Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Глубинные неоднородности в земной коре Тянь-Шаня и их изменение во времени (по данным метода обменных волн от землетрясений)

ВАК РФ 04.00.22, Геофизика

Автореферат диссертации по теме "Глубинные неоднородности в земной коре Тянь-Шаня и их изменение во времени (по данным метода обменных волн от землетрясений)"

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК УРАЛЬСКОЕ ОТДЕЛЕНИЕ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ

ИНСТИТУТ ГЕОФИЗИКИ

На правах рукописи УДК 550.344 + 550.347.348

БАЗАМУК Татьяна Анатольевна ГЛУБИННЫЕ НЕОДНОРОДНОСТИ В ЗЕМНОЙ КОРЕ ТЯНЬ-ШАНЯ

(по данным метода обманных волн от землетрясений) Специальность 04.00.22 - физика твердой Земли

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогшеских наук

И ИХ ИЗМЕНЕНИЕ ВО БРЕМЕНИ

Екатеринбург, 1997

Работа выполнена в Институте сейсмологии АН Респ. Кыргызстан и Институте экологических проблем Севера УрО РАН

Научный руководитель: доктор геолого-минералогических наук, член-корреспондент РАН Юдахин Ф.Н.

Официальные оппоненты: доктор геолого-минералогических наук, профессор Кашубин С.Н. кандидат геолого-минералогических наук Дружинин B.C.

Ведущая организация: ВНИИ Геофизика

Защита диссертации состоится ..НР.Я.^ЯЯ.......1997г. в часов

на заседании диссертационного совета ДООЗ.31.01 в Институте геофизики Уральского отделения РАН по адресу: 620216, г.Екатеринбург, ул. Амундсена, 100.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Института геофизики УрО РАН.

Автореферат разослан "i?^" 1997 г.

Ученый секретарь диссертационного совета доктор физ.-мат.наук

Ю.В.Хачай

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Район исследования охватывает территорию Западного и Центрального Тянь-Шаня.Для изучения глубинного строения верхней части литосферы этого региона с целью прогноза сейсмической опасности и возможной связи очагов сильных землетрясений с особенностями глубинного строения (глубинными неоднородностями) был применен метод обменных еолн■от далеких землетрясений (МОВЗ).

Метод хорошо разработан и описан в монографиях Н.К.Булина, К.В.Померанцевой и А.Н.Мозкенко. Менее изучены его физические основы. До сих пор недостаточно ясными остаются причины возникновения обменных волн на неоднородностях в земных глубинах., которые отождествляются с обменными границами в коре и верхней мантии. В настоящей работе предпринята попытка выяснения этих причин.

В последние годы рядом авторов ( Ю.К.Щукин,В.А.Везгодков.А.Н. Антоненко и др.) указывалось на изменение сейсмического разреза земной коры со временем, в частности, накануне сильны:-: землетрясений. Изучение временных изменений глубинных неоднородностей в земной коре, обнаруживаемых с помощью МОВЗ,представляет большой интерес.

Целью работы было изучение временных изменений глубинных сейсмологических разрезов, полученных с помощью метода обменных волн от далеких землетрясений, на основе многолетних данных стационарных сейсмических станций Киргиастана.

Основные задачи исследования:

- построить глубинные сейсмологические разрезы МОВЗ по профилям, проходящим вдоль и вкрест простирания геологических структур;

- сравнить глубинные разрезы МОВЗ под сейсмическими станциями, находившимися вблизи очаговых зон сильных землетрясений в разные периоды времени: до, во время и после событий и в спокойный период;

- на основе данных стационарной сети сейсмостанций Киргизии построить глубинные разрезы MOES за разные годы, сравнить их и описать их изменения во времени.

Новизна научных результатов. Обнаружено неизвестное ранее явление перестроек обменных границ по глубине с течением времени. Это оказало-; возможным вследствие сбора экспериментальных данных и обработки их за длительный период времени с 1955 г.по 1990 г.Отмечено исчезновение обменонасыщенных областей на некоторых глубинах и появление новых, небольшие смещения положения таких областей по глубине ( до 2-4 км) с течением времени.В перестройках обменонасыщенных областей обнаружена регулярность. Отмечено изменение глуоикных разре-

зов MOBS накануне сильных землетрясений.

Основные задщшаемые положения.

I.B земной коре и верхней мантии существуют обменонасыщенные слои,положение которых и мощность являются характерной особенностью литосферы Тянь-Шаня в данный период времени . Эти слои состоят из нескольких (2-4) обменных границ. С течением времени происходят перестройки обменных границ в пределах этих слоев. Это проявляется в исчезновении одних обменонасыщенных областей , появлении новых и в изменении обменонасыщенности обменных границ (количества возникающих на них обменных волн).

2. Установлены колебания положения обменообразующих площадок до 2-4 км по глубине в разные годы с послойным чередованием их смещений вверх и вниз.Величина таких смещений выходит за пределы ошибок измерений. Все зто приводит к изменению сейсмологических разрезов МОВЗ во времени.

3. Отмечено значительное изменение глубинного сейсмологического разреза МОВЗ земной коры в период подготовки сильного землетрясения вблизи его эпицентра. Перестройки обменных границ перед землетрясением ,наблюдаются в литосфере на всех глубинах. Граница Мохоровичича в сейсмоактивных зонах сопровождается одной или двумя границами- "спутниками", проявляющимися на 3-4 км выше или ниже ее. В колебаниях некоторых обменных площадок по глубине отмечена синхронность.

4. Метод обменных волн вполне применим для изучения структуры земной коры. Сейсмологические разрезы МОВЗ с учетом многолетних данных дают положение "ослабленных" зон в земной коре в виде обменных границ, составляющих обменонасыщенные слои. Со временем происходит перераспределение обменонасыщенности площадок, составляющих границы, что приводит к перестройкам "границ" в пределах этих слоев.

Практическая ценность. Результаты, полученные в данной работе, могут применяться для изучения современной геодинамики литосферы и в будущем, возможно, в целях прогноза сейсмической опасности.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались: на научных Конференциях молодых ученых - XIV Конференции по геологии и геофизике Восточной Сибири (г.Иркутск, 1990 г.), XI Уральской (г.Свердловск, 1991 г.), V Всесосюзной конференции (г. Переславль, 1990 г.);на Совещании по подготовке монографии "Современная геодинамика литосферы континентов и подвижных поясов" (г.Москва, 19S8 г.), на Всесоюзной школе-семинаре "Геолого-геофизи-

ческие исследования в сейсмоопасных зонах СССР" (с. Долинка, 1989 г.),на Международном симпозиуме "Геодезия-сейсмология: деформации и прогноз" ( г.Ереван,1989 г.), на XXIX Международном геологическом конгрессе (г.Киото, 1992 г.), на Международном Казах.-Китайском симпозиуме "Проблемы прогноза землетрясений на территории Тянь-Шаня" (г. Алма-Ата, 1992 г.),на XXII генеральной Ассамблее Международного Конгресса Геофизики (г.Вена, 1997 г.), а также доложены на Объединенном Научном Совете Уральского отделения Российской Академии Наук (г.Екатеринбург, февраль 1997 г.) и Отделении геологии, геофизики , геохимии и горных наук Российской Академии Наук (г.Москва,март1997 г.), опубликованы в 14 научных работах.

Объем и структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав и заключения. Материал изложен на 133 страницах машинописного текста, включает 34 рисунка, 2 таблицы и список литературы из 72 наименований.

Работа выполнена в Институте сейсмологии Академии Наук Республики Киргизстан под руководством чл.-корр.АН Республики Киргизстан доктора геолого-минералогических наук Ф.Н.Юдахина, которому автор выражает глубокую признательность за постановку задачи, руководство и помощь при выполнении работы.

Автор приносит искреннюю благодарность своему учителю доктору геологе-минералогических наук Николаю Константиновичу Еулину за полученные от него знания.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертации.Метод обменных волн от далеких землетрясений (МОВЗ), предназначен для изучения глубинного строения земной коры и верхней мантии.По достоверности определения глубинного сейсмического разреза земной коры б интервале от 10 гаи до 80 юл МОВЗ близок к ГСЗ.

Метод основан на свойстве монотипных волк (продольных Р или поперечны:-: трансформировать часть своей энергии в энергию обменных волн (Р5 или ЗР) на глубинных неоднородкостях в земной коре и верхней мантии. По разности между временем прихода на сейсмическую станцию волн Р и РЗ, зарегистрированных от одного землетрясения, можно определить глубину, на которой произошло изменение типа волны, т.е. глубину нахождения неоднородности в земной коре. Таким образом, МОЕЗ

дает своеобразное сейсмическое просвечивание среды под точкой наблюдения, выявляя неоднородности в земной коре и верхней мантии до глубины 80 км и более.

В первой главе списаны основные особенности геологического строения региона (Западного и Центрального Тянь-Шаня). Изучению их посвящены работы В.И.Кнауфа, В.Г.Королева, И.Х.Хамрабаева, Р.Б.Бара-тоЕа, О.К.Чедии, В.Н.Крестникова, Ф.Н.Юдахина и др. В верхней части земной коры Западного и Центрального Тянь-Шаня выделяются следующие структурно-формационные этажи: Архей-нижнепротерозойский (дорифейс-кий) (А-РКз.), рифейско-вендский (Р-У) байкальско-каледонский эта:« (€-01), герцинский этак (Ос-Т-х), мезозойско-кайнозойский (альпийский) (Т-Ц) этаж. Последний делится на два яруса - платформенный (Т-Рг-з) и орогенический надэтажи .

Горная система Тянь-Шань входит б пояс интенсивного горообразования . Новейшим орогенезом в пределах Тянь-Шаня были охвачены две различные предновейшие структурные области - это эпигерцинский щит, располагающийся к северо-востоку от Таласо-Ферганского трансороген-ного разлома и"эпигерцинская плита, лежащая к юго-западу от названного разлома.Скорости современных движений в пределах Тянь-Шаня по А.А.Никонову оцениваются следующими цифрами: региональные 1,0080,00 мм/год, при землетрясениях 5,00-120,00 мм/год.

Модель земной коры описываемого региона была составлена в результате изучения физических свойств горных пород и комплексной интерпретации данных сейсмологии и прикладной геофизики с привлечением материалов геологических исследований. В модели,описанной в монографии Ф.Н.Юдахина выделяются осадочный слой, сложенный терригенными, в меньшей степени карбонатными породами мезозойско-кайнозойского покрова, "гранитный" слой Кьсостоящий из двух подслоев: "гранито-гнейсового" и "диоритового" (его верхняя граница соответствует поверхности дорифейского кристаллического фундамента) и"базальтовый" слой Ко. Исследователи считают, что единой региональной границы Конрада не существует. Раздел "базальт"-"гранит" зачастую отличается слабой выразительностью , изменчивостью граничных скоростей от региона к р-чл-ону.Поверхность Мохоровичича была выделена по данным сейсмологии землетрясений как преломляющая граница с Уг= 8,0 км/с. На исследуемой территории практически полностью отсутствуют данные глубинного сейсмического зондирования, которые могли бы послужить осноеой для более глубоких проработок вопроса о природе глубинных сейсмических

границ и вещественном составе слоев гемной коры,

Во второй главе дается описание метода обменных волн землетрясений. Дан краткий исторический обзор применения МОВЗ, в том числе на территории Киргизского Тянь-Шаня. У истоков метода стояли С. С. Андреев, Ю.Н.Годин, Ю.И.Сытин, а также Н.К.Булин и И.В.Померанцева. Большая заслуга во внедрении метода в геофизическую практику принадлежит А.Н.Мозженко, который разработал сейсмическую аппаратуру "Земля". На развитие МОВЗ большое влияние имели исследования, осуществленные под руководством Г. А.Гамбурцева,}'. С.Берзон.Н. Н.Пузырева.а также работы Г.И.Петрашеня, Л.И.Ратниковой.Т.Б.Яновской и др.

В конце 50-х в Средней Азии группой сотрудников Института физики Земли АН СССР под руководством И.Л.Нерсесова были проведены профильные сейсмологические исследования, включавшие также МОВЗ, однако, сейсмологические исследования ВСЕГЕИ 1962-1966 гг. явились первым опытом постановки подобных работ МОВЗ на обширной территории, включающей высокогорные области -Памир и Тянь-Шань. В 1665 г. основной объем полевых работ проводился на территории Киргизии.В этих работа;-: непосредственное участие принимал Н.К.Булин, внесший значительный вклад в развитие данного метода.

Метод предназначен для изучения глубинного строения литосферы до глубины 60-80 км. Основную информацию дают записи обменных преломленных (проходящих) волн PS от сильных далеких землетрясений с магниту-дой М=5,0-6,5 и преобладающими частотами сейсмических колебаний 0,8-1,5 Гц.

Для вычисления глубины точки обмена сейсмических волн преимущественно используется формула М.Хазегавы (1):

Vpi Atps-p

Н = --(1), где

к ip £(К-1)'(1+ - sinz — ) •2 2

Н - рас""олние от точки наблюдения волны до границы обмена по

нормали к границе, К = Vpi/Vsi, iс = S0°- ер, ( ер - кажущийся угол выхода продольной волны), Vpi - скорость волны Р е верхнем слое,

Для регистрации обменных проходящих волк нами использовались записи далеких землетрясений, полученные на сейсмоприемниках СК-ЗМ.

Сейсмический канал имел наибольшее увеличение V = (2-8).104 в полосе частот 1-10 Гц. Регистрация упругих колебаний проводилась в трек компонентах (один вертикальный и два горизонтальных сейсмоприемни-ка). Отношение сигнал/помеха на этих станциях выше, чем на станциях типа "Земля", интерференционная картина на записях региональной станции обычно проявлена четче.

Основной задачей было не получение, по возможности, более точного глубинного сейсмологического разреза земной коры в изучаемом регионе, а изменение этого разреза во времени под каждой точкой наблюдения за многолетний период. Это было возможно, т.к. станции находились на одном месте долгое время ( их основное назначение - наблюдение за сейсмичностью региона).

Самые четкие записи обменных волн получались от глубоки:-: ( с глубиной очага более 200 км) землетрясений, характеризующихся малой длительностью (один-два периода) первой продольной волны.Территория Киргизии является хорошим полигоном для проведения работ МОВЗ, т.к. ее удаление от Куршю-Японской и Индонезийской сейсмоактивных зон (где выделяется до 70% всей сейсмической энергии Земли), составляет 50-70°.Эти эпицентральные расстояния являются наиболее предпочтительными для МОВЗ.

В работе использовались волны типа PS.Общее число сейсмограмм с записями далеких землетрясений составило 35S5 шт. Интерпретировался участок записи в непосредственной близости от продольной волны в первых вступлениях до 15 с. На одной записи землетрясения обычно выделялось 1-3, редко 4 и больше фаз PS. Визуально выделялись вступления обменных волн PS и определялась по сейсмограммам величина запаздывания времен их вступлений по отношению к родоначаяьной продольной волне AtpS_p. Из полученных данных для каждой станции был составлен бюллетень обменных волн с подробными сведениями о землетрясениях (время в очаге,азимут, эпицентральное расстояние, глубина очага, магнитуда землетрясения), а также о качестве выделенных фаз обменных волн ( интенсивность, разрешенность и пр.).При определении глубин границ обмена осреднения времен запаздывания волн PS ( Ätps-p) не проводилось. Глубины определялись для каждого значения Ätps-D и наносились на глубинный разрез в виде "площадок обмена".Если число таких актов обмена на определенной глубине составляло около 5-ти, данная точка оставлялась на разрезе в виде "площадки обмена". Глубины, на которых за этот же период (обычно, около 5-6 месяцев) произошло

15-20 и более обменов типа волны - обменонасыщэнные области - соединялись под соседними станциями в одну границу обмена. Более строгую корреляцию границ ( в том числе, фаговую ) провести было трудно, учитывая,что расстояние между станциями составляло от 10 до 40 км.Примеры успешной фазовой корреляции обычно ограничены прослеживанием волн PS от границ внутри осадочного чехла или от поверхности кристаллического фундамента. Для глубинных границ такая корреляция возможна на очень коротких интервалах, для их корреляции применялись критерии:!). Малой кривизны сейсмических границ. Этот признак проявляется повсеместно ( за исключением локальных участков ) на глубинах более 10 км;2). Фактор взаимного расположения границ. Мощность некоторых комплексов пород, слагающих кору, меняется слабо. Целью настоящей работы было изучение временных изменений поля обменных волн под каждой конкретной станцией.

Определение глубины границ обмена осуществлялось с помощью графиков зависимости Hn = f, рассчитанных при работе экспедиции ВСЕГЕИ на территории Киргизстана группой исследователей под руководством и при участки Ю.И.Сытина и Н.К.Булина.Расчеты проводились по формуле (1),

Поскольку скоростные разрезы исследуемой территории представлены, в основном, четырьмя зависимостями : Vp,Vs=f(Н).были рассчитаны четыре графика Hn=f(ütn) с указанными параметрами кривых.Использовались скоростные разрезы, полученные при сейсмологических исследованиях на Киргизском Тянь-Шане, а также данные ГСЗ по смежным регионам ( для района хребта Большой Каратау).Для проведения расчетов был использован график К = Vp/Vg - f(H).составленный ранее Н.К.Булиным.

Показателем разрешающей способности сейсмического метода является степень расслоенности литосферы, т.е. количество сейсмических границ, выделенных в разрезе и прослеживаемых вдоль профиля на определенном его протяжении. Оценки разрещатацей способности метода были выполнены А.И.Димаковым и И.В.Померанцевой . Идея расчетов состоит в определении минимальной мощности слоя h, при которой еолны PS от кровли ii одошеы слоя могут быть прослежены на одной и той же горизонтальной компоненте раздельно вне зоны их интерференции.Расчеты производились по формуле : п Т _

h - -Vp (2), где

к - 1

n - количество регистрируемых периодов в импульсе волны PS,

Т - период колебаний,

Vp~ средняя скорость Р-волны,

К - среднее значение до границы обмена отношения скоростей Vp/V£.

При однопериодных колебаниях А.И. Димаковым получены значения h=l,5 км для подошвы осадочной толщи и h = 4,0 км - для нижней части земной коры. В случае двухпериодных колебаний, согласно И.В.Померанцевой, значения h составляют для осадочной толщи 1,2 км и для нижней части земной коры - 4,5 км.Однако,эти авторы отмечают, что реальная разрешающая способность МОВЗ выше расчетной. По мнению И.В.Померанцевой, она составляет 0,1-0,2 км для осадочного чехла и 0,2-0,5 км -для консолидированной земной коры. Действительно, в МОВЗ каждое землетрясение несет с собой новую информацию о строении среды , и, поэтому, при длительных наблюдениях происходит суммирование данных по всем основным площадкам обмена, находящимся в пределах конуса, вершина которого совпадает с пунктом установки станции. Поскольку при землетрясениях с разными азимутальными углами подхода сейсмической радиации й, эпицентральными расстояниями Д и различным частотным составом еолны PS образуются на разных площадках обмена, то это приводит к повышению разрешающей способности метода.По мнению Н.К.Булика такие оценки чрезмерно оптимистичны.По расчетам автора,точность определения глубин обменных границ в коре составляла 1,0 км.Изменение же глубины границу обмена определяется с. более высокой точностью, чем сами глубины . Самыми достоверными элементами разрезов МОВЗ являются пологозалегающие границы обмена в интервале глубин Н = 10-50 км.

В третьей главе дается описание глубинного строения верхней части литосферы Киргизского Тянь-Шаня, полученное на основе разрезов вдоль шести профилей МОВЗ.Профили пересекали исследуемую территорию вдоль и вкрест простирания основных геологических структур и выбирались на основе имеющейся сети сейсмических станций Киргизии.

При сопоставлении глубинных разрезов с разрезами МОВЗ вдоль профилей,отработанных в те же годы в Киргизской геофизической экспедиции с применением передвижных'станций "Черепаха" на их пересечении получена удовлетворительная сходимость результатов.

Для всех полученных глубинных сейсмологических разрезов МОВЗ в верхней части литосферы характерно следующее: в земной коре и верхней мантии выделено до 12 сейсмических обменных границ. Четыре из

них наблюдаются вдоль всех профилей: граница А (11-15 км), Ко.(18-20 юл) и ¡<2(26-30 км) - предположительно, границы- Конрада и М (48-52 га) - граница Мохо. В земной коре Киргизского Тянь-Шаня существуют обменонасыщенные слои на глубинах 10-28 км и 44-53 км. Мощность их несколько меняется в разных частях исследуемой территории. Отмечены также (не повсеместно) обменные границы на глубинах около 35 км и 40 гаи. В верхней мантии выделены границы обмена на глубинах около 70 юл (более отчетливая граница в южной части Тянь-Шаня) и, в некоторых районах, на глубине около 80 км.

При хорошей статистической обеспеченности данными ( сеыпю 200 актов обмена волны под станцией ) на глубинных разрезах выделяются обменные слои или области.Под каждой точкой наблюдения обменонасы-щенность среды неодинакова, причем, такие области иногда да+:е под соседними станциями располагаются на разных глубинах, т.е. их положение является характеристикой среды под каждой станцией. Как правило они представляют собой многослойную структуру из ДЕух-четырех "площадок обмена", располагающихся по глубине черев 1,5-3 км и составляющих, таким образом, обменонасыщенные слои.В этих слоях есть глубины, на которых локализовано возникает наибольшее количество обменных еолн по сравнению с окружающими областями. Они составляют обменную границу. Есть интервалы глубин, в которых количество обменных еолн существенно меньше, чем в выше и нижележащих слоях или они вообще отсутствуют. Они разделяют группы обменных границ по глубинам.

Наиболее четкая сейсмическая обменная граница отмечена на глубинах 18-20 км. Менее интенсивные границы ( с меньшим количеством обменных волн) выделены на глубина-: 14-15 км и 26-28 гад. Обменный слой (выраженный не резко) на глубинах 45-52 га можно отождествить с зоной перехода от земной коры к верхней мантии. Ниже этой зоны возникает значительно меньше обменных волн, и обменные границы прослеживаются не повсеместно и неуверенно.

В заключение главы обсуждаются существующие концепции физической прцл.;.:.' сейсмических обменных границ. Сейсмические границы в верхней части земной коры на глубинах до 5 га,< ( возможно, крутонак-лоненные), соответствующие реальным геологическим границам,не прослеживаются на глубинных разрезах, полученных по данным сети региональных сейсмических станций, т.к.одновременное прослеживание глубоких и неглубоких границ невозможно.В большинстве концеппии сни трак-

туютск как наложенные границы, возникшие ь результате вторичных преобразований вещества вследствие тектогенеза, магматизма, метаморфизма и других процессов. Другая точка зрения относит эти границы к первичным структурным поверхностям. Некоторые исследователи рассматривают их как зоны концентрации напряжений,как переходные слои, характеризующиеся большими вертикальными градиентами скорости. Мощность переходного слоя, отмеченного на уровне границы Мохо оценивается от нескольких километров до 10 км ( чаще около 4 км). Большую часть сейсмических границ связывают со скачкообразным увеличением скорости,происходящем в узком интервале глубин разреза (1-2 км).

По мнению автора, сейсмические обменные границы, а, точнее, об-менонасьпценные слои, существуют б ослабленных областях земной коры, они возникают там, где среда в данный момент является относительно "разупрочкенной" в сравнении с окружающими областями .

При построении представленных б третьей главе глубинных разрезов МОВЗ автор использовал записи далеких землетрясений за период 1984 г. В последующем с целью уточнения деталей глубинного строения литосферы едоль указанных профилей были проведены повторные наблюдения с использованием данных за 1978 г. При сравнении рарезов обнаружено небольшое смещение обменонасыщенкых областей по глубине и перераспределение в интенсивности ¡к проявления (количества возникающих в них обменных волн). Обнаружился механизм послойного чередования тенденций смещения обменных площадок Еверх и вниз по глубине. Среда как-бы пульсирует, пропуская сквозь себя длиннопериодные (Т-несколь-ко лет) волны с полупериодами разупрочнения и сжатия.регулярно перестраивая области с повышенной трещиноватостью (скрытой или явной) пород в земной коре. Как мы полагаем, именно в таких областях и возникают обменные волны (волны сдвига) при прохождении через них сейсмической радиации от далеких землетрясений.Для проверки обнаруженного явления мы провели специальные исследования при которых в качестве источника сейсмической радиации были отобраны землетрясения из одного региона (Курило-Камчатского) с примерно одинаковыми зпицент-ральными расстояниями и азимутальными углами прихода сейсмической радиации. Статистическая обеспеченность данными была при этом, конечно, хуже. Однако, и при такой Еыборке данных картина изменения положения обменонасыщенных областей е земной коре со временем оказалась такой же, как описано выше. Первоначально, мы предположили, что перестройки обменных границ связаны с усилением сейсмической актив-

ности в регионе.Однако впоследствие оказалось, что обнаруженное явление шире и процесс перестроек обменонасыщенных областей происходит непрерывно.

В четвертой главе рассматривается состояние глубинных разрезов МОВЗ в областях подготовки двух землетрясений с магнитудами М=4.5 и М=6,5. Было изучено состояние поля обменных волн в различные периоды: в спокойный год, в период подготовки ощутимого землетрясения , а также ео время повышенной сейсмической активности этого региона (серии землетрясений, в том числе ощутимых) и после него. Отмечено, что накануне ощутимого землетрясения под станциями вблизи очага происходит перестройка сейсмических обменных границ по глубине.

По данным других авторов (Т.Я.Беленович.Н.Х.Багмановой) в результате изучения механизмов очагов местных и близких землетрясений на территории Киргизского Тянь-Шаня, обнаружено, что перед сильным землетрясением происходит переориентация осей сжимающего напряжения. Отмечается также, что после сильного землетрясения должно полностью измениться напряженное состояние в зоне, близкой к гипоцентру.При изучении механизмов очагов землетрясений Тянь-Шаня ими было обнаружено, что с течением Бремени отдельные фрагменты зон сжатия и растяжения изменяются, т.е. слои,как и другие неоднородности литосферы нестабильны. Замечено, что в одном и том же вертикальном срезе земной коры Тянь-Шаня знак одновременно происходящих деформаций неоднократно с течением времени менялся (Т.Я.Беленович).

По нашим данным обнаружено, что накануне ощутимого землетрясения, каким было Ташпашатское (24.02.39 г., М=4,5) некоторые из обменных границ оказались несколько "смещены" относительно их положения в спокойный год. Перед землетрясением и в период сейсмической активизации ( серии ощутимых толчкое ) отмечено появление новых сейсмических границ и локальных обменонасыщенных областей на глубинах, где их в спокойный период не было. Под станцией, ближайшей к эпицентру (ст.АЛР - на расстоянии 20 км), за несколько месяцев перед землетрясением была отмечена обменонасьпценная область,локализованная на глуби;" 1? км. После землетрясения такая область регистрировалась уже на глубине около 14 км, а на прежнем месте исчезла.Глубины очагов двух событий из серии Ташпашатских землетрясений Ш=4,5 и М=4,0), произошедших в феврале-марте 1989 г., определенные по другим данным, были оценены в этих же предела:''., а именно, 13 гад и 17 км. Перестройки обменных границ заметнее всего проявились на глубинах.

соизмеримых с положением гипоцентров и под станциями, которые ближе других находились к эпицентральной зоне. Однако, они происходили и на уровне переходного слоя между корой и верхней мантией (46-54 км).Под станциями вблизи очага землетрясения, накануне событий отмечена граница, появившаяся на 3-4 км ниже обычного уровня границы Мо-хоровичича. Во время серии землетрясений, в том числе ощутимых, отмечен "возврат" сейсмической границы на прежний уровень и, одновременно, возникновение интенсивной " границы-спутника" Мохо на 4 км выше.

При сравнении глубинного разреза МОВЗ за 1978 г., который по сейсмической активности в данном районе был сравним с 19S9 г.,оказалось, что количества и положение сейсмических границ в эти годы под данной станцией было почти одинаковое и что оно отличается от спокойного сейсмического 1984 года.

Результаты этих исследований позволили автору дополнить и уточнить обнаруженные ранее особенности строения границы Мохоровнчича (по данным МОВЗ) в районах с разной сейсмической активностью.Ранее отмечалось, что в местах произошедших в прошлом катастрофических землетрясений ( с магнитудой М>7,0) граница М имеет ту особенность, что не прослеживается как обменообразующая на обычном уровне, имея отметки Еыше и ниже него. В областях с высокой сейсмической активностью, с частыми землетрясениями средней силы ( М=3,5-4,0), зона образует обменонасыщенкый слой, в котором граница Мохо сопровождается так называемыми "спутниками" на 1,5-4,0 км выше или ниже нее. После накопления дополнительных данных выяснилось,что характер проявления этой обменной границы ( а, фактически, переходного слоя от коры к верхней мантии мощностью около 8 км) изменяется со временем и "строение" этой границы связано с характером сейсмичности в дачном месте и в дачное время.

При сравнении глубинных разрезов МОВЗ до и после землетрясения оказалось,что в смещении обменонасыщенных областей по глубине нет однозначной тенденции (одновременного их заглубления или подъема) на всех глубинах.Обнаружено послойное чередования смещения вверх и вниз обменообразующих областей в земной коре по вертикали ( Рис.1).

Следует отметить, -что на возможность изменения сейсмических разрезов перед землетрясением было впервые указано Ю.К.Щукиным.

На основании вышеизложенного автором сделано следующее объяснение физической природы сейсмических "обменных границ" и причинах их

I Ю

\

; го\

I

. го-

40

50

60

7о-

И, км

ЭРС

л_

БЛГ -А_

АЛР _А_

ЮРв А .

•О

•о

•о

во во

во »

•о

•о

?

№

е ;

*>

5»

I

5'

Ъ\ • *

•о

«о '

I

•о

во во

• ♦

ч

•о

•о

т

тэ

«о

\1 О» г

Рис.1. Положение обменонасьпденных областей в земной коре под сейсмическими станциями,находившимися вблизи Ташпашатского землетрясения (£'4.02.89 г.,М=4,5): 1-накануне землетрясения (Х-ХП, 1988 г.), 2-во время серии землетрясений (11 -111,1839 г.).Размер кружков пропорционален числу возникших на данной глубине обменных волн. Стрелками показано направление смещения областей по глубине. Сейсмостанции: ЭРС-Зркинсай, ВЛГ-Белогорка,АЛР-Ала- Арча, ЮРВ-Юрьевка.

изменения во времени. Среда, находящаяся в напряженном состоянии ( и поле напряжений в ней имеет сложную, изменчивую структуру), претерпевая воздействие проходящих сейсмических волн продольного типа, отзывается на проходящую сейсмическую радиацию в своих- отдельных, "подготовленных" для этого областях, генерированием поперечных (сдвиговых) волн. Продольная толчковая волна служит, таким образом, спусковым крючком для участков среды, находящихся в данный момент б условиях, готовых к разрядке с помощью периодического возмущения определенного частотного состава. Проходящие волны,таким образом, частично перестраивают поле напряжений в среде. Вклад в его перестройку могут вносить также тектонические и геохимические процессы, сильные землетрясения.

Перестройки обменных границ в земной коре - процесс непрерывный, меняется только скорость этого процесса, которая связана, вероятно, с усилением или ослаблением сейсмической активности в данном регионе. Причинно-следственная связь между ними взаимообратимая. Изменение границ является следствием изменения напряженного состояния среды, что, в свою очередь, отражается на сейсмичности региона.

о

■ь

о

Расчеты глубин расположения обменных границ проЕсдились на основе постоянных скоростных разрезов. Скорость прохождения волн ь среде должна изменяться со временем. Однако.возникшая на глубине локальная низкоскоростная неоднородность обязательно должка компенсироваться в Еыше- или нижележащих слоях повышением скорости прохождения волн ( также локальным). Поэтому, даже изменяющиеся со временем скоростные неоднородности в глубина:-;, а такие, несомненно , существуют, не еносят большого изменения в суммарный осредненный скоростной разрез, который применяется при расчетах глубин границ обмена. Вариации скоростного разреза обнаружены (А.В.Николаев,А.Н.Антоненко и др.), б частности, периодические вариации, но они малы для того, чтобы вызывать такие изменения глубин, какие обнаружены нами. Это не может быть причиной наблюдаемых перестроек границ по глубина),Если все же допустить, что причиной изменения границ со временем является изменяющийся скоростной разрез, то в этом случае все границы должны были бы сместиться в одном направлении ( вверх или вниз) на определенную глубину. Как показано Еыше, смещение "плошддок" происходит послойно - вверх и вниз . Механизм перестроек границ яено более сложен, чем простое "смещение" по глубине.То же относится и к вариациям коэффициента К = 7р/¥£.. "Смещение" площадок на разрезе достигает 1,5-3 гаи, а иногда до 4 та, что превышает погрешность измерений, обусловленную временными вариациями осредненного скоростного разреза. Невозможно объяснить изменением скоростного разреза появление или исчезновение обменонасьяценных областей. Объяснение этого разным спектральным составом сейсмической радиации и углами подхода сейсмических лучей к границам обмена было бы возможно при небольшом зкспе-риментачьном материале. Однако, глубинные разрезы были получены при одинаковых и хорошо статистически обеспеченных исходных данных.

Для более полного изучения перестроек обменных границ перед сильным землетрясением автором была изучена зона, окружающая очаговую область сильного ( М=6,5) Вайсоорунского землетрясения (12.11.90 г.). Рассматривалось изменение в течение нескольких месяцев положения обменных площадок гтнд пятью сейсмически:-.:,; станциями, находиваг«!;-ся вблизи очага землетрясения ( на расстоянии 20 - 50 км). Перед землетрясением на глубинных разрезах замечено следующее (Рис.2). Обменные площадки смешаются по глубине с послойным чередованием вверх и вниз .В колебаниях некоторых из них отмечена синхронность (на рисунке соединены точками),такие площадки ябляются кровлями или подош-

j 1990т ст. AHB СГ.КНГ 1930г. ет 1990 КЛХ Г.

vui ix-x XIJ xii VI IX-X XI t XII та k-x xl' и

I „ - - _ = ■-■•

. 10 — i = — — = r: _ —

?п __ |„

33 40- f}=*Wi ii 1 III 1 iii 1 iii 1 iiiiii III 1 II f nil, 1 lll( 1nil]1II = = nun jiii in 1 III 11 j I llll

| 50 - - - =

60 - - - _ _ - -

70 — — _ = -

80" - - -

Н«| H H

Рис.2. Положение обменных площадок б разные месяцы (римские цифвы) накануне Байсоорунского землетрясения (12.11.90 г.,М=6,5) под тремя сейсмостанциями (АНВ-Ананьево,КНГ-Кунгей,КДЖ-Кад-жисай), находившимися вблизи эпицентра, вами обменонасыщенных слоев. Мошрость таких слоев составляет от 22 до 35 км, в среднем же - около 30 км. Периоды колебаний - около 3-4 месяцев.

Второй закономерностью является иерархичность "пульсирующих" обменонасыщенных областей. Перестраиваются по указанному механизму не только обменные площадки (показано вертикальными стрелками), но и обменные слои, состоящие из этих площадок, расширяясь или сужаясь со временем. Иерархичность, или "вложенность", таким образом, проявляется не только в строении земных недр, как предполагалось некоторыми исследователями (М.А.Садовским, В.В.Богацким) но и во временных перестройках поля обменных волн.Обменонасыщенность среды отражает, по нашему мнению, состояние разупрочненности, трещиноватости пород, скрытой или явной, о возможности существования которой писал В.К.Николаевски;; .

Обнаружить какое-либо характерное строение обменных границ, однозначно указывающее на возможность предсказания катастрофического землетрясения "в данном месте и в данное время" пока не удалось, что подтвердило представление о сложности и непредсказуемости процессов, протекающих в реальной среде, а также индивидуальности "сценариев"

развития каждого сейсмического события. Отмечено лишь некоторое сходство глубинных разрезоЕ МОВЗ накануне землетрясений или б спокойные периоды для каждой конкретной станции, причем , для каждой точки наблюдения эта картина индивидуальна.

Обменонасыщенные области,локализованные под станцией в узком слое глубин (1 км) названы "площадками" обмена.Колебания этих площадок не имеют корреляции по латерали и часто под соседними станциями происходят в противофазе, что приводит к разрушению в пространстве прежде существовавшей на данной глубине четкой и протяженной обменной границы. Она появляется на другой глубине,и сейсмический разрез видоизменяется.

Перед Вайсоорунским землетрясением замечено исчезновение обме-нонасыщенной области за 2 месяца до события на глубине, соответствующей гипоцентру землетрясения под станцией вблизи эпицентра.

Мы предполагаем, что землетрясения являются "побочным" результатом перестройки и самоорганизации среды, и происходят в наиболее слабых, уязвимых, подготовленных для этого областях земной коры.

Для объяснения колебаний обменных площадок по глубине нами была привлечена гипотеза о существовании в земной коре деформационных волн, перестраивающих поле напряжений . В их спектре присутствуют периоды от несколько месяцев до нескольких лет( а, возможно, и шире) . Обменные площадки колеблются со временем с периодом е несколько лет (около 12-ти) и амплитудой колебания до 3 км, а накануне сильных землетрясений были отмечены колебания с периодами 3-4 месяца. Более кратковременных пульсаций данный метод заметить не может, т.к. он связан с количеством ощутимых землетрясений, происходящем на земном шаре. Именно сейсмическая радиация от них пронизывает земную кору под станцией и делает видимой картину глубинного строения под ней.

Наблюдается не только синхронность в перестройках некоторых площадок обмена, но и попарная конформность залегания обменных границ в пространстве в данный период времени.

Колебания обменных площадок по глубине превышают интервал ошибок вычислений на 30%. Изменение же на разрезе положения обм-"»;ьо4 границы в результате этого значительно превышает указанный интервал (до 50-7*0%). Изменяющаяся со временем структура в земной коре, отраженная в поле обменных волн, связана с полем напряжений ( и, как следствие, разупрочнений ) в земной коре. Колебательный характер перестроек обменных "границ" может указывать на существование в земной

ксре деформационных волн разрежения'и сжатия, которые являются, по нашему мнению, автоволнамп.

В пятой главе описаны временные изменения обменообразуюших областей в земной коре и верхней мантии Киргизского Тянь-Шаня, обнаруженные на основании изучения многолетних данных(1965-1990 гг.).

Изменение обменообразующих областей в верхней части литосферы со временем подтверждается на глубинных разрезах MOES под всеми сейсмическими станциями Киргизстана, данные которых анализировались. Автором лично были построены разрезы МОВЗ за разные годы в период 1973-1990 гг. и привлечены дачные по результатам работ экспедиции ВСЕГЕИ на территории Киргизии в 60-х и 70-х годах ,любезно предоставленные Н.К.Булиным. На Рис.3 показано, для примера, многолетние изменения со временем в положени обменных площадок в земной коре под двумя сейсмическими станциями.В перестройке поля обменных волн в течение нескольких лет можно выделить следующие моменты.

Обменные площадки под сейсмическими станциями совершают с течением времени колебательные движения по глубине с амплитудой до 2-4 юл с периодами в несколько лет.Удаюсь заметить колебания с двенадцатилетним периодом.Возможно.некоторые обменные площадки совершают синхронные колебания по глубине больших периодов т.к. кроме колебаний отмечено медленное смещение некоторых обменных площадок вверх или ениз до 3-4 км по глубине. Отмечено также исчезновение обменона-сыщенных областей на некоторых глубинах в определенные годы или появление ноеых там, где их не было.

Рее описанные выше перестройки происходят и на глубинах, соответствующих зоне перехода от коры к верхней мантии - границе Мохоровнчича, т.е. положение этой границы по сейсмологическим данным может быть различным в разные годы. Этим,вероятно, модно объяснить несоответствие данных о глубине границы М, представляемых разными исследователями по одному региону, в том случае, если их работы проводились в этом регионе в разные периоды времени.

Третья характерная черта рассматриваемых временных глубинных разрезов Î..Û3-3 состоит в перераспределении интенсивности проявления соседних по глубине обменных площадок.Обменонаекщенность какой-либо из площадок (количество возникающих на данной глубине обменных волн) может уменьшиться, иногда до полного ее исчезновения в какой-то период времени, и одновременно может усилиться обменонасыщенность соседней плоащдки.Частным случаем этого факта является появление "гра-

л о - 1о -

ст. АНВ

от. КДЖ

Н

20 304050607080-Н,кмГ

-19Л -1978 -1984 «90г.

1111

Н,км

Ш ШШШ 4990г.

_1_1_I_I-1—

__ а

2 -

Рис.3.Положение обменных площадок под стадиями АНВ-Ананьево и КДЖ-Каджисай в разные годы;1-обменообразующие площадки, на которых возникло а)-более 25 обменных волн,б)-более 15 шт.; в)-около 5 шт. 2-синхронное колебание площадок, нид-спутников" на несколько километров (до трех) Еыше или ниже основной границы, или, наоборот, исчезновение их в разные периоды Бремени. Отметим, что, как правило, "границы-спутники" бьтают у основных обменных, так называемых, опорных границ, которыми являются граница А (13-15 км и до 17 км), граница К1 ( 20-22 км), граница Кг, обычно залегающая на глубинах 25-27 км и граница М (45-50 км).

В земной коре существуют обменонасыщеньые слои, мощность которых со временем может изменяться - от 3 км до 8 км. Слои представляют собой, по нашему мнению, ослабленные, разупрочненные зоны. Они включают в себя несколько границ обмена. С течением времени происходит перераспределение их обменонасыщенности . Одни обменные площадки "исчезают" в поле обменных волн, другие проявляются четче. Процесс

"смещения"обменных площадок по глубине носит колебательный характер. В этом состоит явление перестройки обменных границ.

Для описания этих процессов необходимо рассматривать геофизическую среду земной коры, как указывал А.В.Николаев, как среду активную, а не пассивную, нелинейную, сейсмически "мутную", неоднородную и изменяющуюся во времени. Один из основных выводов, полученный наш в результате работ МОВЗ, состоит в том, что поле обменных волн под станцией отражает современное состояние земной коры, физические параметры среды в земных глубинах в данный момент.

На фоне общих тенденций границ к перестройкам отмечен факт неизменности некоторых из них во времени. Их немного - обычно 2-3 из 12 в земной коре и верхней мантии. Они разделяют группы перестраивающихся обменных границ и, как правило, находятся под соседними станциями на одинаковых глубинах. Эти границы существуют под станциями все время ( по крайней мере, весь рассматриваемый период с 1065 г. до 1990 г.), но из всех границ, выделяемых в коре и верхней мантии , они являются самыми слабо выраженными в обменных волнах. Обменных волн на них возникает в 5 раз меньше, чем на опорных сейсмических границах. Именно обменонасыщенные опорные границы претерпевают заметные перестройки по глубинам. Они могут сопровождаться выше- и нижележащими границами-"спутниками", составляя вместе с ними обменонасыщенные слои. Перераспределение обменонасыщенности в группах этих границ происходит в пределах этих слоев. В какие-то периоды на разрезах проявляются одни границы и не выявляются в обменных волнах другие. Перемещения границы по глубине не происходит, как нет и переноса вещества земной коры. Происходит перераспределение упругой потенциальной энергии, которая связана с полем напряжений. В перестройке его , по нашему предположению, принимают участие деформационные ( структурные ) волны. Именно они разупрочняют одни области и упрочняют другие, выявляя те или иные "границы обмена" в слоях с пониженной прочностью. Из-за этого на глубинных разрезах МОВЗ одного и того же района в разные периоды проявляются разные границы обмена в ослаблениях слоях, и создается впечатление видимого "смещения" граница по глубине. На самсм деле, в данный период Бремени в процессе обменообразования участвуют те или иные объемы среды. Положение об-менонасыщенных слоев в земных глубинах имеет отношение к геологическим структурным особенностям исследуемого района, чего нельзя однозначно утверждать о сейсмических граница-:, которые перестраиваются в

соответствии с меняющимся полем напряжений в пределах этих слоев (поскольку они эти слои п составляют).

Исходя ив вышеизложенного можно сделать скептический вывод о тем, что глубинным разреза},«, полученным сейсмическими методами доверять нельзя. Это не совсем так. Вопрос состоит в том, какие неоднородности в земной коре высвечивает тот или иной метод. Безусловную ценность и реальность при исследованиях МОВЗ имеет положение обмено-насыщенных областей под каждой конкретной точкой наблюдения в период времени, когда проводились исследования ( это необходимо указывать ) к статистика обменонасыщенкостн каждой из этих областей.

В публикациях Э.В.Исаниной приводится такал характеристика среды, как обменоспособность. На разрезах МОВЗ видно, что поле обменных болн имеет более сложную структуру, чем границу раздела слоев е коре.

Об изменчивости временных разрезов МОВЗ на Ашхабадском полигене было впервые опубликовано В.А.Еезгодковьш и Р.Е.Чавушян в 1983 г.

В конце пятой главы приведены глубинные сейсмологические разрезы МОВЗ вдоль трех профилей за разные годы (от 1965 г.до 1990 г.). Бесспорным на них является положение обменообразующих площадок под станциями в каждый из периодов. На разрезах при всей их схожести для каждого профиля можно констатировать неодинаковое количество хорошо коррелируемых обменных границ в разные годы,изменяющуюся их конфигурацию. Все это является следствием перестройки со временем обменных площадок: их смещения по глубине вверх или вниз, исчезновения или появления их на каких-то глубинах.Это несколько видоизменяет глубинный -разрез в целом. Подчеркнем еще раз, что наиболее значительно Глубинный разрез МОВЗ изменяется перед сильными землетрясениями.

В работе приведены также глубинные разрезы МОВЗ вдоль трех профилей, на которые вынесен весь экспериментальный материал,собранный за многолетний период по каждой из сейсмостанций. Обменонасыщенные области по глубине не предстают в виде "белого шума", даче при условии вынесения на разрез огромного количества экспериментального материала. Есть интервал.-: глубин, ь которых семенные волны никого ..с возникают. Это могут сыть упрочненные или подплавленные области. По данным Т.К.Злобина в лавовых очагах под вулканическими кратерами обменные волны не возникают.Слои, в которых возникало наибольшее количество обменных волн, наоборот, можно рассматривать как разупрочнен-ные, в которых может быть,в частности, нежесткии контакт между со-

10 -20 -зо

40 -506070 -80 Н,км

ЭРС БЛГ AAP ЮРВ -Л_▲_А А

ТРС АРК АРС АРЛ —А-А_А_

НкмТ

20 0 20 40 60КМ

ВТК ЧАУ Olli cvtp

5 Нкм

В2 нз

Рис.4.Положение сейсмологических обменных границ б земной коре и Еерхней мантии Тянь-Шаня под сейсмостанциями вдоль трех профилей широтного направления по многолетним данным (за 1965-1S90 гг.);I-сейсмические станции; 2-обменные границы;3-обменные площадки (толщина линий пропорциональна количеству возникших на этой глубине обменных волн). Точками показаны конформно залегающие элементы разреза.

седними слоями и "проскальзывание" выше- и нижерасположенных блоков земной коры относительно друг друга при наличии силы тектонического происхождения, имеющей значимую горизонтальную составляющую.Среди обменных границ, прослеживаемых в этих слоях выделяются попарно ( и более ) конформно залегающие, что является особенностью сейсмологических разрезов МОВЗ. Если есть в земной коре реальные физические границы пониженной прочности материала среды ( горных пород), то они проходят именно в этих зонах в данном регионе и могут являться исходным материалом для стратиграфической приуроченности сейсмологического разреза к структурам земной коры при условии комплексного исследования этого региона другими геофизическими методами.На Рис.4

показаны сейсмологические разрезы МОВЗ вдоль трех профилей широтного направления, проходящих ь северной(а), средней(б) и южной(в) части Киргизского Тянь-Шаня. При их составлении нами были использованы все имеющиеся данные, полученные методом обменных еолн. На разрезы вынесены только те обменные площадки, на которых в течение многолетнего периода возникло наибольшее количество обменных волн. Эти обменооб-разующие неоднородности отражают реальные структурные особенности в исследуемом регионе и могут соотноситься с "ослабленными", или ра-зупрочненными зонами в земной коре.

Сопоставление результатов настоящей работы с исследованиями особенностей геомагнитного к гравитационного полей в данном регионе не входило в нашу задачу. Было бы интересно сопоставить вариации разных геофизических полей в исследуемом регионе, если бы имелись данные о повторных их наблюдениях через несколько лет.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Основные еыводы работы состоят в следующем.

В земной коре и Еерхней мантии существуют обменонасыщенные слои, положение которых на глубине и мощность являются характерной особенностью для каждой точки зондирования - под каждой сейсмостан-цией в данный период Бремени . Эти слои состоят из нескольких (2-4) обменных границ.

С течением времени происходят изменения обменных границ. Это проявляется е исчезновении одних обменонасыщенных областей , появлении новых и в перераспределении обменонасыщенности ( интенсивности проявления) обменных границ. В течение рассмотренного периода (1365-1990 гг.) замечены многолетние колебания обменообразующих площадок по глубине до 2-4 км с послойным чередованием смещения вверх и вниз по глубине. Все это изменяет сейсмические разрезы МОВЗ бо времени. Величина таких "смещений" выходит за пределы ошибок измерений.

Отмечено значительное изменение глубинного сейсмологического разреза МОВЗ земной коры в период подготовки сильного землетрясения. Перестройки обменных т-аниц наблюдаются к: всех глубинах. Гра." •:.._» Мохоровичича в сейсмоактивных зонах сопровождается одной или двумя границами-"спутниками", проявляющимися на 3-4 юл выше или ниже нее. Накануне катастрофического землетрясения Еблизи очага на обычной глубине она не прослеживается,но отмечается выше или ниже - на уровне- "спутников".

В колебаниях по глубине некоторых обменных площадок, являющихся кровлями или подошвами обменонасыщенных слоев отмечена синхронность. Периоды --этих колебаний составляют несколько лет, а перед сильным землетрясением отмечены колебания в несколько месяцев.

Наиболее заметные перестройки границ происходят на глубинах, соответствующих гипоцентрам очагов будущих землетрясений. В одном из рассмотренных случаев накануне события на глубине очага наблюдалось появление локализованной обменонасыщенной области ( магнитуда землетрясения М=4,5), в другом случае, наоборот исчезновение обменных площадок С магнитуда землетрясения М=6,5). По нашему мнению, в рассмотренных землетрясениях не только сила, но и механизмы землетрясении были различны.В первом случае землетрясение явилось следствием общего относительного разупрочнения большого объема земной коры (вследствие пришедшей фазы разрежения сверхдлиннопериоднои деформационной волны), во втором случае - результатом относительного упрочнения или частичного подплавления вещества в земных глубинах, вероятно, имевшего первопричину в верхней мантии, что согласуется и со значительно большей энергией второго землетрясения.

Обменонасыщенные области связаны с относительно разупрочненными областями в земной коре, т.е. с объемами с повышенной "трещиноватое тьга" среды, скрытой или явной. Поле таких неоднородностей в земной коре, проявляющееся в поле обменных волн, имеет относительную неустойчивость во времени, что косвенно отражает перестройку поля напряжений, имеющего сложную структуру. Это поле связано с существующими в земной коре деформационными Еолнами' широкого спектра периодов - от нескольких месяцев до нескольких лет. Деформационные волны привлекались в настоящей работе только в качестве гипотезы для объяснения обнаруженного явления, которая не входит в число защищаемых тезисов.

В работе отстаивается обнаруженный факт перестроек ооменообра-зующих областей в земной коре со Бременем в пределах обменонасыщен-ных слоев и отмечается, что процесс перестроек усиливается накануне сильных з-.члетрясений в исследуемом регионе.

Отмечается также что метод обменных волн вполне применим в качестве геофизического метода, изучающего структуру земной коры. Необходимо в будущем уточнить с помощью других геофизических методов, какие неоднородности высвечивает он в земных глубинах. Показано, что сейсмологические разрезы МОВЗ с учетом многолетних данных вполне од-

нозначно дают положение "ослабленных" зон в земной коре б исследуемом регионе. В пределах Киргизского Тянь-Шаня они находятся на глубинах 5-7 км, 13-17 км, 20-26 км, а также, менее обменонасыщенные на глубинах 35-37 км и 46-51 км. Сейсмологические обменные "границы" относятся к кровлям и подошвам зтпх слоев, иногда выделяются в середине слоя. С течением времени происходит перераспределение обмено-насыщенности обменных площадок, составляющих эти границы, что приводит к перестройкам "границ" в пределах этих слоев.

По теме диссертации опубликованы следующие работы:

1. Базавлук Т.А. Изучение глубинного строения Киргизского Тянь-Шаня методом обменных еолн землетрясений на основе данным сети сейсмических станций Киргизии// Строение литосферы Тянь-Шаня.-Бишкек: Илим, 1991.-С.30-35.

2. Базавлук Т.Д., Юдахин Ф.Н. Результаты изучения строения сейсмоопзсных зон Тянь-Шаня методом обменных волн землетрясений// Изб. АН Кирг.ССР.-1988.-№1.-0.89-96.

3. Базавлук Т.А. К вопросу о физической природе сейсмических обменных границ// Материалы XI Уральск, конф. мол. геол. и геофиз. 'Теология и полезные ископаемые Урала"-СвердлоБСК, 1991.-С.80-81.

4. Базавлук Т.Д. 0 структуре поля неоднороднос.тей в земной коре и возможной природе сейсмических обменных границ.-'/ Изв. АН Респ. Кыргызстан. Физ.-тех. и матем. науки -Бишкек, 1991.-12 С. -Деп в ВИНИТИ 06. 05.91, -№ 1822-В91.

5. Базавлук Т.А. Об изменениях сейсмических обменных границ ео времени// Изв. АН Кирг. ССР. Физ.-тех. и матем. науки,- Фрунзе.-1990. -9 С.-Деп. Е ВИНИТИ 24.12.90 г. ,№бЗЭЗ-ВЭ0.

6. Базавлук Т.Д. ' Перестройки обменных границ в земной коре и сейсмическая активность// Современная геодинамика литосферы Тянь-Ша-ня.-М.: Наука, 1991.-С.126-130.

7. Базавлук Т.А., Юдахин Ф.Н. Деформационные ьолны в земной коре Тянь-Иавя по сейсмологическим дачным// Д^ч.РАН, 1993, т. 329.-¡v' 5. -С. 565-570.

8. Bazavluk T.,Yudakhin F. Superlongperiod structure vawes in the Earth crust//Abstracts of the 29th International Geological Congress, Kyoto, Japan, 24 Aug.-3 Sept. 1992, p.662.

9. Юдахин Ф.Н., Тарасенко КЗ.И. .Еагавлук Т.А. и др. Геофизичес-

im критерии сейсмичности Тянь-Шаня// Тезисы раб. Совещания по подготовке III тома монографии "Современная геодинамика литосферы контп-1ентов и подвижных поясов".-М:Наука, 1988.-С.55-56.

10. Юдахин Ф.Н..Шварцман Ю.Г..Базавлук Т.А. и др. Результаты комплексных геофизических исследований глубинного строения земной горы и верхней мантии сейсмогенных зон Тянь-Шаня// Тезисы докл. на Зсесоюз. школе-сем."Геолого-геофизические исследования в сейсмоопас-шх зонах СССР".-М.: Наука, 1989.-С.33-34.

11. Базавлук Т.Д. Перестройки обменных границ в земной коре и сейсмическая активность//Матер. XIV конф.мол.ученых по геол. и гео-)из.Вост.Сибири.-Иркутск, 1990. - С.54-65.

12. Базавлук Т. А. Изучение состояния среды земной коры во време-ш с помощью МОВЗ в связи с сильным землетрясением// Актуальные воп-гасы геологии, геофизики и сейсмологии.- Бишкек:Илим, 1993.-С.38-52.

13. Юдахин Ф.Н., Ееленович Т.Я..Базавлук Т.А. и др. Глубинное :троение, современная геодинамика литосферы Тянь-Шаня и закономер-гости размещения очагов сильных землетрясений//Проблемы прогноза >емлетрясений на территории Тянь-Шаня.Тезисы докл. I Казах.-Китайс-:ого симп.-Алма-Ата, 199".-С.45-47.

14. Bazavluk Т.A, Yudakhin F.N. Oscillatory processes in the :arth's lithosphère//Annales Geophysicae of European Geophysical So-

ч

:iety.Part I, Society Symposia,Sol id Earth Geophysics & Natural Ha-:ards, Supplement. I to Volume 15, p.66.

Отпечатано в РПО "Литера" при Поморском государственном университете им. М.В. Ломоносова. Объем 1 п.л., тир.110, зак. N° 1025. Подписано в печать 16.10.97 г.