Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Сейсмический мониторинг Восточно-Европейской платформы с применением малоапертурной группы "Михнево"

ВАК РФ 25.00.10, Геофизика, геофизические методы поисков полезных ископаемых

Автореферат диссертации по теме "Сейсмический мониторинг Восточно-Европейской платформы с применением малоапертурной группы "Михнево""



На правах рукописи

ЧЕРНЫХ Олег Анатольевич

СЕЙСМИЧЕСКИЙ МОНИТОРИНГ ВОСТОЧНО-ЕВРОПЕЙСКОЙ ПЛАТФОРМЫ С ПРИМЕНЕНИЕМ МАЛОАПЕРТУРНОЙ ГРУППЫ

«МИХНЕВО»

Специальность 25.00.10 - геофизика, геофизические методы поисков полезных ископаемых

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

Москва 2011г.

1 2 МАЙ 2011

4845954

Работа выполнена в Учреждении Российской Академии наук Институте динамики геосфер РАН (ИДГ РАН), г. Москва

Научный руководитель: доктор физико-математических наук

Санина Ирина Альфатовна

Официальные оппоненты: доктор физико-математических наук,

профессор

Спивак Александр Александрович

кандидат физико-математических наук Кременецкая Елена Олеговна

Ведущая организация: Учреждение Российской Академии наук

Геофизическая служба РАН, г. Обнинск

Защита диссертации состоится " '¡У " _ 2011 г

в М часов на заседании диссертационного Совета Д 002.050.01 в Учреждении Российской Академии наук Институте динамики геосфер РАН. Адрес: г. Москва, Ленинский проспект, д. 38, корп.1, конференц-зал

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ИДГ РАН.

Автореферат разослан " " 2011 г

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат физико-математических наук

2

В. А. Рыбаков

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы.

Восточно-Европейская платформа (ВЕП) относится к регионам со слабой сейсмической активностью, поэтому она долгое время не являлась первоочередным объектом сейсмического мониторинга. Однако с учетом высокого уровня урбанизации, наличия ответственных и экологически опасных объектов, таких как АЭС и ГЭС, повышенной плотности населения в многочисленных промышленных центрах, в последние 15 лет развитию сейсмического мониторинга на ВЕП уделяется особое внимание.

Несмотря на увеличение в этот период плотности сети станций, территория ВЕП в границах Российской Федерации до настоящего времени остаётся слабо изученной в сейсмологическом отношении. Возможности существующей сети станций на ВЕП позволяют осуществлять мониторинг сейсмических событий для большей части территории платформы только с магнитудой М > 2,5, а для значительной части - лишь с М>3 [Землетрясения..., 2007].

Сведения об исторической сейсмичности платформы до начала XIX века носят фрагментарный характер [Тагпевосян, 2004]. Согласно имеющимся историческим данным, на территории ВЕП в прошлом неоднократно происходили тектонические землетрясения с М = 5,5. В инструментальный период (с 1906 по 2005) зарегистрировано более 20 событий с магнитудой М от 4,0 до 4,9. В 2000-2005 годах на территории ВЕП было зарегистрировано 15 тектонических землетрясений с 3,0<М<4,5.

Большое количество сейсмических событий техногенной природы -карьерных взрывов (в том числе несанкционированных), наведённой сейсмичности и т. и. значительно усложняет проблему оценки реальной сейсмической активности ВЕП.

Все вышесказанное делает актуальной задачу детального изучения сейсмичности платформы.

Сейсмические группы малой (менее 10 км) апертуры за последние 1520 лет были установлены в целом ряде регионов мира с целью мониторинга ядерных взрывов. При этом группы оказались эффективным средством для решения задачи мониторинга сравнительно слабых (М<2,5) сейсмических событий на региональных (200-2000 км) расстояниях.

Многоканальная обработка сигнала на сейсмической группе позволяет выделять слабые вступления на фоне микросейсмического шума, что даёт принципиально новую возможность для дистанционного контроля сейсмической обстановки на обширных территориях, в особенности - в тех районах, где установка индивидуальных сейсмических станций оказывается неэффективной из-за высокого уровня сейсмических шумов техногенной природы. Опыт эксплуатации сейсмических групп показывает возможность существенного снижения магнитудного порога обнаружения сейсмических событий по сравнению с одиночными трехкомпонентными станциями.

Для детального изучения сейсмичности ВЕП, что предполагает регистрацию слабых событий на расстояниях до нескольких сот километров, на территории геофизической обсерватории «Михнево» Института динамики геосфер РАН установлена малоапертурная сейсмическая группа.

Основной целью настоящей работы является анализ сейсмичности центральной части ВЕП по данным наблюдений на группе «Михнево».

Основные задачи исследования.

1. Обоснование конфигурации малоапертурной сейсмической группы на основе предварительного анализа спектрального состава и корреляционных свойств короткопериодных микросейсм и сейсмических сигналов.

2. Анализ записей сейсмических событий, регистрируемых группой на ВЕП, с целью определения их пространственного распределения и природы.

3. Оценка магнитуды (энергетического уровня) регистрируемых группой событий на ВЕП и магнитудного порога регистрации событий группой на локальных (до 200 км) и региональных (200-1000 км) расстояниях.

Научная новизна н вклад автора.

Малоапертурная группа "Михнево" - первая постоянно действующая сейсмическая группа в центральной части ВЕП. Автор принимал участие в работах на всех этапах её создания: проектирование, установка на местности, разработка алгоритмов обработки данных, анализ результатов наблюдений.

Для группы «Михнево» впервые построена региональная магнитудная шкала сейсмических событий из южных и юго-западных районов ВЕП. Показано, что включение группы «Михнево» в систему сейсмологических наблюдений на территории ВЕП существенно снижает порог регистрации

сейсмических событий в этом регионе по сравнению с существующей сетью одиночных станций.

В центральной части ВЕП впервые установлено пространственное и временное распределение сейсмических событий с мапштудой М=1,5 и выше за период наблюдений 2007-2009 гг., многие из которых не регистрируются другими станциями сейсмической сети на ВЕП. Показано, что основная масса этих событий является взрывами на карьерах. Сформирован банк характерных волновых форм записей карьерных взрывов на группе «Михнево», что является основой для разработки критериев дискриминации (различения взрывов и землетрясений).

Выполненное исследование показало принципиальную возможность установки малоапертурных групп на территориях с мощным слоем осадков, что открывает новые возможности изучения слабой сейсмичности.

Практическая значимость. Результаты выполненного исследования важны для решения задачи сейсмического районирования ВосточноЕвропейской платформы, а также мониторинга площадок размещения особо ответственных объектов.

Фактический материал. В работе использованы данные, полученные при регистрации сейсмических сигналов от 2300 локальных и региональных сейсмических событий, зарегистрированных группой «Михнево» на территории ВЕП в течение 2004-2010 гг., а также записи микросейсмического шума на разных приборах группы «Михнево» с августа 2004 по январь 2010 гг.

На защиту выносятся следующие положения:

- показано, что конфигурация группы «Михнево», выбранная в соответствии с корреляционными свойствами короткопериодных микросейсм и регистрируемых сигналов, обеспечивает на группе эффективное подавление помех в диапазоне частот, характерном для локальных и региональных событий;

- показано, что группа «Михнево» в составе сети сейсмических наблюдений на ВЕП позволяет снизить магнитудный порог регистрации более чем на 1,0: группа может самостоятельно осуществлять мониторинг (регистрацию и определение координат) всех событий с магнитудой М>1,0 -на расстоянии до 80 км, М>1,5 - на расстоянии до 150 км, М>2,0 - на расстоянии до 280 км и М>2,5 - на расстоянии до 500 км, М>3,0 - на расстоянии до 850 км;

- показано, что основная масса событий, регистрируемых группой «Михнево» в центральной части ВЕП, является промышленными взрывами; при этом большая часть записей событий может быть идентифицирована со взрывами на конкретных карьерах или группах карьероЕ.

Апробация работы. Результаты работы докладывались на 7 Международных и Российских конференциях в Воронеже (2006 г.) в Санкт-Петербурге (2006, 2008, 2010 гг.), Казани (2007 г.), Перми (2007 г.), на 31-й генеральной ассамблее Европейской сейсмологической комиссии на Крите (Греция, 2008 г.).

Основное содержание и результаты диссертационной работы отражены в 9 публикациях.

Диссертация состоит из введения, четырёх глав, заключения и списка литературы (•/^наименований). Объем работы: /Оз страницы машинописного текста, 27 рисунков, ¿"таблиц и ¡приложение.

Благодарности, Автор выражает глубокую благодарность своему научному руководителю д.ф.-м. н. И. А. Саниной за постоянное внимание и неоценимую помощь при выполнении работы; а также академику РАН

В.В.Адушкину, д. ф.-м. н. |Vi. В. НевскомуЬ сотрудникам Лаборатории

сейсмологических методов исследования литосферы М.А. Нестёркиной, H.J1. Констаниновской, к.ф.-м. н. Н. Г. Гамбурцевой, В.К. Бурчику. к.ф.-м. н. O.A. Усольцезой, а также к.ф.-м. н. О. Ю. Ризниченко, С. Г. Волосову, А. Л. Ушакову, и И. П. Габсатаровсй за помощь в выполнении настоящих исследований; д.ф.-м.н. В.М. Овчинникову, Д. Ю. Шулакову, к.ф.-м. н. С. Б. Кишкиной, к.ф.-м. н. Р. А. Дягилеву, к.ф.-м. н. В. И. Куликову, к.ф.-м. н. Э.М. Горбуновой, д. г.-м. н. Ю.К. Щукину- за ценные замечания и рекомендации, к.ф.-м. н. В.Э. Асмингу - за предоставленное программное обеспечение. Отдельно хочется поблагодарить сотрудников геофизической обсерватории «Михнево» А. А. Егошина и В.Д. Каракчеева.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность темы, определены цели и задачи работы, сформулированы выносимые на защиту положения и новизна полученных результатов.

В первой главе <<Применение сейсмических групп» приведен краткий аналитический обзор литературных данных: описаны причины, приведшие к

внедрению в практику сейсмологических наблюдений малоапертурных сейсмических групп; результаты, полученнтле на малоапертурных группах, установленных в Северной Европе, а также опыт применения групп в отечественной сейсмологии.

Сейсмической группой называется совокупность из 3 и более сейсмоприёмников (с апертурой от 1 до нескольких сот километров), с одинаковой для всех пунктов наблюдения аппаратурой, системой регистрации и общим для всех приборов сигналом времени. При этом средства анализа информации предполагают обработку ансамбля данных, а не отдельных каналов.

Прием сейсмических сигналов группой имеет ряд преимуществ по сравнению с регистрацией одиночными станциями. В частности, суммирование на разных каналах группы может существенно (в несколько раз) повысить соотношение сигнал/помеха. Группы применяются в сейсмологии в целях выделения сейсмических волн на фоне интенсивных микросейсмических помех, а также разделения волн в зонах интерференции.

Опыт применения сейсмических групп большой (100-200 км) апертуры LASA и NORSAR, показал, что реальный выигрыш в отношении сигнал/шум при группировании значительно меньше расчетного. Радиус корреляции микросейсмических шумов нередко превосходил расстояние между датчиками, из-за чего микросейсмы суммировались подобно сигналам с высоким уровнем когерентности, нивелируя эффект шумоподавления. А предположение о регулярности формы сигналов, положенное в основу теории многоканального приема, не выполнялось уже для расстояний в несколько километров. Анализ когерентности региональных сейсмических сигналов и учёт корреляционных свойств микросейсм привели к созданию групп малой (около 3 км) апертуры: NORESS, ARCESS и других, имевших кольцевую концентрическую структуру с экспоненциально возрастающими радиусами колец [Mykkellveit, ¡990]. С целью мониторинга региональных событий была увеличена до 10-20 Гц верхняя граница частотного диапазона регистрирующей аппаратуры.

При определении координат события по данным одной сейсмической станции или группы эпицентралыюе расстояние определяется по разности времени между моментами вступлений нескольких сейсмических фаз, порождаемых этим событием. Азимут на источник определяется по азимуту одной из этих сейсмических фаз. Наличие неоднородностей на трассе луча

может привести к изменению направления распространения еолнового фронта. Оценки кажущихся скоростей зарегистрированных фаз позволяют облегчить определение их типа.

Для определения азимута и кажущейся скорости сейсмических сигналов на группах применяется Jk-анализ записей вертикальных каналов группы. В данном методе подбираются значения азимута и кажущейся скорости волнового фронта, которым соответствуют такие временные задержки между каналами группы, что записи на них суммируются синфазно. Многоканальные методы анализа записей группы дают более точные оценки кажущейся скорости и азимута сейсмических сигналов, чем анализ записей на трёхкомпокентных станциях.

Опыт эксплуатации сейсмических групп в Скандинавии в 1987-1990 гг. показал возможность существенного снижения с их помощью магнитудного порога обнаружения сейсмических событий по сравнению с одиночными трёхкомпонентными станциями.

В 1990-е гг. Институтом Физики Земли РАН при помощи мобильных сейсмических групп малой апертуры проводились исследования параметров тонкой пространственной структуры сейсмических волновых полей в различных районах Восточно-Европейской платформы, на Кавказе и на Балтийском щите. Были опробованы группы с различной конфигурацией, в том числе - с кольцевой типа NORESS: "Домодедово" в Московской области (1992 г.), "Стрижамент" на Северном Кавказе (1995 г.), R.UKSA в Карелии (1999 г.). Наблюдения на временной группе «Домодедово» позволили обосновать возможность создания малоапертурной группы в условиях центральной части ВЕП [Nevskiy, 1994].

В 1996-2004 гг. на основе опыта наблюдений ка Апатитской группе (АРО) и сети станций Кольского филиала Геофизической службы (ГС) РАН был разработан программный комплекс Event Locator (EL) [Асминг, 2004] для решения задачи регионального сейсмического мониторинга.

Во второй главе «Конфигурация и аппаратный комплекс сейсмической группы «Михнево»)) приведены сведения о геологических условиях, топографии района установки группы «Михнево» и её конфигурации, выбранной на основании: во-первых, анализа уровня, спектрального состава и корреляционных свойств короткопернодных микросейсм; во-вторых, анализа когерентности сейсмических сигналов. Приведены также основные сведения об аппаратуре и программном обеспечении группы. Для установки группы

выбрана территория геофизической обсерватории «Михнево» в 70 км к гагу от г. Москвы (от МКАД). Расстояние от обсерватории до крунных населённых пунктов, автотрасс и железных дорог составляет не менее 15 км, что позволяет снизить влияние техногенных шумов.

Современная конфигурация группы «Михнево» показана на рис. 1

(действует с ноября 2005 г.).

Центральный датчик группы установлен в штольне на глубине около 20м, остальные приборы - в герметичных контейнерах на глубине 0,5 м. Перепады высот в местах установки датчиков не превышают 15 м, что позволяет пренебречь этой величиной при расчете расстояний между датчиками.

Сейсмические каналы группы собраны на базе сейсмометров СМЗ-КВ с частотным диапазоном регистрации сигналов 0,5 - 40 Гц. Аналого-цифровое преобразование сейсмической информации

осуществляется с помощью 24-хразрядного АЦП с частотой опроса 200 Гц. Динамический диапазон сейсмического канала -120 дБ.

Такие характеристики аппаратуры позволяют осуществлять регистрацию сейсмических сигналов от региональных, локальных и местных событий, а также короткопериодных сигналов от телесейсмических.

Дополнительно к существующему программному комплексу EL [Асминг, 2004] автором создано программное обеспечение (ПО) обработки цифровой сейсмической информации применительно к условиям наблюдений на группе "Михнево". Оно позволяет осуществлять оперативный доступ к данным, их визуализацию и обработку. Обработка сигналов включает такие процедуры как фильтрация, расчёт корреляции волновых форм, суммирование записей с введением временных задержек на каналах, нормировку записей на уровень шума, расчёт и суммирование

вертикальные датчики ® трбхкомпонентные датчики

Рис. 1. Конфигурация группы «Михнево».

энергетических и амплитудных спектров, построение спектрально-временных (СВАН) диаграмм, а для Ас-анализа - диаграмм медленности.

Техническое оснащение группы обеспечивает хранение всех записанных группок цифровых сейсмических данных для последующего их использования.

¿5

2 3 4 5 Частота, Гц

1 :-—¡2

Рис. 2. Средний уровень сейсмического шума, записанного ежедневно с 01.01.2006 по 31.12.2007. На станции 0 (шахта): 1- ночью (с 01:00 до 01:10 по Гринвичу) и 2- днем (с 13:00 до 13:10 по Гринвичу). На станции 2.3 (поверхность): 3 - ночью и 4- днем. 5 - максимальное (МСШ) и минимальное (1ЧЪКМ) значение уровня шума по модели Питерсона.

Уровень шума. Группа установлена в районе с мощным (>1 км) слоем осадочных пород, что отличает «Михнево» от групп, которые устанавливались на скальных массивах. Наличие мощного слоя осадков в районе установки сейсмоприёмников нередко приводит к возникновению довольно высокого уровня фона микросейсмических шумов. Тем не менее,

систематический анализ спектральных характеристик короткопериодных микросейсм, проведенный на материале двухгодового интервала (с 01.01.2006 по 31.12.2007 ежедневно с 01:00 до 01:10 и с 13:00 до 13:10 но Гринвичу) свидетельствует об относительно низком уровне микроссйсмнческого фона на «Михнево». На рис. 2 показаны средняя спектральная плотность шума по смещению в дневное и ночное время для приборов группы, установленных на поверхности и шахте и значения спектральной плотности по модели Питерсона [Peterson, 1993], полученные в результате обобщения данных сейсмических станций мировой сети.

В таблице 1 для сравнения приведены сведения об уровне шума на различных сейсмических группах, в том числе экспериментальной группе «Домодедово»(ЭМО*), ранее устанавливавшейся в 55 км к северу от «Михнево».

Таблица 1.

Уровень сейсмического фона на различных сейсмических группах.

Группа Район Тип горных пород (с исключением слоя почвы и осадков) Спектральная плотность шума, нм2 /Гц

/=1Гц ,/=10Гц

GERESS Бавария (ФРГ) Граниты, гнейсы 0,7 2-Ю"4

NORESS Юж. Норвегия Граниты, гнейсы 10 5-Ю"5

DMD* Домодедово Московская обл. Известняки карбона 20 5-Ю"2

MHVAR Михнево Московская обл. Известняки карбона 2,0 -4 5-10

Нами исследовались также вариации уровня шума в шахте за период с июля 2005 по январь 2010. Измерения проводились с 01:00 до 01:10 по Гринвичу каждые пять дней.

Полученные сведения об уровне микроссйсмичсского фона не противоречат результатам исследований уровня фона микросейсм, проводившихся на станции «Михнево» в 1971-2005 гг. Средняя плотность за 2006-2007 гг. на частоте 1 Гц составляет 2 нм2/Гц, имеется локальный

максимум в области 4,5-5,0 Гц, величина которого составляет 1-2-10"2 нм2/Гц. В целом значения спектральной плотности шума в полосе частот 0,5-20 Гц, полученные в работах [Плескач, 1976, Спивак, 2004], находятся в том же диапазоне, что и результаты наших исследований 2005-2010 гг. Все вышесказанное позволяет предполагать стабильность уровня микросейсмического фона в течение указанного периода (1971-2010).

Исследования корреляционных свойств микросейсмических шумов, проведённые на группе «Михнево», показали, что корреляция микросейсм в пределах апертуры спадает до незначительных величин (<0,2) уже на расстоянии 300 м в полосе частот от 1 до 2 Гц, и на расстоянии 200 м - в полосе от 2 до 4 Гц. На более высоких (4-8 Гц) частотах радиус значимой корреляции не превышает 100 м. На основании этих результатов радиус первого кольца был выбран равным 130 м, что обеспечивало минимальное расстояние 200 м между приборами. Ограничения на число колец и их радиус были обусловлены только размерами самой площадки для размещения группы, поэтому радиусы второго и третьего колец выбраны 320 и 600 м соответственно.

Для оценки рассеивающих свойств среды в районе установки группы осуществлен анализ в различных диапазонах частот корреляции записей первого вступления от Калининградского землетрясения на всех парах каналов группы. Высокие значения (>0,7) корреляции сигнала наблюдаются в полосе частот от 0,7 до 10,0 Гц.

Таким образом, конфигурация группы «Михнево», выбранная в соответствии с корреляционными свойствами короткопериодных микросейсм и регистрируемых сигналов, обеспечивает на группе эффективное подавление помех в диапазоне частот, характерном для локальных и региональных событий: радиус корреляции микросейсм не превышает межстанционных расстояний, а регистрируемые сигналы в пределах апертуры сохраняют регулярность.

В третьей главе «Сейсмические события на ВЕП по данным группы «Михнево» и их природа» показаны результаты мониторинга группой локальных и региональных сейсмических событий: представлено пространственное и временное распределение сейсмических событий в центральной части ВЕП за 2007-2009 годы и сведения об их природе.

По записям группы «Михнево» с 01.01.2007 по 31.12.2007 были определены координаты 699 региональных сейсмических событий, в том

числе 670 - с эпицентральными расстояниями (А) до 550 км (см. рис. 3). Ещё 985 (950 - с Д<550км) событий на ВЕП зарегистрировано в 2008 году, 690 (667 - с Д<550км) - в 2009-м, более 700 - в 2010-м. Для локации событий применялась программа Event Locator [Асминг, 2004].

34° 36° 38° 40е 42°

группы "Михнево"(МНУА1*) за 2007 год. Синими квадратиками обозначены карьеры, зелеными звездочками - события неизвестной природы.

Обработка данных. При потоковой обработке записей программа выделяет фрагменты с помощью алгоритма БТА/ЬТА, удовлетворяющие формальным критериям регистрации (превышение порогового соотношения сигнал/шум). Поиск сигнала алгоритмом БТА/ЬТА осуществляется при

помощи набора октавных фильтров в диапазоне частот от 0,7 до 16 Гц (склон амплитудной характеристики фильтров выбран 30 дБ/октава). Затем выделенные фрагменты данных просматриваются и анализируются вручную оператором-обработчиком: осуществляется выделение и идентификация зарегистрированных фаз, по которым определяются координаты источника.

1С- М№ И Я 55 35 «М1 р: 3 0-й С Ну

3.2С-8.C« •зге

ч го о а» •о.?®

i «г«

o.gc -агс

зге зм •г 25

сгс оог ■йХ

locsaa птм »»«Г Жвз» илш ~мил «.«и и«» isims «иУм- «нм

GMT

Рис. 4. Запись группой «Михнево» события во Владимирской обл. (полоса фильтрации 3-6 Гц). Запись на канале Sum - суммотрасса, полученная в результате суммирования записей на вертикальных датчиках группы. Расположение датчиков (1.1,1.2 и т.д.)-на рис. 1.

При необходимости для более детального анализа сигналов применяются программы, созданные автором. С их помощью может осуществляться нормировка записей на уровень шума и суммирование сигналов с временными задержками (см. рис. 4), а также fk-анализ сигнала с построением двумерных £к-диаграмм (диаграмм медленности). Последнее, в частности, позволяет определить устойчивость результатов flc-анализа.

При определении координат (локации) событий эпицентралыюе расстояние определялось по разности времен вступлений Р- и S-волн согласно годографу, построенному по скоростной модели из работы [Золотое, 1998]. Использовались, как правило, первые вступления волн Р- и S: Pg и Sg - для локальных (Д<200 км) событий, а вступления Рп и Sn - для

; igji ; i ! I Г I Г

„.I..,,,.....| »[.[»н»^^!*'.1!«'!^1!''" I H.ijii «.. I„..«|..|..it,»|..»]

----------i..........i---------i_i______™L________L_______i____L.________;

региональных (Д>200 км). Азимут на источник определялся при помощи /к-анализа той фазы события, которая имела наибольшее соотношение С/Ш.

Адекватность используемой скоростной модели строению земной коры и верхней мантии исследуемого района подтверждается временами вступлений объемнь!х(Р- и 8-) волн от 8 карьерных взрывов (с эпицентральными расстояниями от 60 до 410 км и диапазоном азимутов от +79 до +203 градусов). Для этих взрывов точно известно время в очаге, что позволяло рассчитать времена пробега объемных волн. Отклонения времен пробега регистрируемых Р- и 8-волн от модельных значений не превышают 1 сек, что дает ошибку определения расстояния не более 3 км - для локальных событий и не более 5 км - для региональных. В дальнейшем годограф будет уточняться по данным от новых взрывов.

Обнаруженные группой сейсмические события образуют пространственные кластеры, приуроченные к действующим карьерам, где проводятся взрывы.

Предполагая, что события из каждого кластера связаны с конкретным источником или компактной группой источников, по размерам кластеров можно оценить ошибку определения азимута по группе.

Для каждого кластера была рассчитана среднеквадратичная азимутальная невязка и среднее значение азимута на источник.

Для большинства кластеров (Подольск, Владимирская обл., Калуга, Алексин и др.) среднеквадратичные азимутальные невязки составляют от 1,8 до 3,8 градусов, что при эпицентральном расстоянии 100 км дает ошибку определения координат очага 3,1-6,6 км, а при расстоянии 400 км - от 12,5 до 26,5 км. Для некоторых кластеров (например, два кластера в районе Коломны) они составляют 5,2-5,4 градуса (ошибка 5,8-6,5 км), что объясняется наличием нескольких карьеров в кластере и их протяженностью, которая достигает нескольких километров. На локальных (<200 км) расстояниях это даёт существенные ошибки при определении азимута на источник. Для кластеров в районе карьеров Михайловского и Стойленского горно-обогатительных комбинатов (ГОК), средние невязки составляют соответственно 0,4 и 0,9 градусов (рис. 3), что при локации дает ошибки определения положения очага в 2,3 и 6,4 км. Такая относительно высокая точность локации объясняется тем, что от взрывов на этих карьерах преобладают сигналы с соотношением сигнал/шум(С/Ш) > 4. При

определении параметров сигналов с таким относительно высоким C/1II влияние микросейсмических шумов оказывается намного слабее.

Отклонения среднего значения оценок азимута от азимута на карьер, расположенный в центре каждой группы не превышают дисперсию азимутальных невязок для данного кластера.

Природа событий. По результатам наблюдений 2007-2008 гг. более 90% событий регистрируются с 10 до 18 часов по московскому времени, что для большей части года является светлым временем суток. Менее 10% регистрируется в выходные дни, в т.ч. менее 3% - в воскресенье. Большая часть событий от отдельной группы происходит в одни и те же дни недели.

Всё это позволяет утверждать, что основная масса регистрируемых событий является промышленными взрывами.

Положение большинства кластеров событий по результатам наблюдений в 2008 году совпадает с результатами мониторинга за 2007 год. Изменения зафиксированы лишь для отдельных кластеров. Заметно появление новых кластеров в районе Железногорска, а также существенное (более 25 км к юго-западу) смещение кластера в районе г. Михайлов. Последнее связано с переносом карьеров. События из района Дятковского карьера (Брянская обл.) в 2008 году не регистрировались, что, возможно, связано с прекращением работы карьера.

В настоящее время для группы «Михнево» не разработано надежных критериев идентификации (определения природы) сейсмических событий на ВЕП. Разработка критериев затрудняется отсутствием «эталонных» записей тектонических землетрясений с эпицентральными расстояниями менее 5 градусов (<550 км). Информация о времени проведения взрывов на конкретных карьерах имеется лишь для небольшой части событий: за период с 2004 по 2009 годы группой зарегистрировано 21 такое событие.

По записям этих событий для соответствующих кластеров определены характерные особенности: спектральный состав различных вступлений объемных и поверхностных волн, временные интервалы между различными вступлениями. В каждом из этих кластеров обнаружены события, имеющие сходную форму записи.

Для событий на Стойленском (Д=409 км) и Лебединском (Д=410 км) ГОКах, находящихся в 2 км друг от друга, различаются характерные частоты объемных волн, 4-5 Гц - для Стойленского, 8-9 Гц - для Лебединского. Отличие волновых форм взрывов на этих карьерах также состоит в том, что

для событий Лебединского ГОКа характерно наличие четырех вступлений Р-волн общей протяженностью более 10 секунд, что, по-видимому, объясняется соответствующими временными задержками при подрыве заряда [Лдугикин, 2007]. Записи взрывов Стойленского ГОКа характеризуются более простыми волновыми формами - одиночными вступлениями Рп и Sn-волн. По-видимому, это связано с тем, что здесь, в отличие от Лебединского ГОКа, подрывается только один блок.

События из кластеров в районе г. Алексин (Д=69 км) и г. Коломна (6570 км) характеризуются высокочастотными первыми вступлениями волн Pg (8-9 и 12-14 Гц соответственно) и наличием поверхностных волн Рэлея (Rg) с периодом 1,0-1,1 сек и скоростью 1,5 км/с. Несмотря на сходство волновой картины (наличие волн Rg), источники сигнала могут быть различены по частоте первого вступления и азимуту на источник (по волне Rg).

Подобные особенности волновых форм обнаружены и для тех кластеров, в которых нет известных взрывов. Таким образом, сформирован банк характерных волновых форм записей событий. В совокупности с результатами локации это позволяет идентифицировать многие события как взрывы на конкретных карьерах или группах карьеров. 12 региональных событий (из них пять - с Д<550 км, см. рис. 3), зарегистрированных группой, не могут быть идентифицированы как карьерные взрывы с помощью указанного выше банка данных. Возможно, эти события имеют тектоническую природу.

В четвертой главе «Построение шкалы магнитуд и оценка чувствительности группы» определен энергетический уровень регистрируемых группой событий и осуществлена оценка магнитудного порога регистрации.

При построении шкалы магнитуд для группы «Михнево» был реализован подход расчета локальной магнитуды ML по первым вступлениям - Pg- или Pn-волнам. Основная формула имеет вид: ML = lgA + CI-lgA + C2,

где lgA обозначает величину 0,5 lg (ASta2 - Alta2)

Alta2 - средний квадрат амплитуды (в.нм/с) в "длинном" окне перед первым вступлением (его длина - не менее 10 сек), т.е. это средний квадрат уровня шума; Asta2 - средний квадрат амплитуды в "коротком" окне после первого вступления. Длина «короткого» окна (STA) выбрана 2,5 сек.

Согласно Инструкции [ЮС, 2002] локальная магнитуда М1, по данной методике рассчитывается только для мелкофокусных (глубина очага менее 40 км) событий с эпицентральным расстоянием менее 20 градусов. Для расчета Мь используются только первые вступления Я-волн для того, чтобы эти оценки можно было сравнивать с оценками магнитуды шЬ, а также для того, чтобы уменьшить зависимость оценок магнитуды от механизма очага

Для построения зависимости, т.е. определения коэффициентов С1 и С2 использовались события, зарегистрированные группой «Михнево» с 2004 по 2008 год, магнитуды шЬ для которых известны по каталогам других станций: 11 карьерных взрывов в районе Курской магнитной аномалии (А от 3 до 4 градусов), 14 региональных землетрясений в Карпатах, Крыму и на Северном Кавказе, а также землетрясение в районе г. Кривой Рог 25.12.2007 (шЬ = 3,9, Д = 7,3 градуса). Все события имели глубину очага менее 40 км. Значения магнитуд шЬ и для землетрясений от 3,2 до 5,0, взрывов - от 3,1 до 3,6.

Методом наименьших квадратов была построена линейная зависимость Мь-^А от ^А: Мь-^А = С^А+Сг. Получены значения: С1=2,0, С2=0,2, т. е. Мь (А, А) = ^ + 2-^ +0,2 (*)

Отклонения калибровочных магнитуд от их оценок по формуле (*) не превышают 0,5, среднеквадратичное отклонение составило 0,2. Значимой (>0,1) азимутальной зависимости оценок магнитуды по данной формуле не обнаружено. По данной формуле можно оценивать магнитуду событий с эпицентральными расстояниями до 1300 км.

Для проверки данной зависимости с её помощью получены оценки магнитуды 10 карьерных взрывов на Стойленском (расстояние - 410 км), Лебединском (409 км) и Михайловском ГОКах (332 км), а также в районе Алексина и Коломны (65-70 км). Для каждого из этих взрывов была известна масса одновременно взрываемого взрывчатого вещества(ВВ) и время в очаге. Время в очаге позволяло вычислить момент первого вступления Р-волны, а известная масса ВВ в ступени - вычислить магнитуду шЬ по известной зависимости [КИаИипп, 1998], связывающей максимальное значение шЬ и массу взрываемого вещества.

шЬтах= 2,45 + 0,73 ^ (3 (О -масса взрываемого ВВ, в тоннах) В качестве величины О была взята максимальная масса одновременно взрываемого ВВ. Один из анализируемых взрывов был осуществлен в шахте на глубине 350м, остальные - в скважинах на глубине от 7 до 15 м. Семь взрывов, в том числе взрыв в шахте, осуществлены в залежах доломита и

известняка, остальные три - в кварците. Для взрывов, осуществленных в скважинах, получены оценки ML, которые на 0,5-0,7 меньше mbmai. Только для трех взрывов, осуществленных в залежах кварцита, получены значения ML, близкие к mbmllI (±0,1).

По-видимому, это связано с тем, что при взрывах в кварците доля энергии взрыва, которая переходила в энергию сейсмического излучения существенно больше, чем при взрывах в доломите и известняке, поскольку кварцит имеет вдвое больший предел прочности на одноосное сжатие, чем известняк и доломит. Поэтому при взрывах в кварците доля энергии взрыва, которая переходила в энергию сейсмического излучения существенно больше, чем при взрывах в доломите и известняке. Также близкая к rabmal оценка ML получена для взрыва в шахте.

Все очаги событий, использованных для калибровки шкалы магнитуд, находятся в азимутальном секторе от 165 до 220 градусов, поэтому остаётся открытым вопрос о возможности применения данной зависимости для других азимутов. Тем не менее, для 1-го и 2-го Калининградских землетрясений (азимут +270°, mb = 4,9; 5,1) 21.09.2004 разности между оценками ML по данным «Михнево» и оценками mb по данным ГС РАН составляют соответственно (-0,1) н (+0,4). Оценки же магнитуды mb для землетрясений в Альметьевске (азимут +84,5°, mb=3,9), и в районе оз. Шалкар (азимут +111,6°, mb=5,l) из каталогов ГС РАН (и EMSC) совпадают (в пределах ±0,1) с оценками Ml по «Михнево».

Всего за 2004-2009 гг. на территории ВЕП группой «Михнево» было зарегистрировано 6 платформенных землетрясений с магнитудой mb от 3,9 до 5,1. Локальные события, зарегистрированные группой в 2007-2009 гг. имеют магнитуду 0,7<M¡<3,0; региональные события в центральной части ВЕП (200 км<Д<550 км) имеют магнитуду 1,1<Ml<3,6. Для событий неизвестной природы оценки магнитуды составили 1,5<Ml<3,8.

Оценка чувствительности группы. При известном уровне и спектральном составе сейсмического шума построенная калибровочная функция (*) позволяет оценить магнитудный порог регистрации для сигналов определенной частоты. Для вычислений использовались ночные (01:00-01:10 по Гринвичу) значения спектра мощности шума, записываемого ежедневно в течение 2006-2007 гг. (см. ряс. 2). Средняя спектральная плотность мощности шума Sn в выбранном диапазоне частот [c¡>i, ш2] с учётом среднего квадратичного разброса (SN + ст) преобразуется согласно соотношению

Парсеваля в амплитуду AN во временной области. Амплитуда умножается на минимальное соотношение сигнал/шум (С/Ш), необходимое для регистрации события группой. Для расчетов использовалось СЛ11 = 2, поскольку именно такое значение наблюдается для самых слабых сигналов от событий, регистрируемых группой. Для региональныхг (более 200 км) порог регистрации вычислялся в диапазоне частот от 3 до 6 Гц, для локальных расстояний (менее 200 км) - от 5 до 10 Гц. Именно такие частоты характерны для первых вступлений Р-волн на соответствующих расстояниях. В результате получено, что группа «Михнево» позволяет осуществлять регистрацию и локацию всех событий с магнитудой Ml>1,5 - на расстоянии до 80 км, Mi>2,0 - на расстоянии до 150 км, М[>2,5 - на расстоянии до 280 км и Mi>3,0 - на расстоянии до 500 км, Ml>3,5 - на расстоянии до 850 км.

Влияние вариаций сейсмического шума на чувствительность группы. Дневной (13:00 по Гринвичу) уровень спектральной плотности микросейсмического шума (см. рис. 2) не более, чем в 2 раза превосходит ночной (01:00 по Гринвичу). Увеличению энергетического уровня сейсмического фона в 2 раза соответствует увеличение амплитуды микросейсм в 1,4 раза, что согласно зависимости (*) дает увеличение порога регистрации на 0,15.

Значения спектральной плотности шума в 2005-2010 гг. отличаются от среднего (за 2006-2007 годы) для диапазона частот 5-10 Гц - не более, чем в 3 раза, для диапазона 3-6 Гц - не более, чем в 2 раза. Это дает колебания магнитудного порога регистрации ±0,23 - для локальных расстояний и ±0,15 - для региональных.

Сравнение с возможностями существующей сети. Согласно данным [.Землетрясения России 2007 года], магнитуда М, определяемая по данным сети ГС РАН, связана с локальной магнитудой «Михнево» Ml соотношением

M = Ml-0,5.

Согласно данным [Землетрясения..., 2007] радиус зоны вокруг «Михнево» в которой сетью ГС РАН регистрируются все события с М>3,0 составляет около 300 км, для событий с М>2,5 - около 120 км, для событий с М>2,0 - менее 80 км. Группа «Михнево», в свою очередь, позволяет осуществлять регистрацию и локацию всех событий с магнитудой М>1,0 (М/>1,5) - на расстоянии до 80 км, М>1,5 (ML>2,0)- на расстоянии до 150 км, М>2,0 (Mj>2,5)- на расстоянии до 280 км и М>2,5 (М[>3,0}~ на расстоянии до 500 км, М>3,0 (Mi>3,5)~ на расстоянии до 850 км.

Таким образом, показано, что применение группы «Михнево» позволяет повысить чувствительность сейсмической сети на ВЕП на 1,0. Полученный результат подтверждается тем, что более 70% событий, чьи координаты определены по данным группы «Михнево», не регистрируется другими станциями сети на ВЕП [Землетрясения России 2007 года].

В заключении представлены выводы работы и перспективы применения группы «Михнево».

Основные результаты работы могут быть кратко сформулированы следующим образом:

Осуществлена установка группы «Михнево» и обоснована конфигурация: показано, что она обеспечивает эффективное подавление помех группой в диапазоне частот, характерном для локальных и региональных событий.

Получено пространственное распределение сейсмических событий с М>1,5, а также ряда более слабых событий в центральной части ВЕП. Многие из этих событий не регистрируются другими станциями сейсмической сети ВЕП.

Показано, что основная масса локальных и региональных событий, регистрируемых группой, являются карьерными взрывами. Большую часть записей событий удалось идентифицировать со взрывами на конкретных карьерах или группах карьеров.

Сформирован банк характерных волновых форм записей карьерных взрывов на группе «Михнево», что является основой для разработки критериев дискриминации (различения взрывов и землетрясений).

Для группы «Михнево» впервые получена калибровочная функция магнитудной шкалы для сейсмических событий из южных и юго-западных районов ВЕП.

Показано, что применение группы «Михнево» позволяет повысить чувствительность сейсмической сети на ВЕП на 1,0.

Ссылки

Асминг В.Э. Создание программного комплекса для автоматизации детектирования, локации и интерпретации сейсмических событий и его использование для изучения сейсмичности Северо-Западного региона: Дис.... физ.-мат. наук. М.: ИДГ РАН, 2004. - 128 с.

Землетрясения и микросейсмичность в задачах современной геодинамики Восточно-Европейской платформы / Под ред. Н.В.Шарова, А.А.Маловичко, Ю.К.Щукина. Кн.1:3емлетрясения. Петрозаводск: Карельский научный центр РАН, 2007.-381 с.

Землетрясения России в 2007 году. - Обнинск: ГС РАН, 2009. - 220 с.

Золотое Е. Е., Костюченко С. Л., Ракитов В. А., Кадурин И.Н. Глубинное строение литосферы Восточно-Европейской платформы по результатам сейсмологических наблюдений // Разведка и охрана недр, 1998, №2. - С. 11-13

Плескач Н.К. Квазигармонические колебания микросейсмического фона в диапазоне частот 1-5 Гц // Доклады Академии наук СССР. - 1977. - Том 232, №3,-С. 558-561.

Спмак А.А., Кишкина С.Б., Локтев Д.Н. Лукашов Б.Г., Соловьев С.П., Харламов В.А,, Эльтеков Д.А. Результаты комплексных инструментальных наблюдений на геофизическом полигоне ИДГ РАН "Михнево" // Динамика взаимодействующих геосфер. - М.: ИДГ РАН. 2004. - С. 13-25.

Татевосян Р.Э. Макросейсмические аспекты сейсмической опасности: Дис.... д-ра физ.-мат. наук, Москва, 2004. -350 с.

IDC 5.2.1. Rev. 1 IDC Processing of Seismic, Hydroacustic and Infasound Data / IDC Documentation, 2002. - 326 p.

Nevskiy M.V., Borodin V.V., Chulkov A.B., Volosov S.G. Statistical characteristics of microseisms and coherence of seismic signals on Russian platform // Seismicity and related processes in the environment. - Moscow: UIPE RAS, 1994.-Vol. 1.- P.49-54.

Peterson J. Observation and modeling of seismic background noise // U.S. Department of Interior, Geological Survey. Open-File Report 93-322,1993. - 91 p.

Основные положения диссертации отражены в следующих работах:

1. Адушкин В.В., Зецер Ю.И., Санина И.А., Ушаков AJL, Черных О.А. Многофункциональная малоапертурная группа (МСА) "Михнево"// Сб. научн. трудов ИДГ РАН "Геофизические процессы в нижних и верхних оболочках Земли". - М: ИДГ РАН. 2004. - С..389-392.

2. Адушкин В.В., Зецер Ю.И., Санина И.А., Невский М.В., Ризниченко О.Ю., Ушаков A.JI., Черных О.А. Малоапертурная сейсмическая группа "Михнево" // Геофизика XXI столетия, 2005 год: Сб. трудов VII геофизических чтений им. В.В.Федынского. - М.: Научный мир, 2006. - С. 257-262.

3. Гамбурцева Н. Г., Нестёркина М. А., Черных О. А. О возможности идентификации сейсмических событий, регистрируемых группой «Михнево» на Русской платформе // Сб. научн. трудов ИДГ РАН "Динамические процессы во взаимодействующих геосферах". - М: ИДГ РАН, 2006. - С. 34-40.

4. Черных О. А., Санина И. А. К вопросу об определении магнитуд сейсмических событий на Русской платформе // Сб. трудов международной геологической конференции «Изменяющаяся геологическая среда: пространственно-временные взаимодействия эндогенных и экзогенных процессов». - Казань, 2007. - С. 309-312.

5. Санина И.А., Волосов С.Г., Черных O.A., Асминг В. Э., Солдатенков A.M., Ризниченко О.Ю. Синтез и опыт экспериментального применения двухмерной малоапертурной сейсмической антенны "Михнево"// Сейсмические приборы. Москва. ИФЗ РАН. - 2008. -Вып. 44.-С. 3-18.

6. Санина И. А., Габсатарова И. П., Черных О. А., Ризниченко О.Ю., Волосов С. Г., Нестеркина М. А., Константиновская Н. J1. Интеграция малоапертурной группы «Михнево» в систему сейсмических наблюдений на Восточно-Европейской платформе. // Сейсмичность северной Евразии. Материалы международной конференции, посвященной 10-летию выпуска сборника научных трудов «Землетрясения Северной Евразии». - Обнинск, 28-31 июля 2008. - с. 264-268.

7. Черных O.A. Определение параметров сейсмических сигналов по данным малоапертурной группы // Геофизика. - 2009, №4. - С. 16-23.

8. Санина И. А., Волосов С.Г., Черных O.A., Ризниченко О.Ю. Малоапертурная сейсмическая антенна "Михнево": новые возможности изучения сейсмичности Восточно-Европейской платформы // Доклады академии наук. - 2009. - Том 428, № 4. -С. 536-541.

9. Sanina I., Gabsatarova I., Chernykh О., Riznichenko О., Volosov S., Nesterkina M., Konstantinovskaya N. The Mikhnevo small aperture array enhances the resolution property of seismological observations on the East European Platform // Journal of Seismology (JOSE). - 2010. - (DOI: 10.1007/sl0950-010-9211-х).

Подписано в печать:

28.03.2011

Заказ № 5205 Тираж -100 экз. Печать трафаретная. Типография «11-й ФОРМАТ» ИНГ! 7726330900 115230, Москва, Варшавское ш., 36 (499) 788-78-56 www.autoreferat.ru

Содержание диссертации, кандидата физико-математических наук, Черных, Олег Анатольевич

Сокращения и обозначения.

Международные коды сейсмических станций и групп.

ВВЕДЕНИЕ.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Сейсмический мониторинг Восточно-Европейской платформы с применением малоапертурной группы "Михнево""

Основные задачи исследования.8

Научная новизна и вклад автора.9

Практическая значимость.10

Фактический материал.10

Защищаемые положения.10

Апробация работы и публикации.11

Структура и объем диссертации.11

Благодарности.12

Заключение Диссертация по теме "Геофизика, геофизические методы поисков полезных ископаемых", Черных, Олег Анатольевич

Основные результаты работы могут быть кратко сформулированы следующим образом:

Осуществлена установка группы «Михнево» и обоснована конфигурация: показано, что она обеспечивает эффективное подавление помех группой в диапазоне частот, характерном для локальных и региональных событий.

Получено пространственное распределение сейсмических событий с М>1,5, а также ряда более слабых событий в центральной части ВЕП. Многие из этих событий не регистрируются другими станциями сейсмической сети ВЕП.

Показано, что основная масса локальных и региональных событий, регистрируемых группой, являются карьерными взрывами. Большую часть записей событий удалось идентифицировать со взрывами на конкретных карьерах или группах карьеров.

Сформирован банк характерных волновых форм записей карьерных взрывов на группе «Михнево», что является основой для разработки критериев дискриминации (различения взрывов и землетрясений).

Для группы «Михнево» впервые получена калибровочная функция магнитудной шкалы для сейсмических событий из южных и юго-западных районов ВЕП.

Показано, что применение группы «Михнево» позволяет повысить чувствительность сейсмической сети на ВЕП на 1,0. Группа позволяет осуществлять регистрацию и локацию всех событий с магнитудой М=1,0 — на расстоянии до 80 км, М=1,5 - на расстоянии до 150 км, М=2,0 - на расстоянии до 280 км и М=2,5 - на расстоянии до 500 км, М=3,0 - на расстоянии до 850 км.

В заключение хотелось бы рассмотреть перспективы развития группы «Михнево» и её применения для мониторинга сейсмичности ВЕП и решения других задач фундаментальной геофизики.

1. Аппаратура

Существующую конфигурацию группы планируется дополнить трёхкомпонентной станцией на внешнем кольце группы В настоящее время идут работы по установке широкополосной трёхкомпонентной станции в штольне, что позволит регистрировать сигналы с периодами до 100 сек, в частности, поверхностные волны. Наличие 3 или 4 трёхкомпонентных станций в составе группы позволит применять методы многоканальной обработки для записей на их горизонтальных компонентах, а также позволит повысить точность оценок параметров поляризации [79,80]

2. Исследования свойств микросейсмических шумов.

Помимо дальнейшего изучения сезонных, суточных и многолетних вариаций уровня микросейсмического шума планируется изучение азимутального распределения микросейсм методами многоканальной обработки (/7с-анализ и др.), что позволит, во-первых, применять более совершенные алгоритмы потоковой обработки сигналов [36], которые учитывают направление подхода микросейсм к группе, во-вторых, позволит получить новую информацию об источниках микросейсм, регистрируемых группой [83]

3. Взаимодействие с другими станциями и группами.

В настоящей работе было показано, что малоапертурная сейсмическая группа может самостоятельно решать задачу сейсмического мониторинга центральной части ВЕП, регистрировать слабые (М<2,5) сейсмические событий на расстояниях в сотни километров, однако для более точной их локации необходима регистрация каждого события двумя и более станциями (или группами). Помимо организации постоянного взаимодействия с другими станциями сейсмической сети на ВЕП (подобный опыт уже имеется [21,22,23,50]), представляется целесообразным установка новых малоапертурных сейсмических групп, например, в северо-восточной части ВЕП.

4. Природа сейсмических событий на ВЕП.

Как указывалось в гл. III, по результатам наблюдений на группе «Михнево» сформирован банк характерных волновых форм записей карьерных взрывов. Большая часть регистрируемых событий уже сейчас может быть идентифицирована как взрывы. Однако проблема дискриминации регистрируемых группой сейсмических событий по-прежнему остаётся до конца не решённой. Предпринятое нами исследование этого вопроса с применением различных амплитудных критериев [13] не позволяет сделать однозначных выводов о природе регистрируемых событий.

При накоплении статистически значимого количества событий, которые не могут быть однозначно идентифицированы как карьерные взрывы, возможно будет рассмотреть их распределение в пространстве и во времени (по времени суток, дням недели и т. п.) и внести ясность в вопрос об энергетическом уровне платформенной сейсмичности.

5. Годограф и скоростная модель.

В настоящее время локация событий на ВЕП по данным «Михнево» осуществляется по годографу построенному по модели [25]. Как указывалось в главе III, карьерные взрывы могут быть использованы как источники сейсмических колебаний с известными координатами для решения задачи уточнения скоростной модели центральной части ВЕП

С 2006 года и по настоящее время проводятся работы по уточнению регионального годографа. В ходе этих работ регистрация сейсмических волн осуществляется на расстоянии ~1 км от источника, что позволяет установить время в источнике, и определить время пробега волны для каждого вступления, зарегистрированного группой «Михнево» [34].

ВЫВОДЫ И ЗАКЛЮЧЕНИЕ.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата физико-математических наук, Черных, Олег Анатольевич, Москва

1. Адушкин В.В., Спивак A.A., Соловьев С.П., Перник Л.М., Кишкина С.Б. Геоэкологические последствия массовых химических взрывов на карьерах // Геоэкология. 2000. - №6. - С. 554-563.

2. Адушкин В.В., Спивак A.A. Подземные взрывы. М.: Наука, 2007. -579 с.

3. Адушкин В.В., Спивак A.A., Кишкина С.Б., Локтев Д.Н., Соловьёв С.П. Динамические процессы в системе взаимодействующих геосфер на границе «земная кора-атмосфера»// Физика Земли. — 2006. №7. -С. 34-51.

4. Асминг В.Э. Создание программного комплекса для автоматизации детектирования, локации и интерпретации сейсмических событий и его использование для изучения сейсмичности Северо-Западного региона: Дис. канд. физ.-мат. наук. М.: ИДГ РАН, 2004. 128 с.

5. Винник Л.П. Структура микросейсм и некоторые вопросы методики группирования в сейсмологии. М.: Наука, 1968. - 104 с.

6. Гамбурцев Г.А. Основы сейсморазведки. М.: Гостоптехиздат, 1959. -378 с.

7. Гурвич И.И., Боганик Г.Н. Сейсморазведка. М.: Недра, 1980.— 551с.

8. Договор о всеобъемлющем запрещении ядерных испытаний (ДВЗЯИ). Подготовительная комиссия ОДВЗЯИ. Вена, 1998. - 168 с.

9. ЪХ.Кишкина С.Б., Спивак A.A. Локальный сейсмический эффект карьерных взрывов// Физические процессы в геосферах: их проявления и взаимодействие. М.: ИДГ РАН, 1999. - С. 111-116.

10. Кушнир А.Ф., Лапшин В.М. Обнаружение и выделение волновой формы сигнала в коде сильного интерферирующего события // Вычислительная сейсмология. 1997.-Вып.29.-С. 215-233.

11. Кушнир А.Ф., Лапшин В.М., Кварна Т., Фьен Я. Алгоритмы статистически оптимальной обработки данных малоапертурных сейсмических групп: тестирование на реальных записях // Вычислительная сейсмология. 1994. - Вып. 27. - С. 215-233.

12. Лайонс Р. Цифровая обработка сигналов. М.: Бином-Пресс, 2007. — 656 с.

13. Марпп-мл. С.Л. Цифровой спектральный анализ и его приложения. -М.: Мир, 1990. 584 с.

14. Невский М.В., Ризниченко О.Ю. Рассеяние сейсмических волн в земной коре по данным наблюдений на сейсмических группах//Изв. АН СССР. Физика Земли. 1980. № 6. - С.26-37.

15. АЪ.Невский М.В., Чулков А.Б., Морозова Л.А., Еременко O.A. Проблемы и перспективы развития систем сейсмологических наблюдений в XXI веке // Проблемы геофизики XXI века. М.: Наука, 2003. - С. 180-212.

16. Неделков А.И. Исследования по выбору площадок для новых сейсмических групп на территории Казахстана // Геофизика и проблемы: Вестник НЯЦ PK. 2001. Вып. 2. - С. 48-54.

17. Плескач Н.К. Квазигармонические колебания микросейсмического фона в диапазоне частот 1-5 Гц // Доклады Академии наук СССР. -1977. Том 232, №3. - С. 558-561.

18. Ржевский И. В., Новик Г. Я. Основы физики горных пород. Изд. 3-е. перераб. и доп. М., Недра, 1978. - 390 с.

19. Рябинкин Л. А., Напалков Ю. В., Знаменский В. В., Воскресенский Ю. Н, Рапопорт М. Б. Теория и практика сейсмического метода РНП. -М.: Гостоптехиздат, 1962. 250 с.

20. Санина И.А., Волосов С.Г., Черных O.A., Асминг В. Э., Солдатенков A.M., Ризниченко О.Ю. Синтез и опыт экспериментального применения двухмерной малоапертурной сейсмической антенны "Михнево"// Сейсмические приборы. 2008. - Вып. 44. - С. 3-18.

21. Землетрясения Северной Евразии». Обнинск, 28-31 июля 2008. - С. 264-268.

22. Синева З.И. Об оценках азимутов и медленности для региональных фаз по данным сейсмической группы «PS 23-Маканчи» // Геофизика и проблемы нераспространения: Вестник НЯЦ PK. 2005. Вып. 2 (22). -С. 46-52.

23. Синева З.И., Михайлова H.H. Обоснование апертуры новой сейсмической группы на основе корреляционного анализа сейсмических данных //Геофизика и проблемы нераспространения: Вестник НЯЦ PK. 2001. - Вып. 2. - С. 55-59

24. Татевосян Р. Э. Макросейсмические аспекты сейсмической опасности: дис. . д-ра физ.-мат. наук: 25.00.10 Москва, РГБ ОД, 71:05-1/200,2004.-350 с.

25. Татевосян Р. Э., Мокрушина Н. Г. Историческая сейсмичность Среднего Поволжья // Физика Земли. 2003. - № 3. - С. 13-41.

26. Черных О.А., Санина И.А. Возможности малоапертурной группы по мониторингу региональной сейсмичности // Геология морей и океанов: Материалы XVTH Международной научной конференции (Школы) по морской геологии. Т. V. -М.: ГЕОС, 2009. С. 175-179.

27. Asming V.E., Kremenetskaya E.O. Experience in using a combination of 3C stations with a seismic array for automated detection and location //

28. Workshop on IMS Location Calibration. Oslo, Norway. 2003. - N 5. - P. 25-37.

29. Asming V., Kuzmin I., Ringdal F. Recent developments in connection with the seismic station in Amderma, Russia. // Semiannual Technical Summary 1 April- 30 September 1999, NORSAR Scientific Report, № 1 -1999/2000, Kjeller.-1999.-P. 102-107.

30. Borlecmu F., Popa M., Grecu B., Radulian M. Azimuth and slowness corrections at BURAR array estimated from regional events occurred in the Mediterranean area // Romanian Reports in Physics. 2008. - Vol. 60, N. 4. -P. 1137-1149.

31. Cansi, Y Plantet J.-L., Massinon B. Earthquake location applied to a mini-array: K-spectrum versus correlation method //Geophysical Research Letters.- 1993. Vol. 20, N.17. - P. 1819-1822.

32. Cansi, Y., An automatic seismic event processing for detection and location: the P.M.C.C. method // Geophys. Res. Lett. 1995 - Vol. 22(9). - P. 10211024.

33. Capon, J. High-resolution frequency-wavenumber spectrum analysis.// Proceedings of the IEEE. 1969. - Vol. 57, Iss. 8. - P. 1408-1418.

34. Capon, J. Application of space-time domain decision and estimation theory to antenna processing system design// Proceedings of the IEEE. 1970. -Vol. 58.-P. 170-180.

35. Green, P.E., Jr. Frosch, R.A. Romney, C.F. Principles of an experimental large aperture seismic array (LAS A) I I Proceedings of the IEEE. 1965. -Vol. 53. Iss. 12. - P. 1821-1833.

36. Harjes H.P. Design and siting of new regional array in Central Europe // Bull. Seismol. Soc. Amer. 1990. - V. 80. - P. 1801-1817.

37. Korhonen, H., Pirhonen S., Ringdal F., Mykkeltveit S., Kvaema T., Larsen P. W., Paulsen R. The FINES A array and preliminary results of data analysis, Report S-16. Institute of Seismology, University of Helsinki, 1987.-70 p.

38. Kremenetskaya E., Asming V., F. Ringdal. Seismic Location Calibration of the European Arctic I I Pure appl. geophys. 2001. - Vol. 158, No. 1-2. - P.117.128.

39. Kvaerna T., Doornbos D. J. An integrated approach to slowness analysis with arrays and three-component stations, Semiannual Tech. Summary, 1 October 1985-31 March 1986, NORSAR Sci. Rept. No. 2-85/86, Kjeller, Norway. -112 p.

40. Sl.Lacoss, R. Geometry and patterns of large aperture seismic arrays, Mass. Inst. of. Tech. Technical Note. -1965.-64 p.

41. Lacoss R., Kelly E., ToksozM. Estimation of seismic noise structure using arrays // Geophysics. 1969. - V. 34, N. 1. - P. 21-38.

42. Lindquist K.G., Tibuleac I. M., Hansen R. A. A semiautomatic calibration method applied to a small-aperture Alaskan seismic array // Bulletin of the Seismological Society of America. 2007.- Vol. 97, N. IB. - P. 100-113.

43. Mikhailova N., Smirnov A. The "Drift" Effect of Azimuth to Source as Per the Record of S-Coda // Abstracts of General Assembly IASPEI, Santiago, Chile, 2-8 October 2005. P. 69.

44. Mykkeltveit S., Astebol K.t Doombos D., Husebye E. Seismic array configuration optimization // Bull. Seismol. Soc. Amer. 1983. - V. 73. - P. 173-186.

45. Mykkeltveit, S. and H. Bun gum. Processing of regional events using data from small-aperture arrays // Bull. Seism. Soc. Am. 1984. - Vol. 74. - P. 2313-2333.

46. Mykkeltveit S., Ringdal F., Kvaerna T., Alewine R. Application of regional arrays in seismic verification research // Bull. Seismol. Soc. Amer. 1990. -Vol. 80. - P. 1777-1800.

47. Nevskiy M.V., Borodin V.V., Chulkov A.B., Volosov S.G. Statistical characteristics of microseisms and coherence of seismic signals on Russian platform I I Seismicity and related processes in the environment. M.: UIPE RAS, 1994. Vol. 1. - P. 49-54.

48. Nevskiy M.V., Chulkov A.B., Morozova L.A., Eriomenko O.A. High-precision monitoring of fields of deformation in the Earth's crust using small aperture seismic arrays // J. Earthq. Pred. Res. 1997. - Vol. 6. - P. 88-106.

49. Nevskiy M.V., Riznichenko O.Yu., Scmina I.A., Volosov S.G. RUKSA1. Vi

50. Ringdal K, Husebye E.S. Application of arrays in the detection, location and identification of seismic events // Bull. Seismol. Soc. Amer. Vol. 72. 1982.-P. 5201-5224.

51. Ringdal F., Kvaerna T., Kremenetskaia E. O., Asming V., Mykkeltveit S., Gibbons S. J., and Schweitzer J. Research in regional seismic monitoring //

52. Proc. of 25th Seismic Research Review-Nuclear Explosion Monitoring: Building the Knowledge Base. 2003.- P. 385-393. 101 .Rost S., Garnero E.J. Array seismology advances Earth interior research // EOS. - 2004. - Vol. 85. - P. 301, 305-306.

53. Rost, S., Thomas C. Array seismology: methods and applications // Rev. of Geophysics. 2002. - Iss. 40(3). - P. 1008.

54. Sanina J. A., Volosov S. G., Chernykh O. A., Asming V. E., Soldatenkov A. M., Riznichenko O. Yu. The design and experimental use of the Mikhnevo 2D small aperture seismic array I I Seismic Instruments. 2008. - Vol. 44(1)

55. Schweitzer, J., Kvaerna T. The SPITS array a case study for advanced array processing of CTBT arrays //IUGG/IASPEI 35th General Assembly, Cape Town, South Africa, Abstracts, 2009. - P. 112.

56. Stump B., Jun M.-S., Hayward C., Jeon J.-S., Che I.-Y., Thomason K., House S.M., McKenna J. Small-aperture seismo-acoustic arrays: design, implementation and utilization // Bull. Seismol. Soc. Am. 2004. - Vol. 94. - P. 220-236.

57. Suteau-Henson, A. Estimating azimuth and slowness from three-component and array stations // Bull. Seism. Soc. Am. 1990. - Vol. 80. Part B.-P. 1987-1998.

58. Tatevossian R. E., Arefiev S. S., Pletnev K. G. Macroseismic survey of Salsk (Russian platform) earthquake of 22 May 2001 // Russian Journal of Earth Sciences. 2002. - Vol. 4. N. 2. - P. 163-169.

59. Uski M. Event detection and location performance of the FINES A in Finland // Bull. Seismol. Soc. Amer. 1990. - Vol. 80, Part B. - P. 18181832.

60. Wiejacz P., Dabski W. Kaliningrad earthquakes of September 21, 2004 // The Kaliningrad earthquake September 21, 2004. Workshop materials. -Tartu: Institute of Geology University of Tartu, 2005. P. 44-52.-P. 1-11.1. Tarta.I