от 3000 до 8000 м, в пределах геодинамически неустойчивых зон наблюдается его погружение [4]. Также использованы градиенты глубины залегания границы Мохоровичича, градиенты высоты рельефа зем- ной поверхности, горизонтальные градиенты гравитационного и магнитного поля. Карты этих параметров рассчитаны и построены в геоинформационной системе «ГЕО» [3]. Гра- диенты глубины залегания границы Мохоровичича в пределах геодинамически неустой- чивых зон имеют небольшие значения, на краях зон они повышаются. В пределах наме- ченных зон горизонтальные градиенты гравитационного поля имеют значения (3- -2 - 100)·10 мГал/км, при этом на краях зон они повышаются и составляют (125-140)·10 2 мГал/км. Горизонтальные градиенты аномального магнитного поля ведут себя анало- гично. В пределах намеченных зон они имеют небольшие значения 1-6 нТл/км, на краях зон составляют 13-20 нТл/км. Градиенты высоты рельефа земной поверхности впервые были использованы для выделения геодинамически неустойчивых зон такого масштаба. Исследования показали, что данный параметр оказался информативным, в пределах зон он имеет наименьшие значения, а на краях зон повышается. В результате проведенных исследований Оренбургского региона, выделено че- тыре геодинамически неустойчивые зоны: Серноводско-Абдулинская, Ольховская, Сакмарско-Оренбургская, Чаганско-Рубежинская (рис. 1). Первые три выделяются по всему набору имеющихся признаков, Чаганско-Рубежинская - по четырем признакам. Самая значительная по площади и количеству сейсмических событий Сакмарско- Оренбургская зона располагается в пределах Урало-Сакмарского прогиба и прилегаю- щего к нему Оренбургского блока, значение наибольшей магнитуды землетрясения, попавшего в эту зону, составляет М=2.4. На севере области четко выделяется по при- знакам Серноводско-Абдулинская зона, она располагается в одноименном авлакогене. Землетрясение, которое попало в эту зону одно, имеет магнитуду М=2.1. На юго-западе региона четко выделена Чаганско-Рубежинская зона, которая имеет наибольшую маг- нитуду М=4.0. Зона располагается в пределах Чаганского выступа и Рубежинского про- гиба. Наименьшей по площади и величине магнитуды является Ольховская зона, со- пряженная с Ольховским грабеном, магнитуда составляет М=1.3. Вполне вероятно, что при добавлении знаний о сейсмичности региона, вновь произошедшие землетрясения подтвердят или изменят оцифровку геодинамически неустойчивых зон. Признаки выделения геодинамически неустойчивых зон были изучены для ис- следуемого региона через половину градуса широты по всем имеющимся данным. В геоинформационной системе «ГЕО» получена региональная модель геодинамически неустойчивых зон Оренбургского региона, которая оцифрована по значениям макси- мальных магнитуд землетрясений, попавшим в зоны (рис. 1). Проведено сопоставление модели геодинамически неустойчивых зон с тектони- кой Оренбургского региона. Самая северная геодинамически неустойчивая зона распо- лагается в пределах Серноводско-Абдулинского авлакогена. Ольховская геодинамиче- ски неустойчивая зона сопряжена с одноименным грабеном. Как показали исследова- ния, проведенные в Западно-Уральском регионе и на территории Западно-Сибирской плиты, такие структуры могут инициировать землетрясения. Также для Ольховской зо- 177 ----------------------- Page 178----------------------- ны характерно пересечение двух систем разломов, расположенных практически под прямым углом. Такие зоны сочленения разломов или систем разломов являются актив- ными и могут инициировать землетрясения, что показали все предыдущие исследова- ния [1]. Сакмарско-Оренбургская зона подчинена системе разломов первого и второго порядка, которая пересекает регион с востока на запад. Рис. 1. Региональная модель геодинамически неустойчивых зон Оренбургского региона, построенная в геоинформационной системе «ГЕО» с нанесенными эпицентрами землетрясений. Цифры внутри зон - максимальные значения магнитуд землетрясений, эпицентры которых располагаются внутри зон Методика прогноза геодинамически неустойчивых зон, разработанная в ГИ УрО РАН, применена в Оренбургском регионе. Полученная региональная модель свидетель- ствует о различной степени геодинамической активности разных частей региона, что может быть использовано для решения научных и прикладных задач.