Оценка возможностей региональной сейсмической сети по регистрации телесейсмических, региональных и локальных сейсмических событий

Морозов, Алексей Николаевич

Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Оценка возможностей региональной сейсмической сети по регистрации телесейсмических, региональных и локальных сейсмических событий
ВАК РФ 25.00.10, Геофизика, геофизические методы поисков полезных ископаемых

Автореферат диссертации по теме "Оценка возможностей региональной сейсмической сети по регистрации телесейсмических, региональных и локальных сейсмических событий"

На правах рукописи

003483920

МОРОЗОВ Алексей Николаевич

ОЦЕНКА ВОЗМОЖНОСТЕЙ РЕГИОНАЛЬНОМ СЕЙСМИЧЕСКОЙ СЕТИ ПО РЕГИСТРАЦИИ ТЕЛЕСЕЙСМИЧЕСКИХ, РЕГИОНАЛЬНЫХ И ЛОКАЛЬНЫХ СЕЙСМИЧЕСКИХ СОБЫТИЙ (НА ПРИМЕРЕ АРХАНГЕЛЬСКОЙ СЕЙСМИЧЕСКОЙ СЕТИ)

Специальность 25.00.10 - геофизика, геофизические методы поисков полезных ископаемых

1 3 ¡-;0л 2003

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Екатеринбург - 2009

003483920

Работа выполнена в Институте экологических проблем Севера Архангельского научного центра УрО РАН

Научный руководитель: кандидат физико-математических наук,

доцент

Французова Валентина Ивановна

Научный консультант: член-корреспондент РАН, доктор

физико-математических наук, Учреждение РАН Институт физики Земли

Николаев Алексей Всеволодович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Собисевич Леонид Евгеньевич

кандидат геол.-мин. Наук Дружинин Владимир Степанович

Ведущая организация: Институт геологии КарНЦ РАН

(г. Петрозаводск)

Защита состоится 24 декабря 2009г. В 13 час. на заседают диссертационного совета Д 004.009.01 при Учреждении Российской академии наук в Институте геофизики УрО РАН по адресу: 620016, Екатеринбург, ул. Амундсена, 100.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института геофизики УрО РАН.

Автореферат разослан «_»__2009 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета,

доктор физико-математических наук, профессор

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. С 1994 года, когда постановлением Президиума РАН были сформированы Геофизическая служба РАН (ГС РАН) и Геофизическая служба Сибирского отделения РАН, начался этап возрождения и развития сети сейсмических станций на территории РФ (Маловичко и др., 2007).

При активном содействии ГС РАН стали развиваться региональные сейсмические сети не только в сейсмоактивных регионах, но и на платформенных территориях, особенно на территории Восточно-Европейской платформы. Связано это с тем, что в настоящее время геолого-геофизические исследования земной коры вплотную подошли к проблеме изучения особенностей геодинамики платформ и блоков земной коры, как во внутренних частях, так и в зонах их сочленения. Исследование сейсмического режима территорий, считающихся по сейсмичности слабоактивными, представляется существенным и в связи с размещением на них промышленных и военных объектов особой важности (трубопроводов, АЭС, полигонов и д.р.).

Создание в 2003 году Архангельской сейсмической сети обусловлено тем, что до настоящего времени сейсмичность Севера Русской плиты, вызванная естественными и техногенными источниками, была изучена крайне слабо. При этом, непосредственно на территории Архангельской области сосредоточено большое количество крупных промышленных объектов: судоремонтные заводы, целлюлозно-бумажные и лесоперерабатывающие комбинаты, карьеры; нефте- и газопроводы, а также космодром «Плесецк» и ядерный полигон на о.Новая Земля(Юдахип, Французова, 2004).

По данным Архангельской сейсмической сети планируется детально изучить геологическую среду исследуемой территории, оценить возможность возникновения на территории наведенной сейсмичности вследствие антропогенного воздействия на среду, а также проведение сейсмического мониторинга экологических и техногенных катастроф в рамках решения задач «сейсмологии чрезвычайных ситуаций», которая будет осуществляться совместно с региональным отделением МЧС РФ (Французова и др., 2007).

Для выполнения поставленных задач необходимо прежде решить задачи, которые явлшотся первоочередными для новых сейсмических сетей: оценка чувствительности сейсмических станций к регистрации землетрясений на региональных и телесейсмнческих расстояниях; создание способа (методики) распознавания взрывной сейсмичности по записям сейсмических станций, чтобы промышленные взрывы ошибочно не попали в каталог местных землетрясений; оценить возможности сети по регистрации экологических и техногенных катастроф.

Небольшой период времени функционирования сейсмической сети позволяет уже сейчас решать поставленные в рамках диссертационной работы задачи по оценке возможностей Архангельской сейсмической сети по регистрации сейсмических событий от естественных и техногенных событий на разных эшщентральных расстояниях в асейсмичном регионе.

Таким образом, оценке возможностей сейсмической сети по регистрации сейсмических событий на разных эпицентральных расстояниях, на примере Архангельской сейсмической сети, является актуальным и своевременным.

Цель работы - на основе материалов Архангельской сейсмической сети изучить структурные характеристики сейсмических полей от естественных и техногенных источников территории Архангельской области, оценить возможности сети по регистрации телесейсмических, региональных и локальных сейсмических событий.

Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:

• обобщить результаты мониторинга естественной и техногенной сейсмичности проводимого сейсмическими станциями Архангельской сети;

• адаптировать методику Института физики Земли РАН используемую для оценки чувствительности к регистрации подземных ядерных взрывов аналоговыми сейсмическими станциями для оценки чувствительности цифровых станций Архангельской сейсмической сети;

• оценить регистрационную представительность и магнитудную чувствительность сейсмических станций Архангельской сети;

• исследовать характерные особенности записей волновых форм промышленных взрывов по разным профилям «карьер-станция» и выработать на их основе методику идентификации взрывной сейсмичности на записях сейсмических станций;

• изучить возможности Архангельской сейсмической сети по регистрации техногенных событий на примере несанкционированных взрывов, запусков ракет и падения их первых ступеней. По сейсмическим записям определить их таловые амплитудно-частотные параметры.

Практическая ценность и реализация работы. Результаты исследований необходимы для проведения сейсмического районирования и оценки сейсмической опасности гражданских и промышленных объектов, в том числе и объектов значительного экологического риска, а также для оперативной идентификации сигналов при чрезвычайных ситуациях различной техногенной и естественной природы.

Научная новизна работы.

Диссертация представляет собой первый опыт решения перечисленных выше задач для Архангельской области.

Впервые проведены работы по количественной оценке магнитудной чувствительности сейсмических станций Архангельской сети на основе результатов мониторинга землетрясений за четыре года.

Была адаптирована и дополнена методика, применяемая в ИФЗ РАН, для расчета чувствительности регистрации подземных ядерных взрывов аналоговыми сейсмическими станциями.

На основе изучения характерных особенностей записей промышленных взрывов по разным профилях «карьер-станция», выработана и показана её

эффективность методики идентификации карьерных взрывов на записях сейсмических станций Архангельской сети.

Создан альбом характерных форм записей промышленных взрывов для разных профилей «карьер - сейсмическая станция».

Впервые исследованы сейсмические записи техногенных событий, происходивших на территории Архангельской области (несанкционированные взрывы, запуски ракет и падения их первых ступеней) и выявлены их характерные черты.

Обоснованность результатов - определяется использованием калиброванной аппаратуры, подтверждается статистическим анализом и повторяемостью результатов.

Защищаемые положения.

1. Сейсмическими станциями Архангельской сети накоплен достаточный объем данных по зарегистрированным землетрясениям на разных эпицешральных расстошшях для количественной оценки магшпудной чувствительности. Построенные карты и вычисленные таблицы характеризуют чувствительность каждой станции в зависимости от магнитуды землетрясений, их эпицентральных расстояний и азимутов.

2. Для слабоактивной в сейсмическом отношении Архангельской области наиболее яркими сейсмическими событиями до сих пор являются промышленные взрывы. На основе анализа волновых форм, созданных промышленными взрывами, разработана методика распознавания взрывной сейсмичности на записях сейсмических станций. Сформирован альбом характерных для Архангельской области записей волновых форм промышленных взрывов по разным профилям «карьер-станция».

3. Сейсмические станции Архангельской сети регистрируют техногенные события, происходящие на территории облает. Получены основные амплитудно-частотные параметры волновых форм событий, таких как несанкционированные взрывы, запуски ракет и падений их первых ступеней.

Апробация. Работа над диссертацией была связана с выполнением исследований по плановым темам Института экологических проблем Севера УрО РАН: «Изучение полей напряжений и взаимодействия геосфер по геофизическим и сейсмическим данным на Европейском Севере», № Госрегистрации 01.200.1 15370 и «Изучение закономерностей проявления сейсмичности и геодинамических процессов в северных окраинных зонах Восточно-Европейской платформы», Na Госрегистрации 0120.0604339.

Результаты работы доложены на Всероссийских и Международных конференциях в гг. Архангельске (2004, 2008 гг.), Перми (2005, 2007 гг.), Сыктывкаре (2005 г.), Екатеринбурге (2006 г.), Воронеже (2006 г.); на молодежных международных конференциях в г. Архангельске (2003, 2008 г.), Уральских молодежных научных школах по геофизике в гг. Пермь (2005, 2007 гг.) и Екатеринбург (2006, 2008 гг.).

Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 23 статьи, в том числе 3 статьи в журналах из списка ВАК.

Структура работы: введение, 4 глав, 65 рисунков, 11 таблиц, заключение, 4 приложения. Объем работы 185 страницы, библиография включает 205 наименования.

Автор выражает глубокую благодарность своему научному руководителю, кандидату физико-математических наук Валентине Ивановне Французовой. Особую признательность автор адресует своему научному консультанту, члену-корреспонденту РАН, доктору физико-математических наук Алексею Всеволодовичу Николаеву за научные консультации. За творческое общение и дискуссии по отдельным вопросам работы автор признателен члену-корреспонденту РАН, доктору геол.-мин. наук, профессору Феликсу Николаевичу Юдахину, чл.-корр. РАН, д.ф.-м.н. A.A. Маловичко, д.ф.-м.н. И.П. Габсатаровой, д.г.-м.н. Ю.Г. Кутинову, к.т.н. Г.Н. Антоновской, к.ф,-м.и. Е.В. Шаховой, сотрудникам Института экологических проблем Севера УрО РАН Н.В. Вагановой, Е.В. Смирновой, К.Б. Данилову, сотрудникам Геофизической службы РАН Я.В. Конечной, Е.В. Ивановой, A.C. Анисимову, сотрудникам ОАО «СОБР», ОАО «Карьер Покровское» и ОАО «Савинский ЦЗ». Особую благодарность автор выражает своей жене за понимание и поддержку.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В главе 1 дана общая характеристика геологического строения ВосточноЕвропейской платформы (ВЕП) и, в особенности, Русской плиты, в пределах которой расположена Архангельская сейсмическая сеть, проанализирована историческая сейсмичность, возможность возникновения наведенной сейсмичности, а также подробно рассмотрен опыт изучения промышленных взрывов и возможные проявления природных и техногенных катастрофических событий.

В частности, отмечается, что геологическое строение исследуемой территории определяется её положением на северной окраине Русской плиты, в зоне сочленения плиты с Балтийским кристаллическим щитом, и здесь целесообразно говорить и принимать в расчет два глубинных источника региональных тектонических сил, латерально воздействующих на земную кору севера европейской России, т.к. в качестве основных активных элементов, внешних относительно этой территории, выступают Северо-Атлантический и Западно-Арктический сегменты срединно-океанической рифтовой системы (Макаров, 1996).

Анализ исторической сейсмичности ВЕП и, в частности, Русской плиты показал, что на территории платформы происходят и происходили в прошлом тектонические землетрясения. Большинство землетрясений имеют магнигуду <5,5 и гипоцентры их располагаются в верхней части коры на глубине 3-4 км (Андреев, 1956; Ананьин, 1968, 1987).

Применительно к территории Архангельской области, по характеру проявления сейсмичности территорию условно разделяют на три района (Юдахич, Французова, 2001): Беломорско-Двинской, Тимано-Печорский, Новоземельско-Пайхойский. Большая часть сейсмических событий

сконцентрирована в Беломорско-Двинском районе. Согласно историческим и инструментальным данным, в Архангельской области, включая архипелаг Новая Земля, за период с 1467 по 1997 г. проявилось более 125 землетрясений с магшггудой от 1,0 до 6,3 и глубинами очагов 0-25 км. Среди них самые значительные землетрясения - в районе Архангельска и в непосредственной близости от него в акваториях Двинской губы и горла Белого моря (Юдахин, Французова, 2001).

В связи с тем, что в последнее время антропогенная нагрузка на геологическую среду платформы постоянно увеличивается, то помимо естественной сейсмичности следует ожидать и возникновение наведенной сейсмичности (Адушкин и др., 2007).

В этом смысле Архангельская область является прекрасным полигоном для изучения наведенной сейсмичности с наличием большого количества крупных промышленных объектов: судоремонтных заводов, целлюлозно-бумажных и лесоперерабатывающих комбинатов; нефте- и газопроводов; функционированием космодрома «Плесецк»; ядерным полигоном на о.Новая Земля.

В главе проведен обзор по существующим региональным сейсмическим сетям. Показано, что для выполнения основных сейсмологических: задач необходимо прежде решить задачи, которые являются первоочередными для новых сейсмических сетей. К таким задачам относятся оценка магнитудной чувствительности сейсмических станций и создание способа (методики) идентификации взрывной сейсмичности на записях станций. В главе рассматривается большой теоретический и практический опыт по оценке магнитудной чувствительности и создания способа идентификации на записях сейсмических стаций промышленных взрывов и землетрясений.

В главе также показано, что Архангельская область является прекрасным полигон для изучения техногенной событий различной природы и их последствий. Это связано, прежде всего, с наличием несанкционированных взрывов, таких как взрыв газа в жилом доме, падение ракеты «Булава», взрыв подводной лодки «Курск» в Баренцевом море, а также с усилением активности метеорологических факторов, в т.ч. катастрофических (ураганы), повышением штормовой активности северных морей - Баренцева и Белого (Юдахин и др., 2002; Николаев и др., 2006; Французова и др., 2007).

Выводы главы 1.

1. Север Русской плиты, на примере Архангельской области, считается одним из типичных малосейсмичных платформенных районов, поэтому до недавнего времени изучение сейсмических полей от естественных и техногенных источников на территории области практически не проводилось.

2. Необходимость проведения на Севере Русской плиты сейсмологических исследований обусловлено:

• расположением на территории исследуемого региона промышленных н объектов высокого экологического риска: судоремонтные заводы, целлюлозно-бумажные и лесоперерабатывающие комбинаты, карьеры;

нефте- и газопроводы; космодром «Плесецк» и ядерным полигон на Новой Земле;

• тектоническими землетрясениями с магнитудой от 1,0 до 6,3 и глубинами очагов 0-25 км, которые происходили в прошлом на территории Русской плиты.

• возможностью возникновения в будущем на территории исследуемого региона наведенной сейсмичности из-за роста антропогенной нагрузки на геологическую среду. Наведенная сейсмичность будет проявляться не только в повышении вероятности возникновения значительных землетрясений, но и в ускорении криповых явлений, медленных движениях земной коры вдоль разломов и повышение уровня высокочастотной сейсмической эмиссии.

3. Опыт функционирования региональных сейсмических сетей на территории Восточно-Европейской платформы показал, что на начальном этапе функционирования сети необходимо решать такие первоочередные задачи, как оценка чувствительности сейсмических станций и выработка способа (кригерия, методики) идентификации на записях станций взрывной сейсмичности.

4. На территории области функционируют несколько крупных промышленных карьеров, взрывы из которых могут случайно попасть в каталог Архангельской сейсмической сети и тем самым исказить представление о сейсмичности региона. Поэтому необходимо провести работу для выработки методики идентификации на записях сейсмических станций промышленных взрывов и землетрясений.

5. Опыт последнего десятилетия показывает, что формируется новый метод сейсмологии, ориентированный в основном на решение геоэкологических задач - сейсмологию чрезвычайных ситуаций и геомониторинг процессов, связанных с природными, природно-техногенными и техногенными катастрофами, что актуально и для Архангельской области. Поэтому необходимо положить начало большой работе по систематизации событий, характеризующих сейсмический отклик, зарегистрированных новых типов источников.

Глава 2 посвящена аппаратурно-методическим основам проведения стационарных наблюдений на территории исследуемого региона, анализу результатов мониторинга телесейсмических, региональных и локальных сейсмических событий и оценке магшггудной чувствительности сейсмических станций Архангельской сети.

С целью проведения на территории области мониторинга естественной и техногенной сейсмичности уже в 2004 году были введены в эксплуатацию первые станции Архангельской сейсмической сети (Юдахин и др., 2004). На сегодняшний день в состав сейсмической сети входят 7 станций, четыре из которых (Пермогорье (PRG), Тамица (ТМС) и Климовская (KLM)) типа SDAS разработки НПП «Геотех+» ГС РАН (г. Обнинск), оснащеиых тремя датчиками СМЗ-КВ и СМЗ-ОС (KLM) и 3 (Пермилово (PRM), Соловки (SLV) и

Лешуконскос (LSK)) типа GSR-24 производства «GeoSIG Ltd» с датчиками CMG-40T-1 или CMG-3ESP, разработки фирмы «Guralp».

Обработка регистрируемых станциями сейсмических событий осуществляется в Информационно-обрабатывающем Центре (ИОЦ) в г.Архангельске с помощью пакета программ обработки WSG (Windows Seismic Grapher), разработки НЛП «ГеотехН-».

Методика интерпретации записей сейсмических событий включает следующие моменты (Инструкция о порядке производства наблюдений, 1981; Маловичко А.А. и др., 2007):

• фильтрация записи набором фильтров для выделения полезного сигнала на фоне шума;

• оценка типа зарегистрированного события по внешнему виду записи (телесейсмическое, региональное, локальное, глубокофокусное, мелкое и т. д.);

• выделение первых вступлений объемных и поверхностных волн;

• замеры динамических характеристик записи (максимальных амплитуд, периодов, времени наступления максимальной фазы);

• вычисление эпицентрального расстояния и глубины очага, вычисление азимута на эпицентр события;

• вычисление спектров участков записей.

За рассматриваемый период было зарегистрировано около 8000 землетрясений на разных эпицентральных расстояниях, среди них одно местное тектоническое землетрясение, произошедшее на территории исследуемого региона 22 октября 2005 года. Оно вошло в каталог землетрясений, произошедших на территории РФ в 2005 году. Обработка записей с/с KLM, PRG, ТМС и ARH позволила получить координата гипоцентра: 64.46° с.ш., 40.95° в .д., h=l км, to=17446M46c, Кр=6.7, М=1,5 (Фращузова и др., 2006).

Таким образом, в ИОЦ было накоплено достаточно материала по зарегистрированным сейсмическими станциями землетрясениям на разных эпицентральных расстояниях, чтобы приступить к решению задачи по оценке магнитудной чувствительности сейсмических станций. Для этого была адаптирована и применена методика ИФЗ РАН (Аксенович Г.И. и др., 1988).

Суть метода заключается в следующем. Пусть из п сигналов, относящихся к заданной эпицентральной зоне или интервалу расстояний Д + М и порожденных источниками с мапштудой m л-Вт, сейсмическая станция зарегистрировала л, сигналов. Тогда отношение P = njn будет характеризовать как вероятность обнаружения сигналов для заданных интервалов расстояния и маппггуды. Кривые зависимости вероятности обнаружения сигналов от их энергии называются кривыми обнаружения. Для сейсмических источников энергетической характеристикой может служить магнитуда. Значение магнитуды m - m0 5, при которой вероятность обнаружения сигнала в заданных условиях равна Р = 0.5, называется магнитудной чувствительностью: P(mu!.! = 0.5. Экспериментально определив значение тьл для различных эпицентральных расстояний, можно построить кривую чувствительности т05 =т05(Д). Кроме того, имеется возможность оценить машитудную

чувствительность пункта регистрации для заданных значений азимута Лг, т.е. рассчитать кривую чувствительности вида ш05 -тс5(А,Аг), где Аг - азимут подхода сейсмических волн к регистрирующей станции. На основании кривых чувствительности и обнаружения можно оценить вероятность обнаружения сигнала для заданных т, А и Аг.

В результате исследований, проведенных авторами (Аксенович Г.И. и др., 1988), для кривой обнаружения сейсмических сигналов была получена описывающая её функция, учитывающая основные факторы, определяющие вероятность обнаружения сейсмических сигналов на фоне помех:

характеризуют изменчивость обнаружения сигнала в зависимости от специфических особенностей пункта регистрации и для каждой станции находятся экспериментально.

Рассмотренная выше методика была разработана авторами, прежде всего, для решения задач распознавания по записям аналоговых сейсмических станций подземных ядерных взрывов, производимых на ядерных полигонах. Для каждой станции строились кривые чувствительности и обнаружения только для определенных эпицентральных расстояний. Отчасти это объяснялось ещё и тем, что построение кривых для всех возможных эпицентральных расстояний и азимутов прихода сейсмических волн было очень трудоемким процессом.

В диссертационной работе, чтобы адаптировать методику для работы с цифровыми сейсмическими данными, мною была написана программа на языке Visual Basic, с помощью которой были получены значений функции mos(Д) и тг5(Д,Лг) для всех возможных значений Д и Аг. А при расчете функции обнаружения, в качестве конечного результата, строилась таблица значений вероятности обнаружений события в зависимости от зпицентрального расстояния и магнитуды, что является нововведением для этой методики.

Расчет для каждой сейсмической станции (с/с) Архангельской сети кривой чувствительности произ водился с использованием каталога, зарегистрированных на станциях землетрясений. Он брался как минимум за годовой цикл наблюдений, во-первых, чтобы иметь достаточно представительный объем исходных данных, а, во-вторых, чтобы средний уровень помех за период наблюдений с равным весом отражал все сезоны года. При этом отсеивались землетрясения с глубиной более 70 км, чтобы избежать поправок на учет глубины. Для нахождения величины магнитуды ш0 5 с шагом 200 км станционный каталог сравнивался с каталогом Геофизической службы РАН и строились кривые чувствительности (рис.1).

Р{т,А) = Ф

-Jcrf+ <у\ + СГ,2 + а) + а] + о\ + а72 + а\

функция Лапласа, а коэффициенты сг,

Согласно графикам (рис.1), значения магшпуд mc s для Л,= 800-3000 км и Д2 > 9000 км равны, соответственно: на с/с KLM - 3.7-4.2, 5.0 - 5.9; на с/с PRG -3.7-4.1, 4.9-5.8; с/с ТМС 4.2-4.8, 5.4-6.0. Для значений Л = 3000-9000 км т05 определяется, соответственно, величинами: для с/с KLM w05 = 4.3 - 5.3; с/с PRG - 4.6 - 5.4; с/с ТМС - 4.7 - 5.5. Для с/с ARH результат является недостоверным, из-за малого количества зарегистрированных станцией землетрясений._____

/W?

А» км

SX »3 Itùt ses

1G9C3 Пай ti&X)

isE

Л^Л

AHÜ

и им «я вя и» там от мю «в* т»

ЯГ

А, см;

TV'rtr

4SH tr; ям !ЙОЗ

lies 1ыса нла

-------------—у-щ-

J.C vCJ feil );HÖ0 Ui.3 HÇf làiT,

Рисунок ! - Кривые магаитудной чувствительности сейсмических станций: u -KLM; б — ТМС; з - PRG/г - ARH (Морозов А.Н. Французова В.И., 2009)

Пример построения распределения чувствительности согласно функции от,,, - m0 ,(A,Az) для с/с KLM с шагом 20° представлен на рисунке 2. Анализ карг для каждой станции помогает получить представление о возможностях регистрации конкретной станцией землетрясений из разных эпицентральных зон.

Следующим шагом для оценки регистрационной представительности сейсмических станций было нахождение для каждой станции своей функции обнаружения. Оценка коэффициентов а. позволила получить Д)и каждой станции следующий вид функции обнаружения: с/с «Климовская» -Р(т, А) = Ф(—с/с «Пермогорье» - с/с «Архангельск» -

Р(т, А) =■ Ф(--^М-) ; с/с «Тамица» - Р(т, А) = .

0.372 0.407

По полученным зависимостям были построены для каждой станции таблицы вероятности регистрации события в зависимости от эпицентрального расстояния и магнитуды события.

Рисунок 2 - Карта распределения чувствительности с/с KLM согласно функции гп0 5 = т0, (Л, Az) в зависимости от эпицентрального расстояния и азимута подхода сейсмических волн (Морозов А.Н., Француюва В.И.. 2009)

Выводы главы 2.

1. На территории Архангельской области для решения различных сейсмологических задач и, в частности, для изучения сейсмических полей от естественных и техногенных источников создана сейсмическая сеть, состоящая

• сейсмических станций SDAS (производства НПП «Геотех+») и GSR-24 (производства «GeoSIG Ltd») с короткопериодными и широкополочными датчиками. Технические я эксплуатационные характеристики аппаратуры и сейсмических датчиков удовлетворяют необходимым требованиям для работы на территории исследуемого региона. Установка регистрирующего оборудования в отдельных пунктах предварялась рекогносцировочными работами по анализу геологических особенностей и уровня сейсмического шума в заранее намеченных местах.

• Информационно-обрабатывающего центра в г. Архангельске, куда поступает информация со всех сейсмических станций. Анализ сейсмических заттсей осуществляется с помощью встроенных в программный комплекс WSG (разработки ГС РАН) математических функций по определению кинематических и динамических характеристик сейсмических событий.

2. За период с 2004 по 2008 г.г. в ИОЦ было накоплен достаточный объем данных но зарегистрированным сейсмическими станциями телесейсмических, региональных и локальных сейсмическим событиям, что позволило приступить к для решению задачи но оценке магнитудной чувствительности сейсмических станций. Для этого была адаптирована и применена методика ИФЗ РАН,

используемая для оценки чувствительности к регистрации подземных ядерных взрывов аналоговыми сейсмическими станциями.

3. Впервые получены результаты по оценке чувствительности станций в зависимости, как от эпицентрального расстояния, так и от азимута прихода сейсмических волн. Для каждой станции была построена таблица значений вероятности регистрации сейсмического события в зависимости от его эпицентрального расстояния и магнитуды.

Глава 3 посвящена решению задачи идентификации промышленных взрывов и землетрясений на записях сейсмических станций.

Как было отмечено в главе 1, основной вклад в техногенную сейсмичность Архангельской области вносят промышленные карьеры. На территории области функционирует значительное число карьеров: «Покровское», «СОБР», «Савинский», «Золотуха», «Архангельский», «Северобазальт» (п.Мяндуха и д.Орлецы). В карьерах добывают, в основном, бокситы, гипс, карбонатные породы для цементной и целлюлозно-бумажной промышленности, глину для цементной промышленности и общераспространенные полезные ископаемые. При этом основной объем взрывных работ производится в трёх карьерах: «Покровское», «Савинский» и «СОБР» (рис.1).

Для решения задачи идентификации промышленных взрывов и землетрясений на записях сейсмических станций были изучены волновые формы 143 записей взрывов из карьеров «Покровское» (N^=54), «СОБР» (N2=53) и «Савинский» (N3=36), зарегистрированных с/с ТМС, KLM, PRM.

Исследования по поиску характерных для промышленных взрывов особенностей записей волновых форм были начаты для профиля «карьер Покровское - с/с ТМС». Это обусловлено благоприятными геологическими особенностями трассы «карьер-станция» и малым расстоянием между карьером и сейсмической станцией.

На записях с/с ТМС промышленных взрывов из карьера «Покровское» четко выделяются вступления объемных (Р, S) и поверхностных волн. Через ==44 сек на записях отмечается вступление акустической волны, скорость распространения которой близка к 330 м/с. Можно предположить, что возникновение и значительная интенсивность этой волны связаны с особенностями зоны, в которой производился взрыв. Зона представляет собой котлован, аналогичный довольно глубокой «кальдере» с почти отвесными стенками, одна из которых отгораживает зону от Онежского залива, что возможно увеличивает интенсивность волны

Частотный анализ объемных волн показал, что практически с самого первого вступления в записи присутствует относительно низкочастотная составляющая от 0,6 до 2 Гц, что, как отмечается в (Адушкин и др., 2003), характерно для взрывных событий и проявляется только в определенных горногеологических условиях, и, возможно, при наличии достаточно высоких тектонических напряжений. Также, отмечается факт наличия в Р волне

максимальных амплитуд в полосе от 8 до 16Г'ц, что может рассмазриваться как свойственное взрывам (Габсатарова, Французова, 2004).

На следующем этапе исследований мною была предпринята попытка опробовать сформулированные выше характерные особенности записей взрывов при анализе взрывов, зарегистрированных на других профилях: «СОБР - с/с ТМС», «СОБР - с/с KLM», «Савинский - с/с KLM», «Покровское - с/с KLM», «Савинский - с/с ТМС», (рис.3). Анализ показал схожесть характерных особенностей записи, что позволило нам выработать основные положения методики идентификации.

Таким образом, методика распознавания взрывов требует выполнения следующей последовательности действий:

1. проверить местоположение эпицентра и время в очаге. Если эпицентр находится в зоне известных карьеров и сейсмическое событие зафиксировано в дневное время, то можно уже в первом приближении предположить, что это, возможно, взрыв;

2. изучить структуру волнового поля записи, которая должна содержать группу объемных Р, S и поверхностных R волн;

3. проанализировать огибающую записи, характерный вид которой содержится в базе данных огибающих взрывов по разным профилям для разных карьеров. В частности, определить соотношение максимальных амплитуд в группах Р и S или Р и R волн;

4. рассчитать спектры участков записей волн Р и S, содержащих максимальные амплитуды, и затем проанализировать соотношение максимумов спектров этих волн, по значению которых определить тип события;

5. определить наличие (отсутствие) акустической волны.

Проверка выработанной методики идентификации на записях местного землетрясения подтвердила работоспособность методики, что позволяет в будущем более уверенно определять природу зарегистрированных местных сейсмических событий.

Как показало исследование особенностей записей взрывов, достоверная их идентификация в некоторых случаях не всегда возможна, прежде всего, из-за трудностей выделения вступления волн Pg, Sg возникающих по разным причинам. Для решения этой проблемы был опробован подход, который заключается в совместном (комплексном) использовании выработанной выше методики с методикой разработанной в Кольском Региональном Сейсмологическом Центре (КРСЦ РАН;, основанной на анализе соотношений средних амплитуд волн Р и S.

В частности, такой комплексный подход позволяет по методике КРСЦ уточнить (сузить) окно фильтрации, в котором срабатывает уже достаточно надежно методика сопоставления максимумов спектров волн P/S. При этом было показано, что использование по записям сейсмических станций Архангельской сети отдельно методики КРСЦ РАН для распознавания взрывной сейсмичности неэффективно.

3-«Гп

Э-бГц

4--ЗГи

aM/'WS/W\

Результаты опробования подтвердили эффективность совместного их применения, поскольку в этом случае представляется возможным решить задачу распознавания значительной части_гр|1М профилям.

Рисунок 3 - Примеры волновых форм (каналов Z) записей взрывов из карьеров и

сравнение спектральных характеристик волн Pg, Sg в различных частотных окнах: а -карьер «СОБР»-с/с ТМС; б - карьер «СОБР»-с/с KLM; s - карьер «Савинский»,-с/с KLM (Фрапиузова В.И. Морозов А.Н.,2007)

Выводы главы 3.

1. На основе анализа характерных особенностей записей волновых форм промышленных взрывов, по разным профилям «карьер-станция», впервые решена задача для изучаемого региона по выработке методики идентификации взрывной сейсмичности на записях сейсмических станций Архангельской сети.

2. Проверка выработанной методики на записях местного землетрясения показала её работоспособность.

3. Для повышения качества идентификации взрывов и землетрясений на записях сейсмических станций выработан комплексный подход к анализу записей сейсмических событий с использованием, дополнительно, методики идентификации разработанной в КТ'СЦ РАН.

В главе 4 рассмотрены возможности Архангельской сейсмической сети по регистрации техногенных событий на примере двух взрывов газа, запусков ракет и падений первых ступеней.

Для малосейсмичной Архангельской области, с высоким уровнем техногенной нагрузки на среду и расположением большого количества гражданских и военных объектов особой важности, проведение сейсмического мониторинга в значительной степени ориентировано на решение задач «сейсмологии чрезвычайных ситуаций» (Николаев и др., 2008). Ниже будут рассмотрены первые результаты по изучению сейсмического отклика на такие техногенные события как несанкционированные взрывы, запуски ракет и падений их первых ступеней.

Сейсмологическая хроника техногенных катастроф в г. Архангельске начата 15 марта 2004г в 23ч58м16с (время по Гринвичу), а затем и 10 февраля 2009 года в 04ч5бм42с (время по Гринвичу'), когда с/с ARH зарешстрировала взрывы в домах, расположенные, соответственно, на проспекте Советских Космонавтов 120 и улице Гайдара, 13, повлекших за собой разрушение подъездов жилых домов и многочисленные человеческие жертвы. Причина взрывов- утечка бытового газа.

Почти ровно через 2 года после первого взрыва бытового газа в доме, 16 марта 2006 г в 11ч48м16с (время по Гринвичу) с/с ARH был зарегистрирован еще один взрыв, произошедший на Соломбальском доке завода «Красная кузница». Согласно сообщениям, поступивших из СМИ, взрыв произошел во время сварочных работ топливных баков на плашкоуте «Вайново» и также сопровождался человеческими жертвами (рис.4а-д).

Техногенные взрывы произошли в ближней к сейсмической станции зоне (А) « 1 км, Аг ~ 2 км, Аз » 2-3 км), при этом источники у них отличаются. В первых двух случаях взрывы газа произошли, соответственно, на площадке девятиэтажного дома (рис.4а) и пятиэтажного дома (рис.4б), в третьем - это взрыв баков на судне, стоящем на рейде в излучине реки Северная Двина (рис.4в). Различны пути прохождения сейсмических волн: при первых двух взрывах сейсмические волны пробегают более короткую трассу по участку со сравнительно рыхлыми отложениями (замочено-мерзлыми породами); при третьем - волны распространяются по профилю, включающему дно реки Северная Двина. Сравнение сейсмических волновых полей этих взрывов на вертикальном (Z) и одном из горизонтальных каналов показывает, что они имеют очень схожую структуру: содержат группы волн Pg, Sg и поверхностной волны Релея Rg, но различаются длительностью и частотно-амплитудным составом

Рисунок 4 - Техногенные взрывы в г. Архангельске, зарегистрированные на с/с АЙН: а-в - соответственно волновые формы записи в( Р£, Sg, от техногенных взрывов в домах на ул. Сов.Космонавтов, ул. Гай," и на плашкоуте «Вайново»; г,д - соответственно диаграмма движения част» волн Р£, Зц, от техногенных взрывов на ул. Сов.Космонавтов и на плашкоуте «Вайново» (Юдахин Ф.Н. и др, 2009) Записи объемных волн Р£ и Sg представляют интерференционную картину с несколькими экстремумами, регистрируемыми в виде отдельных импульсов. Преобладающие частоты волн Pg для первых двух взрывов, соответственно, 4.57.5 Гц и 4.8-7.7 Гц, для третьего - 1.5-ЗГц, 3.5-5Гц. Частотный состав волны Sg

этих волн, обусловленных особенностями их возбуждения

-,----.-..vwa i СЛ

------

^^ К =4»—j—

меняется незначительно: для первых двух взрывов диапазон максимума спектральной плотности определяется частотами 3.5-6.5 Гц и 2.5-4.2 Гц, для третьего равен 4.5-6.5 Гц (табл. 1). Энергетически класс (Кр) взрывов, рассчитанный по методу Т.Г. Раутиан, составил: Кр| = 4.5 (М1 = 0.63) для первого, Кр2 = 4.0 для второго и Кр3 = 6.8 (МЗ = 1.6) для третьего взрыва.

Четвертое техногенное событие - падение ступени ракеты «Булава», запуск которой производился с подводной лодки 25 октября 2006 г в 13ч28м34с (время по Гринвичу) и зарегистрированное с/с ТМС.

Структура записи события аналогична предыдущим, на сейсмограммах также прослеживаются все три типа волн: объемные (Pg, Sg) и на хвостовой части записи - поверхностные. Частотные характеристики волновых полей Pg, узкополосны с преобладающими частотами в диапазоне 8-10 Гц для Pg и более широкополосные для Sg и - 7-11 Гц (табл. 1).

Результаты обработки данных от падения ступени ракеты по данным Архангельской службы сейсмического мониторинга на с/с ТМС - 10=13ч28м34с, ср1=63.70° с. ш., >.1=36.64° в. д., Кр=8.7. Предположительно, акустическая волна регистрируется через 4 минут 07секунд после начала вступления волны Pg.

Следует отметить, что регистрация этих волн на записях сейсмических событий однозначно определяет их принадлежность к техногенным воздействиям, и по этой причине является безусловным признаком опознания типа сейсмического воздействия, как техногенного.

Следующая техногенное событие - падение ступени космического объекта, запущенного с космодрома «Плесецк» и зарегистрированного с/с ЬБК. Локализация места падения проведена по записям одной станции ЬБК.

В целом, структура волнового поля при падении ступени космического объекта аналогична уже рассмотренным случаям, т.е. содержит все перечисленные выше группы сейсмических волн (Pg,Sg,Rg). Координаты эпицентра сейсмического события попадают в район полигона, используемого для падений первых ступеней ракет. Амплитудно-частотные характеристики события представлены в таблице 1.

Помимо падений ступеней Архангельской сейсмической сетью регистрируются и сами запуски ракет с космодрома «Плесецк». Сейсмический отклик от запусков ракет с космодрома представлен на записях сейсмической станции РИМ в виде акустических сигналов.

Было показано, что акустические волны, генерируемые при запусках разнотипными ракетными комплексами с космодрома «Плесецк», состоят га начальной часта записи каналовой волны - импульса давления в фазе сжатия акустического сигнала и вторичной - отраженной от верхней границы инверсионного слоя волны, появление и интенсивность которых тесно связано с расположением слоя температурной инверсии в пределах приземного слоя или в атмосфере, приподнятом на некоторую высоту, а также с мощностью инверсионного слоя. Кроме того, показано изменение волновой картины на записях акустической волны, возникающей при запусках космических объектов ракетами разных типов.

Частотный анализ показал (табл.1), что акустическим волнам на вертикальных каналах характерны повторяющиеся для каждого запуска частоты 1.2, 1.5, 3.9 Гц, на горизонтальных каналах преобладающие частоты сильно варьируются от запуска к запуску, при этом можно выделить частоты 3.5, 14.8, 15.9 Гц.

Таблица 1 - Диапазон преобладающих частот сейсмических волн техногенных катастроф на территории Архангельской области__________

Тип техногенного воздействия Кр/М д, км И/гтсрвалы преобладающих частот сейсмических волн, Гц

Fg Я8. Н Акуст. волна

Ъ N8 Е\\' X N8

Взрыв дома на ул. Сов. Космонавтов 4.5/0.6 3 1.0 4.5-7.5 3.5-6.5 0.53.5 4.5-5.5

Взрыв дома па ул.Гайдара 4/- 2 4.8-7.7 2.5-4.2 2.2-3.8 2.23.1 1.9.-4.6 2.23.3

Взрыв на плашкоуте «Вайново» 6.8/1.6 2-3 1.5-3 3.5-5 4.5-6.5 2-7

Падение ступени ракеты «Булава» 8.7/2.6 80 8-10 8-11 7-11 3.0-4.0, оси. част. 3.5

Падение ступени ракеты после запуска с космодрома «Плесецк» 46 1-6 7-12 16-19 3-7 8.5-10.5 5-7 1-2.5 4-7 9-11 1619 4-6 3-5 1315

Запуск ракеты 23.05.2008 «Рокот» 90 1.5 3.9 13.7 20.7 11.3 14.0

Таким образом, приведенные примеры показывают, что уже первые годы работы Архангельской сети сейсмических станций обозначают новый метод

сейсмологии, ориентированный в основном на решение геоэкологических задач -«сейсмологию чрезвычайных ситуаций» и геомониторинг процессов, связанных с природными, природно-техногенными и техногенными катастрофами. Регистрация и последующая обработка подобных техногенных событий, с получением данных о времени, месте и энергии источника, может быть полезна, как показал опьгг, для региональных отделений МЧС, ФСБ и МВД.

Выводы главы 4.

1. Выявлены основные характерные черты и амплитудно-частотные параметры сейсмических записей техногенных событий, происходивших на территории Архангельской области на примере несанкционированных взрывов, падений ракет и их первых ступеней.

2. Положено начало пополнению банка данных отличительных особенностей техногенных событий для осуществления возможности в будущем мошгторинга подобных процессов.

3. Выявлен факт регистрации на записях сейсмической станции «Пермилово» акустических волн, индуцированных запусками ракетных комплексов с космодрома «Плесецк», состоящие из прямых и отраженных волн. Показано изменение волновой картины на записях акустических волн, возникающей при запусках космических объектов разнотипными ракетными комплексами.

Заключение.

Сейсмические наблюдения в Архангельской области были начаты в 2003 году и, в настоящее время сеть состоит из 7 станций. Выбор конфигурации сети преследовал цель контроля сейсмичности на территории области и примыкающих регионов. Дальнейшее развитие предполагает расширение сети, более полный охват контролируемых территорий Баренцево моря и о.Новая Земля.

За время наблюдений зарегистрировано 1 местное землетрясение, более 140 карьерных взрывов, 7 запусков ракет с космодрома «Плесецк» и падения первых ступеней ракет. Эти данные позволили получить первые данные о кинематических и динамических особенностей записи близких источников -карьерные взрывы и удаленных землетрясений, произошедших в основных сейсмоактивных районах Земного шара. Проведенное мною в рамках диссертационной работы исследование естественной и техногенной сейсмичности позволило получить следующие результаты:

1. Выполнена количественная оценка магнитудной чувствительности сейсмических станций Архангельской сети на основе результатов мониторинга землетрясений за четыре года. Для каждой станции построены кривые чувствительности и обнаружения. Па основании кривых чувствительности и обнаружения оценены вероятности обнаружения сигнала для заданных маппггуды, эпицентрального расстояния и азимута прихода сейсмических волн.

2. Проанализирована возможность сейсмической сети по регистрации телесейсмических, региональных и локальных (местных) сейсмических событий в зависимости от магнитуды. Показано, что сейсмические станции хорошо регистрируют сейсмические события на разных эпнцентральных расстояниях.

3. Выработана методика идентификации взрывной сейсмичности на записях сейсмических станций. Проверка методики как по записям промышленных взрывов по разным профилям «карьер-станция», так и по записям местных землетрясений показала её работоспособность. Для повышения качества идентификации рассмотрена возможность использовать в комплексе методику идентификации, разработанную в КРНЦ РАН.

4. Для Архангельской области создан альбом характерных форм записей промышленных взрывов для разных профилей «карьер-станция». Проведена характеристика промышленных карьеров региона.

5. Выявлены характерные черты и амплитудно-частотные параметры сейсмических записей техногенных катастроф, происходивших на территории

Архангельской области (несанкционированные взрывы, заггуски ракет и падение первых ступеней).

Дальнейшее развитие сети станций требует не только увеличение их числа, но и повышение эффективности решения задач сейсмического мониторинга как сильных событий, происходящих на Земном шаре, так и природных и техногенных событий, связанных с чрезвычайными ситуациями. Эти требования диктуют необходимость установки на станциях приборов регистрации других геофизических полей - магнитного, электрического, электромагнитного, а также для регистрации метеорологических параметров атмосферы.

Начатое исследование сейсмического волнового поля должно быть продолжено с более детальным изучением сейсмичности экзогенного и эндогенного происхождения в широком диапазоне частот.

Основные положения диссертации отражены в работах: Статьи, опубликованные в рецензируемых отечественных изданиях:

1. Морозов А.Н. Метод идентификации взрывной сейсмичности на территории Архангельской области // Вестник КРАУНЦ. Серия: Науки о Земле. 2008. №1 Выпуск № 11 С. 177-184.

2. Морозов Л.Н., Фралцузова В.И. Оценка эффективности регистрации сейсмических событии станциями Архангельской сейсмической сети // Вестник Поморского университета. Серия: Естественные и точные науки, 2009, Ks 1. С. 35-39.

3. Юдахин Ф.Н. Французова В.И., Николаев A.B., Морозов А.Н. Сейсмичность Архангельской области: контроль природных и техногенных катастроф и процессов // Геоэколосия. Инженерная геология, гидрогеология, геокриология. 2009, № 4, С. 421-428.

В сборниках и материалах конференций 20 статей, среди них:

1. Габсатарова И.П., Французова В.И., Юдахин Ф.Н., Морозов А.Н. Сейсмологическая интерпретация техногенного взрыва в г. Архангельске // Матер. Всероссийской конф. с межд. участием «Геодинамика и геологические изменения в окружающей среде Северных регионов». Архангельск: ИЭПС УрО РАН, 2004. Т. I. С. 148-153.

2. Морозов А.Н., Французова В.И. Некоторые особенности промышленных взрывов из карьера "Покровский"// Матер. Шестой Уральской молодежной школы по Геофизике. Пермь, 2005. С. 141-145.

3. Николаев A.B., Французова В.И., Асминг В. Э., Морозов А.Н. О совместной идентификации карьерных взрывов на записях станций Архангельской сети // Активные геологические и геофизические процессы в литосфере; Методы, средства и результаты кзучения: Матер, двенадцатой межд. конф. Воронеж: Воронежский государственный университет, 2006. Т.2, С. 12-17.

4. Французова В. И., Морозов А. Н. Опыт регистрации и идентификации промышленных взрывов на сейсмических станциях Архангельской сети // "Современные методы обработки интерпретащт сейсмологических данных": Материалы Второй межд. сейсмол. школы Обнинск: ГС РАН, 2007, С. 189-193.

5. Французова В. И., Морозов А. Н. Оценка эффективности регистрации сейсмических событий Архангельскими станциями //"Северные территории России: проблемы, перспективы развития.Матер. Всероссийск. Конф. С межд. участием, Архангельск, 23-26 июня 2008г. С.924-928.

6. Французова В. И., Тихомиров С. Н., Попов Д. В., Морозов А.Н. Сейсмический контроль техногенных катастроф // "Изменяющаяся геологичесхая среда: пространственно-временные взаимодействия эндогенных и экзогенных процессов": Материалы межд. Конференции, Казань, 2007. С. 262-266.

Подписано в печать 27.10.2009 Бумага офсетная Усл. печ. л 1 Заказ № 6094 тираж 100 экз.

Отпечатано в ООО «Типография Пресс - Принт» Архангельск, ул. Гагарина, 42, оф. 507 Тел./факс: 212-210, 212-616

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Морозов, Алексей Николаевич

ВВЕДЕНИЕ.

1 ОСОБЕННОСТИ ГЕОЛОГИЧЕСКОГО СТРОЕНИЯ, ЕСТЕСТВЕННАЯ И ТЕХНОГЕННАЯ СЕЙСМИЧНОСТЬ ТЕРРИТОРИИ СЕВЕРА РУССКОЙ ПЛИТЫ ВОСТОЧНОЕВРОПЕЙСКОЙ ПЛАТФОРМЫ.

1.1 Геолого-географическая характеристика.

1.1.1 Географическое положение.

1.1.2 Геологическое строение. II

1.1.2.1 Строение фундамента.

1.1.2.2. Строение осадочного чехла и скоростные свойства верхней части разреза земной коры.

1.1.3 Неотектопическое строение.

1.2 Исторические землетрясения на Восточно-Европейской платформе

1.3 Сейсмичность, инициированная природными и техногенными процессами.

1.4 Развитие региональных сейсмических сетей на территории Восточно-Европейской платформы.

1.5 Техногенная сейсмичность территории.

1.5.1 Промышленные взрывы.

1.5.2 Техногенные катастрофы.

2 АППАРАТУРНО-МЕТОДИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРОВЕДЕНИЯ СТАЦИОНАРНЫХ НАБЛЮДЕНИЙ, ОЦЕНКА МАГПИТУДНОЙ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ СЕЙСМИЧЕСКИХ СТАНЦИЙ. 55

2.1. Характеристика Архангельской сейсмической сети.

2.1.1 Создание сейсмической сети.

2.1.2 Параметры аппаратуры сейсмических станций SDAS.

2.1.3 Параметры аппарагуры сейсмических станций GSR-24.

2.2 Методика обработки поступающей со станций сейсмической информации в Информационно-обрабатывающем Центре.

2.2.1 , Краткое описание программы

2.2.2 Описание основных процедур вычислений параметров гипоцентра в программе WSG.

2.3 Вклад Архангельской сейсмической сети в регистрацию телесейсмических, региональных и локальных (местных) событий.

2.3.1 Глобальный сейсмический мониторинг телесейсмических землетрясений мира.

2.3.2 Мониторинг региональной и локальной сейсмичности Архангельской области и сопредельных территорий.

2.4 Методика определения эффективности одиночной станции и сети сейсмостанций.

2.5 Оценка регистрационных возможностей сейсмических станций Архангельской сети.

3 РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ИДЕНТИФИКАЦИИ ВЗРЫВНОЙ СЕЙСМИЧНОСТИ ПО СЕЙСМИЧЕСКИМ СТАНЦИЯМ АРХАНГЕЛЬСКОЙ СЕТИ.

3.1 Характеристика промышленных карьеров исследуемого 94 региона.

3.2 Характеристика тектонической структуры геологической среды на трассах распространения сейсмических волн на профилях «карьер-станция».

3.3 Формирование методики распознавания взрывов из карьера «Покровское», зарегистрированного на с/с «Тамица».

3.3.1 Зависимость интенсивности акустической волны от метеофакторов.

3.4 Анализ характерных особенностей записи волновых форм промышленные взрывы по другим профилям «карьер-станция».

3.5 Проверка выработанной методики распознавания взрывов по записям землетрясения.

3.6 Сопоставление методик идентификации промышленных взрывов, разработанных в сопредельных районах. 115'

3.7 Проверка разработанной методики идентификации на промышленных взрывах из карьеров Пермского края.

4 СЕЙСМИЧЕСКИЙ МОНИТОРИНГ ЧРЕЗВЫЧАЙНЫХ

СИТУАЦИЙ.

4.1 Несанкционированные взрывы.

4.2 Сейсмический отклик на падение ступени ракеты «Булава».

4.3 Сейсмический отклик на падение космического объекта в Лешуконском районе.

4.4 Сейсмический отклик на запуски ракет с космодрома «Плесецк».

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Оценка возможностей региональной сейсмической сети по регистрации телесейсмических, региональных и локальных сейсмических событий"

При активном содействии ГС РАН стали развиваться региональные сейсмические сети не только в сейсмоактивных регионах, но и на платформенных территориях, особенно на территории Восточно-Европейской платформы. Связано это с тем, что в настоящее время геолого-геофизические исследования земной коры вплотную подошли к проблеме изучения особенностей геодинамики платформ и блоков земной коры, как во внутренних частях, так и в зонах их сочленения. Исследование сейсмического режима территорий, считающихся по сейсмичности слабоактнвными, представляется актуальным и в связи с размещением на них промышленных и военных объектов особой важности (трубопроводов, АЭС, полигонов и д.р.) [178,181].

Создание в 2003 году Архангельской сейсмической сети обусловлено тем, что до настоящего времени сейсмичность Севера' Русской плиты, вызванная естественными и техногенными источниками, была изучена крайне слабо. При этом, непосредственно на территории Архангельской области сосредоточено большое количество крупных промышленных объектов: судоремонтные заводы, целлюлозно-бумажные и лесоперерабатывающие комбинаты, карьеры; нефте- и газопроводы, а также космодром «Плесецк» и ядерный полигон на о.Новая Земля [179]

По данным Архангельской сейсмической сети планируется детально изучить геологическую среду исследуемой территории, оценить возможность возникновения на территории наведенной сейсмичности вследствие антропогенного воздействия на среду, а также проведение сейсмического мониторинга экологических и техногенных катастроф в рамках, решения задач «сейсмологии чрезвычайных ситуаций», которая будет осуществляться совместно с региональным отделением МЧС РФ [150, 180].

Для выполнения поставленных задач необходимо прежде решить задачи, которые являются первоочередными для новых сейсмических сетей: оценка чувствительности сейсмических станций к регистрации землетрясений на региональных и телесейсмических расстояниях; создание способа (методики) распознавания взрывной сейсмичности по записям сейсмических станций, чтобы промышленные взрывы ошибочно не попали в каталог местных землетрясений; оценить возможности сети по регистрации экологических и техногенных катастроф.

Небольшой период времени функционирования сейсмической сети позволяет уже сейчас решать поставленные в рамках диссертационной работы задачи по оценке возможностей Архангельской сейсмической сети по регистрации сейсмических событий от естественных и техногенных событий на разных эпицентральных расстояниях в асейсмичном регионе.

Таким образом, оценка возможностей Архангельской сейсмической сети по регистрации сейсмических событий на разных эпицентральных расстояниях является актуальной и своевременной.

Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:

• изучить возможности Архангельской сейсмической сети по регистрации техногенных событий на примере несанкционированных взрывов, запусков ракет и падения их первых ступеней. По сейсмическим записям определить их типовые амплитудно-частотные параметры.

Практическая ценность и реализация работы. Результаты исследований необходимы для проведения сейсмического районирования и оценки сейсмической опасности промышленных объектов, в том числе и объектов значительного экологического риска, а также для оперативной идентификации сигналов при чрезвычайных ситуациях различной техногенной и естественной природы.

Работа выполнялась в соответствии с планом ФНИР Института по теме «Изучение полей напряжений и взаимодействия геосфер по геофизическим и сейсмологическим данным на Европейском Севере», № 01.2001.15370. А также в соответствии с планом ФНИР по теме «Изучение закономерностей проявления сейсмичности и геодинамических процессов в северных окраинных зонах Восточно-Европейской платформы», № 0120.0604339.

Научная новизна работы.

Проведенное исследование представляет собой первый опыт решения перечисленных выше задач для Архангельской области.

Впервые проведены работы по количественной оценке магнитудной чувствительности • сейсмических станций Архангельской сети на, основе результатов мониторинга землетрясений за четыре года.

На основе изучения по разным профилях «карьер-станция» характерных особенностей записей промышленных взрывов выработана методика идентификации взрывной сейсмичности на записях сейсмических станций.

Создан альбом характерных форм записей промышленных взрывов для разных профилей «карьер - станция».

Обоснованность результатов — определяется использованием калиброванной аппаратуры, подтверждается статистическим анализом и повторяемостью результатов.

Защищаемые положения.

1. Сейсмическими станциями Архангельской сети накоплен достаточный объем данных по зарегистрированным землетрясениям на разных эпицентральных расстояниях для количественной оценки магнитудной чувствительности. Построенные карты и вычисленные таблицы характеризуют чувствительность каждой станции в зависимости от магнитуды землетрясений, их эпицентральных расстояний и азимутов.

3. Сейсмические станции Архангельской сети регистрируют техногенные события, происходящие на территории области. Получены основные амплитудно-частотные параметры волновых форм событий, таких как несанкционированные взрывы, запуски ракет и падений их первых ступеней.

Апробация. Представленная работа в основном экспериментальная, материалы получепы автором лично и в соавторстве. Результаты работы были опубликованы в 13 статьях и лично доложены на конференциях:

• Всероссийская конференция с международным участием «Геодинамика и геологические изменения в окружающей среде Северных регионов». Архангельск, 2004

• Одиннадцатой международной научной конференция «Строение, геодинамика и минерагенические процессы в лигосфсре». Сыктывкар, 2005

• Шестая Уральская молодежная школа по геофизике. Пермь, 2005.

• Всероссийская конференция с международным участием «Академическая наука и ее роль в развитии производительных сил в Северных регионах России» Архангельск, 2006.

• Седьмая Уральская молодежная школа по геофизике. Екатеринбург, 2005.

• Двенадцатая международная конференция «Активные геологические и геофизические процессы в литосфере: Методы, средства и результаты изучения». Воронеж, 2006

• Восьмая Уральская молодежная научная школа по геофизике. Пермь, 2007

• Международная молодежная конференция «Экология 2007». Архангельск, 2007

• Вторая международная сейсмологическая школа «Современные методы обработки интерпретации сейсмологических данных». Обнинск, 2007

• Молодежная научная конференция «Экологические проблемы Севера». Архангельск, 2008

• Всероссийская конференция с международным участием «Северные территории России: проблемы, перспективы развития». Архангельск, 2008г

Структура работы: введение, 4 глав, 65 рисунков, 11 таблиц, заключение, 4 приложения. Объем работы 193 страницы, библиография включает 205 наименования.

Автор выражает глубокую благодарность своему научному руководителю, кандидату физико-математических наук Валентине Ивановне Французовой. Особую признательность автор адресует своему научному консультанту, члену-корреспонденту РАН, доктору физико-математических наук Алексею Всеволодовичу Николаеву за научные консультации. За творческое общение и дискуссии по отдельным вопросам работы автор признателен члену-корреспонденту РАН, доктору геол.-мин, наук, профессору Феликсу Николаевичу Юдахину, чл.-корр. РАН, д.ф.-м.н. А.А. Маловичко, д.ф.-м.н. И.П. Габсатаровой, д.г.-м.н. Ю.Г. Кутинову, к.т.н. Г.Н. Антоновской, к.ф.-м.н. Е.В. Шаховой, сотрудникам Института экологических проблем Севера УрО РАН Н.В. Вагановой, Е.В. Смирновой, К.Б. Данилову, сотрудникам Геофизической службы РАН Я.В. Конечной, Е.В. Ивановой, А.С. Анисимову, сотрудникам ОАО «СОБР», ОАО «Карьер Покровское» и ОАО «Савинский ЦЗ». Особую благодарность автор выражает своей жене за понимание и поддержку.

Заключение Диссертация по теме "Геофизика, геофизические методы поисков полезных ископаемых", Морозов, Алексей Николаевич

Выводы главы 4.

2. Положено начало пополнению банка данных отличительных особенностей техногенных событий для осуществления возможности в будущем мониторинга подобных процессов.

Заключение

За время наблюдений зарегистрировано 1 местное землетрясение, более 140 карьерных взрывов, 7 запусков ракет с космодрома «Плесецк» и падения ступеней ракет. Эти данные позволили получить первые данные о кинематических и динамических особенностей записи близких источников -карьерные взрывы и удаленных землетрясений, произошедших в основных сейсмоактивных районах Земного шара. Проведенное мною в рамках диссертационной работы исследование естественной и техногенной сейсмичности позволило получить следующие результаты:

1. Выполнена количественная оценка* магнитудной чувствительности сейсмических станций Архангельской сети на основе результатов мониторинга землетрясений за четыре года. Для каждой станции построены кривые чувствительности и обнаружения. На основании кривых чувствительности и обнаружения оценены вероятности обнаружения сигнала для заданных магнитуды, эпнцентрального расстояния и азимута прихода сейсмических воли. Графики, и построенные на их основе таблицы, могут являться своеобразным паспортом сейсмических станций.

5. Выявлены характерные черты и амплитудно-частотные параметры сейсмических записей техногенных катастроф, происходивших на территории Архангельской области (несанкционированные взрывы, запуски ракет и падение первых ступеней).

Дальнейшее развитие сети станций требует не только увеличение их числа, но и повышение эффективности решения задач сейсмического мониторинга как сильных событий, происходящих на Земном шаре, так и природных и техногенных событий, связанных с чрезвычайными ситуациями. Эти требования диктуют необходимость установки на станциях приборов регистрации других геофизических полей — магнитного, электрического, электромагнитного, а также для регистрации метеорологических параметров атмосферы.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата технических наук, Морозов, Алексей Николаевич, Екатеринбург

1. Адушкин В.В., Спивак А.А. Подземные взрывы. М.: Наука , 2007. 579 с.

2. Адушкин В.В., Туруптаев С.Б. Техногенная сейсмичность // Землетрясенияи микросейсмичность в задачах современной геодинамики Восточно- -Европейской платформы. Ки.2 Петрозаводск: Карельский научный центр РАН, 2007. С. 7-14.

3. Адушкин А.В., Гончаров А.И., Куликов Н.М., Мартинсон Н.М. Оценка оптимальных параметров КЗВ на карьерах КМА. / Геофизические процессы в нижних и верхних оболочках Земли Сб. научных трудов ИДГ РАН в 2-х книгах, 2003г. 408с.

4. Адушкин В.В., Крындушкин С.К., Тихомиров A.M. Волна сжатия при взрыве цилиндрического заряда в твердой среде// Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. Новосибирск:"Наука", 1986, с.38-47

5. Адушкин В.В., Спивак А.А., Соловьев С.П., Перник JI.M., Кишкина С.Б. Геоэкологические последствия массовых химических взрывов на карьерах// Геоэкология. 2000. №6. С.554-563.

6. Адушкин В.В. Христофоров Б.Д. Исследование механического действия прибрежного наземного 1000 тонного взрыва на окружающую среду. / Геофизические процессы в нижних и верхних оболочках Земли Сб. научных трудов ИДГ РАН в 2-х книгах, 2003г. 408с.

7. Аки К., Ричарде П. Количественная сейсмология: Теория и методы. Т.1. М.: Мир, 1983. 520 с.

8. Аксенович Г.И., Антонова JI.B., Аптикаев Ф.Ф., Нерсесов И.Л., Николаев А.В., Ситников А.В., Трегуб Ф.С., Халтурин В.И. Отчет комплексной сейсмологической экспедиции ИФЗ АН СССР «Талгар», 1988. 98с.

9. Алказ В.Г., Богуславский Ф.М., Болдырев О.Г. Сейсмическое микрорайонирование методом специальных взрывов в условиях многослойных толщ грунтов. Кишинев: Изв. АН МССР, 1987. 25 с.

10. Ананьин И.В. Связь сейсмичности Русской платформы с современными тектоническими движениями // Современные движения земной коры. М., 1968.№ 3.

11. П.Ананьин И.В. Землетрясения Балтийского щита и особенности их проявления // Вопросы инженерной сейсмологии. М.,1987. - Вып. 28: «Сильные землетрясения и сейсмические воздействия». С. 96-106.

12. Ананьин И.В. К вопросу о проявлении некоторых землетрясений в восточной части Восточно-Европейской платформы // Вопросы инженерной сейсмологии. М., 1988. - Вып. 29: «Исследование сейсмической опасности». С. 119-124.

13. Ананьин И.В. Сейсмоактивные зоны Восточно-Европейской платформы и Урала // Вопросы инженерной сейсмологии. М., 1991. - Вып. 32: «Комплексная оценка сейсмической опасности». С. 106-121.

14. Андреев С.С. О сейсмической характеристике Русской платформы / Известия АН СССР Серия геофизическая, №12, М.,1956

15. Аптикаев Ф.Ф. Сейсмические колебания при землетрясениях и взрывах. М.: Наука, 1969, 104 с.

16. Архангельский А.Д. Геологическое строение и геологическая история СССР, т.2, 4 изд. М.:, 1954. 672 с.

17. Аронов А.Г., Сероглазое P.P., Аронова Т.И. Сеть сейсмических станций Беларуссии // Землетрясения и микросейсмичность в задачах современной геодинамики Восточно-Европейской платформы. Кн.1 Петрозаводск: Карельский научный центр РАН, 2007. С. 350-353.

18. Аронова Т.И. Исторические и современные ощутимые землетрясения // Землетрясения и микросейсмичность в задачах современной геодинамики Восточно-Европейской платформы. Кн.1 Петрозаводск: Карельский научный центр РАН, 2007. С. 342-350.

19. Аронова Т.И Беларусь // Землетрясения северной Евразии в 1999 году. 2004. С. 178-184.

20. Ассиновская Б. А. Сейсмичность Баренцева моря. М.: 123 с.

21. Ассиновская Б.А. Механизмы очагов землетрясений северо-восточной части Балтийского щита. // Изв. АН СССР. Физика Земли. №1. С. 101-106.

22. Атлас Архангельской области. // Отв. ред. Н.А.Моргунова. Изд. ГУГК СССР. С. 5-6.

23. Атлас карт глубинного строения земной коры и верхней мантии территории СССР. М., ВНИИГеофизика, 1989, 64 с.

24. Базавлук Т.А., Юдахин Ф.Н. Деформационные волны в земной коре Тянь-Шаня по сейсмологическим данным // Доклады РАН, 1993. Т.329 № 5. С. 565-570.

25. Бат М. Спектральный анализ в геофизике. М.: Недра, 1980. 535 с.

26. Билибина Т.В. Блоковая тектоника и геодинамика земной коры северо-запада Русской платформы и принципы прогнозирования рудоносных структур. Л.:ВСЕГЕИ, 1986. С. 22-29.

27. Богацкий В.Ф. Прогноз и ограничение сейсмической опасности промышленных взрывов.// Взрывное дело №85/42. Сейсмика промышленных взрывов. М.: Недра, 1983, с.201-213

28. Богацкий В.Ф., Пергамент В.Х. Сейсмическая безопасность при взрывных работах. М., Недра, 1978

29. Богацкий В.Ф., Фридман А.Г. Охрана инженерных сооружений и окружающей среды от вредного действия промышленных взрывов. М.: Недра, 1982. 162 с.

30. Бурмин В.Ю. Оптимизация сетей сейсмологических наблюдений // Материалы Межд. Сейсмологической школы «Современные методы обработки и интерпретации сейсмологических данных». Пермь:ГС РАН, 2007. С. 54-62.

31. Василенко Е.М. Использование спектральных отношений колебаний грунта, возбуждаемого горными взрывами, для сейсмического микрорайонирования //Бюллетень по инженерной сейсмологии. № 7. Ереван: Академия наук АССР, 1972. С. 5-10

32. Вейс-Ксенофонтова З.Г., Попов В.В. К вопросу о сейсмической характеристике Урала // Труды Сейсмологического Института АН СССР. № 104. М.; Л.: Изд-во АН СССР, 1940. 12 с.

33. Воробьев И.Т., Нелюбов Ю.В., Газизов Д.Х., Лемеш Н.И. О влиянии короткозамедленного взрывания на интенсивность сейсмических колебаний поверхности // Горный журнал, 1971, №12, с.36-38.

34. Гагтаганов О.Н., Журавлёв В.И., Лукк А.А. Волновые возмущения геофизических полей, наблюдаемые на Гармском полигоне в Таджикистане // Динамические процессы в геофизической среде. М.: Наука, 1994. С. 55-75.

35. Гамбурцева Н.Г., Китов И.О., Султанов Д.Д., Усольцева О.А. Сейсмический метод идентификации подземных ядерных взрывов и землетрясений на региональных расстояниях //Физика Земли. 2005, №5. С.80-94.

36. Гитерман Е.Н., Пергамент В.Х. Сравнительная оценка сейсмического действия короткозамедленного взрывов по данным прямых измерений и моделирования на ЭВМ // Взрывное дело №85/42. Ссйсмика промышленных взрывов, М.: Недра, 1983, с.39-48.

37. Глазнев В.Н. Комплексные геофизические модели литосферы Феиноскандии. Аппатиты. ЗАО "КаэМ". 2003. - 252 с.

38. Глубинное строение слабосейсмичных регионов СССР. М., Наука, 1987, 238 с.

39. Годзиковская А.А. Местные взрывы и землетрясения. М., 2000. 108 с.

40. Голенецкий С.И. Первые итоги изучения сейсмограмм промышленных взрывов в Прибайкалье / Академия наук СССР СО, «Геология и геофизика» №9, 1966, с. 116-125.

41. Гольдфайн Н.М., Маньшина Т.В. Анализ сейсмических событий // Материалы Межд. Сейсмологической школы «Современные методы обработки и интерпретации сейсмологических данных». Пермь:ГС РАН, 2007. С. 93-96.

42. Голубева И.В. Верхоланцева Т.В. Оценка эффективности критериев распознавания сейсмических событий для станций Уральского региона // науч. конф «Девятая Уральская молодежная научная школа по геофизике». Екатеринбург: УрО РАН, 2008. С. 51-55.

43. Горшков Г.П., О сейсмичности восточной части Балтийского щита / Тр. Сейсмол. ип-та АН СССР, №119

44. Горшков Г.П. Землетрясения на территории СССР / Гос. изд. геогр. лит., М„ 1949

45. Государственная геологическая карга Российской федерации, м-б 1:200 000. Листы P-37-IV, P-37-V (Обозерский). Объяснительная записка. М.: 1999 (МПР России, Архангельскгеология)

46. Грайзер В.М. Определение истинного смещения почвы по записям сильных движений в ближней зоне землетрясений и взрывов // Физика сейсмических волн и внутреннее строение Земли. М.: Наука: 1983г. с.224.

47. Губайдуллин М.Г. Геоэкологические условия освоения минерально-сырьевых ресурсов Европейского Севера России. Архангельск: ПГУ им. М.В. Ломоносова, 2002. С. 11-22.

48. Денева Д., Христосков Л., Бабачкова Б., Доцев Н., Маринова К. О распознавании промышленных взрывов и слабых землетрясений при помощи местных сейсмологических сетей // Физика Земли. 1988 С.68-72.

49. Добрынина М.И. Рифтогенез в геологической истории докембрия северной части Русской плиты // Глубинное строение о геодинамика кристаллических щитов Европейской части России. Апатиты: КНЦ АН СССР, 1992. С. 71-78.

50. Дружинин B.C., Гуляев А.Н., Колмогорова В.В., Куеонский О.А., Парыгин Г.И., Уткин В.И. К вопросу о природе землетрясений на Урале //Уральский геофизический вестник, № 6. Екатеринбург: УрО РАН, 2004. С. 29-42.

51. Дружинин B.C., Колмогорова В.В., Парыгин Г.И., Гуляев А.Н., Никитин С.Н., Пустовалов Н.А. Осипов В.Ю. Сейсмичность Урала // Землетрясения и микросейсмичность в задачах современной геодинамики Восточно

52. Европейской платформы. Кн.1 Петрозаводск: Карельский научный центр РАН, 2007. С. 263-275.

53. Дружинин B.C., Парыгин Г.И., Колмогорова В.В., Пустовалов Н.А., Кусонский О. А. Информация о двух сейсмических событий 7 июля 2004 г. //Уральский геофизический вестник, № 7. Екатеринбург: УрО РАН, 2005. С. 25-29.

54. Единые правила безопасности при взрывных работах М.: НПО ОБТ, 1993. 238 с.

55. Еманов А.Ф., Шаров Н.В. Использование промышленных взрывов при ГСЗ// Геофизическая жизнь, 9, №4, 1987, с.35-43.

56. Известия постоянной центральной сейсмической комиссии Вып.1. Императорская академия наук. СПб., 1902. 201 с.

57. Инструкция о порядке производства обработки наблюдений на сейсмических станциях единой системы сейсмических наблюдений СССР // М.:Наука, 1981.281 с.

58. Капустян Н.К. Техногенное воздействие на литосферу объект планетарных исследований XXI века // Проблемы геофизики XXI века / под ред. А.В. Николаева. Кр. 2. М.: Наука, 2003. С. 213-244.

59. Карпинский В.В., Ассиновская Б.А., Горшков B.JL, Иванов В;Ю. Сейсмическая станция «Валаам» // Современные методы обработки и интерпретации сейсмологических данных. Материалы Международной сейсмологической школы. Обнинск: ГС РАН, 2006. С. 76-77.

60. Касьянова Н.А. Волновая миграция сейсмической активности в пределах Кавказа и Предкавказья // Атлас временных вариаций природных, антропогенных и социальных процессов. М.: Научный мир, 1998. С. 245247

61. Касьянова Н.А. Геодинамическая нестабильность земной коры и ее геологические и экологические последствия // Матер, межд. конф. "Геодинамика и геоэкология".Архангельск: ИЭПС УрО РАН, 1999.

62. Катастрофы и человек: Книга 1. Российский опыт противодействия чрезвычайным ситуациям / Ю.Л. Воробьев, Н.И. Локтионов, М.И. Фалеев, М.А. Шахраманьян, С.К. Шойгу, В.П. Шолохов; Под ред. Ю.Л. Воробьева. М.: ACT - ЛТД, 1997. - 256 с.

63. Кедров O.K. Сейсмические методы контроля ядерных испытаний. М.; Саранск: Красный октябрь, 2005. 420с.

64. Кедров O.K. Метод сейсмической калибровки станций МСМ с использованием региональных дискриминантов / Физика Земли, 2004, №10, с.112-125

65. Кедров Э.О., Кедров O.K. Спектрально-временной метод идентификации сейсмических явлений с расстояний 15-40° / Физика Земли, 2006, №5, с.47-64

66. Кендзера А.В. Юго-западные районы Восточно-Европейской платформы // Землетрясения и микросейсмичность в задачах современной геодинамики Восточно-Европейской платформы. Кн.1 Петрозаводск: Карельский научный центр РАН, 2007. С. 310-327.

67. Кириллов Ф.А. К вопросу о причинах уменьшения сейсмического эффекта взрыва при замедленном взрывании // ИЗв. АН СССР, Сер. геофизика, 1964, №1, с.90-97.

68. Кишкина С.Б. Параметры сейсмического эффекта массовых короткозамедленных взрывов // Вестник НЯЦ РК. Выпуск 2(18), июнь 2004. С. 169-176.

69. Кишкина С.Б. Куликов В.И., Родионов В.Н. О накоплении нарушенности горного массива при массовых взрывах на карьерах// Геоэкология. 2004. №2. С. 1-6.

70. Коидорская Н.В. Развитие сейсмических наблюдений и их интерпретация в СССР // Проблемы современной сейсмологии. Голицынские чтения 1981 г. М.: Наука, 1985. С. 28-47.

71. Костюченко В.Н., Кондратьев С.В., Кочарян Г.Г. О параметрах сейсмических волн при короткозамедленных взрывах // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых, №1, 1982, с.33-41.

72. Костюченко В.Н., Кондратьев С.В., Кочарян Г.Г. Сейсмический эффект при групповых взрывах // Взрывное дело, №85/42. Сейсмика промышленных взрывов. М.: Недра, 1983, с. 18-31.

73. Костюченко C.JI. Структура и тектоническая модель земной коры Мезенской синеклизы по результатам комплексного геолого-геофизического изучения // Разведка и охрана недр, 1995. №5. С. 2-7.

74. Краткая географическая энциклопедия // гл. редактор А.А. Григорьев, т.З. М.: «Советская энциклопедия», 1962. 580 с.

75. Кузьмина Н.В. Спектры сейсмических колебаний при подземных взрывах по наблюдениям в ближней зоне // Взрывное дело № 64/21 М.: Недра, 1978, с.240-259.

76. Кутннов Ю.Г., Чистова З.Б. Иерархический ряд проявлений щелочно-ультраосновного магматизма Архангельской алмазоносной провинции. Их отражение в геолого-геофизических материалах. Архангельск: ОАО «Правда Севера», 2004. 283 с.

77. Кучерявый Ю.Ф. Спектры сенсмоколебаний от промышленных взрывов и их трансформация в ближней зоне // Взрывное дело № 85/42. Сейсмика промышленных взрывов. М.: Недра, 1983, с.101-1107.

78. Ладушкин В.А., Овчинников В.М. Сейсмическая эффективность подземного ядерного взрыва// Динамические процессы в геосферах. М.: Наука, 1994. с. 142-149.

79. Левицкая А.Я. Землетрясения Урала // Землетрясения СССР. М.: Изд-во АН СССР, 1961. С. 384-386.

80. Лукк А.Я., Юнга С.Л. Волновые возмущения сейсмотектонических деформаций и напряжений, регистрируемых по механизмам очагов землетрясений // Динамические процессы в геофизической среде. М.: Наука, 1994. С. 21-39.

81. Макаров В.И. О региональных особенностях новейшей геодинамики платформенных территорий в связи с оценкой их тектонической активности // Недра Поволжья и Прикасгшя. Саратов: 1996, ноябрь, 1996 г., спец. вып. 13, с. 53-60.

82. Макаров В.И., Щукин Ю.К., Юдахин Ф.Н. Позиция Соловецких островов в новейшей тектонической структуре Беломорья. // Литосфера (в печати).

83. Макаров В.И., Трифонов Ю.К., Щукин Ю.К. и др. Тектоническая расслоенность литосферы новейших подвижных поясов // Труды ГИН АН СССР, в. 359. М.; Наука. 1982.

84. Малов А.И. Подземные воды юго-восточного Беломорья. Екатеринбург: УрО РАН, 2003. 224 с.

85. Маловичко Д. А. Пермская область // Землетрясения и микросёйсмичность в задачах современной геодинамики Восточно-Европейской платформы. Кн.1 Петрозаводск: Карельский научный центр РАН, 2007. С. 255-263.

86. Малышев Н.А. Разломы Европейского северо-востока СССР в связи с нефтегазоносностью. Ленинград: Наука, 1986. 112 с.

87. Масарский С.И. Годографы сейсмических волн Алтая по данным регистрации промышленных взрывов / Известия Академии наук СССР, серия «геофизика» №7, 1962, с.887-894.

88. Мельник Г.В. Регулирование спектра сейсмоколебаний при короткозамедленном взрывании // Взрывное дело, №85/42. Сейсмика промышленных взрывов. М.: Недра, 1983, с.48-52.

89. Мирзоев К.М., Степанов В.П., Гатиятуллин Р.Н. и др. Возбужденная сейсмичность района Ромашкинского месторождения нефти в Татарстане // Матер, межд. конф. "Геодинамика и геоэкология" Архангельск: ИЭПС УрО РАН, 1999. С 254-256.

90. Мишаткин В.Н. Системы сейсмических наблюдений // Землетрясения и микросейсмичность в задачах современной геодинамики ВосточноЕвропейской платформы. Кн.1 Петрозаводск: Карельский научный центр РАН, 2007. С. 67-93.

91. Морозов А.Н. Метод идентификации взрывной сейсмичности на территории Архангельской области // Вестник КРАУНЦ. Серия: Науки о Земле. 2008. №1 Выпуск № 11 С. 177-184.

92. Морозов А.Н., Французова В.И. Некоторые особенности промышленных взрывов из карьера "Покровский"// Матер. Шестой Уральской молодежной школы по Геофизике. Пермь, 2005. С. 141-145.

93. Морозов А. Н., Французова В. И. Пример комплексного использования различных методик распознавания промышленных взрывов на записях станций Архангельской сети // Матер. Восьмой Уральской молодежной научной школы по геофизике. Пермь, 2007, С. 164-169.

94. Морозов А. Н., Французова В. И. Распознавание промышленных взрывов на записях сейсмических станций Архангельской сети // "Экология 2007": Материалы межд. молод, конф. Архангельск: ИЭПС УрО РАН, 2007, С. 6970.

95. Мосинец В.Н., Богацкий В.Ф. Основные научно-технические проблемы сейсмики ближней зоны // Взрывное дело №85/42. Сейсмика промышленных взрывов. М.: Недра, 1983, с.89-101.

96. Мушкетов И.В. Физическая геология. Изд. 3 Т. 1. Л.: ГИ, 1924. С. 642

97. Мушкетов И., Орлов А. Каталог землетрясений Российской империи. СПб.: Типография императорской АН, 1893. 580 с.

98. Надежка Л.И. Сафропич И.Н., Пивоваров С.П., Сорокин Б.А., Золототрубова Э.И. Воронежский кристаллический массив // Землетрясения северной Евразии в 1999 году. 2004. С. 178-184.

99. Невский М.В., Нерсесов И.Л., Николаев А.В., Седова Е.Н. Проявление геодинамических процессов во временных изменениях времен пробега сейсмических волн // Физика сейсмических волн и внутреннее строение Земли. М.: Наука: 1983г. с.224.

100. Нерсесов И.Л., Николаев А.В. К вопросу о зависимости преобладающих частот при взрывах от величины заряда// Труды ИФЗ АН СССР, №25(192), 1962, с.95-100.

101. Николаев А.В. Проблемы наведенной сейсмичности // Наведенная сейсмичность. М.: Наука, 1994. С. 5-15.

102. Николаев А.В. О планировании системы сейсмических наблюдений // Вопросы оптимизации и автоматизации сейсмических наблюдений. Тбилиси: Мецниереба, 1977. С. 81-89.

103. Николаев А.В. О возможном влиянии разработки нефти на параметры Нефтегорского землетрясения. // Сборник: ФССН МЧС России. 1995.

104. Никулин В.Г. Современное состояние сейсмических наблюдений в странах Балтии // Современные методы обработки и интерпретации сейсмологических данных. Материалы Международной сейсмологической школы. Обнинск: ГС РАН, 2006. С. 113-118.

105. Новейшая тектоника Северной Евразии. Объяснительная записка к карте новейшей тектоники Северной Евразии масштаба 1:5000000. М.: ГЕОС, 1998. - 147 с.

106. Новый каталог сильных землетрясений на территории СССР / Под ред. Н.В. Кондорской. М.: Наука, 1977. С. 465-471.

107. Новый каталог сильных землетрясений на территории СССР (с древнейших времен до 1975 г.) // Отв. ред. Н.В.Коидорская, Н.В.Шебалин. М.:Наука, 1977. 533с.

108. Общее сейсмическое районирование территории Российской Федерации ОСР-97. Комплект карт М 1: 8000000, М.: ОИФЗ им. О.Ю. Шмидта, 2000.

109. Осипов В.И. Природные катастрофы на рубеже XXI века // Геоэкология, 2001, №4. С.293-309.

110. Павлов М.М., Судаков Д.А. Измерение массовых скоростей при взрыве цилиндрического заряда в прессованном NaCl // Разрушение и деформирование твердой среды взрывом. Взрывное дело №76/33, М.: Ыедра, 1976, с.65-74.

111. Павлов О.В. Оценка влияния грунтовых условий на сейсмическую опасность // Методическое руководство по сейсмическому микрорайонированию. М.: Наука, 1988. 244 с.

112. Панасенко Г.Д. Землетрясения Фенно-Скандии1951-1970гг. Каталог. //Материалы МЦД, Б.М.:Изд-во междуведомств. Геофизич. комитета при Президиуме АН СССР. С. 111.

113. Панасенко Г.Д. Землетрясения Фенно-Скандия в 1976-1980 гг.// Материалы МЦД Б.М.: Изд-во междуведомств, геофизич. комитета при Президизпма АН СССР. 1986. 81 с.

114. Поздняков Б.В., Нелюбов Ю.В., Сердюков А.К. О влиянии короткозамедленного взрывания на величину сейсмического эффекта массовых взрывов // Горный журнал, №8, 1963, Госгортехиздат, с.25-29.

115. Поздняков Б.В. Распределение амплитуд сейсмовзрывных колебаний// Взрывное дело №85/42. Сейсмика промышленных взрывов, М. Недра, 1983, с. 31-39

116. Покровский Г.И. Зависимость формы зоны действия взрыва от формы и расположения зарядов// Взрывное дело №54/11, М.: Недра, 1964, с.235

117. Полканов А.А. Геологический очерк Кольского полуострова // Тр. Арктического ин-та. Т. ПН. JL, 1936.

118. Попов В.В. О редких случаях землетрясений в европейской части СССР, Природа, №12, 1939

119. Пузырев Н.Н. Методы сейсмических исследований. Новосибирск: Наука. Сиб. отд-ние, 1992. 236 с.

120. Пустовитенко А.Н., Королев В.А. Динамические и кинематические характеристики взрывов 19-20 сентября 1997 года по данным сейсмической станции «Керчь» и передвижных пунктов / Сейсмический бюллетень Украины за 2001г., Симферополь, 2003, с.84-109.

121. Родин Г. Сейсмология ядерных взрывов М.:Мир, 1974, 187 с.

122. Родионов В.Н., Адушкин В.В., Костюченко В.Н., Николаевский В.Н., Ромашов А.Н., Цветков В.М. Механический эффект подземного взрыва. М.: Недра, 1971,224с

123. Рулев Б.Г. Об очаге сейсмических волн при взрывах. // Вопросы инженерной сейсмологии № 13, 1970, с.103-112.

124. Рыбников С.И. Влияние запусков крупнейших ракетных комплексов на образование сильных землетрясений // Наведенная сейсмичность. М.: Наука, 1994. С.92-102.

125. Саваренский Е.Ф. Очерк развития советской сейсмологии за шестьдесят лет (1917-1977) // Изв. АН СССР. Физика Земли. 1977. №12. С. 87-97.

126. Садовский М.А. Избранные труды. Геофизика и физика взрыва. М.:Наука, 1999.-335 с.

127. Садовский М.А. Сейсмический эффект взрывов // Тр. Всесоюз. совещ. по буровзрывным работам. 1940.

128. Садовский М.А. Оценка сейсмически опасных зон при взрывах // Тр. Сейсмол. ин-та АН СССР. 1941 № 106.

129. Садовский М.А. Простейшие приемы определения сейсмической опасности массовых взрывов. М.; JL, 1946.

130. Садовский М.А. Сейсмика взрывов и сейсмология // Изв. АН СССР. Сер. Физика Земли. 1987 №11.

131. Сафонов JT.B. Влияние последовательности взрывания скважинных зарядов на величину сейсмического эффекта // Горный журнал, №10, 1965, с.56-57.

132. Сафонов JI.B., Кузнецов Г.В. Сейсмический эффект взрыва скважинных зарядов. М.: Наука, 1967, 102с.

133. Сейсмическое районирование территории СССР. М.:Наука, 1980. 535 с

134. Сейсмическое просвечивание очаговых зон // Сб трудов ИФЗ АН СССР М.:Наука, 1976, 194 с

135. Сергейчук А.Г. Исследование сейсмического эффекта и пути его снижения при взрывных работах на карьерах// Взрывное дело №62/19. М.: Недра, 1967, с.266-274

136. Спивак А.А. Влияние параметров взрывного источника на сейсмическое действие подземного взрыва// Взрывное дело №85/42. Сейсмика промышленных взрывов. М.: Недра, 1983, с. 84-88

137. Старовойт О.Е. Сейсмические наблюдения в России: от Б.Б. Голицына до наших дней / Развитие идей и научного наследия Б.Б. Голицына в сейсмологии: К 140-летию со дня рождения. М.: ОИФЗ РАН, 2003 С. 4860.

138. Тимашев С.А., Ярыгина А.В. Экспертные оценки риска эксплуатации участков трубопроводов, находящихся в условиях повышенной геодинамики // Матер. Межд. конф. «Геодинамика и геоэкология», Архангельск: ИЭПС УрО РАН 1999. С. 362-363.

139. Французова В.И. Стационары, обсерватории и опытные станции Российской Академии Наук и ее региональных отделений // Новосибирск: Из-во СО РАН, 2004. С. 167-168.

140. Французова В. И. Проблемы контроля наведенной сейсмичности при техногенных катастрофах // "Уроки и следствия сильных землетрясений": Материалы межд. научн. конф. к 80-летию разрушительных землетрясений в Крыму. Ялта, 2007 г.

141. Французова В. И., Данилов К. Б Активизация микросейсмического фона, индуцированная взрывными работами в карьерах// "Экологические проблемы Севера". Материалы молод. Научн. Конф, Архангельск, 2008, С.28-31.

142. Французова В. И., Конечная Я. В.Сезонные изменения микросейсмического поля на записях сейсмостанции "Тамица" //"Экологические проблемы Севера". Материалы молод. Научн. Конф, Архангельск, 2008, С.51-54

143. Халевин Н.И. Сейсмология взрывов на Урале. М.:Иаука, 1975. с.

144. Харкевич А.А. Спектры и анализ. М., 1952. 123 с.

145. Цейтлин Я.И., Ершов И.А. Снижение сейсмического эффекта взрыва при короткозамедленном взрывании // Труды Института физики Земли АН СССР. М.:Изд-во АН СССР, №21(188), 1962, с.103-114.

146. Цейтлин Я.И., Смолий Н.И. Сейсмические и ударные воздушные волны промышленных взрывов. М.: Недра, 1981. 192 с.

147. Шварцман Ю.Г, Болотов И.Н., Болотова Г.Н., Поликин Д.Ю. Проблемы геоэкологии Соловецкого архипелага // Вестник Поморского ун-та, 2002, №3, с. 18-28.

148. Щукин Ю.К. Сейсмогенные структуры территории СССР и пх природа // Тектоника СССР. М.:Наука, 1979. С. 232-249.

149. Юдахин Ф.Н., Губайдулин М.Г., Коробов В.Б. Экологические проблемы освоения нефтяных месторождений севера Тимано-Печсрской провинции. Екатеринбург: УрО РАН, 2002. 314 с.

150. Юдахин Ф. Н., Французова В. И. Сейсмичность Севера Европейской части России // Поморье в Баренц-регионе на рубеже веков: экономика, экология, культура: Материалы международной конференции. Архангельск: ИЭПС УрО РАН, 2000. С. 276-278

151. Юдахин Ф. Н., Французова В. И. Сейсмичность Архангельской области // Землетрясения Северной Евразии в 1995 г. М.: ГС РАН, 2001. С. 128-139.

152. Юдахин Ф. Н., Французова В. И. Сейсмичность территории Архангельской области и прогнозы развития связанных с ней техногенных процессов // Сырьевая база России в XXI веке. М.: ОАО "ВНИИОЭНГ", 2002. С. 507521.

153. Юдахин Ф.Н., Французова В.И. О необходимости создания сети сейсмического мониторинга в северных регионах России // Екатеринбург: Журнал "Вестник УрО РАН", № 2(16), 2006. С.25-35.

154. Юдахин Ф.Н, Французова В.И. Сейсмическая сеть наблюдений основа геодинамического мониторинга территории Архангельской области. // Материалы одиннадцатой международной научной конференции. Сыктывкар, 2005. С. 358-361.

155. Юдахин Ф.Н., Щукин Ю.К., Макаров В.И. Глубинное строение и современные геодинампческие процессы в литосфере ВосточноЕвропейской платформы. Екатеринбург: УрО РАН, 2003. 300 с.

156. Ahad М.Н., Smith J.A. Earthquakes, injection wells, and the Perry Nuclear Power Plant, Cleveland, Ohio // Geology. 1988. Vol. 16. N 8. P. 739-742.

157. Asming. V., Kremenetskaya E. Study of applicability of P/S ratio criterion for discrimination of regional earthquakes and explosions in North-Western area. // wvvw.krsc.ru/psratio/psratio.htm

158. Benson R., Lindholm C.D., Ludwin R., Qamar A. A method for identifying explosion contaminating earthquake catalogs: application to the Washington regional earthquake catalog // Seism. Research Letters, Volume 63, No 4, 1992. pp. 533-539.

159. Borman Peter. New Manual of Seismological Observatory Practice. Valum 1. P., 2002. 1111 p.

160. Bulletin of the Internetional Seismological Centre (for 1997). 1990-2000. Berkshire, ISC.

161. Grasso J.-R Mechanics of Seismic Instabilities Induced by the Recovery of Hydrocarbons // PAGEOPH, 1992. Vol. 139, N 3/4. P. 507-534.

162. Goldstein P., Walter W.R., George Z. Upper mantle structure beneath the soviet platform using a source array of nuclear explosion. / Lawrence Livermore National Laboratories, 32p.

163. Gupta 1., Taylor S., Wagner R., Rivers W. A seismic event discrimination system based on improved understanding of Lg from explosion preliminary results // 26th Seismic Research Review: Trends in Nuclear Explosion Monitoring, Volum 1,2004. pp.397-406.

164. Hedlin M., Stump В., Arrowsmith S., Renwald M A comparative test of seismic discrimination for mining explosion // 26th Seismic Research Review: Trends in Nuclear Explosion Monitoring, Voluml,2004. pp.407-416.

165. Heikkinen P, Pelkonen E., Raime M., Mustila L., Karilas M. Seismic events in Nothern Europe, Helsinki University Press, Helsinki, Internet http: wxvw.seismo.helsinki.fi.

166. Khalturin V.I., Rautian T.G., Richards P.G. The seismic signal of Chemical Explosions // Reprinted from the Bulletin of the seismological society of America, Volume 88, No 6, 1998. pp. 1511-1524.

167. Minster J.B. and S.M. Day Decay of wave fields near an explosive source due to hight-strain nonlinear attenuation. J. Geophys. Res. 91, 1986, pp. 2113-2122.

168. Pollack H.N. Effect of delay time and number of delay on the spectra of ripple-fired shots, Earthquake Notes 34, 1963, pp. 1-12.

169. Rajendran K., Harish C.M. Mechanism of triggered seismicity at Koyna: Anevaluation based on relocated earthquakes // Current Scicnce. 2000. Vol. 79. N 3. P.358-363.

170. Ringdal F., Kremenetskaya E., Asming V. Observed characteristics of Regional seismic phases and Implications for P/S discrimination in the European Arctic. Pure appl. Geophys. 159 (2002).

171. Ringdal F., Kvaerna Т., Kremenetskaya E., Asming V., Kozyrev S., Mykkeltveit S., Gibbons S., Schweitzer J. Research in Regional Seismic Monitoring // 26th Seismic Research Review: Trends in Nuclear Explosion Monitoring, Volum 1.2004. pp.297-306.

172. Sato Y. Optimum distribution of seismic observation points // Zisis, J. Seism. Soc. Japan, 1965. V.18. №1. P. 9-14.

173. Simpson D.W. Triggered Earthquakes // Annu. Rev. Eath and Planet. Sciences, Paolo Alto, Calif. 1986. Vol.14, P.21-42.

174. Smith A.T. High-frequency seismic observation and model of chemical explosions: implication for the discrimination of ripple-fired mining blast. Bull. Seism. Soc. Am. 79, 1989, pp. 1089-1110.

175. Su F, Aki K, Biswas N.N.,, Discriminating quarry blasts from the Gentry Mountain mining region // Bull. Seismol. Soc.Am., 81, 1991. pp. 162-178.

176. Yudakhin F.N., Bazavluk T.A. Oscillatory processes in the Earth lithosphere // XXII General Assembly of European Geophysical Society. Annales

Информация о работе

Морозов, Алексей Николаевич
кандидата технических наук
Екатеринбург, 2009
ВАК 25.00.10

Диссертация

Оценка возможностей региональной сейсмической сети по регистрации телесейсмических, региональных и локальных сейсмических событий - тема диссертации по наукам о земле, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы