Введение к работе
Настоящая работа была выполнена как самостоятельня часть программы научных исследований Института сейсмологии НАН Кыргызской Республики по теме: "Создание новой карты сейсмического районирования Кыргызской- Республики в масштабе 1:1000 000." В ней изложены методы и новые результаты исследований о взаимосвязи особенностей глубинного строения и неотектонического режима с проявлением сильной сейсмичности на Тянь - Шане.
Актуальность проблемы
Оценка сейсмотектонического потенциала в сейсмоопасных регионах является не только научной ,но и важной практической проблемой. До сих пор не существует надежной и общепризнанной методики, позволяющей с большой достоверностью оценить способность геологических структур , различающихся по рангу, генезису и вещественному составу, продуцировать землетрясения определенной энергии, поэтому данная работа является продолжением исследований в этом направлении.
ІІель и задачи исследований
Исследования проводились с целью изучить какие особенности глубинного строения и современного тектонического режима характерны для областей, обладающих высоким сейсмотектоническим потенциалом на территории Кыргызстана.
Предыдущая карта сейсморайонирования Кыргызской Республики не отражала в полной мере реальный сейсмический потенциал в Тянь-Шаньском регионе. Недавнее Суусамырское землетрясение 1992 года с М=7.3 произошло в области , где максимальное значение прогнози-
руемых магнитуд не превышало М=6.1. Поэтому чтобы повысить качество результатов наших исследований, мы применили альтернативные методы, которые позволяют решить следующие задачи для реализации поставленной цели:
- определить какие геологические и геофизические параметры, харак
теризующие вещественный состав, физические свойства горных пород,
дискретность земной коры и интенсивность новейших тектонических
движений имеют наиболее тесную взаимосвязь с релаксацией упругих
напряжений в виде сейсмического процесса;
-получить количественные и качественные оценки сейсмотектонического потенциала с привлечением новых и традиционных методов на основе комплексного использования геолого - геофизических данных;
оценить глубину и направление плоскости падения разломов, чтобы выяснить влияние глубины разлома на магнитуду землетрясения;
изучить зависимость между магнитудой землетрясения и вещественным составом пород домезозойского основания, в котором возникают очаги землетрясений.
Научная новизна
Впервые для территории Тянь^Щаня сделана количественная оценка сейсмотектонического потенциала, которая базировалась на эталонных площадях, расположенных в разных тектонических зонах , выбранных с учетом различий в глубинном строении и неотектоническом режиме региона . В результате количественного моделирования получены карты максимальных прогнозируемых магнитуд землетрясений.
Выявление критериев "сейсмичности" , на примере которых картируются области с высоким сейсмическим потенциалом, базировалось не только на традиционных методах изучения особенностей глубинного
строения в очаговых зонах сильных землетрясений, но и на расчетах корреляционных зависимостей между большими массивами разнородных геолого- геофизических и сейсмологических данных (24 признака).
Такой подход позволил обосновать не только качественные признаки, присущие очагам сильных землетрясений, но и рассчитать их информативность при картировании областей с высоким сейсмотектоническим потенциалом.
Изучалось глубинное строение докембрийского основания, где происходит подавляющее число сильных землетрясений .Построена схема вещественного состава сейсмогенерируюшего слоя в докембрийском основании , Тянь-Шаня (5-30км).
Привлечение новых и традиционных методов оценки, сейсмотектонического потенциала позволило рассмотреть вопросы ,по которым до сих пор не существует единого мнения как, например, зависимость магнитуды землетрясений от глубины проникновения разломов в земную кору , от вещественного состава пород домезозойского основания, и размеров разновещественных блоков в верхней части земной коры.
Важным практическим результатом исследований является обоснование ширины сейсмогенерирующих зон , которое относится к ряду спорных вопросов сейсмического районирования. Для этой цели построены глубинные геолого-геофизические разрезы (21 профиль), секущие все эпицентральные области сильных с М > 6.0 землетрясений в пределах изучаемой территории .
Основные защищаемые положения
1. Значительные различия в глубинном геологическом строении и неотектоническом режиме в складчатых системах Северного, Срединного и Южного Тянь-Шаня не позволяют получить "универсальные" геолого геофизические критерии для оценки сейсмотектонического потенциала.
-
Дискретность домезозойского основания и контрастность вертикальных тектонических движений^в совокупности,играют основную роль при разрядке тектонических напряжений в виде сильных с М > 6.0 землетрясений.
-
Размеры блоков в верхней части земной коры ( до 30 км), различающихся по вещественному составу, не влияют на величину сейсмотектонического потенциала, но количество сильных с М>6.0 землетрясений зависит от протяженности границ , разделяющих неоднородные участки земной коры с противоположным знаком вертикальных новейших тектонических движений.
-
Глубина очага землетрясения не влияет на величину его магнитуды . и -разломные зоны , имеющие разную глубину заложения, могут продуцировать равнозначные по энергии сейсмические события.
Практическая ценность и реализация работы
Надежность оценки сейсмотектонического потенциала на территории Республики является не только научной проблемой, но и фактором, который невозможно игнорировать в целях обеспечения безопасности человеческих жизней и предотвращения большого материального ущерба .от сильных землетрясений. Проведенные исследования позволили на основе комплексного анализа новых геолого-геофизических данных, полученных после 1980 года, определить области, обладающие высоким сейсмическим потенциалом. Результаты исследований уже нашли свое практическое применение в новой опубликованной в 1996 году карте сейсмического районирования Кыргызской республики .
Исходные данные
Для количественных расчетов сейсмотектонического потенциала была создана база геолого-геофизнческих и сейсмостатистических данных, содержащая 24 параметра, наиболее полно характеризующих глубинное строение региона .его тектонический и сейсмический режим.
Данные снимались с карт м-ба 1:1000000 посети 10x10 км.
Геофизические данные дают сведения о вещественном составе и физических свойствах земной коры на разных глубинных уровнях (плотности, скоростях, магнитной восприимчивости, температуре). Для того, чтобы расширить информативность данных, использовались
прикладные программы для расчетов трансформаций, горизонтальных ' і градиентов, дисперсии и т.д.
Геологические данные позволили учесть степень дискретности среды (плотность новейших разломов на 100 кв.км ) и интенсивность вертикальных тектонических движений за новейший этап.
Сейсмостатнстические данные ( плотность слабых землетрясений на 100 кв.км) характеризуют особенности площадного распределения сейсмичности на изучаемой территории.
Для изучения особенностей глубинного строения земной коры в очаговых зонах сильных с М>5.0 землетрясений привлекались:
- значения силы тяжести в неполной топографической редукции
трансформированные для глубин 10, 20, 30 км ,' чтобы охарактери
зовать вещественный состав геологической среды и ее дискретность в
пределах сейсмоактивного слоя;
- отметки рельефа местности и разНоранговые разрывные структуры , со
гласно данным новейшей тектоники ( Карта новейшей тектоники м-ба
1:1000000, 1990.O.K. Чедия,К.Е.Абдрахматов, А.К. Трофимов. Топографические карты Кы—ргызской Республики м-ба 1:1000000);
- карты глубин домезозойскрго фундамента межгорных впадин (Кнауф
В.И., Христов Е.В., Нурмамбетов К., Кузнецов М.П., Шилов Г.Г., Юда-
хинФ.Н.,1983);
- рельеф глубинной границы Мохоровичича (Тарасенко Ю.И.) (1992);
- гипоцентры сильных с М > 5.0 землетрясений ( каталог ОМСЭ Ин
ститута сейсмологии HAH РК).
Обсуждения и публикации
По теме диссертации опубликовано 15 научных статей в местной и зарубежной печатн.Основяые выводы были доложены и представлены на Международном симпозиуме по геологии и сейсмологии (Ереван, 1989); Всесоюзной школе-семинаре " Геолого-геофизические исследования в сейсмоопасных зонах СССР"; Совещании Китайско-Советской рабочей группы по геодинамике и оценке сейсмического риска (Beijing,China,1992); Международных курсах по сейсмологии и оценке сейсмической опасности ( Потсдам, Германия, 1996) ; Международной конференции '* Высокогорные исследования: Изменения и перспективы в XXI веке ".Бишкек; 1996), а также на заседаниях Ученого Совета Института сейсмологии НАН Кыргызской Республики в 1990-1996 годах.
Объем и структура диссертации
