Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Исследование земноприливных наклонов в Ашхабадской сейсмоактивной зоне

ВАК РФ 04.00.22, Геофизика

Автореферат диссертации по теме "Исследование земноприливных наклонов в Ашхабадской сейсмоактивной зоне"

1Ш О^з?

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК ОРДЕНА ЛЕНИНА ИНСТИТУТ ФИЗИКИ ЗЕМЛИ им. О. Ю. ШМИДТА

На правах рукописи

АТАЕВ Сердар Атаевич

УДК 525.622

ИССЛЕДОВАНИЕ ЗЕМНОПРИЛИВНЫХ НАКЛОНОВ В АШХАБАДСКОЙ СЕЙСМОАКТИВНОЙ ЗОНЕ

04.00.22—геофизика

Автореферат

диссертации на соискаиие ученой степени кандидата физико-математических наук

МОСКВА—1992

Работа выполнена в Институте сейсмологии Академии наук Туркменистана

Научные руководители:

доктор физико-математических наук Б. П. Перцев доктор физико-математических наук Ю. О. Кузьмин

Официальные оппоненты:

доктор физико-математических наук Л. А. Латынина кандидат технических наук В. А. Сидоров

Ведущая организация:

Институт сейсмологии Академии наук Узбекистана

Зашита диссертации состоится «/^ » _1992 г. в гчасов

на заседании Специализированного Совета К С02.08.04 при Институте физики Земли им. О. Ю. Шмидта по адресу: 123310, Москва, Д—242, Б. Грузинская, 10.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ИФЗ РАН.

Отзывы на автореферат (в 2-х экземплярах), заверенные печатью учреждения, просим направлять -ш имя ученого секретаря Специализированного Сонета.

Автореферат разослан > 1992 г.

Ученый секретарь Специализированного совета кандидат физико-математических наук А. Д. ЗАВЬЯЛОВ

| I . ОБЩАЯ ХАРЛ1СГ£РИСГЙКА РАБОТЫ '

Актуальность проблеял». Исследование земноприливпых деформаций и наклонов. земной поверхности имеют важное значение л л я ряда фундаментальных' и прикладных задач физики Земли. К ним отно-оятся в первую очередь: получение фундаментальных характери- ■ отик о строении и реологии ¿Земли, изучение региональных ооо-; бенностей гетерогенного строения земной норы и верхней мантии, исследование по современной геодинамике разломных зон .и поиски предвестников землетрясений. • ' ■ \

В этой-связи-весьма актуальными представляются вослед о- '

■ *

вания по анализу пространственно-временных особенностей земно-, прмивных наклонов, полученных по результатам Многолетних наблюдений в Аихабадской сейсмоактивной зоне. .-

■ Для детального изучения механизма формирования пространственно-временных закономерностей поведения прилипшие накло -нов в период сейсмотектонической активизации земной кори.необходим о кроме наличия длительных рядов наблюдений еще и привлечение данных по другим методам измерений для получения досто- • верной информации о процессах. На Ашхабадском геодинамическом полигоне реализован и многие годы функционирует ког.шекс методов, отражающих ход современинх гёодинамическгос процессов раз-. .четного гене&иса. ,. • .

С этих позиций представляет определенный интерес обобщение характеристик-протекания процессов подготовки землетрясений, рсиь вместо в-них зег/нотрилшпш наклонов, а такле разработка практических рекомендаций по их иеппль-'опанда для пе-:ио.чия фундаментальных и прикладных задач. Поль, работц - исследование лрострпнотпённо-времшпш характеристик прилишш пшиоНоа земной поверхности в Лтаабядс.чой оойсмоактизирЯ зове; установление их свтэи-с со''смогеодт:дм:>

V ■ . - . -. -1 -

ческими.цроцессамй и установление 'механизма форкзроэаивя ото:! взаимосвязи. ■ , ' ' . • . . < ' • ' ,

'• , 3 'процессе 'проведения исследований решались следующие , 'задачи: ■ ' ' ■■ ' •

I. Изучение влияния конструктивных особенностей пункта • раОлЬдений па в^личИ^-ш эемноприливпнх $актороз. . ' ,'2. .Исследованне влияния экзогенных факторов - помех на ■ ' характеристики зеьшоприливных. наклонов /(/.етео|акторц, морские придизи И т.д./. •

■' ,3. Выявление, пространственно-временных изменений парамот-род зерноприяшзного наклона и оценка гес статистической значимости. 1 1 __

4. Установление механизма аномальных изменений приливных параметров в' период подготовки зеллетрясениЗ и активизации разломных'зон. \

5. Разработка научно-методических рекомендаций по практи-. чес к ому - использованию исследования прилив них наклонов.-

Научная новизна. Впервые для Ашхабадской сейсмоактивной зоны проанализир.ованы многолетние временные ряды параметров прилетных наклонов земной поверхности и выявлены метрологически обеспеченше' и статистически значимые пространстпенно-времен-' ! рые изменения амплитудного фактора.

■ Предложен механизм взаимосвязи приливных параметров с -..процессами сейсмотектонической активизации Дшхабадокой сейско-]' активной зовд,

.'Сфорйулирсшани научнр-метадятеоквв реаоиеадации'по практическому 'использования результатов .исследования земноприлгсв-• ' Шй наклонов. '■••■ : .V . '• '"; ■ '.;'•■ . .• . :

Практическая' пенность' работа. Предложенные в работе методы • учета косвенных э^ектоа и'оценки статистической значимости

испсльзуются при выявлении предвестниковых аномалий в приливши наклонах, а - результаты'анализа динамики азимутальной анизотропии предвестниковых приливных аффектов учитываются при . оперативной оценке степени сейсмической опасности на заседаниях.рабочей группу туркменского республиканского экспертного.1

совета по оценке сейсмической опасности и прогноз землетрясе-

1 ■ ' 1 •

ний при Президиуме АН Туркменистана. ■ ' • Дпробанид работы.' Основные положения диссертационной работы ' докладывались и обсукдались: на 2-ой научно-практической конференции молодых ученых Института сейсмологии АН ТССР /Дшха- л б ад, 1981/, на Республиканских конференциях молодых ученых и специалистов АН ТССР /Ашхабад, 1983, 1984, 1986/, на научных семинарах ИФЗ ш. О.Ю.Шмщта АН СССР /Москва, 1985, 1988/. Публикации. Основные результаты диссертационной работы изложены в 6 публикациях.

Объем и структура диссертации. Диссертационная работа додержит Щ страниц, в том числе страниц машинописного текста, рисунков и С таблиц. Она состоит из введения, пяти глав, вы--водов и списка использованной литературы. Библиография пред -ставлена 1^3 наименованиями советских и зарубежных авторов.

- Автор выракает искренно» признательность научным руководителям: д.ф.-м.н. Б.П.Перцеву и д.ф.-м.н. Ю.О.Кузьмину, со -труднккам Комплексной опытно-метсдической сейсмологической экспедиции и Института сейсмологии АН Туркменистана: Б.Н.Гаи-пову, Н.Дяаманопу, Т.Г.Токаревой, Т.А.Аннаоразовой, Л.И.Дяу-джановой, Т.В.Кайзер, О.Ф.Изюмову, В.С.Яунову, а также сотрудникам ИФЗ АН СССР д.ф.-м.н. С.М.Молоденскому, д.т.н. Д.Г.Грид-неву за содействие, всестороннюю организационную и консультативную помощь при подготовке, данной работы. ■

\ ' • (

• ; содитшк работы

Первая глава поовящеш состоянию изученности проолсми исследования причинных наклонов земной поверхности. Об:юр

■ исследований, проводимых в области земноириливных наклоно-

■ мер них наблюдений,. позволяет выделить три основных временных этапа развития ?той\Проблеми.

• 11а первом этапе^/с 1865 по 1В81 гг./ происходит накопление сведений о характере ирилшю-отлив них процессов, происходящих в Земле, а такие осуществляются первые аппаратурно-мо-т'одичаские разработки. 'Гак, например, Тассевд.и, проводивший ' наблюдения с вертикаиьним маятником, обнаружу связь вариаций маятника с лунным притяжением.,.Де Грант первым обнаружил тепловые колебания отвеса. Тоальдо, работая с вертикальным маятником длиной 187,5 футов; обнаружил колебания отвеса'и выявил их связь с вариациями атмосферного давления.

Второй этап /с 1881 по 1968 гг./ характеризуется усовершенствованием аппаратуры, методов обработки и получением ос. новшх фундаментальных характеристик о строении и реологии Земли ча ооновй анализа земнопридивных параметров. К примеру, Гораций и Дж.Дарвин сконструировали аппарат на. принципе бифи-ляряого подвеса, Ребер-Пашвиц сконструировал горизонтальные маятники, благодаря которым качество получаемого материала в . результате измерений приливных наклонов существенно улучши -лось. Так, Орловым а;я. в результате обработки релультатов наблюдений в г, Юрьеве и г, .Томске были получены значения копф-, фициента для'.]Орьева: '(£сно 0.66 .= 0.59 ' ' ; .' . , ' /,''-: : - - СЧ50 .Г:-^ » 0.61- ;

' По мере.усшер^енстпорапия наадоцоморной аппаратуры увеличи лась' география пунктов Земноирилилннх наблюдений. Б 1937-

__7 —

».'•.' .' .'' '.:

IOCS гг. 3 Л'лка-Ата проведены ж следования по изучение юкло- • нов лунно-сол1)еч;!ыхГприлив0з в земной коре, суточных тепловых наклонов и 'наклонов, обусловленных экзогенными процессами, предшествующих'з-еклетрясенпо /БопчкозсяиЯ З.Ф., 1940/. 3 Пол- , таие'в IS3I-I21I г?. А.Я.О^лоз и З.П. Лксентьена пропели не- ' прершзную П-лет tocio сер®, паклономершх наблюдений. Сбработ—• i на этой серии наблюдений показала, что амплитуда суточных>на- ' нлйиоб в Полтаве достигает. 0"»2 /Еончкозскк:-! З.ф.', 1953/. 4 Больно?, интерес. к наблюденйям наклонов вызвала работа U.C.iáo-лог. ейского /1953/, з которой проведеигае* теоретические исследования показали возкокность использования деформаций, вызванных луино-солнечными приливами и движением полюсов, не только для получения представлений об упругих свойствах Земли в целом, но и для реаения многих вопросов внутреннего строения 2еми: для определения упругих констант и вяз к сети вещества раздельно изнтяи i' дара Земли. В связи с этим появилась потребность п создо:-::'!!! прецизионной аппаратуры, способно.! per-!—' стркрооать кайлой;/с чувствительностью не яте С.COI сел дуги/ /у:.;, отн BXirrn Сша peóena з 1355-1555 гг. '/Сст'рсзскиЛ А.Е., 1961/.

- "ачшпл с 1CU? г. /."'етд^лародный гео^взячооай гса/ интерес i; н^блплеи'г:/ гшлокоз сильно возрос. Б это же ::pevr: /1257-1258 гг./ почали прсвог.иться аехнспр:"л:-зпчв впб.подопщ в к.Кезя в зодвале, m глубине 3,5 м от диезкоЯ поверхности, распазосхеппоу з севорс-гапдднеЛ части г. Л'тсабадп. 3 12 5С-105? гг. .час*леденил зрезодул.твь танке в -:пхт» всдлноЯ сксо--■SRHH на глубине 25 распей агепис? з цз-.тре г. Лг.саб:: Гар:/он«члс:г'.": яббяздкгяа, пяоэзлони»* vero-?с ".П.Не-

цела /1258/, лоззат спредачпгь значения <Г л • аУ плт::

осясчаж з елк: ;.¡2,}i у s 2,\:v от /.icrwo ::.;•., i ::';:■/.

- 8 -

' ' ; • i ''.•■,.

- '' ■ ■ ' 1

! Хотя первые ^врде.чкя о деформациях земной поверхности с •'■домацыр горизртздьвдх маятников-наклономеров, в. Узбекистане ■■'аш/i получены" в' 30-х годах текущего столетия' у.П.Репникоаыи в ! Самарканде д Г.В.Порорым/'в Ташкенте, од лак о,' наклоаа!ериив нз-- '¿лрденяя.',Hä современном 'научно-техническом 'уровне шчачись Узбекистане г. /Яковлев 3.!!. * Цхай д.Д. ,1976/. .

' В ¿950.1'. •ртали' пройодрться наблюдения првдкрных наклонов .в Адма-дта,'а с января.195Э г.'ha йаклономерной-станции "лп^ти-.ты",.расцодокенноЗ на Котьоком полуострозе /Йапас'епко Г.Д., 1965/• С 1968- г. возобновляются наклонрмарныё исследования на 'Ашхабадском геодйнамическом полигоне..Наблюдения проводятся в ' п.Берзенгй в 3 км канее Ашхабада, в специально оборудованном .шурфе, на глубине 25 м от дневно^поверхности. В, результате земноприливнцх наблюдений били определены амплитудные и фазовые характеристик и пяти основных волн - Mg.Ng, 82»^I,0I при~

дивного наклона'/Курбанов М.К., Джаманов К.Д., Токарева Т.Г., )' "■•'.•' • ' ■' ' ' . чфсай A.A., Яковлев В.Н., 1976/. .

.Таким образом, на втором этапе подучены достаточно убедительные .данлые о параметрах земноцриливных- наклонов в различ-пых сейсмотектонических и геоструктурных условиях. Однако на-, зрела необходимость повышения чувствительности измерений о-'одновременной унификацией методов наблюдений.

Третий этап /о 1968 по 1991 гг./ - это пер иод повышения точности наблюдений, проведения специальных исследований косвенных эффектов и, в первую очередь, влияния зон тектоничес-,'.ких нарушений /разломов/ на значения приливных конставт, а ' также' исследйвания связи земных приливов с землетрясениями. /На этом этапе наклономерный метод изучения деформаций земной коры переживает, период .своего .инструментального в<методичео-■ кого перевооружения. ¡Гконцу 60-х годов создается высокочув-

- ' 9 ■ -i

■ ■. * . . -г.-'' ■ • Л • ' '.:.••••'

ствктельная,база, наклономеров,'способная измерять тысячные дсл^ рекуйцы дуги. (Это, в свой-очередь, создает возможность решать специальные задачи по,учету влияния косвенных эффектов /морские приливы, экзогенные факторы и др./. Известно', что',одним из важнейших косвенных эффектов, вносящих искажение в ncuiy4aeMud результаты^ при земноприливных наблюдениях" земной поверхности, являетоя влияние особенностей строения • земной коры / Heckey, ,0., I91IJ' Schweydex W ,' 1912;. (0рЛЬв A.iJ., '1939;. Аксентьева -3.II.', 1948,J 1951; Xarniexi W. 1940; Ntsh'Pmta E., 1950; и др./. В связи о этии в Полтаве группа под руководством П.С.Матвеева провела, специальные исследования влияния тектонических нарушений на упругий прилив /Матвеев П.С., 1970/. В 1965 г. в Таджикистане /Коадора/ проведена специальная работа с. целью изучения влияния разлома на величину jf. /Старков В.И., Старкова Э.Я., 1970/. Существенный вклад з дальнейшее изучение земноприливных параметров,-полу- ., чениых в зонах тектонического нарушения, внес С.М.Мсшоденс-кий, который провел рад теоретических оценок и расчетов при дальнейшем их сопоставлении а наблкщенными данными /Молоден-ский С.Ч., 1977, 1980, 1981, 1983, 1986/.

• В последнее десятилетие получили развитие работы по изучению временных изменений параметров приливных волн в связи с процессами подготовки землетрясений. Предваряющие землетрясения изменения механических свойств среды находят отражения в возмущениях параметров прилива /Латынина Л.А., Кармалеева P.M., 1978; Кузьмин Ю.О., 1982; Старков В.П., Старкова Э.Я., Ризао- ' ва С.Д., 1982; и др./ и особенно л пунктах наблюдения, расположенных в непосредственной близости от тектонического нарушения. Такт образом, наблюдения'земных приливов в сейсмоактивных зонах /в зонах разломов/, исследование временной стаби-

|1 ' - 10 - •

льнооти приливных параметров представляют большой интерер при 'изучении природы и'предвестников землетрясений. , '} ■' ' В настоящей рабртр проведено, исследование пространствен-■Vно-времевных характеристик наклонов земной поверхности в Аш-'.^абадской сейомоактианой зоне с целью установления их связи .

; '-'г, ' " •

' о с ейсмогеод ивамическ ими процессами,-, •

^ , до второй главе исследовано метрологическое обеспечение

набздевий н проведена оценка косвенных эффектов нетектоничесг-. когр проясховдения.

В § 2.1 проведена оценка влияния условий установки приборов на точность, получения параметров. приливных наклонов.

, Земноприлианые наблюдения на Ашхабадском геодинамическом полигоне проводятся в специально оборудованном шурфе глубиной , 25 м.от дневной поверхности /Курбаьоа М.К., Джаманов К,, Токарева Т,Г., 1971, 1975/. Ствол шурфа диаметром 2 м выполнен из бетонных колец .и перекрыт пятью перегородками. • Щурф пройден в галечнике /до 18 м/ и плотной оупеси. Наклономерная камера представляет собой горизонтальный бетонный параллелепипед с размером 1,9x2,0x8,0 м, ориентированный в направлении С-Ю. ;Наклономеры установлены на двух монолитных бетонных постаментах /пункт "северный" и пункт "южный"/ с размерами 0,8x0,8x1,3 м, отстоящих друг от друга на расстоянии 5 м.

В декабре 1968 г. в п,Берзенги была начата регистрация найлонов фотоэлектрическая наклономерами системы А. Е. Островского /Островский А.Е.,1961/. Сравнение результатов наблюдений по компоненте С-Ю выявило, резкое несогласие величины прилива в соседних, пунктах /поотамевтах/, причем значение амплитудного фак-'.тора- у1 К2 У°евёрного постаменту/. было явно завышено по отнсше-гшю к м2 /южного-постамента/, .хотя значения амплитудного фактору ^ к2 по раимуту ;вт3 /северного и южного постаментов/'

— . гг. . l

ï.-rcсу;i/vi дав п. х1фошем .аойачия /¿Кузьмин tï.'n. ,198b/. .1 ./

Изв ест'яо-./ KÍrig6.iBtlçam . , 1970, .^pbîaoel'R^atflrtjetC.

■1 -,1 ' ; i ' 1 • . ¡ '. - ■ 1974i HaviisoriJ.I976; Хвсш1евЛ1978/, что одник ra явлэний, cao- : '

собним на десятки,- а то и.на сотни пр'оцегЬоз ятеазигь истинные значения' прплздйых-констант, является эс^фскт? полости. Проверка1 возможного влияния данКого!эффекта наполняемые параметры по-пзолила с уверенностью отметить тот факт,, íto эффект псиости в получаемых.величинах гармонических характеристин в п.Берзен-1 ги ,/станция.,"Ашхабад"/ отсутствует. . Давдейаий анализ подученных земнопридияных. параметров подтвердил ранее высказанное .'-■.-: предположение /Кузьмин Ю.О., 1982/ о том, что различие в значениях ff2 одного аз таута связано с конот^укт.таноа. оа об eu- -ностью шурфа1/неполная развязаняосгь "»гиото" постамента с бегов нш полом/» что влечёт за с'обоЯ разлтяую реакцию постаментов на земноариливной наклон. Как показал 14-летний ряд наблюдений, .это .различие - величина постоянная /1.3^5%/. По., гхгу при обобщенном-анализе результатов вринапкх наблюдений соста-вллгщей G—îO .вводился поправочйий коэффициент.для значений J* „,>

I , . • . . . . "V

/юг.ньй постамент/. Рассматривая данную конструктивную особев*-' кость как систематическую погрешность, »рей^тзпую учета и в закладывании фаз земных приливов /Перцев Б.й>, 17/0/, по формулам,, предложенным.Б.П.Лерцевнм, a именно: :•

. ГЗ^Д?__L_;+. t 3 )

^ . rcus&y-l ' cosse .

определены-д^ „для южного и северного постаментов, которые со-

стветственнЬ ряаш: =-0,СС043 и =-0,00024.

теяьно, > ллРс щ 52,1,t.

Так как1 ча самом деля пекученниз г'процессе зек не:, у vw.:

чаЗлвдеяиЯ s ¡зачел те сдп::гоз :Т,аз-.чп три ,.о?;дка бсльзо зи шзле" -

А%, .и &fe /ввиху разлэттл: локаг.ьпых оообзаксст?;' 'ре-

У г 12'.: дьр;а в рсдонс 'пункта ¿абладеняЯ/влклпизм конструктивист оои-¡•¡Зенности ва едвигя'ч^з , наблюдав,-/ш 'приливцнх 'волн медккаренег-

"1 бреуь. ' '>,,'.'"' ': <-'■ ■■ \ >

'»' ■ •'• 'В § 2.2 исследованы .влиянир 'метеорологических;' факторов ■ на .

V'. '• ' ■' ' '■ '■'''■ ''•'•! ' " ' " ' ' ' • ' ' ' ' .1^рЧн'ссть .одределен^ориливных параметров^ '■' > , . .,

' „V .! .'зекноЬр ил ирные ^айзшдения, как правило,'проводятся в прй- . I позфхностнор.'слоЬ -ня^лубилах порядка, деояткоа метров. Вслед-ста'^'этого ваибодьыее'в.озмущающее влияние-.на1 шклономерн^е' наблюдения оказыэайт. метеорологические деЗДп.яции'.г ело!:, поверх-ноет и'/Латынина'Л.Л., Кар.удл'еева , ■ 1976; Островский А.Е., 1973; и др./.; Зт,о, в первую, очередь,, терм'оупругие смещения и ■наклоны земной поверхности,'барические-деформации поверхности, а также движение земной поверхности, связанное о выпадением ат-мооферных 'осадков. Что касается .механизма взаимосвязи деформаций земной '.поверхности ,с выпадением осадков, то, как'показано в работах /Курбанов М.К.. Изюмов С.Ф. ^.Кузьмин Ю,0, 1984;Си~ доров В.А.» Кузьмин Ю.О., 1969/. с учетом физических и гидрогеологических свойстй приповерхностного слоя единственно возможным, вероятно, следует принять механрвм непосредственного '¡деформационного воздействия неравномерного выпадения атмосферных осадков на земную поверхность. Авторы получили аналитическое выражение для оценок влияния атмосферных осадков на раклр-ш земной поверхности

У-?** , , (3); глв

£ плогвооть осадков; ^ - ускорение,силы тяжести; ■ . ' аН-Ь.-К* , . «. 1Дв Я, и- К»' - количество осадков в р«з-, ньос наблвдаёмых пунктах, »Iй. модуль сдвига;..' '■ ' ,Йак показали оценки, ирилйвЫэ' наклоны, .вызванные, выпадением осадков, в условиях резко-континентального арщного климата -пренебрежимо малы, их амплитуда-имеет порядок 4 5*Ю-2 мсек.

i При оценк!'влияния атмосферного.давления на наклоны земной йоверхнрст.и'предпочтение отдано механизму Непосредствен-' ного деформационного воздействия неоднородного .поля давлений и использована'формула (3). . , - ,

Оценка; барически наклонов при /ц = O.I*IOö кг/см3 /Кузьмин • ' К\(0.,, 1982/. показала, дао'они'имеют колебательный характер с:' амплитудой ~ 1-маёк /оуточшй барический'наклон/.' '' '

При анализе' влияния суточных, термоупругих деформаций -збм- , ■ноД' поверхности на з^мноприливные. наблйй,Ьния рассмотрена две основные причины их возникновения: .,•;'-'■••

1. топография поверхности /региональные тепловые наклоны' и горизонтальные деформации/, •

2. неоднородность распределения свойств/теплофизические свойства/ земной поверхности - локалыше"тепловые наклоны и деформации; .••-,.■

Если поверхность наклонена я горизонту лсд углом d , го появляются сезонные тепловые наклоны и горизонтальные деформации. Регкональйые наклоны и горизонтальные деформации возни- '■ 1 , - « •

каот и при наличии веоднорсдностей. рельефа, имеющих правильную регулярную структуру, например, топограф!» в виде синусоиды. Эта задача была решена разными способами и основывалась на не- , скйлько разных начачьных условиях /Попов В.В., i960; Урманцев Ф.М., 1972; Ввгдег У., 1975/. Сравнительный анализ количественных моделей формирования тепловых наклонов земной поверхности показал, что наиболее приемлемой для условий Ашхабадской : • сейсмоактивной зоны является теория В.В.Попова /Сидоров В.А., • Кузьмин Ю.О., 1989/. Ргнее был определен параметр горизонталь- . ной неоднородности, формирующий тепловые наклоны в районе пункта наблюдения /Дтаев С.Л. , Кузьмин 50.0., 196.1/, который оказался равным 20-25 км, что морфачогичеокя соответствует характеру

.... . ■,-. 14'..-.. ' ;.......

. рельефа местности /предгорье Кодетдага/. В результате подстановки значений ■рассц^риааемш параметров в формулы.В,В.IIопо-! ^ Чва', при : . - Х0~5'КТ1, V =' 0.25. А'= юЧ: , глубина 25 м,

4'20-25 км, ,Т= 24; часа, была, определена .амплитуда теплового .¡наклона У «1.2 мсей..: ''• '

' ,1 исследовано-влияние морских; приливов на земнопри-1

I ливни а наклЬвд'в ¿шсаб адской сейсмоактивной'зоне, • .;,!■■' : , ■

. ' 'Как' извеотно, регистрируемое вблизи морских побережий пег • рисщические наклоны земной поверхности могут в некоторых случаях быть обусловлены в большей степени'действием морских при-;ливов, чем-земных /Венедиков А., .Иванова М.В., Перцев Б.П., ,2989/. При этсм-пункт наблюдения мбк'ег находигьрй на расстоя-| нии несколько сот км ст моря, следовательно, влиявие этого фак-| тора необходшо учитывать-как при определении глобально эначе-ний; зеыноприливных параметров ^ и »/ , так и при любой ин-! терпретации ваклономершх земноприливвдс наблюдений. .Оценку !■ эффекта ыорскзд приливов проводили методом суммирования эффектов отдельных1 мелких площадок, некоторые делитоя все море 1 /Перце? Б.П., 1976/. Используя формулы, предложенные в работах /Перцев Б.II.; 1967, 1972, 1976; Венедикав А^, Иванова ,М.В., ' Церцев Б.П. , 1989/', били определены искомые /невозмущенные/ ^начения гармонических характеристик и ¿¡Л . А именно:

¡Ги- Ги соаФн - ■ 1 б* <Ч>) • Н СОД Ж СОг > : (5)

для компонента с-р и ° с 8

Уи Ь£а Фа = м» ; -(^(^Нзт эе .

дая компоненты В-3 при;.А щ 58° /для 'Ашхабад^ для волны м = + 4^6 : • Р =¿.0.812- для СИ) 7 • ■ "

' ' = -3°5 . . ^ « 0.689 / для В'гЗ •'" ,

В связи, о тем, что сведения с прклйзах в П(?р6вдсяом задйг ве свадетеяьствуют о-резко выраженном характере этого явления, •был произведем расчет возможного влияния косвенного эффекта, йызрвае/лого- првдивным движением вод данного басоейна. 11о!кар'-. ■ там,, п остр сюнтЫ Бовдановым К.Т. /1987/, проведено исследова- ; 'ние .влияния Персвдского'залива на значения проливных характер ,1 ристик! и ,,' получаемых в'Ашхабадской'сейсмоактивной зоне*' /п. Берзевги/. Используя формулы (5) и (6) с учетом реальных'■ . параметров' пункта наблюдения, Ош1И получены следующие' испрев- , ленные за косвенный эффект значения: ..;

по компоненте С-Ю ¡Си = 0.810 и = + 3°8 '

по компоненте В-3 ^ = 0.683 и = - 2°9 ' ;•'''.,

Как показывают расчеты,'вдияниэноовенного эффекта, вызываемо- ;

, ■ . I

го приливным движением вод Океана и Перочдского залива в'п;Бер-< зенги пренебрежимо мало. '

Третья глава посвящена основным результатам исследования приливных наклон® в Ашхабадской, сейсмоактивной зоне и их связи, о современной геодинамичесной обстановкой рёгиона.

- В § 3.1 исследовав временной ход среднемесячных значений, приливных параметров и их статистичеаноа обоснование. '

Весь материал наблюдений, полученный на станции "Ашхабад" п. Берзенги двумя комплектами наклономеров системы Оатровского/ /С-Ю пр. № ПО и 01; В-3 пр. № 109 и 02/, был подвергнут гармоническому анализу по двум методам: Б.И.Перцева /1958/, 1 методом А.Венедикова /1966/. Были определены значения приливных конс-;ч тант Г и АV для пяти основных водн,7м2. N 2, Я 2, Кг'.О^-/.

Для получения окончательных статистически значимых значений V

... •; *

применялись общепринятые мет оды. математической обработки* Прй ' 1 определении ср^шариф.7.ет ичесних значений и ср^неквадр^тцч^с^ ких ошибок наблюдений анализу были подвергнуты; ¡114 нё|завиаимых,|'

среднемесячных серий /пр. .4 ПО/, 146 серий, /пр.. № 01/, '139 серий /пр. 109/, 137 независим,, серий /пр. № 02/, на которой.условно был разбит весь массив наблюдений.-Была проведет проверка'.подчинения независимых измерений ^ м2 нормальному., .закону распределения. Перед проведением анализа из всего ряда значений ^ м2 были'исключены явно аномальные значения амплй-• тудшх'^ак^оров, независимо от причин их формирующих. Как по-• казали'ррсчеты, полученные значения:/1'^ по обОмд' составляющим подчиняются закону нормального распределения. Так как данные зёмноприлиаяне наблюдения проводятся в сейсмически активном районе, представляет интерео 'выявление аномальных значений ¿Г с. целью дальнейшего их использования при поисках пред-. Вестников землетрясений, поэтому .помимо проведения традиционной математической обработки результатов наблюдения приливных : характеристик, проводилась математическая обработка по специальному алгоритму- /Кузьмин !ю.О., 1981/-, в основе которого лежит принцип "временной избирательности аномалий". Исходя из , данного;,алгоритма были. определены основные ьремёнйне этапы аномальных измерений приливного-амплитудного фактора £ м2.

3 § 3.2 проведено сопоставление выявленных аномалий при-•Ж явных 'наклонсю с сейсмическими и геодинамическими особенностями Ашхабадской сейсмоактивной зовы. Результаты' измерения приливных наклонов земной поверхности 'в Ашхабадской сейсмоак-. т ив ног. зоне, з нерву» очередь, используются для определения

кинематических характеристик движений земной коры, связанных

I ( ' ! 1 ... " - ^ ^

'о процессами подготовки землетрясений. С другой 'стороны, изменения,в зкачениях. ^ ^ , имеющие тектоническое происхождение, ' ¡связана о! изменениями парат,;етроз среды в районе пункта наблю-^еяиж .Отсюда представляется 'важным •сшсставзевие вариаций . ^1(1 итудного! фактора»' $ го во времени, «'аналогичным-, измене-

. - I? -

:!г.р:ш;м1!с. /меплеятк/ макдснов зекно-Л*пап^хпэсти,.- к,ото-рыё' когут • меняться при различных гефшшкчеокас rfpoiieccajcjfrpo-; j-. исходящих'п c£:tcMponacii!jK. районах /Кузьма '¿.О., 1082, 19139,'i j, 1220; \\ ДР-/« 3 этих аз работах, отгечен :;ак,т протйво£азного' .из•* j' меченая' наклонов' к 'по, азимуту „С-Ю, it по азимуту >3-3. Детальней j , а нал из- прстиво^азногб ^уенеаил наклонов г. аз-вол:«' • саязать пбяп-J лечие 'анти&тш вар&ОДЗ? наклонов е зктазюичмЯ тектонически*;, процессов-в районе пункта. наблюдения. Бмло покатано,' что именно- . прямое воздействие горизонтальных де^ор:/.а';и.1 за посре.-шген iro-T. ззсплет обглснить .viiori'e особенности анса^пьпнх в'ариаця:!■ накло-' ноя /юрбанов м.К., -Кузьмин P.O., 1ёС2/. Eiw;i полечены.([оргули, разделяющие "хстинный" и "деформаоошш:!"'наклоны земной поверхности, а. иггенно: . • ! •,

• -\\ ' , ' , i Анализ 14-летнего, ряда наблюдений приливных, медленных /.чепри-'i ливши/ наклонов земной поверхности, а также горизонтальных : деформаций в п.Берзеиги позволил выделить временные этап::, ха-' рактеризуищнеся изменениями исследуемых параметров тейтоничес-к сто происхождения. ■'■ .: 1

Для сопоставления'с оеЯсу.иЧйоа-гью предварительно спреде—■ лялась значимая аномалия, которая каки-лкбо 0рачом -стрази-ласа на ходе приишного и истинного наклонов, сзлзашшх с ты;~. тоническими процессами. Езтем пояучеплоя аномалия аЦомгаялд-' лась с соответстзузчи.'. по времени'еейсг.шческим с обит цел:. Ргзс-четы, ирозеденнне з рамках региональной доведи ироцоссов . ' готовки землетрясений /Кузькин Ю.О. Ц909, 190С/ я г'ос,

■ :■■'■ I . !

тельное их с сп оставление с :результй-гаЬи наблюдений, Jiosactii'ji•• ^лзпть достаточно гтчада эави^:кость кекду род ay оси дефор^' " . .еуоншх пр^аесгннков л энергией го-гознцкгся землетрясений,' , j ?. ас;«.ттогичзсй07 случае' она имеет слегугщкй вCjR =0.2i!ri.2;|-

, Кроме того в этой модели получены зависимости деформационных ра-

I ■ • 1 > , >

' ^иуЬаа областей подготовки землетрясения и. амплитуды деформаци- , он^ых прея вести икав /сидоров В.А., Кузьмин Ю.О., 1989/. Отталкиваясь от величины деформации на уровне ЮГ® /0.1 угловых секунд .дуги/ и комбинируя в кавдом конкретном случае соотношения "энергия-амплитуда" и'''энергия-расстояние"-была сделана выборка всех' землетрясений с К > П»5 в радиусе 100. км с центром в' пункте 'на-' ¿лядвния.. Таким образом, рассматривая в совокупности мАлетний • , ■ ряд изменений амплитудного фактора -истинного хода наклонов " У 1!0Т и значения горизонтальных деформаций Ь был ¡выделен.'полный набор'возможных ситуаций: ' ебть аномалия, но.неТ значимых се, йсмических событий; есть землетрясение, во нет аномалий и, вако-; вец,'есть аномалии и есть сопоставимые по времени, расстояниз и энергетике Сейсмические события. •'; ; '

В четвертой главе рассмотрена модель формир!авания пространственно-временных характеристик прмианмс наклонов и современная

'. сайсмогеодинамика Ашхабадской оейсмоактивнойзоны. Г ' ' ' ■ • • , ■

" ; В § 4.1' проведено исследование процессов подготовки Землетрясений в Ашхабадской сейсмоактивной зоне на основе результа -тов/земноприливных наклонаиерных наблюдений. ...

•; ! У правляющем большинстве случаев ю мерительные системы 'наблвдений за деформационными предвестниками землетрясений представлены высокоточными, повторными нивелирными и светодально- . мерными наблюдениями, а также непрерывными наблюдениями о. по -

мощью выоькочувствительных наклон ом ерсв и деформографов. Учиты-

: , . . | ■ ■ ; ' . . . _ , • вая, фо.в.емноприливные деформации /и в часткооти наклоны/ яв-

УЛяютоя пЬ с(ути деформационным откликом среды на приложенную калиброванную нагрузку, то мониторинг земнсцриз(а.кых деформаций и ■наклонов можно.'по существу, рас сматривать, как " геодинамическое пройвечива^ие"' недр - аналог сейсмического просвечивания. В.

это1 связи мониторинг зекноприяипншс наклон® становится =неотьг емлемой частью диагностики динамически нсустог1чиннх облаотеЗ, , ; /очаговых, зон, зон подготовка землетрясении, оеЛс^огснних рад- V ломов и т.д./ и поэтсну его результаты необходимо использовать!,' . прй диализе'процессов йодготоэки'здалетрясеиий. ' • |

< ■ Основной задачей исследования процессов подготовки зезде- | ■ трясений'является разработка модели процесса подготовки земде-'^ трясений и. установление степени ёе адекватности процессам» происходящим в сроде, которые наблюдаются в натурных и модельных экспериментах, В работах /Кузьмин ¡0.0., 1983; Сборов В.А.,' Кузьмин И.О..,' 1939; Кузьмин Г.С.( 1990/ предложена 'п апробирована на модельных и натурных данных ,/сш.ель процессов йодгогозки 'землетрясений для условий молодых1 осадочных бассейнов /и в част--пост и для Конетдагского сейсмоактивного региона/., . ( I

В рамках рассмотренной модели подучены инал:тгическив выражения для так называемых радиусов проявления предвестников /деформационных радиусов/ в зависимости от гагиитудц. готовящегося землетрясения и форщ включения - .аналога очаговой зоны. Отталкиваясь от представлений, что геофизическая среда, как набор кинематически активных и возбудимых элементов /разлсмиых зон/,', макет существенно откликаться /реагировать/ на веоьма слабые деформационные воздействия /Кузьмин Ю. 0., 19ВУ/, мокко построить"'. ' следущую феноменологическую модель формодопания предвестников - - . флуктуация земнопр:ига:ад наклонов'. Возникшее в процессе подто- ,

товки землетрясения аномальнее попе деформаций достигает зоны ;

■Д ' м

тектонического нарушения, и .окрестности которого расположен на- I

клономерный пункт а меняет его механические /в первую рчзредь

■хестксстные/ характеристики, что приводит к предвестник ови.»/Г'■'!

'.".змененклм в аиплигудз и^рдмьнх; наклонов. 0 от их позиций существ

авняо расипрлвтся ;;он регистрации предвестников Как в'.отнр-

- 2û ' > : ;;n.n;i;i .яааргии -зеул стрясен так з в расст0я:г:?й-д0 л^яага, кп-" 1 блЬдозм. • • • . ' ; ■

, 2 сгэте' расс.'гстреПпсЛ п подготовки, в которой обязательны:/ олемептог.'; ¿¿ядртор поднятие пеиней поверхности-в зоне ; будущего очага, рассмотрев совместно с припиши« и данжши. кате-piia^i- по медленней;/ пат«ону зеилой поверхности, горизонтальным': • . деформация« /де£орксгра$ический ; и- нивелированию 'Собот-

веяно Передового разлома Копетдага /локальная компонента двике-hi;?./i который орнйретвенеа за.трансформцкю-^предвестшгкових /ке-дЛеннж/деформационных' процессов в аномальней прмирной сигнал.' Рассмотрено формирование предвестник срых', эффектов в период под- ■ роТовки ,'кощретнкх - 8 землетрясений, произошедших за период наблюден и.'К -Выявленные'' предвестников«? аномалии в .приливном спектре движений вполне удовлетворительно описываются в рамках Предложенной модели формирования деформационных' предвестников; Таки.7 образ,ом, наличие в окрестности Пункта наблюдений зоны активного /легко возбудимого/ тектонического нарушения позволяет за спет механизма параметрического-зсЬбух&енил существенно повысить и регистрационные, и иатерпретационные возможности земио-; приливных нахлономерных наблюдений при изучении деформационных !-.предвестников землетрясений.

''.', ' Д § 4.2 исследовано влияние современной геодинамики рззло-мов стабильность земнеприливных параметров.

СдпЬгйз важиейш.их коезенных эффектов, вносящих искажение в получаёмнё -результаты при земноприл явных наблюдениях,является влияние особенностей строения земной коры / НесЬех 0. ,1911; ; ' ScKwey«iex;V., WI2; Орлов А'.Я., 1912; Аксентьева З.И., 1939; t, t: др./. В данной работе-рассмотрены два известных на настоящее 'время механизма влияния протяженногоглубинного разлта на приличную деформации земной поверхности /Матвеев П.С.-, 1970; Мало-

. .... .. ' - 21 .-'- , денский С.").-, 1983/. В' предлсжашю;: П.С.Матвеевым .схеьгё возмрЖт ; ного .влияния глубинных разломов на прибивную деформацию преадола- , . гаетоя,', чтр' в' моме'нт кульминации прилквообразувдего тела под йтв^ем'прил^восйразуищВД'см в районе тектонического нарушений",' происходит' допсш'нительное'п'однятие'з/п, что'в .свою. очередь вызо+ вет-аномальный приливной-наклон/рис, а./. , ,*'";: '. -.1

Н ■ щ- Ь т

( г —Ч

.....' " "а" ' • , "б"

В схеме, рассмотренной' С.М.Малоденским, предполагается,1 что . .

63.3. = (Гуг = = 0, т.е. рассматривается случай отсутствия вертикальной ,и касательных составляющих общего тензора напряже-: ний. Причем и момент кульминации Луни/Оолнца/, будет иметь ■ ! место растяжение /рис. б./. Причем и ах'ема П.С.Матвеева, и : С. И. Мол оде некого нашли свое подтверждение при сопоставлении с1 » эмпиричеокими данными /Старков В.И., Старкова Э.Я., 1970; Латынина Л.А. л ДР.» 1970/.' Хотя модель С.М.Малоденского в'больше?! степени отражает реальную картину влияния тектонического нарушения на'земноприливные'характеристики./учет глубин залегания разлома, эффективная ширина/мощность надразломной толщи пород/, чем Модель П.С.Матвеева, тем не менее, как показал дальнейший . анализ полученных соотношений, формула С.М.Молоденского не полностью описывает реальную картину аномального деформирования в зоне тектонического нарушения. - Ц

Возможный вариант трактовки выявленных изменений искет быть предложен на основе сформировавшихся в последние1 годы ■ ,' представлений о закономерностях"формирования современной, геодг-.

намической активности зон раэломов /Кузьмин Ю.О., 1986; 1288;''

I 1 '.'-ч

1989; 1990; евдоров В.А., Кузьмин Ю.О.: 1989/.- Согласно зим ;< ;

■'Г I'1' ' ■ ' Н'

представлениям, основанным на эмпирических обобщениях по бель- •

| 1 .

шому'массиву данных о современных вертикальных движениях земной корн, подученным по целому ряду регионов, а также материалах физико-математического.моделирования, зона разломов характеризуется не только известными движениями типа сбросов и надвигсо, но и движениями типа регионального и локального изгиба. Причем

, . I . ■

■региональный.изгиб /преимущественно направленный вверх/ морфологически соответствует схеме П.С.Матвеева, а локальный изгиб /преимущественно направленный вниз/ - .схеме С. М.Молоденского. Показало, что противоречие между механизмами П.С.Матвеева и С.М.МСлодевского. может быть снято привлечением обобщенной модели формирования аномальных приливных деформаций в зонах разломов, базирующейся на механизме параметрического возбуждения процессов и сведенияхо реологической расслоенности земной коры и зон разделов /Николаевский В.Н., Шаров В.И., I98V. С позиций этой модели, /Атаев С.А., Кузьмин Ю.О., 1Э91/ активизация трещин „различной ориентации; расположенных на различных глубинах, способна под воздействием приливного напряжения создавать одновременно и региональный и локальный югибы. В этом случае выбор ?ой или иной частной схемы формирования аномалий зависит от пространственного масштаба расамотрения аномальных эдиктов.

В пятой главе даны рекомендации по практическому использованию результатов земноприливных. наклономериых наблюдений в ■ сейсмоактивных областях.

Результаты многолетних .земноприливных наблюдений, проведенных в Аихабадской сейсмоактивнрй зоне, позволили сформулировать , ряд неучно-методических рекомендаций по'их использованию. 1 Представляется, что результаты земноприлизвых наклоноиер-'ных1 наблюдений, проводимых в сейсмоактизных областях, могут .бить эффективно использованы на практике в. четырех направлениях.

1. Определение "с ейсмогеод мимических" .поправок к величинам ^ и дУ , которые используются для получения фундаментальных

/глобальных/ характеристик внутреннего утроения и реологии Земли. . ■ , .' ,

2. \ Исследование пространственно-временных (флуктуации при-¡ливных- наклонов с целью, изучения процессов подготовки землетрясения и поиока предвестниковьрс эффектов. -

3. Использование информации о временном ходе значений гармонических параметров земноприливных наклонов в задачах оовре- ■ менной геодинамики разломов. ,

4. Привлечение данних о земноприливных деформациях /наклонах/ при определениях коэффициент он т а на очу ист а итель пост и геофизических /недеформационных/ методов изучения современной геодинамики ореды. !

Выводы

Ооновные выводы диссертационной работы сводятся к следующему : *

1. Выполнен анализ многодетное рядов и проведена оценка статиатичеокой значимости полученных результатов.

2. Проведены оценки влияния экзогенных факторов /метеоусловия, морские приливы и т.д./ и уодовий конструктивных особенностей пунктов наблюдений на точнооть определения приливных кон-.' стант и их аномальных изменений.

3. Выявлены временные флуктуации амплитудного приливного ' фактора, проведено их сопоставление о сейсмичностью и показана. ' их тесная взаимосвязь.

4. -Показано, что.нцблюденнца рредвестишоице эффекты удо- \. плетвор итель но объясняются о позиций региональной ч<Йели.про! ' цесоов подготовки'зегдлетряс.ениД, основанной на эффекте .параме-'' трического иазбухдепия процессов, '! ' ■ ' ''

i , 5. Предложена метод ma районирования аномальных сейсмич'ес-' , ига йитуациЯ, основанная на сочетании параметров прилизкнх и .' ■ медленных наклонов. , ;

Разработаны научно-методические рекомендации по практическому использованию результатов исследования земноприливных наклонов /оптимизация наблюдений, сейсмогеодинакические поправ- •

■ ки, возмсиности определения коэффициентов тензочувствительности геофизических методов.

.Основные результаты исследований» полученные автором, из- ,, локены в 6 научных публикациях:, ■ .

- I. Определение параметра горизонтальной неоднородности, формирующей тепловые наклоны, вблизи Ашхабада. Тезисы дскл, 2-й, научной конференции мсподых ученых. AIT ТССР, 1981, с. 22 /Совг меатно о JC.0.Кузьминым/. ;

2. Оценка влияния локальных условий на определение гармонически постоянных- при зекнопргаив'ньк наблюдениях, й научная

(конф. мсдсдых ученых АН ТСГС7Р, тезисы докладов, А'жабад, 1983, "о. 135-136 /Совместно с С.О.фзьшншл;/'. .

3. Пространственно-временные- флуктуации приливных констант в Ашхабадской сейсмоактивной зоне. Тез. докл. • î.Ki;G АН ТССР,

■ 1984, с. .ЦО /Совместно с Е.О.Кузьмишж/. ■

4. Локальные аномалии приливных наклонов, вызванные вариациями модуля сдвига в окрествости Се'вер&нхзбздского разлома.. •

■Тез.-докл. Молодых ученых и спец. АКТССР, 1"£6, с. 57 /Совместно с ¡О.О.Кузь.чил;!://. ". .. .

5. Связь аномальных, изиенений электросопротивления горних

i пород в pcascvtiog зоне с приливными деформацзями зсиней коры. -\ Йзв,- ЛИ TCCF, сер. iT,из.-техн., xov в .геол. наук, J9oS, с. 50-• 52 -/Совместно с Л. А.Авагзмовш:, 'А.К.дтзезыу, ¡0.0.Кузьминым,

ч , t» ^^j... / ' ' 1

x ^ 4 ,ul"/ * ; • , _ . .