Исследование тектонических напряжений и глубинной сейсмотектоники Южной и Центральной части Курило-Охотского региона

Полец, Анастасия Юрьевна

Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Исследование тектонических напряжений и глубинной сейсмотектоники Южной и Центральной части Курило-Охотского региона
ВАК РФ 25.00.10, Геофизика, геофизические методы поисков полезных ископаемых

Автореферат диссертации по теме "Исследование тектонических напряжений и глубинной сейсмотектоники Южной и Центральной части Курило-Охотского региона"

ПОЛЕЦ Анастасия Юрьевк

ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕКТОНИЧЕСКИХ НАПРЯЖЕНИИ И ГЛУБИННОЙ СЕЙСМОТЕКТОНИКИ ЮЖНОЙ И ЦЕНТРАЛЬНОЙ ЧАСТИ КУРИЛО-ОХОТСКОГО РЕГИОНА')^ -

Специальность 25.00.10 - геофизика, геофизические методы поисков полезных ископаемых

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

Москва-2011

2 ИЮН 2011

4849196

Факс: (499)7662654 e-mail: pilipenko@ifz.ru polec84@mail.ru

На правах рукописи

ПОЛЕЦ Анастасия Юрьевна

ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕКТОНИЧЕСКИХ НАПРЯЖЕНИЙ И ГЛУБИННОЙ СЕЙСМОТЕКТОНИКИ ЮЖНОЙ И ЦЕНТРАЛЬНОЙ ЧАСТИ КУРИЛ О-ОХОТСКОГО РЕГИОНА

Специальность 25.00.10 - геофизика, геофизические методы поисков полезных ископаемых

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

Москва-2011

Работа выполнена в Учреждении Российской Академии Наук Институт морской геологии и геофизики ДВО РАН (ИМГиГ ДВО РАН) и ГОУ ВПО «Сахалинский государственный университет» (СахГУ) Научный руководитель: доктор геолого-минералогических наук,

Учреждение Российской Академии Наук Институт морской геологии и геофизики ДВО РАН Злобин Тимофей Константинович

Официальные оппоненты: доктор физико-математических наук,

Учреждение Российской Академии Наук Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН Собисевич Алексей Леонидович

кандидат физико-математических наук, Учреждение Российской Академии Наук Институт нефтяной геологии и геофизики им. А.А.Трофймука СО РАН Кучай Ольга Анатольевна

Ведущая организация:

Учреждение Российской Академии Наук Институт земной коры СО РАН, г. Иркутск

Защита состоится 16 июня 2011 г. в 14 часов на заседании диссертационного совета Д 002.001.01 Учреждения Российской академии наук \Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН (ИФЗ РАН) по адресу: 123^95, г. Москва, ул. Большая Грузинская, д. 10, конференц-зал.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ИФЗ РАН. (Москва, Б. Грузинская, 10)

Автореферат разослан 14 мая 2011 г. .

Ученый секретарь

Диссертационного совета , /

кандидат физико-математических наук ^Ци^Ч" О.В. Пилипенко

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследовании. Диссертационная работа посвящена исследованию тектонического поля напряжений, сейсмотектоники, глубинному строению земной коры и верхней мантии Южных и Средних Курил -самого сейсмоактивного Курило-Охотского региона России.

Большой интерес в Курило-Охотском регионе представляет изучение условий возникновения катастрофических землетрясений для: определения основных закономерностей сейсмического процесса, совершенствования учета региональных особенностей в сейсмическом районировании территории, обоснованного определения зон возможных очагов землетрясений, а также разработки методов прогноза землетрясений в регионе.

В работе представлены результаты исследования глубинного строения земной коры и особенностей катастрофических Симуширских землетрясений 15.11.2006 г. и 13.01.2007 г., а также последующие события (2008 - 2009 гг). Детальное изучение афтершокового процесса, связей локальных особенностей этих землетрясений с блоковым строением очаговых областей на основе глубинных сейсмических разрезов вдоль и вкрест простирания Курильской островной дуги дало возможность глубже изучить особенности развития сейсмического процесса в недрах, расширить представления о закономерности крупномасштабного хрупкого разрушения.

В рамках работы выполнены исследования методом катакластического анализа (МКА) механизмов очагов землетрясений, созданного в лаборатории тектонофизики ИФЗ РАН. Получены данные об особенностях распределения напряжений и структурно-прочностных параметров в областях подготовки катастрофических землетрясений, а также применены современные технические возможности визуализации результатов расчетов с использованием информации международных банков данных, возможностей геоинформационных систем (ГИС). В работе использованы материалы фундаментальных и прикладных исследований Института морской геологии и геофизики ДВО РАН и Института физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН. Все вышесказанное сделало возможным на новом уровне рассмотреть сейсмический процесс в исследуемом регионе.

Цель исследований - изучение особенностей поля тектонических напряжений и глубинного строения земной коры и верхней мантии и сейсмотектоники в районе Южных и Средних Курильских островов.

Основные задачи исследований:

1. Совместно рассмотреть и сопоставить результаты исследований механизмов очагов землетрясений с данными о глубинном строении Южных и Средних Курильских островов н прилегающих акваторий.

2. Выявить особенности поля тектонических напряжений в районе Южных и Средних Курильских островов и прилегающих акваторий.

Исходный материал.

Информационную основу исследований составляли каталоги механизмов очагов землетрясений, представленные на сайтах крупных сейсмологических центров (ЫЕ1С, Нагл-агс1), базы данных о рельефе местности. Использование ГИС и программ к ним, позволяющих с помощью методов пространственной цифровой обработки данных извлекать полезную информацию о сейсмичности и геодинамических процессах в регионе.

Научная новизна работы заключается в следующем:

1. Применены новые подходы, заключающийся в детальном анализе сейсмодислокаций на основе изучения механизмов землетрясений и последовательностей сейсмических событий во времени, а также особенностей глубинного строения.

2. Получены новые данные о динамике сейсмического процесса в Курильской островной системе и сейсмофокальной зоне (СФЗ).

3. Впервые выполнены детальные исследования параметров поля современных напряжений в Курило-Охотском сейсмоактивном регионе с использованием новой методики тектонофизической реконструкции тектонических напряжений (МКА) и учета глубинного строения земной коры и верхней мантии.

4. Получены новые результаты о региональном тектоническом поле напряжений в литосфере Южных и Средних Курил для разных временных и глубинных интервалов: направление проекции на горизонтальную плоскость осей погружения главных напряжений; распределения значений коэффициентов Лоде-Надаи и эффективного всестороннего давления, нормированного на величину сцепления массивов горных пород; осуществлена оценка сцепления массивов горных пород и величин напряжений, выполнено районирование по типу напряженного состояния; построены карты пространственного распределения механизмов очагов землетрясений с выделенными плоскостями разрывов, реализованными при землетрясениях.

5. Исследованы закономерности изменения параметров напряженного состояния до и после сильнейших землетрясений Средних и Южных Курил (1994, 2006,2007 гг.).

Практическая значимость.

Изучение положения во времени структурных границ на сейсмических разрезах, проведение геологической интерпретации слоев земной коры совместно с данными о механизмах очагов землетрясений позволяют судить о характере сейсмотектонических подвижек тектонических блоков. Выполненные оценки величин тектонических напряжений могут являться основой при составлении карт сейсмического районирования активных блоков земной коры, для разработки геотектонических и геомеханических моделей развития сейсмических процессов, более детального изучения и прогнозирования особенностей сейсмичности Курило-Охотского региона во времени и пространстве при оценке сейсмоопасности и выявлении сейсмогенерирующих структур зон возможных землетрясений.

Основные защищаемые положения.

1. Интерпретация сейсмических данных по профилям ГСЗ, КМПВ, MOB для Средних Курил показала, что формирование очагов катастрофических Симуширских землетрясений 15.11.2006 г. (Mw=8.3) и 13.01.2007 г. (Mw=8.1) произошло в высокоскоростных слоях земной коры (V>6.4 км/с) над участками резкой смены градиента границы М.

2. Положение очагов большинства землетрясений вдоль профиля ГСЗ на Южных Курилах и их ориентация контролируется разломами сжатия типа взбросов.

3. Напряженное состояние областей возникновения сильнейших землетрясений Средних Курил 15.11.2006 г. и 13.01.2007 г., изученное по результатам тектонофизического анализа механизмов очагов землетрясений, отвечает режимам горизонтального сжатия и растяжения как на стадии, предшествовавшей им, так и в период афтершоковых последовательностей, что говорит о достаточной стабильности напряженного состояния для обоих землетрясений во времени и связано с особенностью глубинного строения земной коры исследуемого участка СФЗ. Преимущественный тип напряженного состояния этих районов - горизонтальное сжатие, основной вид тензора напряжений - чистый сдвиг.

4. Области подготовки катастрофического Шикотанского 4(5). 10.1994 г. (Mw=8.3) и Симуширского 15.11.2006 г. (Mw=8.3) землетрясений соответствуют среднему для земной коры Курильской дуги уровню эффективного давления - 10-16 МПа (максимальные касательные напряжения 6-10 МПа). В первом случае гипоцентр землетрясения находился вблизи локального минимума (8 МПа), во втором - в районе локального повышения (18 МПа) эффективного давления.

Апробация работы. Отдельные результаты работы докладывались автором на второй (XX); третьей (III); четвертой (IV); пятой (V) Сахалинских молодежных научных школах «Природные катастрофы: изучение, мониторинг, прогноз» (Южно-Сахалинск, 2007 г.; 2008 г.; 2009 г.; 2010 г.); десятых геофизические чтениях им. В.В. Федынского (Москва, 2008 г.); всероссийской конференции «Тектоника и глубинное строение востока Азии: VI Косыгинские чтения» (Хабаровск, 2009 г.); четвертой Международной сейсмологической школе «Современные методы обработки и интерпретации сейсмологических данных» (Иркутск, 2009 г.); всероссийском совещании «Разломообразование и сейсмичность в литосфере: тектонофизические концепции и следствия» (Иркутск, 2009 г.); первой молодежной школе семинаре «Современная тектонофизика. Методы и результаты» (Москва, 2009 г.); научном симпозиуме «Проблемы сейсмичности и современная геодинамика Дальнего Востока и Восточной Сибири» (Хабаровск, 2010 г.) и 8-ой международной конференции «Problems of Geocosmos» (Санкт-Петербург, 2010 г.).

Личный вклад автора.

Диссертантом освоен и адаптирован к местным условиям МКА, разработанный в ИФЗ РАН (автор д.ф.-м.н. Ю.Л. Ребецкий), осуществлен расчет параметров современного поля напряжений Южных и Средних Курил, с построением карт и диаграмм. Выполнены программные скрипты, позволяющие в пакетном режиме проводить подготовку входных данных и определять тип подвижки. Проведена работа по систематизации и анализу исходных данных, построены глубинные разрезы, составлены карты эпицентров.

Публикация результатов. Результаты работы представлены в 13 научных публикациях. Из них 4 - в журналах, входящих в «Перечень ведущих рецензируемых научных журналов и изданий», рекомендуемых ВАК РФ.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, 3 глав и заключения, содержит 123 страницы машинописного текста, 56 рисунков, 3 таблицы, библиографию из 118 наименований.

Благодарности. Автор выражает большую благодарность своему научному руководителю, д.г.-м.н. Т.К. Злобину за полезные советы и поддержку в проведенных исследованиях, особенно признателен зав. лабораторией текто-нофизики ИФЗ РАН, д.ф.-м.н. Ю.Л. Ребецкому за ценные советы, предоставленные материалы и методическую помощь в процессе выполнения работы, а так же всем сотрудникам этой лаборатории за доброжелательное отношение к работе. Автор благодарит за поддержку, ценные замечания и консультации по отдельным вопросам сотрудников ИМГиГ ДВО РАН: зав. лаб. морской 6

геологии, к.ф.-м.н. Л.М. Богомолова, к.ф.-м.н. Л.Н.Поплавскую, зав. лаб. физики землетрясений, к.ф.-м.н. A.B. Коновалова, д.г.-м.н. В.М. Гранннка, д.ф,-м.н. И.Н.Тихонова, к.г.-м.н. B.JI. Ломтева. Также автор признателен сотруднику СФ ГС РАН М.И. Рудик и зав. аспирантурой СахГУ C.B. Леушкановой за поддержку и помощь в технических вопросах.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертации, сформулированы цель и задачи исследования. Кратко изложены структура и содержание работы, дается характеристика научной новизны и практической ценности полученных результатов.

В Главе 1 «Методика проведения исследований» представлены некоторые определения и обозначения, используемые в работе. Приводится изученность вопроса, результаты исследований предшественников, даются общие сведения об источниках напряжений в земной коре и верхней мантии, механизме очагов землетрясений, приведен краткий обзор методов реконструкции тектонических напряжений и сейсмотектонических деформаций, в частности, обоснован выбор использованного в диссертации метода катакла-стического анализа совокупностей механизмов очагов землетрясений. Поскольку в работе представлены глубинные сейсмические разрезы, проходящие через Южные и Среднне Курилы, дается описание сейсмических и сейсмологических методов исследований земной коры и верхней мантии.

В главе 2 «Сейсмотектоника и глубинное строение» рассмотрено географическое положение района исследований и описание его геолого-геоморфологического строения. Она посвящена исследованию катастрофических и сильных Симуширских землетрясений 2006 - 2009 гг., а также реконструкции динамики земной коры на примере Южно-Курильского района.

Уникальные катастрофические землетрясения 15.11.2006 г. и 13.01.2007 г., с моментными магнитудами - Mw=8.3 и Mw=8.1 были отмечены впервые на Средних Курилах за период инструментальных наблюдений. Очаговые зоны этих землетрясений оказались в пределах одного из профилей ГСЗ (II), выполненных ИМГиГ ДВО РАН (рис. 1). Появилась возможность рассмотреть особенности глубинного строения (рельеф, слои и скорости в них) и положения очагов названных землетрясений. При совместном рассмотрении сейсмических разрезов и положения гипоцентров землетрясений в первую очередь учитывалась их связь со структурой земной коры исследуемого района.

Рис. 1. Схема расположения профилей ГСЗ и разломы согласно тектонической схемы Охотоморского региона и эпицентров землетрясений по (Харахшюв, Туезов и др., 1996).

1 - эпицентры землетрясений 15.11.2006, 13.01.2007, 03.03.2008, 15.01.2009 и 07.04.2009 гг.; 2 - мегасдвнги; 3 - региональные разломы. Прямыми линиями показаны профили глубинного сейсмического зондирования (ГСЗ) - ПР1, ПРИ. На врезке - район работ.

Гипоцентр первого землетрясения 15.11.2006 г. расположен выше границы М (подошва земной коры или граница Мохоровичича) в области внешней (западной) стороны СФЗ на ее перегибе под приостровным склоном желоба в резко воздымающемся гранулито-базитовом («базальтовом») слое коры. Над гипоцентром сейсмическими исследованиями установлены коровые разломы, а под ним - резкий подъем границы М к востоку в сторону океана. Гипоцентр второго землетрясения 13.01.2007 г. расположен в средней части земной коры под осью Курильского глубоководного желоба.

При рассмотрении эпицентров афтершоков за 10 суток после главного толчка землетрясений 15.11.2006 г. и 13.01.2007 г. выделяются две полосы концентрации эпицентров шириной от 60 до 120 км, вытянутые параллельно островной дуге и глубоководному желобу, а также третья зона, ортогональная простиранию о. Симушир. Установлено соответствие в целом зон концентрации эпицентров афтершоков катастрофических землетрясений 15.11.2006 г. и 13.01.2007 г. региональным разломам восточнее Средних Курильских островов. По данным сейсмологических центров №1'с и Напуагс! для механизмов главных толчков землетрясений 15.11.2006 г. и 13.01.2007 г. первое явилось пологим надвигом, второе - сбросом. Сам факт возникновения землетрясений с подобными механизмами говорит соответственно об обстановке горизонтального сжатия в первом случае и горизонтального растяжения во втором.

Вскоре после описанных катастрофических событий в районе Средних Курил вновь произошла серия сильных землетрясений: 03.03.2008 г. (М„=6.5), 15.01.2009 г. (М„=7.4) и 07.04.2009 г. (М„=6.9) (рис. 1). 8

Первое из этой серии событие 03.03.2008 г. произошло через год и 4 месяца практически в той же очаговой зоне, что и землетрясение 15.11.2006 г., причем оба они находятся в земной коре в зоне расположения двух параллельных разломов северо-восточного направления. Названные события уместно связывать с зоной этих разломов. Анализ механизма очага показал: тип подвижки - пологий надвиг. Очевидно, что события 03.03.2008 г. и 15.11.2006 г. были следствием одного и того же движения блоков земной коры, начавшегося 15 ноября 2006 года и продолжавшегося, как минимум до 3 марта 2008 года. Гипоцентры сильных землетрясений 13.01.2007 г. и 15.01.2009 г. расположены под осью Курильского желоба. Первое из них произошло на глубине 12 км, второе - 31 км, тип подвижки - взброс, т.е. имела место релаксация напряжений в СФЗ.

Рассмотрение глубинного сейсмического разреза вдоль Средних Курильских островов по профилю I Уруп - Расшуа (рис. 1) показало, что в этом направлении выделяется ряд скоростных блоков. Гипоцентры землетрясений 15.11.2006 г. и 03.03.2008 г. находятся на продолжении зоны разрыва и воздымания границы М на 10 км к северо-востоку под о. Симушир. Резкое изменение глубины ее залегания под центральной и восточной частью о. Симушир, взброс ее на 10 км, возможно, связаны с глубинным разломом, секущим островную дугу и продолжающимся на восток в сторону океана. Видимо с ним, а также с другими тектоническими нарушениями, связаны упомянутые землетрясения, гипоцентры главных толчков которых расположены в этой поперечной зоне разрыва границы М.

Очаг землетрясения 07.04.2009 г. расположен под проливом Буссоль и приурочен к неоднородному блоку II по разрезу вдоль Средних Курил (профиль I) (рис. 1) с резко дифференцированными скоростями и, видимо, плотностями, а также литологией в переходной зоне от коры к мантии (границе М). Южнее о. Симушир под проливом Буссоль и далее в Тихий океан по направлению, ортогональному Курильской дуге, предполагается коро-вый разлом с серией оперяющих нарушений (рис. 1), с одним из которых, видимо, можно связывать землетрясение 07.04.2009 г.

Для детального изучения сейсмотектоники Южных Курил был построен глубинный разрез, рассмотрено положение гипоцентров, особенности напряженного состояния и типы сейсмодислокаций в очагах землетрясений на основе изучения их механизмов. В пределах профиля по сейсмическим данным выделено 17 разломов (рис. 2). Большинство из них соответствуют сейсмогенным зонам в период 1980 - 2007 гг. Проведенные исследования позволили судить о динамике блоков литосферы в Южно - Курильском районе.

Рис. 2. Глубинный разрез земной коры по профилю Южный Сахалин - Южные Курилы по сейсмическим данным, гипоцентры землетрясений и их механизмы (в разрезе). На врезке - положение профиля. 1 - 3 - сейсмические границы, построенные по данным ГСЗ (1), MOB ОГТ (2) и КМПВ (3); 4 - граница М; 5 - сейсмические границы по данным МОВЗ под Курильской островной дугой; 6 - поверхность консолидированной коры; 7, 8 -средние (7) и граничные (8) скорости, км/с; 9 - поворот геотраверза и положение секущих профилей ГСЗ и их номер; 10 - разломы; 11 - плоскости, ориентированные по простиранию нодальных плоскостей (STK), двойные сплошные линии - плоскость NP1, пунктиром - NP2; 12 - механизмы очагов землетрясений в разрезе и их номер. Стрелкой в блоке III показано направление движений. I - V на разрезе - сейсмогенные зоны. Арабские цифры в кружках - номера разломов.

Под Курильскими островами и прилегающими акваториями Охотского моря и Тихого океана в разрезе выделены блоки И - IV. Блок II (330 - 610 км профиля) в основном представлен Курильской котловиной, где за рассмотренный период землетрясений практически не наблюдалось, и его можно считать асейсмичным.

Блок III (610 - 740 км профиля) отвечает антиклинальному поднятию Большой Курильской гряды, пересеченному профилем в районе о. Кунашир. В западной части этого блока расположен глубинный разлом 8, в зоне которого на глубине 15 км находится гипоцентр землетрясения № 16 (тип подвижки поддвиг) (рис. 2). Согласно построенной стереограмме (рис. 3, а), пологая плоскость NP1 имеет падение на запад. Западное крыло поднялось и 10

сдвинулось на юго-восток. Крутая плоскость №2 имеет падение на восток. Вдоль нее восточное крыло опустилось и сдвинулось к югу. Отражение этих движений видно на сейсмическом разрезе (рис. 2), где в области очага землетрясения № 16 граница К^, являющаяся поверхностью нижнего гранулито-базитового слоя коры, смещена по разлому. При этом юго-восточное крыло поднято на 2 км относительно северо-западного. Можно полагать, что при землетрясении нижний слой земной коры западного, большекурильского блока в Южно-Курильском проливе испытал поддвиг под юго-восточный, малокурильский блок.

Р.

Рис. 3. Стереограммы механизмов очагов землетрясений в плане: а - № 16 на рис. 2 (09.11.1988 в 23h30 m, h=15 км MW=S2), сейсмодислокация - подвиг; б - № 22 на рис. 2 (05.10.1994 в 20h37 т, h=8 км Mw= 5.9), сейсмодислокация - сброс; в - № 26 на рис. 2 (02.02.1980 в 17h19m, h=16 км Mw=5.3), сейсмодислокация - пологий надвиг.

На границе блоков III и IV (750ь,и км профиля), отвечающей подножью приокеанского склона островной дуги (Малой Курильской гряды) в области разлома 11, установлено четыре коровых землетрясения (№№ 18, 22, 23, 24) и ряд событий в верхней мантии. Гипоцентр землетрясения (№ 22) расположен под границей гранулито-гнейсового слоя в зоне разлома 11, по которому юго-восточная часть сброшена относительно северо-западной на 2 км и более. Согласно интерпретации механизма в очаге этого землетрясения произошел сброс (рис. 3, б), что полностью соответствует смещению структуры вышележащей границы К, (рис. 2). Такой же вид подвижек имел место и ниже по этому разлому в очаге землетрясения № 23 (рис. 2), на глубине 15 км в нижележащем гранулито-базитовом слое, поверхностью которого является раздел Кг. Восточнее этого гипоцентра на той же глубине через два месяца после предыдущего сброса произошло землетрясение № 24, тип подвижки -взброс (рис. 2). Следовательно, можно говорить, что подвижки по этому разлому во времени носили дифференцированный, сбросо-взбросовый характер.

В результате смещений слой и поверхность К2 вернулись практически в исходное положение.

В следующей сейсмогенной зоне IV расположен разлом 12 (рис. 2), в зоне которого зафиксированы землетрясения №№ 26, 17, 21 и 19. Анализ сейс-модислокаций во времени показал: первым в этой серии было землетрясение № 19 (тип подвижки - взброс), произошедшее в низах коры. Вторым через 8 суток землетрясение № 26, тип подвижки - пологий надвиг (рис. 3, в). Спустя 16 лет в этой зоне опять произошли подвижки типа пологого надвига, реализовавшиеся в результате землетрясения № 17 и последующего за ним через 3 секунды еще более мощного толчка № 21 (М„ - 6.1).

Выводы 2-ой главы:

Гипоцентр 15.11 2006 г. расположен в области внешней стороны СФЗ на ее перегибе под приостровным склоном желоба, тип подвижки в очаге -пологий надвиг. Гипоцентр землетрясения 13.01.2007 г. расположен под осью Курильского желоба, тип подвижки - сброс. Первое событие произошло в условиях горизонтального сжатия, второе - горизонтального растяжения. Установлено соответствие в целом зон концентрации эпицентров афтершоков катастрофических землетрясений 15.11.2006 г. и 13.01.2007 г. региональным разломам восточнее Средних Курил. Катастрофическое событие 15.11.2006 г. и 03.03.2008 г. являются следствия одного и того же движения блоков земной коры (тип подвижки в очаге - пологий надвиг). Гипоцентры этих землетрясений находятся на продолжении зоны разрыва и воздымания границы М на 10 км к северо-востоку под о. Симушир. Такое резкое изменение глубины залегания подошвы земной коры под центральной и восточной частью о. Симушир, возможно, связано с глубинным разломом, секущим островную дугу и продолжающимся на восток. Видимо с ним, а также с другими нарушениями, связаны землетрясения в поперечной зоне разрыва границы М.

Анализ глубинного разреза земной коры через Южные Курилы и механизмов очагов землетрясений показал: гипоцентры землетрясений, приурочены, в основном, к крупным разломам, установленным по сейсмическим данным. Совместные исследования механизмов очагов землетрясений и глубинного сейсмического разреза, позволяют судить о динамике коры и литосферы, т.е. движениях блоков во времени. На Малых Курилах имели место поднятия (взбросы и надвиги). Такие дислокации подтверждают наличие в регионе горизонтального сжатия.

В Главе 3 «Практическое применение метода катакластического анализа совокупностей механизмов очагов землетрясений для расчета параметров поля напряжений в районе Южных и Центральных Курильских островов» приведены результаты оценки напряженного состояния земной коры и верхней мантии методом катакластического анализа совокупностей механизмов очагов землетрясений в районе Южных и Центральных Курильских островов. Шикотанское землетрясение 4 (5) октября 1994 г. и Си-муширские землетрясения 15.11.2006 г. и 13.01.2007 г. дали уникальную возможность изучения поля тектонических напряжений, в частности особенностей распределения напряжений до и после этих катастрофических землетрясений. Реконструкция напряженного состояния выполнялась на основе данных каталога ЫЕ1С тензоров моментов центроидов (англ. аббревиатура — СМТ). По результатам реконструкции построено большое количество карт, диаграмм для разных глубинных интервалов (0 - 30, 30 - 60, 60 - 120 км) и разных временных этапов до Шикотанского землетрясения и постафтершо-ковый период (после 1996 г.), а также до Симуширского землетрясения и в афтершоковый период. Построены проекции на горизонтальную плоскость осей погружения главных напряжений максимального девиаторного сжатия, растяжения и промежуточного главного напряжения, диаграммы распределения числа доменов с различными значениями азимутов и углов погружения для осей алгебраически максимального, алгебраически минимального главных напряжений и промежуточного главного напряжения. Выполнено районирование по типу напряженного состояния, построены схемы распределения значений коэффициентов Лоде-Надаи и относительного (нормированного) эффективного всестороннего давления р 1т{ (р' =р-рл - тектоническое давление минус давления флюида, тг - среднее для масштаба реконструкции напряжений сцепление массивов горных пород).

Характерной особенностью исследуемого региона является ориентация осей главных напряжений: пологое погружение осей максимального девиаторного сжатия под Тихоокеанскую плиту, крутое погружение осей максимального девиаторного растяжения под континентальную и направление осей промежуточного напряжения вдоль простирания основных тектонических структур. Такие направления являются типичной ориентацией главных напряжений в субдукционных областях и указывают на связь поля напряжений в коре и мантии с основными тектоническими структурами.

По данным реконструкции для Средних Курил характерна в целом более устойчивая ориентация трех главных осей, чем для Южных Курил. Так, например, в пределах всех глубинных диапазонов для Средних Курильских островов азимут осей погружения главного сжимающего напряжения ориен-

тирован в пределах 120 - 130°, а азимут осей погружения главного растягивающего напряжения 300 - 310°. Азимуты осей промежуточного главного напряжения проявляются в двух диапазонах. В первом случае максимум в промежутке 30 - 40° как для Южных (глубины 0 - 60 км), так и Средних Курил (0 - 120 км). Во втором диапазоне для района Средних Курильских островов преимущество имеет промежуток 210 - 220°, для Южно-Курильского района четко выраженного максимума не наблюдается.

Достаточно резкая смена простирания осей в районе Южных Курильских островов прослеживается в области сопряжения Японской и Курило-Камчатской СФЗ. На Средних Курилах отмечены два участка с преимущественной иной ориентацией осей на траверзах о. Симушир и о. Шиашкотан. Изменение ориентации осей наблюдается как с глубиной, так и во времени. Менее всего подвержено изменению направление осей максимального девиа-торного сжатия, направления двух других изменяются более существенно. Такое явление, видимо, обусловлено перераспределением напряжений в результате происходящих здесь землетрясений.

С глубиной на Средних и Южных Курилах прослеживается тенденция уменьшения угла погружения наклона осей максимального девиаторного сжатия. Угол наклона промежуточного главного напряжения ориентирован под небольшими углами к горизонту 0 - 5° и 5 - 10°. На глубинах 0 - 30 км перед Шикотанским и Симуширским землетрясениями отмечается изменение азимута и угла наклона осей максимального девиаторного сжатия. Для азимута увеличивается число осей в интервале 130 - 140°, для угла погружения главного сжимающего напряжения наблюдается увеличение числа осей, в интервале 30 - 35°. В афтершоковый период число осей в этих интервалах незначительное.

Типичная для СФЗ ориентация осей главных напряжений свидетельствует об однотипности поля напряжений и наличии преимущественного режима горизонтального сжатия. Для Южных Курил отклонение от этого режима наблюдается в юго-западном сегменте дуги, где появляются обширные области режима горизонтального сдвига. С глубиной увеличивается число локальных участков с преимущественно иным режимом поля напряжений. Наиболее ярко это отражается для глубинного интервала 60- 120 км (рис. 4).

145° 143° 151° 145° 148° 151°

Тип напряженного состояния ШВ гор. растяжение I : Гор. сжатие-сдвиг г . д Гор. сжатие

I I Гор. растяжение-сдвиг Г I Гор. сдвиг ЁШЙ Поддвиг

Рис. 4. Т)ш напряженного состояния исследуемого региона; а - до 1994 г., б - после 1996 г.

В основном изменение характера поля напряжений вблизи о. Хоккайдо в районе сопряжения Японской и Курило-Камчатской СФЗ. Для Средних Курил до Симуширского землетрясения 15.11.2006 г. отклонение от режима горизонтального сжатия по всей глубине проявилось к северу востоку от о. Симушир, на траверзе о. Шиашкотан (рис. 4, а). В афтершоковый период отклонение от режима горизонтального сжатия наблюдается на востоке в районе Курильского желоба (рис. 4, б).

Тип напряженного состояния

■Ш fop. растяжение I I Гор сжатие-сдвиг

I I Гор. растяжение-сдвиг I i Гор. сдвиг

I Гор. сжатие I Поддвиг

Рис. 5. Тип напряженного состояния исследуемого региона: а - до 15.11.2006 г., б - после 13.01.2007 г.

Основной вид тензора напряжений для Южных и Средних Курил чистый сдвиг, значения коэффициента Лоде-Надаи лежат в пределах (- 0.2 < < 0.2). Вблизи о. Хоккайдо наблюдается сочетание чистого сдвига с одноосным сжатием, в районе о-ов Кунашир и Итуруп на разных глубинных интервалах отмечается область с напряженным состоянием, близким к одноосному растяжению.

На всех глубинах отмечается устойчивая упорядоченная ориентация подцвиговых касательных напряжений, действующих на горизонтальных площадках с нормалями к центру Земли в направлении от Тихоокеанской плиты к континентальной. Это подтверждают данные GPS геодезии, согласно которым Курильские острова медленно смещаются к западу со скоростью 10 - 25 мм / год (Стеблов, Василенко и др., 2010). Подобная ориентация под-двиговых касательных напряжений соответствует представлениям о конвективном механизме воздействия мантии на пододвигающуюся Тихоокеанскую плиту. Небольшие отклонения для всех глубин наблюдаются со стороны океанической плиты вдоль Курильского желоба. С увеличением глубины ориентация отдельных осей становиться менее стабильной, при этом интенсивность касательных напряжений на горизонтальных площадках становится меньше. 16

Анализ области подготовки Шикотанского землетрясения 4 (5) октября 1994 г. в интервале глубин 0-30 км, показал, что она достаточно однородна и соответствует среднему уровню напряжений. Очаг землетрясения находится в области наименьших величин относительного эффективного давления (рис. 6).

а б

чг 151"

148° 151

145 148 151

45 148 151

Относительное эффсстиэнос оссстороинесдаопслие I 16-20 ЩЯ 12-15 !. . .. . й-12 1 14-8 I

Рис. 6. Распределение относительного эффективного всестороннего давления р /т^ ; а - до 1994 г., б-после 1996 г.

В области подготовки Симуширского землетрясения 15.11.2006 на всех глубинах восточнее о. Симушир отмечен участок повышенного уровня эффективного всестороннего давления р' 1тОчаг землетрясения 15.11.2006 г. расположен в пределах этого участка. Область подготовки землетрясения также достаточно однородна (рис. 7).

■

30-60 км 151°

Рис. 7. Распределение относительного эффективного всестороннего давления р'/т; ; а - до 15.11.2006 г., б - после 13.01.2007 г.

Для Шикотанского 4(5)10.1994 г. и Симуширского 15.11.2006 г. землетрясений были оценены величины сброшенных напряжений и рассчитаны значения эффективного сцепления. Величина сброшенных напряжений (Дг„ = 1.7МПа) для первого Симуширского землетрясения получена по формуле:

Дг„ = 2/Ж,/М0 (Костров, 1975), (1)

где ¿¡ = 4-101ОПа - модуль сдвига кристаллических пород коры, Я, = 7.4-1016 Дж (Нм) - величина энергии выделившейся в сейсмических волнах, М0 = 3.4 • 1021 Дж - сейсмический момент, по данным Гарвардского университета. Для Шикотанского землетрясения Дг„ = 2.1 МПа, расчет производился на основе данных о сейсмическом моменте М„ и параметрам очага по формуле Кнопова (Кпоро1Т, 1958):

Дг„=1.85 М0ЬрУ~\ (2)

где = 120 км и »; =60км - горизонтальная и вертикальная протяженность очага землетрясения и М0 =2.1-1021 Дж из работы (Шикотанское землетрясение, 1995).

Оценка величины сброшенных напряжений для Шикотанского землетрясения (размеры его очага сравнительно небольшие), превосходит величину Дг„ для Симуширского землетрясения 15.11.2006 г. Величина сброшенных напряжений с точностью до нормировки на неизвестное значение усредненного (эффективного) внутреннего сцепления массивов пород т! была получена, так же по результатам первых двух этапов реконструкции МКА:

Д тп1т/=\-{к,-кк)а,т1тг, (3)

где (к, - кк) - разность коэффициентов поверхностного трения покоя и скольжения (при расчетах принималось равным 0.1), а'„„/тх нормальные к плоскости трещины напряжения, нормированные на неизвестное значение г/:

О«/ =>'/г/) + {г/г/)[(1-^/3)^| +2^/34-(1 + //„/3)^]=

где - вектор п определяет нормаль к той нодальной плоскости, которая реализовалась в виде разрыва при землетрясении. Соответственно („ (¡=1,2,3)-направляющие косинусы этого вектора нормали с главными осями тензора напряжений для каждой точки, которые находится внутри очага землетрясения.

Используя данные о напряженном состоянии доменов в пределах очага и суммируя вклад в сброшенные напряжения, от каждого их этих доменов для Симуширского землетрясения получим Дг„= 1.5, а для Шикотанского землетрясения - Дг./г, = 1.0. Тогда значение эффективного сцепления в первом случае будут: т/= 1.1 МПа, а во втором - х! =2.1 МПа.

Значения усредненного внутреннего сцепления тг для земной коры вблизи границ океанических плит меньше в 2 - 4 раза значений для внутри-плитовых участков коры с повышенной сейсмической активностью - Алтае-Саян, Центральный Тянь-Шань (Проблемы тектонофизики, 2008). Возможно, это связано с большей раздробленностью структур СФЗ, преобразованиями пород, происходящими в зонах разломов.

В районе исследований также были выделены плоскости разрывов в очагах землетрясений, произошедших до и после катастрофических Шикотанского и Симуширских событий. Только для землетрясений, очаг которых вышел на поверхность, или для достаточно сильных землетрясений, в аф-тершоковой области которых производились специальные сейсмологические наблюдения, имеются данные о положении плоскости сейсморазрыва. В рамках МКА предлагается новый критерий выбора нодальных плоскостей, кото-

рый опирается на энергетические критерии при анализе процесса квазипластического деформирования трещиноватых сред. Разрыву в очаге землетрясения из двух нодальных плоскостей с векторами нормалей пив соответствует нодальная плоскость с нормалью п, для которой выполняется соотношение:

(5)

Данный критерий позволяет выбрать из двух вариантов ту нодальную плоскость, которая доставляет большее значение кулоновых напряжений. Анализ на редуцированной диаграмме Мора взаимного расположения точек характеризующих нормальные и касательные напряжения, относительно линии предела внутренней прочности и минимального сопротивления сухого трения показывает, что в качестве плоскости разрыва предпочтительны но-дапьные плоскости, доставляющие точки в левую верхнюю часть суммарной диаграммы Мора. Нодальная плоскость, реализованная согласно алгоритму (5), имеет большее значение сцепления и величину сбрасываемых напряжений.

В качестве примера применения критерия рассмотрен выбор плоскостей в районе исследования. Алгоритм реализации метода катакластического анализа предусматривал мониторинговый режим реконструкции, каждый из выделенных доменов сканировался во времени. В результате сканирования были определены временные интервалы квазиоднородного деформирования, для которых созданы однородные выборки механизмов очагов землетрясений.

В соответствии с критерием (5) были построены карты пространственного распределения механизмов очагов землетрясений из однородных выборок с выделенными плоскостями очагов землетрясений и гистограммы показывающие, ориентацию плоскостей разрывов и их угол падения по глубинам (О - 30, 30 - 60, 60 - 120 км). Для рассмотренных механизмов очагов землетрясений выявляются общие свойства, присущие, вероятно, большинству очагов Курило-Охотского региона. В очагах рассмотренных землетрясений (глубины 0 - 30 и 30 - 60 км), плоскость разрыва ориентирована вдоль простирания островной дуги - азимут простирания (БТК) лежит в пределах (210 - 240°). После события 4(5).10.1994 г. азимут простирания немного увеличился, однако прежняя тенденция сохраняется. На глубинах 60 - 120 км четко выраженного направления БТК реализованных плоскостей на Южных и Средних Курилах не отмечено.

Угол падения (ОР) реализованных плоскостей у землетрясений в районе Средних Курил 30 - 35° (глубины 0 - 30 и 30 - 60 км). На Южных Курилах обстановка менее стабильна, преобладают плоскости, у которых (ЭР) лежит в 20

интервалах от 15 - 25° (0 - 30 км), на глубинах 30 - 60 км он увеличивается до 30 - 35°. С глубиной 60 - 120 км для Южных и Средних Курил трудно сказать, каков угол падения реализованных плоскостей.

Выводы 3-ей главы:

Выполненные на основе МКА реконструкции параметров современного поля напряжений в районе Южных и Средних Курильских островов позволили установить более детальные особенности регионального поля перед катастрофическим Шикотанским землетрясением 4(5) октября 1994 г. и Симу-ширским землетрясением 15.11.2006 г. Здесь наблюдается типичная для СФЗ ориентация осей главных напряжений: пологое погружение осей максимального девиаторного сжатия под Тихоокеанскую плиту, крутое погружение осей максимального девиаторного растяжения под континентальную и направление осей промежуточного напряжения вдоль простирания основных тектонических структур. Изменение ориентации наблюдается как с глубиной, так и во времени. Менее всего подвержено изменению направление напряжения максимального сжатия. Направления двух других напряжений изменяются более существенно. Преимущественный тип напряженного состояния - горизонтального сжатие. Основной тип тензора напряжений земной коры исследуемой области - чистый сдвиг. Очаг Шикотанского землетрясения 4(5)10.1994 г. находился в области наименьших величин относительного эффективного давления, а очаг Симуширского землетрясения 15.11.2006 г. вблизи локального участка его повышения.

Для большинства рассмотренных механизмов очагов землетрясений для глубин 0 - 30 и 30 - 60 км плоскости разрыва ориентированы вдоль простирания островной дуги с пологим углом погружения. Для глубин 60 - 120 км устойчивой ориентировки азимута простирания и направления падения плоскостей не выявлено. Это связано с разным строением блоков земной коры и верхней мантии, что выражено в структуре и физических неоднородностях (плотностные, скоростные, реологические, температурные, структурные).

Распределение механизмов очагов в СФЗ как в плане, так и по глубине показало, что она представляет собой глубинную разломную зону со сложным строением. Подвижки в СФЗ на разных глубинах происходят под различными углами (сбросы, взбросы, надвиги и т.д.), приводя к субгоризонтальным и субвертикальным смещениям. Вдоль нее концентрируются напряжения и накапливаются сдвиговые деформации, которые определяют закономерности распределения механизмов очагов на различных глубинах.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Проведенные исследования глубинного строения и сейсмотектоники Южных и Средних Курильских островов и прилегающих акваторий привели к следующим основным результатам:

Построены и проанализированы глубинные сейсмические разрезы вдоль и вкрест простирания Курильской островной дуги (через Средние Курилы и прилегающие акватории), а также глубинный разрез через Южный Сахалин и Южные Курилы. Выделены разломные зоны, рассмотрено положение гипоцентров и типы сейсмодислокаций в очагах землетрясений. Установлено, что гипоцентр 15 ноября 2006 г. расположен в области внешней (западной) стороны СФЗ на ее перегибе под приостровным склоном желоба, а гипоцентр второго землетрясения 13.01.2007 г. - под его осевой частью. Катастрофическое событие 15.11.2006 г. и 03.03.2008 г. являются следствиями одного и того же движения блоков земной коры (тип подвижки в очаге - пологий надвиг).

Установлено, что гипоцентры землетрясений приурочены, в основном, к разломным зонам, выявленным по сейсмическим данным. Показано, что исследования структуры земной коры сейсмическими методами (ГСЗ, МОВЗ, MOB ОГТ) и изучение механизмов очагов землетрясений позволили судить о динамике недр во времени. Структуры нижнего базальтового слоя коры под Малыми Курилами были взброшены и надвинуты. Такие дислокации подтверждают наличие в регионе горизонтального сжатия.

Проведен анализ поля тектонических напряжений методом катакласти-ческого анализа механизмов очагов землетрясений перед катастрофическим Шикотанским землетрясением 4 (5) октября 1994 г. и Симуширскими землетрясениями 15.11.2006 г. и 13.01.2007 г. и после этих событий. На большей части исследуемой территории значения параметров тензора напряжений имеют стабильный характер. Это выражается в единой ориентации осей главных напряжений, преимущественном типе напряженного состояния (горизонтальное сжатие), в типе тензора напряжений земной коры исследуемой области - чистый сдвиг (- 0.2 < < 0.2), в упорядоченной ориентации поддви-говых касательных напряжений в направлении от Тихоокеанской плиты к континентальной. Однако в пределах одного и того же района обнаружены отдельные случаи аномально быстрого изменения этих параметров с глубиной и во времени. В интервале глубин 60 - 120 км на Южных и Средних Курилах отмечены оси максимального девиаторного сжатия, ориентированные не в характерную для них сторону океана, а в сторону континента. Изменение характера поля напряжений, в основном, наблюдается в зоне сопряжения Японской и Курило-Камчатской СФЗ, а также к северо-востоку от о. Симу-22

шир и на траверзе о. Шиашкотан. Более всего со временем изменяются значения нормированного эффективного всестороннего давления р !т,. Очаг Шикотанского землетрясения 4(5)10.1994 г. находился в области наименьших величин относительного эффективного давления. Очаг первого Симу-ширского землетрясения 15.11.2006 г. также находился в области среднего для Курильской гряды уровня эффективного давления, но вблизи локального участка его повышения. Данный результат соответствует концепции эффективности крупномасштабного хрупкого разрушения в областях невысокого уровня эффективного всестороннего давления, развитой в работах (Ребецкий, 1999; 2007 и др.).

Показано, что механизмы очагов катастрофических землетрясений 15.11.2006 г. и 13.01.2007 г. отвечают режиму напряженного состояния, существовавшему здесь до их возникновения. Это особенно важно для второго сильного Симуширского землетрясения 13.01.2007 г., т.к. показывает, что область латерального растяжения сформировалась не в процессе первого землетрясения (15.11.2006 г.), а задолго до него.

Выполнены оценки усредненного значения внутреннего сцепления горных массивов и уровня напряжений для Средних и Южных Курил. Эти значения составляют в первом случае т, = 1.1 МПа, а во втором г, =2.1 МПа.

Для сильнейших землетрясений Средних и Южных Курил осуществлены расчеты напряжений, действовавших до и после них, что до сих пор было сделано только в работе (Hardebeck, Hauksson, 2001). Осуществлено сравнение режимов напряженных состояний до и после сильных землетрясений. С одной стороны, для этого района характерно наличие обширных областей устойчивого поведения параметров тензора напряжений, а с другой - присутствие локальных участков аномально быстрого изменения этих параметров.

ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ:

1. Злобин Т.К., Левин Б.В., Полец А.Ю. Первые результаты сопоставления катастрофических Симуширских землетрясений 15 ноября 2006 г. (М=8.3) и 13 января 2007 г. (М=8.1) и глубинного строения земной коры Средних Курил // Доклады РАН. - 2008. - Т. 420, № 1. - С. 111-115.

2. Полец А.Ю., Злобин Т.К. Анализ разрезов гипоцентров афтершоков Симуширских землетрясений 15.11.2006 и 13.01.2007 гг. // Природные катастрофы: изучение, мониторинг, прогноз. III Сахалинская молодежная науч. школа, Южно-Сахалинск, 3-6 июня 2008 г.: тез. докл. - Южно-Сахалинск: ИМГиГ ДВО РАН, 2008. - С. 80 - 81.

3. Злобин Т.К. Полец А.Ю. Анализ положения катастрофических Симуширских землетрясений 15 ноября 2006 г. (М=8.3) и 13 января 2007 г. (М=8.1) и глубинного строения земной коры Средних курил // Десятые гео-

физические чтения им. В.В. Федынского, 27 - 29 февраля 2008 г. - М.: Научный мир, 2008. - С. 20.

4. Полец А.Ю., Поплавская Л.Н., Рудик М.И. Геолого-тектоническая интерпретация решений механизма очагов землетрясений с использованием сетки Вульфа: методическое пособие. - Препринт- Южно-Сахалинск: ИМГиГ ДВО РАН, 2008. - 28 с.

5. Полец А.Ю., Злобин Т.К. Анализ афтершоков Симуширских землетрясений 15.11.2006 г. и 13.01.2007 г. // Природные катастрофы: изучение, мониторинг, прогноз. III Сахалинская молодежная науч. школа, Южно-Сахалинск, 3-6 июня 2008 г.: сб. материалов - Южно-Сахалинск: ИМГиГ ДВО РАН, 2009. - С. 109 - 114.

6. Полец А.Ю., Злобин Т.К. Напряженное состояние земной коры и верхней мантии Южных Курил до и после Шикотанского землетрясения 4 (5) октября 1994 года // Природные катастрофы: изучение, мониторинг, прогноз. IV Сахалинская молодежная науч. школа, Южно-Сахалинск, 2-5 июня 2009 г. тез. докл. - Южно-Сахалинск: ИМГиГ ДВО РАН, 2009. - С. 13-15.

7. Злобин Т.К., Поплавская Л.Н., Полец А.Ю. О возможности реконструкции реальной динамики земной коры (на примере южных районов Сахалина и Курильских островов) // Доклады РАН. - 2009. - Т. 427, № 6. - С. 1-4.

8. Полец А.Ю., Злобин Т.К. Изучение механизмов бчагов землетрясений на Сахалине и Курилах // Современные методы обработки и интерпретации сейсмологических данных: материалы Четвертой Международной сейсмологической школы. - Обнинск: ГС РАН, 2009. - С. 168 - 171.

9. Полец А.Ю., Злобин Т.К. Исследования закономерностей тектонических напряжений в Курило-Камчатской зоне // Разломообразование и сейсмичность в литосфере: тектонофизические концепции и следствия: материалы Всероссийского совещания, г. Иркутск, 18-21 августа 2009 г. - Иркутск: Институт земной коры СО РАН, 2009. - Т. 2,- С. 117 - 119.

10. Злобин Т.К., Сафонов Д.А., Полец А.Ю. Напряженное состояние и сейсмодислокации в разломах литосферы юга Сахалина и Курил // Разломообразование и сейсмичность в литосфере: тектонофизические концепции и следствия: материалы Всероссийского совещания, г. Иркутск, 18 - 21 августа 2009 г. - Иркутск: Институт земной коры СО РАН, 2009. - Т. 2. - С. 90 - 92.

11. Злобин Т.К. Полец А.Ю. Очаговые зоны катастрофических Симуширских землетрясений 15 ноября 2006 г. (М\у=8.3) и 13 января 2007 г. (М\у=8.1) и глубинное строение земной коры Средних Курил // Тихоокеанская геология. - 2009. - Т. 28, № 5. - С. 54 - 63.

12. Полец А.Ю., Злобин Т.К. Применение метода катакластического анализа разрывных нарушений для исследований Южных Курил. Современная тектонофизика. Методы и результаты: материалы первой молодежной школы семинара. - М.: ИФЗ РАН, 2009. - С. 165 - 171.

13. Злобин Т.К., Поплавская Л.Н., Полец А.Ю. Серия сильных и катастрофических Симуширских землетрясений 2006 - 2009 годов: основные особенности и сейсмотектоника очаговых зон // Доклады РАН. - 2009. — Т. 428, №4.-С. 531 -535.

ПОЛЕЦ АНАСТАСИЯ ЮРЬЕВНА

АВТОРЕФЕРАТ

Подписано в печать 12.05.2011 г. Усл. печ. л. 1,5. Уч. изд. л. 1,5. Формат 60x84/16. Бумага «БуеЮсору». Тираж 100 экз. Заказ № 7635. Печать офсетная.

Институт морской геологии и геофизики Дальневосточного отделения РАН 693022, г. Южно-Сахалинск, ул. Науки, 16, Офсетный цех

Содержание диссертации, кандидата физико-математических наук, Полец, Анастасия Юрьевна

Введение.

Глава 1. Методика проведения исследований.

1.1. Напряженное состояние среды. Обзор методов исследований полей тектонических напряжений

1.1.1. Источники напряжений в земной коре.

1.1.2. Очаг землетрясения.

1.1:3. Изучение механизмов очагов землетрясений в Курило-Охотском регионе.

1.2. Обзор методов реконструкции тектонических напряжений и сейсмотектонических деформаций.

1.2.1. Методы структурного анализа.

1.2.2.Методы дислокационного анализа.

1.2.3. Методы расчета квазипластических (трещинных) деформаций.

-1:2.4. Метод катакластического анализа совокупностей механизмов очагов землетрясений.

1.3. Сейсмические методы исследований строения земной коры и верхней мантии

Глава -2. Сейсмотектоника и глубинное строение.

2.1. Общая характеристика геологического строения Курильских островов.

2.1.1. Геоморфологический очерк.

2:1.2. Вулканогенно-осадочные и интрузивные образования.

2.1.3. Основные черты тектоники и дислокаций.

2.2. Глубинное строение земной коры Средних Курил, очаговые зоны катастрофических Симупшрских землетрясений 15.11.2006 г. и 13.01.2007 г. Анализ серии землетрясений 2006 - 2009 гг.

2.2.1. Симуширские землетрясения 15 ноября 2006 г. и 13 января 2007 г. Глубинное строение Средних Курил.

2.2.2. Сопоставление глубинного строения с положением эпицентров главных толчков землетрясений.

2.2.3. Сопоставление эпицентров афтершоков землетрясений 15.11.2006 г. и 13.01.2007 г. и разломной тектоники.

2.2.4. Серия Симуширских землетрясений 2006 - 2009 гг. основные особенности и сейсмотектоника очаговых зон.

2.2.5. Интерпретация механизмов очагов землетрясений 2006 и 2007 гг.

2;3. Реконструкция реальной динамики земной коры на примере южных районов

Курил и Сахалина.

Глава 3. Применение метода катакластического анализа совокупностей механизмов очагов землетрясений для оценки напряженного состояния земной коры и верхней мантии в районе Южных и Центральных Курильских островов.

3.1. Анализ поля тектонических напряжений в очаговой области Шикотанского землетрясения 4 октября 1994 года.

3.1.1. Ориентации главных осей тензора напряжений.

3.1.2. Тип напряженного состояния и вид тензора напряжений.

3.1.3. Ориентация осей подцвиговых касательных напряжений. Распределение относительного эффективного всестороннего давления.

3.2. Анализ поля тектонических напряжений в очаговой области Симупшрских землетрясений 15.11.2006 г. и 13.01.2007 г.

3.2.1. Ориентации главных осей тензора напряжений.

3.2.2. Тип напряженного состояния и вид тензора напряжений.

3.2.3. Ориентация осей подцвиговых касательных напряжений. Распределение относительного эффективного всестороннего давления.

3.3. Оценка величины сброшенных напряжений. Выделение плоскости разрыва в очагах курило - охотских землетрясений.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Исследование тектонических напряжений и глубинной сейсмотектоники Южной и Центральной части Курило-Охотского региона"

Актуальность исследований. Диссертационная работа посвящена исследованию тектонического поля напряжений, сейсмотектоники, глубинному строению земной коры и верхней мантии Южных и Средних Курил - самого сейсмоактивного Курило-Охотского региона России.

В работе представлены результаты исследования глубинного строения земной коры и особенностей катастрофических Симуширских землетрясений 15.11.2006 и 13.01.2007, а также последующие события (2008 - 2009 гг). Детальное изучение афтершокового процесса, связей локальных особенностей этих землетрясений с блоковым строением очаговой области на основе глубинных сейсмических разрезов вдоль и вкрест простирания Курильской островной дуги дало возможность глубже изучить процесс в недрах и расширить представления о закономерности развития крупномасштабного хрупкого разрушения.

Цель исследований — изучение особенностей поля тектонических напряжений и глубинного строения земной коры и верхней мантии и сейсмотектоники в районе Южных и Средних Курильских островов.

Основные задачи исследований:

1. Совместно рассмотреть и сопоставить результаты исследований механизмов очагов землетрясений с данными о глубинном строении Южных и Средних Курильских островов и прилегающих акваторий.

2. Выявить особенности поля тектонических напряжений в районе Южных и Средних Курильских островов.и прилегающих акваторий.

Исходный, материал. Информационную- основу, исследований составляла каталоги механизмов очагов землетрясений представленные на сайтах крупных сейсмологических центров (ЛЕЮ, Ыапуагё), базы данных о рельефе местности. Использование ГИС и программ к ним, позволяющих с помощью методов пространственной цифровой обработки данных извлекать полезную информацию о сейсмичности и геодинамических процессах в регионе.

Научная новизна работы заключается в следующем:

1. Применены новые подходы, заключающийся в детальном анализе сейсмодислокаций на основе изучения механизмов землетрясений и последовательностей событий во времени, а также особенностей глубинного строения.

2. Получены новые данные о динамике сейсмического процесса в Курильской островной системе и сейсмофокальной зоне (СФЗ) и связи их с реальной средой.

3. Впервые выполнены детальные исследования параметров поля современных напряжений в Курило-Охотском сейсмоактивном регионе с использованием новой методики тектонофизической реконструкции тектонических напряжений (МКА), и учета глубинного строения земной коры и верхней мантии.

Практическая значимость. Изучение положения во времени структурных границ на сейсмических разрезах, проведение геологической интерпретации слоев земной коры совместно с данными о механизмах очагов землетрясений позволяют судить о характере сейсмотектонических подвижек блоков земной коры. Выполненные оценки величин тектонических напряжений могут являться основой при составлении карт сейсмического районирования тектонически активных участков земной' коры, для разработки геотектонических и геомеханических моделей развития сейсмических процессов, более детального изучения-' и прогнозирования особенностей сейсмичности Курило-Охотского региона во времени и пространстве при оценке сейсмоопасности и, выявлении сейсмогенерирующих структур зон возможных землетрясений.

Основные защищаемые положения.

1. Интерпретация сейсмических данных по профилям ГСЗ, КМПВ, MOB для Средних Курил показала, что формирование очагов катастрофических Симуширских землетрясений 15.11.2006 г. (Mw=8.3) и 13.01.2007 г. (Mw=8.1) произошло в высокоскоростных слоях земной коры коры (>6.4 км/с) над участками резкой смены градиента границы М.

2. Положение очагов большинства землетрясений вдоль профиля ГСЗ на Южных Курилах и их ориентация контролируется разломами-взбросами.

3. Напряженное состояние областей возникновения сильнейших землетрясений Средних Курил 15.11.2006 г. и 13.01.2007 г., полученное по результатам тектонофизического анализа механизмов очагов землетрясений, отвечает режимам горизонтального сжатия и растяжения как на стадии предшествовавшей им, так и в период афтершоковых последовательностей, что говорит о достаточной стабильности напряженного состояния для обоих землетрясений во времени и связано с особенностью глубинного строения земной коры исследуемого участка СФЗ. Преимущественный тип напряженного состояния исследуемых районов - горизонтальное сжатие, основной вид тензора напряжений - чистый сдвиг.

4. Области подготовки катастрофического Шикотанского 4(5). 10.1994 г. (Mw~8.3) и Симуширского 15.11.2006 г. (Mvv=8.3) землетрясений соответствуют среднему для-земной коры Курильской дуги уровню эффективного давления — 10-16 МПа (максимальные касательные напряжения 6-10 МПа). В первом случае гипоцентр землетрясения находился вблизи локального минимума (8 МПа), во втором - в районе локального повышения (18 МПа) эффективного давления.

Апробация работы. Отдельные результаты работы докладывались автором на второй (XX); третьей (III); четвертой (IV); пятой (V) Сахалинских молодежных научных школах «Природные катастрофы: изучение, мониторинг, прогноз» (Южно-Сахалинск, 2007 г.; 2008 г.; 2009 г.; 2010 г.); десятых геофизические чтениях им. В.В. Федынского (Москва, 2008 г.); всероссийской конференции «Тектоника и глубинное строение востока Азии: VI Косыгинские чтения» (Хабаровск, 2009 г.); четвертой Международной сейсмологической школе «Современные методы обработки и интерпретации' сейсмологических данных» (Иркутск, 2009 г.); всероссийском совещании «Разломообразование и сейсмичность в литосфере: тектонофизические концепции и следствия» (Иркутск, 2009 г.); первой молодежной школе семинаре «Современная тектонофизика. Методы-и результаты» (Москва; 2009 г.); научном симпозиуме «Проблемы сейсмичности и современная геодинамика Дальнего Востока и. Восточной Сибири» (Хабаровск, 2010 г.); и 8-ой международной конференции «Problems of Geocosmos» (Санкт-Петербург, 2010 г.).

Личный вклад автора. Диссертантом освоен и адаптирован к местным условиям МКА, разработанный в ИФЗ РАН (автор д.ф.-м.н. Ю.Л. Ребецкий), осуществлен расчет параметров современного поля напряжений Южных и Средних Курил, с построением карт и диаграмм. Выполнены программные скрипты, позволяющие в пакетном режиме проводить подготовку входных данных и определять тип подвижки. Проведена работа по систематизации и анализу исходных данных, построены глубинные разрезы, составлены карты эпицентров.

Публикация результатов. Результаты работы представлены в 13 научных публикациях. Из* них ■ 4 - в журналах, входящих в «Перечень ведущих рецензируемых научных журналов и изданий», рекомендуемых ВАК РФ.

Заключение Диссертация по теме "Геофизика, геофизические методы поисков полезных ископаемых", Полец, Анастасия Юрьевна

Заключение

Исследования, представленные в настоящей работе, позволили совместно изучить глубинное строение и сейсмотектонику в самом сейсмоактивном регионе России на примере района* Южных и Средних Курильских островов. На основе совместного рассмотрения и анализа глубинных структур региона, поля тектонических напряжений, сейсмодислокаций получены новые результаты и сделан ряд выводов.

Построены глубинные сейсмические разрезы и гипоцентры землетрясений по региональным профилям, вдоль и вкрест простирания Курильской островной дуги, через Средние Курилы и прилегающие акватории, и глубинный разрез земной коры, проходящий через Южные Курилы. Это позволило установить главные особенности строения земной коры и сейсмотектоники региона.

Проведен анализ серии Симуширских землетрясений 2006 - 2009 гг.: 15.11.2006 г. (М* =8.3), 13.01.2007 г. (М„ =8.1), 03.03.2008 г. (М*, =6.5), 15.01.2009 г. (Млу =7.4) и 07.04.2009 г. (М\у=6.9). Установлено, что гипоцентр первого землетрясения 15.11.2006 г. расположен, выше границы М (подошвы земной коры) в области внешней (западной) стороны СФЗ, на ее перегибе под приостровным склоном желоба в резко воздымающемся гранулито-базитовом («базальтовом») слое коры. Над гипоцентром сейсмическими исследованиями установлены коровые разломы, а под ним - резкий подъем границы М к востоку в сторону океана. Гипоцентр второго землетрясения 13.01.2007 г. расположен в средней части земной коры, в осевой части глубоководного желоба.

Установлено соответствие в целом зон концентрации эпицентров афтершоков катастрофических землетрясений 15.11.2006 г. и 13.01.2007 г. региональным разломам восточнее Средних Курил. Результаты исследований механизмов главных толчков землетрясений 15.11.2006 г. и 13.01.2007 г. показали: первое явилось пологим надвигом, второе - сбросом. Сам факт возникновения землетрясений с подобными механизмами говорит соответственно об обстановке горизонтального сжатия в первом случае и горизонтального растяжения во втором.

Дальнейший анализ серии сильных землетрясений: 03.03.2008 г. (Мш = 6.5), 15.01.2009 г. (М* =7.4) и 07.04.2009 г. (М№=6.9) показал: событие 03.03.2008 г. произошло практически в той же очаговой зоне, что и землетрясение 15.11.2006 г., оба землетрясения расположены в земной коре в зоне расположения двух параллельных разломов северовосточного направления. Тип подвижки в очаге 03.03.2008 г. - пологий надвиг, т.е. события

15.11.2006 г. и 03.03.2008 г. были следствием одного итого же движения блоков земной коры, начавшегося 15.11.2006 г. и продолжавшегося, как минимум до 3 марта 2008 г.

Гипоцентры землетрясений 13.01.2007 г. и 15.01.2009 г. расположены прямо под осью глубоководного желоба, первое произошло на глубине около 12 км, второе - около 31 км. Анализ механизма очага 15.01.2009 г. показал: тип подвижки - взброс. Следовательно, имела место релаксация в блоках литосферы в СФЗ. Очаг землетрясения 07.04.2009 г. расположен под проливом Буссоль и приурочен к неоднородному блоку II по разрезу (профиль I Уруп -Расшуа) с резко дифференцированными скоростями. Южнее о. Симушир под проливом Буссоль и далее в Тихий океан» по направлению ортогональному простиранию Курильской дуги предполагается разлом в земной коре, сопровождаемый серией оперяющих нарушений, с одним из которых, можно связывать землетрясение 07.04.2009 г.

Результаты исследований механизмов очагов землетрясений были сопоставлены с данными о глубинном строении Курил, анализ их положения во времени и геологическая интерпретация глубинных структур на сейсмическом разрезе через Южные Курилы и прилегающие акватории позволили судить о динамике в блоках литосферы, т.е. движениях блоков во времени. Установлена пространственная приуроченность большинства очагов землетрясений к определенным глубинным тектоническим структурам, к крупным разломным зонам, выявленным по сейсмическим данным, что позволяет считать их сейсмогенными. Детальный анализ механизмов очагов землетрясений показал, какие сейсмотектонические дислокаций и подвижки (движения) имели место в блоках земной-коры. В структурах земной коры Малых Курил имели место поднятия (взбросы) и надвиги, т.е. блок, испытывал положительные движения и воздымание слоев земной коры. Такие дислокации подтверждают наличие в регионе горизонтального сжатия.

В рамках исследований был освоен и применен метод катакластического анализа совокупностей механизмов очагов землетрясений (МКА), разработанный в ИФЗ РАН Ю.Л.Ребецким. Выполненные на основе МКА реконструкции параметров современного поля напряжений в районе Южных и Средних Курильских островов позволили установить более детальные особенности регионального поля напряжений. Изучить особенности поля тектонических напряжений действовавших перед катастрофическим Шикотанским землетрясением 4(5) октября 1994 г. на Южных Курилах и Симуширским землетрясением 15.11.2006 на Средних Курилах и после них. До сих пор это было сделано только в работе (НагёеЬеск, Наикввоп, 2001). Осуществлено сравнение режимов напряженных состояний до и после сильных землетрясений.

Установлено, с одной стороны наличие обширных областей устойчивого поведения ^ параметров тензора напряжений, а с другой - присутствие локальных участков аномально быстрого изменения этих параметров. Характерной особенностью исследуемого региона, является ориентация осей главных напряжений: пологое погружение осей максимального девиаторного сжатия сг 3 под Тихоокеанскую плиту, крутое погружение осей максимального девиаторного растяжения а 1 под субконтинентальную и направление осей промежуточного напряжения о 2 вдоль простирания основных тектонических структур. Единая закономерность ориентации, осей главных напряжений указывает на явную их связь с простиранием основных тектонических структур - Курильского желоба, Курильской островной дуги.

По данным реконструкции для Центральных Курил характерна в целом более устойчивая ориентация трех главных осей, чем для района Южных Курил. Достаточно резкая смена простирания осей прослеживается в области сопряжения Японской и Курило-Камчатской СФЗ, а так же область северо-восточнее ближе к средней части Курильской гряды. Для Средних Курил отмечаются участки с преимущественной иной ориентацией осей на траверзе о. Симушир и на траверзе о. Шиашкотан. С увеличением глубины ориентация осей трех главных напряжений как для района Южных, так и Средних Курил становится' менее стабильной.

Типичная для субдукционных зон ориентация осей главных напряжений свидетельствует об однотипности поля и наличии преимущественного режима горизонтального сжатия. В основном изменение характера поля напряжений наблюдается вблизи о. Хоккайдо в районе сопряжения Японской и Южно-Курильской СФЗ. Для Средних Курил до Симуширского землетрясения 15.11.2006 г. отклонение от режима горизонтального сжатия на всех глубинных диапазонах проявилось к северу востоку от острова Симушир, на траверзе о. Шиашкотан. В афтершоковый период отклонение от режима горизонтального сжатия наблюдается на востоке в районе глубоководного желоба. Основной вид тензора напряжений для Южных и Средних Курил чистый сдвиг (- 0.2 < /ла < 0.2).

В пределах всех глубинных диапазонов наиболее устойчивым параметром тензора напряжений по его распределению в пространстве оказалась ориентация поддвиговых касательных напряжений. Устойчивая ориентация поддвиговых касательных напряжений, действующих на горизонтальных площадках в земной коре, определяет соответствующий тип движения подкорового литосферного вещества, как активные усилия современной стадии тектонического процесса. Небольшие отклонения для всех глубин отмечаются со стороны океанической плиты, по периферии глубоководного желоба. С увеличением глубины, ориентация отдельных осей становится менее стабильной, а интенсивность касательных напряжений на горизонтальных площадках становится меньше.

Анализ области подготовки Шикотанского землетрясения 4 (5) октября 1994 г., в 1 интервале глубин 0-30, показал, что она достаточно однородна и,соответствует среднему уровню напряжений. Очаг землетрясениям находится в, области наименьших величин относительного эффективного давления. В области подготовки Симуширского землетрясения 15.11.2006 г. на всех глубинах восточнее острова Симуширротмечен участок-повышенного уровня относительного эффективного всестороннего давления р /Гу. Очаг первого Симуширского землетрясения 15.11.2006 г. находился в области среднего для Курильской гряды уровня эффективного давления, но вблизи локального участка его повышения. Данный результат соответствует концепции эффективности крупномасштабного хрупкого разрушения в областях невысокого уровня эффективного всестороннего давления, развитой в работах (Ребецкий, 1999; 2007 и др.).

Показано, что механизмы очагов катастрофических землетрясений 15.11.2006 г. и 13.01.2007 г. отвечают режиму напряженного состояния, существовавшему здесь до их возникновения. Это особенно важно для «второго сильного Симуширского землетрясения 13.01.2007 г., т.к. показывает, что область латерального растяжения сформировалась не в процессе первого землетрясения (15.11.2006 г.), а задолго до него.

Выполнены оценки усредненного значения внутреннего сцепления горных массивов и уровня напряжений для Средних и Южных Курил. Эти значения составляют в первом случае гг = 1.1 МПа, а во втором Гу =2.1 МПа. Пересчет напряжений, действующих в земной коре исследуемого региона из относительных в абсолютные показал, области подготовки Шикотанского и первого Симуширского землетрясений соответствуют среднему для земной коры Курильской дуги уровню эффективного давления — 10-16 МПа (максимальные касательные напряжения 6-10 МПа). Гипоцентр землетрясения 4(5).10.1994 г. находился вблизи локального минимума (8 МПа), гипоцентр Симуширского землетрясения в районе локального повышения (18 МПа) эффективного давления.

В рамках МКА предлагается новый критерий выбора нодальных плоскостей, который опирается на энергетические критерии при анализе процесса квазипластического деформирования трещиноватых сред. В соответствии с ним в выделены плоскости разрывов в очагах землетрясений произошедших до и после катастрофических Шикотанского 4(5).10.1994 г. и Симуширских событий 15.11.2006 г. и 13.01.2007 г. Для большинства рассмотренных механизмов очагов землетрясений для глубин О-ЗОиЗО-бОкм плоскости разрыва ориентированы вдоль простирания островной дуги (азимут простирания лежит в пределах 210 - 240°), с пологим углом погружения. Для глубин 60 - 120 км устойчивой ориентировки азимута простирания и направления падения плоскостей не выявлено. Это связано с разным строением блоков земной коры и верхней мантии выраженное в структуре и физических неоднородностях (плотностных, скоростных, реологических, температурных, структурных).

Таким образом, в результате выполненных исследований задачи, поставленные перед диссертантом можно считать выполненными, а цель работы достигнутой.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата физико-математических наук, Полец, Анастасия Юрьевна, Москва

1. Аверьянова В.Н. Глубинная сейсмотектоника островных дуг (северо-запад Тихого океана). М.: Наука, 1975. - 220 с.

2. Аптекман Ж.Я., Желанкина Т.С., Кейсис-Борок В.И, Писаренко В.Ф., Поплавская JI.H., Рудик М.И., Соловьев С. Л. Массовое определение механизмов очагов землетрясений на ЭВМ // Вычислительная сейсмология. 1979. - № 12. - С. 45 - 59.

3. Арефьев С.С., Делуи Б. Очаговая зона Шикотанского землетрясения 1994 г.: к вопросу о выборе действующей плоскости // Физика Земли. — 1981. № 8. - С. 3 — 24.

4. Балакина Л.М., Введенская A.B., Голубева Н.В., Мишарина Л. А., Широкова Е, И. Поле упругих напряжений Земли и механизм очагов землетрясений. М.: Наука, 1972. -192 с.

5. Балакина Л.М. Механизм очагов промежуточных землетрясений Курило-Камчатской фокальной зоны // Физика Земли. 1981. — № 8. - С. 3 - 24.

6. Балакина Л.М. Строение южнокурильской сейсмогенной зоны и порядок генерации в ней землетрясений//Изв. АН СССР. Физика Земли. 1991.-№ 1, —С. 35-48.

7. Балакина Л.М. Курило-Камчатская сейсмогенная зона строение и порядок генерации землетрясений // Изв. РАН. Физика Земли. 1995. -№ 12. С. 48 - 58.

8. Балакина Л.М. Землетрясения Шикотанское 04.10.1994 г., Кроноцкое 05.12.1997 г. и их сильнейшие афтершоки закономерное проявление тектонического процесса в Курило-Камчатской сейсмогенной зоне // Физика Земли. 2000. - №11. - С. 1127.

9. Балакина Л.М. Субдукция и механизмы очагов землетрясений // Спорные аспекты тектоники плит и возможные альтернативы. -М: ОИФЗ РАН, 2002. С. 120 - 141.

10. Бевз В.Е., Смирнов И.Г. Королева Т.П. О геологическом строении островов Большой Курильской гряды // Известия отд. Географического общества СССР. 1971. - № 2. С. 83-101.

11. И. Белоусов В.В., Павленкова Н.И. Типы земной коры // Геотектоника. 1985. -№ 1.-С. 3-14.

12. Белоусов Т.П., Мухамедиев Ш.А. К реконструкции палеонапряжений по трещиноватости горных пород // Изв. АН СССР. Физика Земли. 1990. - № 2. - С. 16 - 29.

13. Булин Н.К. Применение метода обменных волн от землетрясений для изучения верхней части литосферы территории СССР. Л.: - 194 с.

14. Введенская A.B. Исследование напряжений и разрывов в очагах землетрясений при помощи теории дислокаций. М.: Наука, 1969. - 136 с.

15. Воронина Е.В. Механика очага землетрясения. М.: Физический факультет МГУ, 2004. - 92 с.

16. Гамбурцев Г.А. Основы сейсморазведки, 1952. 239 с.

17. Гамбурцев Г. А., Ризниченко Ю.В., Берзон И.С., Епинатьева А.М. Корреляционный метод преломленных волн руководство для инженеров — сейсморазведчиков. М.: Академия наук СССР, 1952. - 239 с.

18. Гзовский М.В. Основы тектонофизики. М.: Наука, 1975. - 535 с.

19. Гзовский М.В. Тектонические поля напряжений // Изв. АН СССР. Сер. геофиз. 1954. -№ 3. — С. 390-410.

20. Гинтов О.Б., Исай В.М. Некоторые закономерности разломообразования и методика морфокинематического анализа сколовых разломов // Геофиз. Жур. 1984. - Т. 6, №4.-С. 3-10.

21. Говоров Г.М. Цветков A.JL, Аракелянц М.М. Магматизм Малой Курильской гряды по геохронологическим и геологическим данным // Докл. АН СССР. 1983. - Т. 270, № 3. - С. 664-668.

22. Голионко Б.Д. Строение и геологическое развитее южной части Курильской островной дуги в позднем мелу миоцене в связи с субдукцией Тихоокеанской плиты. Автореф. дис. . канд. геол. наук. -М., 1992. - 23.

23. Горячев A.B. Основные закономерности тектонического развитии Курило -Камчатской зоны. М.: Наука, 1966. - 236 с.

24. Гранник В.М. Формации и тектоническая природа магматических пород малой Курильской гряды // Докл. РАН. 1998. - Т. 359, № 1. - С. 70 - 73.

25. Гранник В.М. Геология и геодинамика южной части Охотоморского региона в мезозое и кайнозое. Владивосток: Дальнаука, 2008. 297 с.

26. Гурвич И.И. Сейсмическая разведка. М.: Гостоптехиздат, I960. - 416 с.

27. Гущенко О.И. Метод кинематического анализа структур разрушения при реконструкции полей тектонических напряжений // Поля напряжений в литосфере. М.: Наука.-1979.-С. 7-25.

28. Гущенко О.И., Кузнецов В.А. Определение ориентаций и соотношения величин главных напряжений и соотношения величин главных напряжений по совокупности напряжений сдвиговых тектонических смещений // Поля напряжений в литосфере. — 1979. — С. 60 66.

29. Гущенко О.И., Мострюков А.О., Петров В.А. Структура поля современных региональных напряжений сейсмоактивных областей земной коры восточной части средиземноморского подвижного пояса // Докл. АН СССР. Сер. геофиз. 1990. - Т. 312, № 4. -С. 830-835.

30. Гущенко О.И. Сейсмтектонический стресс-мониторинг литосферы (струкутрно-кинематическимй принцип и основыне элементы алгоритма) // Докл. РАН. -1996. Т. 346, № 3. - С. 399 - 402.

31. Данилович В.Н. Метод поясов в исследовании трещиноватости, связанной с разрывными смещениями. Иркутск: Иркут. политехи, ин-т, 1961. - 47 с.

32. Друмя A.B., Шебалин Н.В. Землетрясение: где, когда, почему? - Кишинев: Штиинца, 1985.- 196 с.

33. Злобин Т.К. Строение земной коры Охотского моря и нефтегазоносность ее в северо-восточной (прикамчатской) части (по сейсмическим данным). Южно-Сахалинск: СахГУ, 2002. - 97 с.

34. Злобин Т.К., Пискунов Б.Н., Фролова Т.И. Новые данные о строении земной коры центральной части Курильской островной дуги // Доклады АН СССР. 1987. - Т. 293, №2.-С. 185-188.

35. Злобин Т.К. Строение земной коры и верхней мантии Курильской островной дуги (по сейсмическим данным). Владивосток: ДВНЦ АН СССР, 1987. - 150 с.

36. Злобин Т.К., Злобина JT.M. Строение земной коры Курильской островной системы // Тихоокеанская геология. 1991. - № 6. - С. 24 - 35.

37. Злобин Т.К., Костюкевич A.C., Злобина JIM. Структура земной коры Средних Курил по данным сейсмического моделирования // Тихоокеанская геология. 1998. № 2. - С. 115-121.

38. Злобин Т.К., Бобков A.B. Встречные сейсмофокальные зоны Охотской литосферной плиты //Докл. РАН. 2001. - Т. 381, № 5. - С. 677 - 680.

39. Злобин Т.К. Количественные аспекты физики Земли (геодинамика). Южно-Сахалинск: СахГУ, 2001. - 67 с.

40. Злобин Т.К. Динамика сейсмического процесса и строение очаговых зон сильных землетрясений Сахалина и Курил Южно-Сахалинск: СахГУ, 2005. - 141 с.

41. Злобин Т.К., Поплавская Л.Н., Полец А.Ю. О возможности реконструкции реальной динамики земной коры (на примере южных районов Сахалина и Курильских островов) // Докл. РАН. 2009а. - Т. 427, № 6. - С. 829 - 832.

42. Злобин Т.К. Полец А.Ю. Очаговые зоны катастрофических Симуширских землетрясений 15 ноября 2006 г. (Mw=8.3) и 13 января 2007 г. (Mw=8.1) и глубинное строение земной коры Средних Курил // Тихоокеанская геология. 2009. - Т. 28, № 5. - С. 54 -63.

43. Злобин Т.К., Поплавская Л.Н., Полец А.Ю. Серия сильных и катастрофических Симуширских землетрясений 2006-2009 годов: основные особенности и сейсмотектоника очаговых зон // Докл. РАН. 20096. - Т. 428, № 4. - С. 531 - 535.

44. Карта современной геодинамики Азии /сост. К.Л.Леви, С.И. Шерман, В.А. Саньков, О.В. Лунина, A.B. Лухнев. м-б 1:10000000. Иркутск: Институт земной коры СО РАН, 2007.

45. Кейлис-Борок В.И. Исследование источников, приближенно эквивалентны очагам земтетрясений // Труды Геофиз. ин та АН СССР. - 1950. — № 9.

46. Короновский, 1997 Напряженное состояние земной коры // Соросовский образовательный журнал. — N 1. 1997. С. 50 - 56.

47. Косминская И.П.Метод глубинного сейсмического зондирования земной коры и верхов мантии. М.: Наука, 1968. — 227 с.

48. Косминская И.П., Зверев С.М., Вейцман П.С. и др. Основные черты строения земной коры Охотского моря и Курило-Камчатской зоны Тихого океана по данным ГСЗ // Изв. АН СССР. Сер. геофиз. 1963. № 1 - С. 20 - 41.

49. Костров Б.В. Механика очага тектонического землетрясения. — М.: Наука, 1975: -176 с.

50. Курильские острова. — Южно-Сахалинск: Сахалинское книжное издательство, 2004-227 с.

51. Мишарина Л.А., Солонеко Н.В., Леонтьева Л.Р. Локальные тектонические напряжения в Байкальской рифтовой зоне по наблюдениям групп слабых землетрясений. Байкальский рифт. Новосибирск: Наука. - 1975. - С. 9 — 21.

52. Никитин Л.В., Юнга С.Л. Методы теоретического определения тектонических деформаций и напряжений в сейсмоактивных областях // Изв. АН СССР. Физика Земли. -1977. -№ 11.-С. 54-67.

53. Николаев П.Н. Методика тектонодинамического анализа. М.: Недра, 1992.294 с.

54. Николаев В.А. Исследование напряженного состояния литосферы на основе анализа связи земных приливов и сейсмичности. М.: ОИФЗ РАН, 2003. - 236 с.

55. Павленкова Н.И. Волновые поля и модели земной коры. Киев: Наук, думка, 1973.-219 с.

56. Парфенов В.Д. К методике тектонофизического анализа геологических структур // 1984. -N1. С. 60 - 72.

57. Пискунов Б.Н. Геолого-петрологическая специфика вулканизма островнх дуг. -М.: Наука, 1987.-230 с.

58. Полец А.Ю., Поплавская Л.Н., Рудик М.И. Геолого-тектоническая интерпретация решений механизма очагов землетрясений с использованием сетки Вульфа: методическое пособие. Препринт. - Южно-Сахалинск: ИМГиГ ДВО РАН, 20086. - 28 с.

59. Полец. А.Ю., Злобин Т.К. Исследования закономерностей тектонических напряжений в Курило-Камчатской зоне // Разломообразование и сейсмичность в литосфере: тектонофизические концепции и следствия: Материалы Всероссийского совещания, г.

60. Иркутск, 18-21 августа 2009 г.- Иркутск: Институт земной коры СО РАН, 2009 г. Т. 2. - С. 117-119.

61. Полец А.Ю., Злобин Т.К. Применение метода катакластического анализа разрывных нарушений для исследований Южных Курил Современная тектонофизика. Методы и результаты: материалы первой молодежной школы семинара. М.: ИФЗ, 2009д. С. 165-171.

62. Померанцева И.В., Мозженко А.Н. Сейсмические исследования с аппаратурой «Земля». М.: Недра, 1977. - 256 с.

63. Проблемы тектонофизики. К сорокалетию создания М.В. Гзовским лаборатории тектонофизики в ИФЗ РАН. М.: Изд. ИФЗ, 2008 - 468 с.

64. Происхождение вулканических сеий островнх дуг / Фролова Т.И., Бурикова И.А., Гущин A.B. и др. М.: Недра, 1985. - 275 с.

65. Пузырев H.H. Интерпретация данных сейсморазведки методом отражённых волн. М.: Гостоптехиздат, 1959. - 452 с.

66. Ребецкий Ю.Л. Методы реконструкции тектонических напряжений и сейсмотектонических деформаций на основе современной теории пластичности // Докл. ч РАН. 1999. - Т. 365, № 3. - С. 392 - 395.

67. Ребецкий Ю.Л. Тектонические напряжения и прочность природных горных массивов. Научное издание М.: ИКЦ «Академкнига», 2007. — 406 с.

68. Ризниченко Ю.В. О сейсмическом течении горных масс // Динамика земной коры. М.: Наука, 1965. - С. 56 - 63.

69. Романюк Т.В., Ребецкий Ю.Л. Плотностные неоднородности, тектоника и напряжения Андийской субдкукционной зоны на 21° ю.ш. II Тектонофизическая модель // Физика Земли. 2001. - № 2. - С. 23 - 35.

70. Сергеев К.Ф. Тектоника Курильской островной системы М.: Наука, 1976. —240 с.

71. Сергеев К.Ф. Основные черты строения и вероятный механизм образования Курильской островной системы // Тихоокеанская геология. 1984. - № 4. С. 29 - 40.

72. Стеблов Г.М., Василенко Н.Ф., A.C. Прытков, Д.И. Фролов, Т.А. Грекова. Динамика Курило-Камчатской зоны субдукции по данным GPS // Физика Земли. 2010. - № 5.-С. 77-82.

73. Сим Л.А. Некоторые особенности полей напряжений в зонах разломов (по геологическим и сейсмологичским данным) // Поля напряжений и деформаций в земной коре М.: Наука, 1987.-С. 151-158.

74. Стрельцов М.И. Дислокации южной части Курильской островной дуги. М.: Наука, 1976.- 132 с

75. Стрельцов М.И., Рождественский B.C. Активные разломы Курило-Охотского региона, Сахалина, Приморья и Приамурья // Сейсмичность и сейсмическое районирование Северной Евразии. Вып. 2 - 3. М.: ОИФЗ РАН, 1995 г. - С. 387 - 407.

76. Тараканов Р.З. Бобков А.О. Зоны возможных очагов землетрясений Курило-Охотского региона // Проблемы сейсмической опасности дальневосточного региона. -Южно-Сахалинск, ИМГиГ ДВО РАН. 1997. - G.94 - 110.

77. Тараканов Р.З. Левый Н.В. Полиатеносферная модель верхней мантии Земли по сейсмологическим данным // Докл. АН. СССР. 1967. - Т. 176. № 8. - С. 571 - 574.

78. Теркот Д., Шуберт Дж. Геодинамика. Геологические приложения физики сплошных сред. М.: Мир,1985 - 730 с.

79. Харахинов В.В., ТуезовИ.К., Бабошкина В.А. и др. Структура и динамика литосферы и астеносферы Охотоморского региона. М.: Национальный геофизический комитет РАН. 1996. - 338 с.

80. Федорченко В.И., Абдурахманов А.И., Родионова Р.И. Вулканизм Курильской островной дуги: геология и петрогенезис. М.: Наука, 1989. - 239 с.

81. Федотов С.А., Чернышев С.Д. 20 лет долгосрочного сейсмического прогноза для Курило-Камчатской дуги: достоверность в 1981-1985 гг. в целом за 1965-1985 гг. и прогноз на 1986-1990 гг. // Вулканология и сейсмология. 1987. - № 6. - С. 93 - 109.

82. Хаин В.Е, Ломизе М.Г. Геотектоника с основами геодинамики. М.: КДУ, 2005. - 560 с.

83. Шериф Р., Гелдарт JI. Сейсморазведка: Обработка и интерпретация данных. -М.: Мир, 1987.-448 с.

84. Шерман С.И. О потенциальной способности глубинных разломов к магмоконтролирующей деятельности // Вестн. Науч. инф. Забайкал. отд-ние. Геогр. о-ва СССР Чита. 1966 - № 5. - С. 16 - 24.

85. Шикотанское землетрясение 1994 г.: Эпицентральные наблюдения и очаг землетрсяения. М.: ОИФЗ РАН, 1995. - 136 с.

86. Юнга СЛ. О механизме деформирования сейсмоактивного объема земной коры // Изв. АН СССР. Физика Земли. 1979. - С. 14-23.

87. Юнга СЛ. Методы и результаты изучения сейсмотектонических деформаций. -М.: Наука, 1990.-190 с.

88. Якушова А.Я., Хаин В.Е., Славин В.И Общая геология. М.: МГУ, 1988. - 448с.

89. Яновская Т.Б. Основы сейсмологии. СПб: СПбГУ, 2008г. - 260 с.

90. Anderson Е.М. The dynamics of faulting. Edinburg. Geol. sec (8). 1905. - P. 387402.

91. Angelier J. Sur l'analyse de measures recueilies dans des sites failles: l'utitlite d'une confrontation entre les methods dynamiques et cinematiquues // C.R. Acad. Sci. Paris. 1975. - V. 281.-P. 1805-1808.

92. Angelier J. Tectonic analysis of fault slip data sets // Geophys.Res. 1984. - V. - N 89.-P. 5835-5848.

93. Arthaud F. Methode de determination graphique des directions de raccourcissement, d'allogement et intermediare d'une population de failles // Bull. Soc. Geol. France. 1969. - V. 7, Ser.ll.-P. 729-737.

94. Becker G.F. Finite homogeneous strain flow and rupture of rocks // Bull. Geol. Soc. Amer. -1893. V. 4 - P. 13 - 90.

95. Byerly J.D. Brittle-ductile transition in rocks // J. Geoph. Res. 1968. - V.73, N 14. -P. 4741 —4750.

96. Brune J. Seismic moment, seismicity and rate slip along major fault zones // J. Geophys. Res. 1968. - Vol.73, N 2. - P. Ill - 784.

97. Carey-Gailhardis E, Mercier J.L. A numerical method for determining the state of stress using focal mechanisms of earthquake population: microseismicity of Southern Peru // Earth and Planet. Sci. Lett. 1987. -V. 82. - P. 165 - 179.

98. Gephart J.W., Forsyth D.W. An improved method for determining regional stress tensor using earthquake focal mechanism data: application to the San Fernando earthquake sequence // J. Geophys. Res. 1984. - V 89, NB. 11. - P. 9305 - 9320.

99. Gutenberg B., Richter Ch. F. Magnitude and energy of earthquakes //An. Geophys. -1956.-V. 9. N.l.-P. 1-15.

100. Hardebeck J.L., Hauksson E. Crustal stress field in southern California and its implications for fault mechanics // J. Geoph. Res. 2001. - V. 106, N BIO. - P. 21859-21882.

101. Hodgson J.H., Wickens A.J. Publications of the dominante observatory re-evaluation of earthquake mechanism solution 1922 1962. - Canada Dep. Mines and Tech. Surv. - 1965. - N 4.-267 p.

102. Knopoff L. Energy release in earthquakes // Geophys. J. MNRAS. 1958 N 1. -P. 44 - 52.

103. Mercier J.L., Carey E., Philip H., Sorel D. La neotectonique de l'arc egeen externe et de la mer Egee et ses relations avec la seismicite // Bull. Soc. Geol. Erance. 1976. - V. 18, N 2. -P. 355-372.

104. Sibson R.H. Frictional constraints on thrust, wrench and normal fault // Nature. -1974. V. 249, V 181. - P.803 - 810.

Информация о работе

Полец, Анастасия Юрьевна
кандидата физико-математических наук
Москва, 2011
ВАК 25.00.10

Диссертация

Исследование тектонических напряжений и глубинной сейсмотектоники Южной и Центральной части Курило-Охотского региона - тема диссертации по наукам о земле, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы