Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Особенности подкоровой сейсмичности Памиро-Гиндукуша и Бирмы

ВАК РФ 04.00.22, Геофизика

Автореферат диссертации по теме "Особенности подкоровой сейсмичности Памиро-Гиндукуша и Бирмы"

>Г6

Он

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК ОБЪЕДИНЕННЫЙ ИНСТИТУТ 2ЙЗИКИ ЗЕМЛИ ИМ.О.Ю.ШИДТА

На правах рукописи

СТОРЧАК дайТРИЙ АЛЕКСЕЕВИЧ

УДК 550.34

ОСОБЕННОСТИ ПЦЦКОРОВСЙ СЕЯОИЧНОСТИ ПАШРО-ГИНДУКУША И ШРШ.

Специальность 04.00.22 - Геофизика

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

Москва 1994

Работа выполнена в Объединенном Институте физики Земли имени О.Ю.Шмидта Российской Академии Наук.

Научные руководители-. доктор физико-математических наук,

профессор Н.В.Кондорская доктор физико-математических наук, профессор Н.В.Шебалин Официальные оппоненты: доктор физико-математических наук

Л.И.Лобковский

кандидат физико-математических наук А.А.Лукк

Ведущая организация: Физический факультет Московского Государственного Университета имени М.В.Ломоносова

Защита состоится "26" мая 1994 г., в 14 часов на заседании Специализированного Совета по геофизике К.002.08.04 при Объединенном Институте физики Земли им.О.Ю.ИЬиидта РАН (123810, Москва, Д-242, ул. Б.Грузинская, д.10).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Объединенного Института физики Земли РАН.

Автореферат разослан "25" апреля 1994 г.

Ученый секретарь Специализированного Совета кандидат физико-математических

наук А.Д.Завьялов

- 3 -

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. На противоположных краях Гималайской дуги, в зонах Памиро-Гиндукуша и Бирмы регистрируются землетрясения на промежуточных, по определению Гутенберга, глубинах. Обе зоны характеризуются единством геодинамического развития (Уломов,1974) и удивительной осевой географической и тектонической симметрией. Известны многочисленные работы Винника, Лукка, Молнарз, Нерсесова, Раутиан, Рекера, Санто, Талпсн^е, Фитча, Халтурина и многих других, посвященные анализу подкоровой сейсмичности Памиро-Гиндукуша и Бирмы в отдельности. Однако сравнение характеристик сейсмичности двух зон в свете коллизии Евр азиатской и Индостанской плит, поступательного с вращением против часовой стрелки движения Индостанской плиты до настоящего момента не производилось. В последние годы появился целый ряд-новых методов изучения параметров сейсмичности, новые дополненные каталоги землетрясений, установлена и несколько лет эксплуатируется сеть цифровых сейсмических станций, что позволяет выполнить на новом уровне сравнительный анализ сейсмичности указанных вон и установить, соответствуют ли полученные результаты известным положениям тектоники плит.

Цель исследования состоит в изучении, сравнении и обобщении характеристик подкоровой сейсмичности Памиро-Гиндукуша и Вирмы с помощью комплекса чисто сеймологичееких методов на основе как ранее использовавшегося, так и нового фактического материала.

Методика исследования. Для сравнительного анализа сейсмичности двух зон был применен ряд традиционных и относительно новых приемов, используюших как статистические характеристики групп событий (график повторяемости, трехмерное изображение плотности

эпицентров, индекс Моришиты, удельная сейсмическая мощность), так и статистику индивидуальных характеристик очагов (крипекс Проаорова и Хадсона, угловая частота спектра излучения сейсмических волн, механизм очага землетрясения).

Практическая ценность работы. Сформирован и успешно опробован комплекс усовершенствованных методов сравнительного изучения сейсмичности и соответствующих компьютерных программ, который может Сыть применен для аналогичного анализа в других зонах.

Научная новизна. Впервые на основе вновь сформированного комплекса методов проводится сравнение параметров двух генетически связанных между собой внутриконтинентальных зон подкоровой сейсмичности - Памиро-Гиндукуша и Бирмы. Обнаружены как глубокое качественное сходство параметров внутри каждой из зон, так и их четко выраженное различие между зонами, позволяющее провести интерпретацию результатов в свете теории тектоники плит.

Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, 3 глав, заключения, списка использованной литературы и содержит 90 страниц, включая 22 иллюстрации.

Апробация работы и научные публикации. Основные результаты и положения диссертации были изложены в двух докладах на XX Генеральной Ассамблее Международного Союза Геодезии и Геофизики в Вене, на семинарах Института Сейсмологии ОИФЗ РАН и лаборатории Континентальной сейсмичности 0И«3 РАН и представлены в четырех научных публикациях.

- 5 -ВВЕДЕНИЕ

Во введении дается общая постановка задачи, определено место настоящего исследования среди многочисленных работ по изучению •.■он подкоровой сейсмичности Памире-Гинду куша и Бирмы, расположенных на противоположных краях Гималайской дуги. Осуждаются актуальность, практическая ценность и научная новизна выполненной работы.

Глава 1. МЕТОДИКА СРАВНИТЕЛЬНОГО АНАША СЕЙСМИЧНОСТИ.

Глава 1 начинается с обоснования выбора параметров, использозанных при сравнении подкоровой сейсмичности зон Памиро-Гиндукуша и Бирмы. Рассматриваются те параметры групп землетрясений и статистика тех параметров отдельных событий, которые при совместном рассмотрении дают возможность судить о характере протекающих тектонических процессов.- угол наклона графика повторяемости,

- средний крилекс Прозорова и Хадсона,

- степень пространственной кластеризации сейсмичности,

- удельная сейсмическая мощность по Шебалину,

- угловая частота и наклон высокочастотной части спектров излучения сейсмических всиш,

- преобладающий тип механизма очагов землетрясений.

Необходимо отметить, что некоторые из указанных параметров не имеют пока четкого теоретического обоснования. В связи с этим совместное их рассмотрение может быть выполнено лишь на качественном уровне. Нашей задачей является установить, в какой степени полученные качественные соответствия в системе этих

параметров могут быть истолкованы в рамках единой геолого-геофизической концепции.

Выбор перечисленных параметров предполагает и выбор методов их определения. В данной работе предпочтение отдается наиболее простым из известных методов, обеспечивающим получение надежных качественных оценок.

Расчет угла наклона гранта возгораемости (параметра Ь) дает возможность судить о соотношении числа сильных и слабых землетрясении и, следовательно, получить на качественном уровне представление о соотношении пределов хрупкости вещества двух зон. Параметр Ь определялся двумя методами: максимального правдоподобия (Куллдорф,1966) и наименьших квадратов (Миллер,Кан,1965). Известно, что метод максимального правдоподобия дает результат, неустойчивый по отношению к определяемому исследователем порогу представительности каталога и интервалу группирования по магнитуде, а метод наименьших квадратов дает смещенную оценку. Параллельное применение обоих методов предоставляет возможность осуществлять взаимный контроль получаемых результатов.

Кркпекс - разность магнитуд по поверхностным и объемным волнам - это параметр землетрясения, позволяющий, согласно Прозорову и Хадсону (1974), судить о прочности среды в области очага землетрясения. Дело в том, что очаги в более прочных породах имеют большую скорость разрыва и меньшие размеры при той же энергии землетрясения. Это означает создание более благоприятных условий для генерации короткопериодных объемных волн. чем длиннопериодных поверхностных. Таким образом, чем прочнее породы, тем меньше крипекс. При этом представляет интерес статистическое рассмотрение этого параметра для возможно большего числа

землетрясений каждой из двух рассматриваемых зон.

Изучение степени пространствеиой кластеризации сейсмичности,

во-первых, дает представление о пространственном характере сейсмотектонического процесса. Во-вторых, это позволяет [\и-смотреть и сопоставить для разных аон обнаруженную в работе и Татевосяна (1991) корреляцию степени пространственной га.и'тч-рипации и угла наклона графика повторяемости. Применялись *кг рлпличных по своей сложности, дополняющих одна другую :< дики изучения кластеризации сейсмичности: построение -[■••»мерного изображения плотности эпицентров землетрясений и !•/« ч«-т индекса Моришиты (1959).

^тхмерное распределение плотности эпицентров характеризует Леуг клртнну концентрации эпицентров. Поведение индекса Моришиты .¡(■и последовательном разбиении зоны на все более мелкие ячейки позволяет сопоставить средние уровни кластеризации двух зон и остановить, с какими характерными размерами связана кластеризация каждой зоны.

Удельная сейсмическая мощность по Цебалпку (1968) - это суммарная энергия землетрясений, рассчитанная по магнитуде и отнесенная к объему плотно облегающего зону прямоугольного параллелепипеда и к длительности наблюдений. Величина удельной сейсмической мощности варьирует от зоны к зоне, что характеризует различия в интенсивности протекающих сейсмотектонических процессов.

Сравнение спектральных характеристик сейсмических волн основывало на предположении о том, что землетрясения, имеюпдее меньшие размеры очага и большую скорость вспарывания, излучают более высокочастотные сейсмические волны. Известно, что в двойном логарифмическом масштабе спектр волны, зарегистрированной в

дальней зоне, можно представить двумя участками ломаной: в облзсти низких частот - прямей, параллельной оси частот, а. начиная с некоторой частоты f0, называемой угловой, - прямой c. наклоном (Brune,1970). Поэтому сравнение спектральных характеристик излучения очагов двух зон можно проводить путем сравнения угашшх частот и наклонов хисокочастопюй части спектров, например в группе Р-волн.

Все перечисленные выше методы обеспечены соответствующими программами для IBM-совместимого персонального компьютера. Рассмотрение механизмов очагов землетрясений выполнено по результатам работ других исследователей.

Важно отметить, что рассмотренные параметры и методы их определения не имеют каких-либо принципиальных особенностей, ограничивающих их применение в других зонах и при других глубинах очагов. Это значит, что данный комплекс методов в принципе может быть применен для сравнительной оценки параметров сейсмичности других районов.

Выводы:

1. Сформирован комплекс методов и соответствующих компьютерных программ для сравнения параметров подкоровой сейсмичности двух зон, включающий как статистические характеристики групп событий (угол наклона графика повторяемости, плотность эпицентров, уровень пространственной кластеризации, удельная сейсмическая мощность), так и статистику индивидуальных характеристик очагов (крипекс Прозорова и Хадсона, угловая частота и наклон высокочастотной части спектра излучения сейсмических волн).

2. Предполагается, что применение этого комплекса методов с привлечением дополнительных сведений о преобладающих типах механизмов очагов, добротности и скоростных характеристиках среды

даст возможность выполнить качественное сопоставление различий рассмотренных параметров сейсмичности в зонах Памиро-Гиндукуша и Бирмы.

3. Указанный комплекс методов может быть применен для изучения других зон коровой и подкоровой сейсмичности.

Глава II. ВЫБОР И АНАЛИЗ ИСХОДНОГО МАТЕРИАЛА.

В главе II рассматриваются вопросы, связанные с выбором и оценкой фактического материала - каталогов и цифровых записей землетрясений. Основным требованием, предъявляемым к фактичекому материалу, была его однородность для зоны Памиро-Гиндукуша и Бирмы. Поскольку исходный материал по Памиро-Гиндукушу более подробный, то приходилось находить компромисс между подробностью материала и его однородность».

Целью анализа выбранного материала являлось определение временных, пространственных и магнитудных границ, в рамках которых будет проводиться настоящее исследование.

К Памиро-Гиндукутской зоне подкоровых землетрясений принято относить очаги с эпицентрами в северных отрогах Гиндукуша и в Южном Памире; к Вирмайской - в йядобирманских горах и прилегающих к ним Центральной низменности и Восточном нагорье.

О каталогах землетрясений для определения угла наклона графика повторяемости, и уровня пространственной кластеризации. Для зоны Памиро-Гиндукуша имеются данные регионального каталога Средней Азии с порогом представительности К-10 (Мв=3.3) за период с 1960 по 1990 гг. Для зоны Бирмы порог представительности регионального каталога намного выше: Мв=4.8, что связано с не столь плотной, как в Средней Ааии, сейсмической сетью. Период региональных

наблюдений в зоне Бирмы также не является достаточным для изучения сейсмичности вышеуказанными методами. Различна и применяемая в каталогизации землетрясений двух зон шкала магнитуд.

В связи с этим было принято решение при сравнении параметров сейсмичности двух зон отказаться от использования региональных каталогов и взять для изучения каталог Международного сейсмологического центра (1SC) за 1964-1987 гг. Каталог ISC был получен из базы данных Национального сейсмологического информационного центра Геологической службы США на оптическом диске.

Путем построения графиков повторяемости при разных значениях интервала группирования по магнитуде было установлено, что порог представительности каталогов подкоровых землетрясений как Памиро-Гиндукуша, так и Бирмы равняется 4.8 при точности определения магнитуды 0.3 единицы

Необходимо отметить, что разные параметры сейсмичности по-разному чувствительны к определению порога представительности каталога и точности определения магнитуд. Наиболее чувствительным является угол наклона графика повторяемости (параметр Ь). менее -уровень пространственной кластеризации. Поэтому при расчете угла наклона графика повторяемости будет использоваться каталог 1SC с Мв-4.8, а при определении уровня пространственной кластеризации, для увеличения числа событий в каталоге, - с Мв=4.6.

На рис.1 изображены эпицентры подкоровых (h>70 км) землетрясений изучаемого региона с Мв>4.6. Там же показаны выбранные по распределению эпицентров границы зон Памиро-Гиндукуша и Бирмы по широте и долготе. Уже на уровне предварительного расмотрения можно заметить, что зона

Памиро-Гиндукуша распадается на две суб-зоны: Гиндукуш и Памир. В связи с тем, что в Гиндукушской суб-зоне сосредоточена заметно большая часть очагов, все последующие выводы (глава III) в полной мере относятся к ней; в отношении же менее активной Памирской суб-зоны они должны рассматриваться с известной осторожностью.

Для данной работы особенно важно определение границ изучаемых зон по глубине. На рисунке 2 представлено распределение числа землетрясений (а) Памиро-Гиндукуша (1) и Бирмы (2) и их регистрируемых магнитуд (б и в, соответственно) по глубине с шагом 1 км. Число коровых землетрясений двух зон примерно одинаково. Однако после глубины 100 кы их число в Бирме начинает сокращаться и приближается к нулю на 170 км. Распределение землетрясений и их максимальных зарегистрированных магнитуд в зоне Памиро-Гиндукуша также демонстрирует отчетливый минимум на глубине 170 км. Порог представительности каталогов, обозначенный на рис.26,в вертикальными линиями, позволяет говорить о том, что этот минимум не является искусственным. Возможно, эта особенность глубинного распределения отражает наличие некоторой границы (Лукк.1965), разделяющей сейсмичность Памиро-Гиндукуша на два слоя: 70-170 и 170-Э00 км. Чтобы исквочить в первом приближении влияние разностей температур и давлений за счет более глубокого залегания, было решено в данном исследовании сосредоточиться на сравнении параметров подкоровой сейсмичности Памиро-Гиндукуша и Бирмы на одинаковых глубинах (70-170 км)..

О суб-каталоге для определения среднего крипекса. Для определения среднего кркпекса по Прозорову и Хадсону из каталога ISC была произведена выборка землетрясений, для которых известны результаты прямых определений магнитуд Vfe и Ms- Было найдено лишь 5? событий зоны Памиро-Гиндукуша и 21 - Бирмы, пригодных для

Рйс.1. Eosoaerage воя па&юрашаЯ сайсшвдюстн Еавфо-Падакува к Бирки в овфй гвопхкшшсмй структура ^дяршюй Asst. Оосшыви бо Кошеру и Тшпхж»е (1G75).

Усяавтю обозначен»): 1 - эпяцаязрк seasorpacesss» о И, > 4.6 и Ь > 70 км; 2 - скороста гаашадв-о nep&tsBßssm пдаг в си/год во Гаауношу и Уваяшу (1978) ; S - Еояаакявз щ&рсвик сейсмичесяиж сгшгцгй Аха-Арчя (ААК) и Кугаккя (КШ).

Pec. Ристфэдзлэ;сгэ <шш эсязггрэсежгЯ (а) Па»сгро Гнкяукуэа (1) а (2) л репампи?^«4аа шгниуя 1(6) я (в), соотаетственно) ш гдубггт с сага* im Mj* 4.6»

определения крипекса. Причем из 37 событий зоны Памиро-Гиндукуша 34 принадлежат Гиндукушской части. Таким образом,реально крипекс, полученный по этому каталогу, будет соответствовать Гиндукушской суб-аоне. Интервал представленных в суб-каталоге глубин: 70-140 км.

0 каталоге для определения удельной сейсмической мощности. Для определения удельной сейсмической мощности необходимы лишь сведения о магнитудах сильных землетрясений. Каталог ISC для этой цели не пригоден потому, что применяемая в нем шкала Мв насыщается в области высоких значений, не адекватно отражая увеличение выделяющейся при землетрясениях сейсмической энергии. Поэтому для оценки удельной сейсмической мощности был применен каталог Гутенберга-Рихтера (1954) за период с 1906 по 1952 год. Эти данные были дополнены землетрясениями из каталога Ротэ (1969) до 1965 года. Порог представительности этих каталогов для обеих рассматриваемых зон был оценен как Ms-6.25.

0 выборе сейсмических станций и сейсмограмм подкоровых землетрясений для оценки спектральных характеристик излучения в группе продольных волн. Выбор сейсмических станций был обусловлен задачей сравнения спектральных характеристик сейсмического излучения зон Памиро-Гиндукуша и Бирмы. Из работ Молнара, Раутиан и Халтурина (1976) было известно о том, что на записях подкоровых землетрясений Памиро-Гиндукуша среднеазиатскими станциями выделяются колебания аномально высоких частот (до 10 Гц). Поэтому было принято решение проводить сравнение спектральных характеристик излучения из очагов землетрясений двух зон в диапазоне частот 0.2-10 Гц на основе записей цифровых сейсмических станций. При этом к пространственному расположению станций и установленной на них аппаратуре предъявлялись следующие

требования:

- Землетрясения двух рассматриваемых зон должны быть записаны однотипной по своим техническим характеристикам аппаратурой.

- Должны быть достоверно известны по крайней мере амплитудно-частотные характеристики каналов. Аппаратура должна позволять восстановление спектра истинного сигнала в диапазоне частот 0.2-10 Гц.

- Записывающие станции должны находиться на примерно одинаковом расстоянии от геометрических центров обеих зон подкоровой сесмичности. Это позволит хотя бы в первом приближении пренебречь влиянием среды на спектральные характеристики излучения.

Число цифровых станций как в зоне Памиро-Гиндукуша, так и Бирмы резко ограничено. Было принято решение обратиться к записям цифровой сети IRIS, станции которой хотя и несколько удалены от изучаемых зон, но имеют унифицированные характеристики, а архив их записей содержит информацию с 1989 года по настоящее время. В соответствии с указанными требованиями было выбрано лишь две сейсмических станции: Ала-Арча и Куньмин, расположенные на примерно одинаковом расстоянии (* 700 км) от геометрических центров зон Памиро-Гиндукуша и Бирмы, соответственно. Станции находятся в почти симметричной позиции относительно всей Гималайской системы (рис.1). Станция Ала-Арча (ААК) расположена на территории Киргизии (<j>»42.64N,\=74.49E). Геологические условия установки станции - докембрийские граниты и гнейсы. Станция Куньмин (KMI) расположена на территории Китая (<?=25. 12N, Х=102.74Е) и установлена в плотных известняковых породах. Высокочувствительные короткопериодные вертикальные каналы этих станций позволяют изучать спектральный состав сейсмического излучения в требуемом диапазоне частот. При этом

необходимо иметь ввиду, что на станции Ала-Арча геологические условия будут способствовать большему подавлению сигнала на высоких частотах, чем на станции Куньмин.

Выбор подкоровых землетрясений из архива основан на следующих соображениях:

- Эпицентры землетрясений, по-возможности, должны быть расположены внутри изучаемых зон равномерно по плсицзди.

- Глубины гипоцентров изучаемых землетрясений должны находиться в интервале от 70 до 170 км , по-возможности заполняя весь этот интервал.

- Магнитуды землетрясений дсшшы быть достаточно высоки, чтобы при записи событии возможно более полно использовался динамический диапазон аппаратуры.

- Записи должны иметь достаточно высокое значение отношения сигнал-шум для уверенной идентификации вступлений Р-.эР- и 2-волн.

В результате работ с архивом записей станций Ала-Арча и Куньмин было выбрано 10 записей землетрясений Памиро-Гиндукушской и 12 - Бирманской зоны, удовлетворяющих перечисленным требованиям.

О выборе временного интервала на записях землетрясений для построения спектров Дурье в группе продольных волн. Как было отмечено ранее, изначально было принято решение ограничиться изучением и сравнением спектров Фурье продольных волн в интервале частот 0.2-10 Гц. В работе Н.А.Введенской (1956) было показано, что на записях Гиндукушских подкоровых землетрясений на станции "Фрунзе", находящейся в непосредственной близости с используемой нами станцией Ала-Арча, регулярно и четко регистрируется глубинная фаза ?.Р. Следовательно, для оценю! спектров Фурье

продольных волн необходимо выбрать такой временной интервал ваписи, в который не попадет фаза зР. С другой стороны временной интервал должен быть достаточно велик для получения спектральных компонент со стороны низких частот.

Для идентификации на трехкоыпонентных записях землетрясений Ламиро-Гиндукуша и Бирмы глубинных фаз sP была применена описанная в диссертации процедура поляризационной фильтрации по Флинну (1965) и Канасевичу (1981). Полученные в результате разности времен вступлений волн Р и sP (Atsp-p) послужили также основанием для дополнительного определения глубин рассматриваемых землетрясений на основании четырех годографов: Джеффриса-Буллена [1988]. Кондорской С1962], Введенской С19563 и Лукка [19653. Первые два годографа составлены для глубоких землетрясений всего земкого шара, вторые два - непосредственно для подкоровых землетрясений Памира и Гиндукуиа.

Анализ подученных результатов показывает, что, во-первых, минимальное для изучаемых записей всех землетрясений значение Atsp-p равняется 24 секундам. Следовательно выбор единого интервала времени (1р-5секЧр+20сек) позволяет исключить влияние волны sP на спектр излучения в группе продольных волн. Во-вторых, расчет глубин землетрясений на основании всех четырех вышеперечисленных годографов в целом подтверждает принадлежность землетрясений к изучаемому интервалу глубин 70-170км.

Выводы:

1. Сравнение углов наклона графиков повторяемости, крипекса и уровня пространственной кластеризации целесообразно проводить по данным каталога JSC. Порог его представительности для обеих зон -4.3 Мв.

2. Целесообразным является сравнение вышеуказанных параметров двух вон в интервале глубин землетрясений 70-170 км.

3. Оценку удельной сейсмической мощности зон Памиро-Гиндукуша и Бирмы можно провести на основе каталогов Гутенберга-Рихтера и Ротэ. Порог их представительности для обеих вон - 6.25 Ms.

4. Спектральные характеристики излучения из очагов землетрясений Памиро-Гиндукуша и Бирмы (угловую частоту спектра в группе продольных волн) можно сравнивать по цифровым записям вертикальных высокочувствительных короткопериодных каналов станций Ала-Арча и Куньмин.

5. Выбор единого для всех событий интервала времени (1р-5секИр+20сек) позволяет исключить влияние волны sP на спектр излучения в группе продольных, волн.

6. Выбран исходный материал наблюдений (каталоги и сейсмограммы), отвечающий условиям поставленной задачи и особенностям методов, которыми она будет решаться. При этом обеспечен компромисс качества материала с одной стороны и его однородности для зон Памиро-Гиндукуша и Бирмы с другой.

Глава III. РЕЗУЛЬТАТЫ СРАВНИТЕЛЬНОГО АНАЛИЗА ПОДКОРОВОЙ СЕЙСМИЧНОСТИ ПАМИРО-ГИНДУКУША И EHFMJ.

СОПОСТАВЛЕНИЕ С ДАННШИ ТЕКТОНИКИ ПЛИТ.

Комплекс методов, указанных в главе I, был применен для сравнительного анализа подкоровой сейсмичности Памиро-Гиндукуша и Бирмы на основе материала наблюдений, описанного в главе II.

Графики повторяемости были построены по 954 событиям гоны Памиро-Гиндукуша и 264 событиям зоны Бирмы. График для Памиро-Гиндукуша имеет больший наклон и расположен в целом выше,

чем график для зоны Бирмы. Данные по крипексу (37 событий в Памиро-Гиндукуие и 21 - в Бирме) обнаруживают заметный разброс значений в пределах обеих зон, однако средний крипекс в зоне Бирмы оказался существенно большим. Трехмерное изображение плотности эпицентров демонстрирует наличие (в плане) протяженной в Бирме и стянутой в узлы в Памиро-Гиндукуие зоны наиболее напряженного тектонического процесса. Поведение индекса Моришиты свидетельствует о более высокой степени кластеризации сейсмичности в Памиро-Гиндукуие по сравнению с Бирмой. Для зоны Памиро-Гиндукуша получено также большее значение удельной сейсмической мощности. Анализ цифровых записей землетрясений продемонстрировал более высокочастотный характер излучения в зоне Памиро-Гиндукуша. При этом для землетрясений зоны Бирмы зафиксированы меньшее значение угловой частоты и больший наклон прямой, аппроксимирующей спектр в высокочастотной области.

Полученные результаты совместно со сведениями о преобладающих типах механизмов приведены в таблице. Совместное рассмотрение указанных очевидных различий в параметрах сейсмичности приводит к следующим заключениям.

Большее значение параметра Ь означает большую хрупкость вещества зоны Памиро-Гиндукуша. Меньшее значение среднего крипекса говорит либо о более высоких напряжениях, снимающихся в индивидуальных актах землетрясений, либо о большей прочности вещества зоны Памиро-Гиндукуша. Более высокая степень пространственной кластеризации в Памиро-Гиндукуше отвечает большему значению Ь, подтверждая тем самым полученный результат. Большая средняя угловая частота спектров при меньшем угле наклона высокочастотной части (большая обогащенкость высокими частотами) и большие значения удельной сейсмической мощности в Гиндукуше

Таблица. Результаты сравнительного анализа

Параметры Памхро-Гнндукуя Енрма

Ь 1.66±0.03 1.41+0.04

Средний крипекс: Мз-Мв -0.75+0.06 -0.52±0.06

Трехмерное изображение плотности эпицентров <4

степень пространственной кластеризации выше ниже

удельная сейсмическая мощность, эрг-см"3-год"1 13 8

Го, Гц 3.4+0.2 1.2±0.1

наклон высокочастотной части спектра, дБ/октава 15+1 29+3

Преобладающий тип механизмов очагов взброс - Гиндукуш сброс - Памир сдвиг

свидетельствует о менее "гладких" очагах Памяро-Гиндукуша и больших сбрасываемых здесь напряжениях. Из работ Кузнецовой известно о преобладании взбросовых механизмов у подкоровых землетрясений Гиндукуиа и сбросовых - у землетрясений Памира. Результаты работ Fitch (1970), Rastorgi и др.(1973), Chatelain и др.(1980), Le Dain и др.(1984) свидетельствуют о преобладании сдвиговых механизмов у подкоровых землетрясений Бирмы.

Таким образом все особенности рассмотренных параметров совместно с имеющимися данными о характеристиках среды дают в целом хорошо согласованную и внутренне непротиворечивую систему глубоких различий в характеристиках глубинного сейсмического процесса в Памиро-Гиндукуше с одной стороны, и в Бирме - с другой. Это позволяет искать соответствия между этими характеристиками и особенностями движения Индостанской плиты и предполагать, что в зоне Памиро-Гиндукуша происходит более напряженный, чем в Бирме тектонический процесс, возможно связанный с раздавливанием высокоскоростного и высокодобротного блока (Винник.Лукк,1974,1978) между двумя лигосферкыми плитами. А з зоне Бирмы происходит менее напряженный процесс проскальзывания Индостанской плиты в субмеридиональном направлении.

Полученные результаты хорошо согласуются с данными тектоники плит о поступательном движении Индостанской плиты и ее вращении против часовой стрелки, при котором в Памиро-Гиндукушской зоне должно наблюдаться некоторое ее торможение, а в Бирманской -проскальзывание.

- 22 -Выводы:

1. Обнаружено существенное различие в параметрах подкоровой (70-170 км) сейсмичности Памиро-Гиндукуша и Бирмы. При этом для зоны Памиро-Гиндукуша получены:

- больший угол наклона графика повторяемости,

- более отрицательный крипекс,

- большая степень пространственной кластеризации сейсмичности,

- большее значение удельной сейсмической мощности,

- более высокочастотный характер спектров излучения.

2. Совместно с уже опубликованными данными о преобладающих механизмах очагов землетрясений и добротности среды (для Памиро-Гиндукуша) выявленные различия параметров в совокупности указывают на большую напряженность тектонического процесса в зоне Памиро-Гиндукуша по сравнению с зоной Бирмы.

. 3. Полученные сведения могут свидетельствовать в пользу гипотезы о раздавливании высокоскоростного и высокодобротного тела между двумя литосферными плитами в зоне Памиро-Гиндукуша и проскальзывании Индостанской плиты в зоне Бирмы.

4. Обе гипотезы находятся в согласии с данными тектоники плит о поступательном с поворотом против часовой стрелки движении Индостанской плиты.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Выводы и результаты диссертации: 1. Сформирован комплекс усовершенствованных методов для интерпретации цифровых записей и каталогов землетрясений с целью изучения параметров как отдельных событий, так и их совокупностей в целом в задачах сравнительного анализа сейсмичности с

использованием современной вычислительной техники.

£. Предложенный комплекс методов и соответствующий пакет программ применен на представительном и статистически значимом материале для сравнительного анализа сейсмичности в интервале глубин 70-170 им на противоположных краях Гималайской дуги - в зошх Памиро-Гиндукуша и Бирмы.

3. Обнаружено существенное различие параметров сейсмичности двух зон, свидетельствующее о большей напряженности тектонического процесса в зоне Памиро-Гиндукуша, что может быть следствием различия в типах взаимодействия Евразиатской и Индостанской литосферных плит (раздавливание высокоскоростного и высокодобротного блока между двумя литосферными плитами в Памиро-Гкндукуше и проскальзывания в субмеридиональном направлении Индостанской плиты в Бирме).

4. Различия в характере сейсмических процессов, происходящих в Памиро-Гиндукуше и Бирме, хорошо согласуются с данными тектоники плит о поступательном движении Индостанской плиты с. поворотом против часовой стрелки, при котором должны проявляться признаки ее торможения в Памиро-Гиндукушской зОИе и проскадьзывания-в Бирманском.

Автор выражает признательность научным руководителям Н.В.Кондорской и Н.В.Шебалину за неизменную поддержку и помощь в работе.

Автор благодарит также В.И.Уломова - за инициативу в постановке задачи и ценные советы, Р.Э.Татевосяна - за конструктивную критику и полезные для работы предложения, С.С.Арефьева, Б.В.Ошера и Г.В.Чернышеву - за предоставление ряда компьютерных программ, И.В.Горбунову, И.А.Киреева, О.Г.Сорохтина,

В.Д.Феофилактова и Е.А.Хромецкую - за проявленное к работе внимание и ценные замечания.

Необходимо отметить, что данные наблюдений, каталоги и цифровые сейсмограммы землетрясений, были собраны автором благодаря содействию сотрудников Опытно-методической экспедиции 0И28 РАН в г.Обнинске: А.И.Захаровой, В.Ф.Бабкиной, Л.С.Петуховой; Мирового центра данных МЦД-Б: Н.А.Сергеевой; Международного Института теории прогноза землетрясений и математической геофизики РАН: А.З.Мостинского.

Материалы диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Storchak D.A. The program of polarization and frequency analysis for IBM PC/AT compatible computers // XX General Assembly IUGG, Vienna, 11-24 August 1991. IASPEI. Program and abstracts.

2. Kondorskaya N.V., Storchak D.A. Identification of sP-waves on digital seismograms at teleseismic distances // XX General Assembly IUGG, Vienna, 11-24 August 1991. IASPEI. Program and abstracts.

3. Сторчак Д.А. Поляризационная фильтрация вступлений sP-волн на телесейсмических расстояниях // Сейсмические волновые поля. М.: Наука, 1992. С.27-34.

4. Сторчак Д.А., Татевосян Р.Э., Шебалин Н.В. О глубокофокусной (70-300 км) сейсмичности на противоположных краях Гималайской дуги // Физика Земли, 1994, N5. С.32-41.