Сейсмичность областей развития грязевых вулканов

Панахи Бехруз Манучехр оглы

Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему
Сейсмичность областей развития грязевых вулканов
ВАК РФ 04.00.04, Геотектоника

Автореферат диссертации по теме "Сейсмичность областей развития грязевых вулканов"

Российская Академия Наук

О} Объединенный институт физики Земли им. О.Ю.Шмидта

Со

# \

УДК 550.348.436(479)

На правах рукописи

ПАНАХИ Бехруз Манучехр оглы

СЕЙСМИЧНОСТЬ ОБЛАСТЕЙ РАЗВИТИЯ ГРЯЗЕВЫХ ВУЛКАНОВ (АЗЕРБАЙДЖАН И РЕГИОН КАСПИЯ)

(Специальность 04.00.04-Геотектоника)

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора геолого-минералогических наук

Российская Академия Наук Объединенный институт физики Земли им. О.Ю.Шмидта

На правах рукописи

ПАНАХИ Бехруз Манучехр оглы

СЕЙСМИЧНОСТЬ ОБЛАСТЕЙ РАЗВИТИЯ ГРЯЗЕВЫХ ВУЛКАНОВ (АЗЕРБАЙДЖАН И РЕГИОН КАСПИЯ)

(Специальность 04.00.04-Геотектоника)

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора геолого-минералогических наук

Работа выполнена в Институте геологам Академии Наук Азербайджана

Официальные оппоненты:

Доктор геолого-минералогических наук

Докторгеолого-минералогическихнаук

М.Н. Смирнова

В.Н.Шолпо

В.Г.Трифонов

Ведущая организация: Центр Региональных Геофизических и Геоэкологических Исследований "Г Е О Н" при Министерстве Природных Ресурсов Российской Федерации.

Защита диссертации состоится "_"_1998 г.

в _ч. На заседании Специализированного Совета Д 002.08.02 по

присуждению ученой степени доктора наук при Объединенном институте физики Земли им. О.Ю.Шмидта РАН по адресу: 123810, Москва, Д - 242, Б. Грузинская ул., 10

Автореферат разослан "_"_1998 г.

Отзывы в двух экземплярах просим направлять по адресу: 123810, Москва Б.Грузинская, 10, ОИФЗ им. О.Ю.Шмидта.

Ученый секретарь Специализированного совета кандидат физико-математических

наук АМ.Артамонов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Диссертация посвяшена исследованию сейсмичности областей развития грязевых вулканов Азербайджана и региона Каспия с привлечением к анализу обширного сравнительного материала по Средиземноморскому и Тихоокеанскому подвижным поясам. В работе использованы результаты геологических наблюдений, макросейсмических и ■ инструментальных исследований землетрясений по рассматриваемым областям, осуществлены количественные оценки сейсмического режима путем применения известных теоретических к расчетных методов сейсмологии, позволяющих получить полное качественное и количественное о соотношении сейсмических и фязевулканических явлений. В результате удалось установить новые пространственно-временные ) соотношения сейсмичности и извержений грязевых вулканов.

В работе получены оригинальные результаты по оценке повторяемости и периодичности извержений. . Также впервые осуществлены оценки максимальной интенсивности извержений грязевых вулканов и расчеты глубины очагов сотрясений, обусловленных извержениями грязевых вулканов.

Актуальность .темы. Исследование сейсмичности и сейсмического режима областей развития грязевых вулканов относится к числу актуальных и недостаточно хорошо исследованных вопросов наук о Земле. Очевидно, что эта проблема имеет важное как научное, так и практическое значение.. С фундаментальной точки зрения такие исследования необходимы для понимания условий и механизма формирования грязевых вулканов. С практической точки зрения они интересны в связи с проблемой оценки сейсмической угрозы, включающей общее сейсмическое районирование, детальное сейсмическое районирование и микрорайонирование. Особое значение данная тема приобретает на современном' этапе, когда проектируется интенсивная разработка нефтегазовых месторождений, развитие агропромышленного комплекса и городских агломераций Азербайджана.

На основании изучения сейсмичности в Азербайджане в прошлые годы у многих ученых создалось мнение, что области развития грязевых вулканов практически асейсмичны, и ожидать в этих регионах землетрясений больших и даже умеренных магнитуд не приходится. Однако результаты детальных исследований сейсмичности, проведенные в 70-80-х гг. в пределах Юго-Восточного Кавказа в связи с проектированием здесь АЭС, показали спорность этого сложившегося представления. Поэтому исследование сейсмичности и сейсмического режима областей развития грязевых вулканов представляет собой важный аспект с точки зрения уменьшения сейсмической опасности и экономических затрат при разведке на нефть и газ.

Цель и задачи работы: Цель настоящей работы состоит в выявлении закономерностей сейсмического режима областей развития грязевых вулканов, а также характера пространственно-временной взаимосвязи землетрясений и извержений грязевых вулканов.

В соответствии с этим были поставлены следующие задачи.

-Провести анализ макросейсмических и инструментальных сейсмологических данных, оценить представительность регистрации землетрясений областей развития грязевых вулканов.

-Осуществить количественную оценку параметров сейсмичности областей развития грязевых вулканов.

-Изучить пространственно-временные соотношения сейсмичности и извержений грязевых вулканов.

-Выявить закономерности сейсмического режима в областях развития грязевых вулканов.

-Выявить закономерности в размещении очагов землетрясений в пределах областей развития грязевых вулканов.

-Оценить глубины размещения очагов грязевулканических землетрясений.

Научная новизна:

-Доказан пониженный и умеренный уровень сейсмичности областей развития грязевых вулканов.

-Выявлены типы . пространственно-временных соотношений землетрясений с извержениями грязевых вулканов.

-Исследована повторяемость извержений грязевых вулканов в областях их развития и обнаружена периодичность в ходе их извержений.

-Выявлены закономерности в размещении очагов землетрясений в областях развития грязевых вулканов.

-Составлены уравнения макросейсмического поля областей развития грязевых вулканов.

-Оценен уровень максимальной сейсмической угрозы в областях развития грязевых вулканов.

Фундаментальная и практическая значимость работы.

-Выявленные особенности проявления сейсмичности в областях развития грязевых вулканов представляют важный научно-практический интерес для разработки методики сейсмического районирования, а также оценки максимальных магнитуд ожидаемых землетрясений этих областей.

-В областях развития грязевых вулканов Апшероно-Прибалханского порога, Бакинского архипелага, Нижне-Куринской впадины, Шемахино-Кобыстанской области и других геоструктурных элементов Азербайджана и региона Каспия выявлены сейсмогенные структуры и оценена максимальная магнитуда связанных с ними землетрясений.

-Оценки интенсивности максимального сейсмического воздействия на площадки проектируемых сооружений АЗС, ГРЭС, ТЭЦ, гидротехнических сооружений на море и др. важных промышленных объектов использованы заинтересованными организациями на стадии проектирования.

Исходный материал. В основу данной работы положены результаты собственных полевых и лабораторных исследований, осуществляемых автором с 1983 года, а также фондовые материалы и опубликованные работы по грязевому вулканизму и сейсмичности. Автором выполнены количественные оценки сейсмического режима региона Каспийского моря, территории Азербайджанской республики, и отдельных ее геоструктурных зон, проведены детальные исследования особенностей сейсмичности, сейсмоакустических

свойств образцов горных пород аппаратурными комплексами ОСУ-2М и ИП-1, в результате которых составлены карты сейсмического микрорайонирования ряда важных объектов на территории Азербайджана.

При участии автора составлена карта сейсмического районирования территории Азербайджана в масштабе1:2.500.000, являющаяся нормативным документом для проектирования промышленных' и гражданских объектов. Автором составлена схема сейсмотектонического районирования территории Каспийского моря в масштабе 1:1.000.000, которая является основой для карты сейсмического районирования.

Основные, защищаемые положения

1. Области развития грязевых вулканов, считавшиеся ранее практически асейсмичными или слабо сейсмичными, на самом деле характеризуются умеренным уровнем сейсмической активности (М < 6,5). Они всегда соседствуют с областями повышенного уровня сейсмичности (М > 6,5), но не совпадают с ними.

2. Существенной особенностью строения областей развития грязевых вулканов является двухъярусный характер геолого-геофизического разреза: аномально мощный осадочный чехол п-.астичных отложений (мощностью иногда до 20 км) перекрывает глубоко погруженные компетентные толщи нижнего яруса, обеспечивающие накопление упругих напряжений на участках глубинных структурных неоднородностей. Нижний структурный ярус является областью питания грязевых вулканов, а в верхнем ярусе происходит перераспределение материала и транзитная транспортировка его к местам извержения.

3. Верхний структурный ярус земной коры в областях развития грязевых вулканов сложен некомпетентными, пластическими толщами, где отсутствует возможность длительного накопления больших напряжений, а тектоническая активность выражается в быстрых новейших и современных геологических движениях (складкообразовании, сдвиговых и надвиговых деформациях). Эти активные тектонические процессы, наряду с пластичным состоянием геоматериалов в верхней части земной коры и самим грязевым вулканизмом, обеспечивают быструю разрядку накапливающихся напряжений, что и является причиной умеренного уровня сейсмичности.

4. Механизм извержения грязевого вулкана состоит из двух фаз. В течение первой фазы извержения в зоне активного глубинного разлома, затрагивающего верхнюю часть разреза, в результате поступления снизу подземных вод и газов в пластичных еще не уплотненных глинах нижних горизонтов осадочного чехла создается ■ очаг метастабильного состояния системы. Образуется водогазонасышенная, текучая масса низкой плотности, которая при достижении критического состояния выдавливается вверх в результате тектонического процесса глубинного диапиризма. На второй, более мощной фазе извержения грязевого вулкана в результате открытия его канала, происходит резкий перепад давлений между верхней и глубокой частями разреза чехла, обусловленный наличием в последней огромных скоплений газа под высоким давлением. Эта водогазонасыщенная масса быстро выбрасывается вверх, вынося из глубоких слоев обломки пород нижних горизонтов осадочного разреза.

Апробация работы.

Основные положения диссертации доложены на Всесоюзных совещаниях (Иркутск, 1984; Баку, 1989;), XII Генеральной Ассамблее Е8К(София,1988); Международном геодинамическом симпозиуме (Баку, 1993), I двусторонней Иран-Азербайджан конференции по проблемам тектоники, геофизики, сейсмологии и геотехники (Табриз, 1992); международном семинаре по проблемам Каспийского моря (Рамсар, 1993); III международной конференции Азербайджанского Общества геологов-нефтяников (Баку, 1995); II международном Турецком . конгрессе (Сивас,- 1995); международном симпозиуме по энергии, экологии, экономике (Баку, 1995); на конференции геофизиков в связи с 25-летием ИГИС (Ленинакан, 1988); республиканских конференциях (Баку, 1984, 1987, 1989).

Личный вклад .автора. Основные результаты, представленные в работе, получены автором самостоятельно. Автор осуществил постановку задач и обеспечил обоснование защищаемых положений работы. Все исследования и интерпретация полученных результатов выполнены при непосредственном участии автора работы или под его руководством. Автору принадлежит также формулировка задачи, на основании которой д.ф.-м.н. Т.К.Рамазановым решены некоторые вопросы математического моделирования грязевулканической деятельности. Работа выполнена в Институте геологии Академии Наук Азербайджана. Часть работы, посвященная исследованию сейсмотектонических условий областей развития -грязевых вулканов завершена в лаборатории Сейсмотектоники ОИФЗ РАН

Автор выражает глубокую признательность С. Б. Ахундовой, Т.А. Исмаил-Заде, Р. Р. Рахманову, Е. А. Рогожину за огромный труд, связанный с чтением рукописи диссертации. Сделанные ими замечания, пожелания и предложения учтены автором в окончательном варианте работы.

Автор глубоко признателен коллективам лаборатории Сейсмотектоники ОИФЗ РАН, отделов нефти, геотектоники и физики Земли Института геологии АН Азербайджана и выражает признательность всем коллегам, способствовавшим выполнению работы.

Публикации по_ теме диссертации. По результатам выполненных исследований опубликовано более 35 печатных работ, в том числе более 10 работ в зарубежных изданиях.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы, включающего 332 наименований. Текст изложен на 281 страницах, иллюстрирован 69 рисунками и 37 таблицами.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Во Введении диссертации сформулированы: актуальность темы; цель и задачи работы; научная новизна; научная и практическая значимость работы; основные положения диссертации, выносимые на защиту; апробация работы; личный вклад автора; объем и общая структура работы.

ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ В первой главе показано, что расположение зон грязевого вулканизм, определяется тектоническим строением регионов его развития. Грязевулканические явления распространены, в основном, в пределах подвижных поЯ( ^ и охватывают огромные территории в Европе, Азии, Америке и Тихоокеанском поясе.

Геологическое строение областей развития грязевых вулканов, а также региональные условия и механизм их формирования рассмотрены в ряде научных работ, среди которых центральное место занимают публикации:

A.А.Али-заде, М.Г.Агабекова, Ад.А.Алиева, Ф.С. Ахмедбейли, Г.А. Ахмедова,

B.В.Белоусова, З.А.Буниат-заде, Б.М.Валяева, Я.А.Гаджиева, В.А.Горина, Б.В. Григорянца, И.М. Губкина, И.С.Гулиева, Р.А.Гусейнова, Ф.Г.Дадашева, К.А.Исмайлова, Ш.Ф.Мехтиева, Р.Р.Рахманова, М.Ф.Рида, С.Г.Салаева,

C.М.Сапрыгина, Р.Е.Снида, А.А.Фейзуллаева, В.Е.Хаина, Н.Ю.Халилова, Э.Ш.Шихалибейли, Х.Б.Юсуф-заде, А.А.Якубова и др.

В этих работах отмечается связь грязевого вулканизма с процессами нефтегазонакопления и признается, что закономерности их размещения и структурной локализации служат одним из важных критериев при выборе первоочередных объектов для поисково-разведочных работ на нефть и газ в депрессионных зонах подвижных поясов.

Менее изучены пространственно-временные взаимосвязи грязевых вулканов и сейсмичности, что обусловило существующие противоречия в вопросах оценки соотношений сейсмических проявлений с извержениями грязевых вулканов.

В работе Г.В.Абиха (1939) утверждается приуроченность грязевых вулканов к разломам земной коры, а импульсами для начала вулканической деятельности признается сейсмический толчок. Крупнейшие извержения грязевых вулканов, таких как банка Ливанова (Южный Каспий), Шихзарли (Кобыстан), Джаутепе (Крымский полуостров), произошли после сильных землетрясений, соответственно Красноводского (1895), Шемахинского (1902), Крымского (1927). Четыре грязевулканических острова были обнаружены в Аравийском море в прибрежной зоне Макрана после землетрясения 28.11.1945 г. Многочисленные грязевулканические проявления наблюдались после Ашгабадского землетрясения (1948) в пределах его эпицентральной зоны. Именно в этом смысле, рассматривая связь извержений грязевых вулканов с землетрясениями, Ф.С. Ахмедбейли (1975) утверждал, что сейсмические толчки создают благоприятные условия и могут способствовать извержениям грязевых вулканов. Отмечается также, что в целом ряде случаев извержения грязевых вулканов и землетрясения совпадают во времени, а иногда интервал между событиями иногда составляет всего несколько дней. Часто очаги извержения и сейсмического толчка располагаются рядом, хотя известны случаи их значительного удаления друг от друга. Было замечено, что

во многих случаях извержения происходят вслед за землетрясением силой VI-VII баллов (часто с незначительным интервалом времени).

С другой стороны, землетрясение 28.11.1958 г. с эпицентром на северо-западе банка Макарова рассматривается (Агабеков и др., 1960) как следствие извержения вулкана за 43 дня до землетрясения. Сейсмический толчок представляется как результат обвала в образовавшейся в корне вулкана пустоте.

В областях развития грязевых вулканов всякое землетрясение, по мнению Буниат-заде (1977), может, лишь "импульсировать", облегчать, а точнее, ускорять извержения газонефтяных вулканов; в то же время только само по себе землетрясение не может создать феномен газонефтяного вулканизма. Образующиеся при некоторых сейсмических событиях, обычно незначительные грязевулканические проявления, по мнению З.А.Буниат-заде, носят моногенный характер и, хотя бы уже поэтому, не должны смешиваться с явлением грязевого вулканизма, характеризующимся помимо всего прочего, полигенностью. Той или иной силы землетрясения считаются необходимым предвестником первого извержения, т.е. рождения нового вулкана вообще и газонефтевулканического в частности. Однако, как справедливо отмечается многими авторами, из этого не следует, что без землетрясений зарождение газонефтяных вулканов невозможно.

Известно два подхода к толкованию причинно-следственной связи сейсмичности и грязевого вулканизма (Горшков, 1984), согласно которым извержения грязевых вулканов усиливают сейсмичность районов своего расположения, в одном случае, и напротив, сейсмичность провоцирует пароксизм грязевых вулканов - в другом. Вместе с тем утверждается (Горшков, 1984), что грязевые вулканы никак не влияют на основной тектонический фон. Н.В. Малиновский (1938) разбил грязевулканические извержения по своему характеру на две группы. В первую включены спокойные без резких импульсов, сопровождающиеся сравнительно равномерным выделением газов и грязи. Ко второй группе отнесены извержения бурные с внезапным выделением газов, часто ведущие к перемещению значительных масс пород и вызывающие значительные изменения в первоначальном виде сопки. Эти бурно протекающие процессы, считаются Н.В.Малиновским причиной характерных колебаний, наблюдаемых на сейсмограммах. Вместе с тем он отмечает, что не каждое извержение вызывает настолько сильное сотрясение почвы, чтобы быть зарегистрированным.

Ф.Т.Кулиевым (Якубов и др., 1974) установлен энергетический класс сотрясений, вызванных извержением, грязевого вулкана Локбатан (01.10.1972), который не превышал К=8.9. Характерно, что сотрясения такой энергии бывают резко локальны, занимают небольшую площадь, ограниченную зоной расположения вулкана. Надо полагать, что поэтому утверждение об усилении сейсмичности грязевулканической деятельностью приобретает дискуссионный характер.

Из схемы распределения грязевых вулканов и эпицентров' землетрясений Южно-Каспийской впадины (Панахи, 1988) следует, что. области проявления основной массы грязевых вулканов совпадает с областями пониженных значений удельной сейсмической мощности (Ыт <1 Ох 10"^ дж/км^ год) и

сейсмической активности (А[о<00.5). Таким образом, грязевулканическая деятельность на рассматриваемой террито^ли нашла свое распространение в областях, характеризующихся пониженной сейсмичностью.

На общей карте распределения грязевых вулканов Восточного Азербайджана (Тамразян, 1963) области проявления основной массы грязевых вулканов не соответствуют участкам сгущения эпицентров землетрясений.

Р.А.Агамирзоев (1987) выделял асейсмогенную зону Южного Кобыстана. Практическая асейсмичность этой зоны объясняется отсутствием здесь эпицентров землетрясений.

В самом общем приближении грязевые вулканы располагаются в сейсмоопасных зонах. Однако сильные землетрясения отмечены за пределами областей развития грязевых вулканов.

Такое представление о практической асейсмичности областей развития грязевых вулканов Азербайджана легло в основу проектирования АЭС в Восточном Азербайджане в районе пос. Наваги (Южный Кобыстан).

Комплекс геолого-геофизических исследований, проведенный на стадии технико-экономического обоснования строительства АЭС, включал режимные детальные сейсмологические наблюдения, геологическую съемку, сейсморазведочные работы, сейсмотектонические исследования, сейсмическое микрорайонирование и др. (Али-заде и др., 1985; Агамирзоев и др., 1988). Результаты этих работ показали, что, хотя данная территория и кажется практически асейсмичной, прогнозные оценки, полученные на основе анализа количественных .. - параметров сейсмичности и применения сейсмотектонического метода, характеризуют ее как область пониженной или умеренной сейсмичности. Было установлено, что величина ЦдАХ (максимальное землетрясение, которое может повторяться каждые 10000 лет) при условии поддержания уровня грунтовых вод на глубине 5 м превысит VIII баллов. Более поздние исследований (Агамирзоев и др., 1987; Ахмедбейли и др., 1991) подтвердили эти оценки. Очевидно, возникает необходимость переоценить потенциальную сейсмичность областей развития грязевых вулканов.

Таким образом, подвезя итог обзору по изученности сейсмичности зон грязевого вулканизма, можно отметить, что они располагаются в пределах высокосейсмичных регионов. Хотя эти регионы, в целом, являются объектом внимания сейсмологов, особенности проявлений сейсмичности (максимальные землетрясения, затухание интенсивности сейсмического эффекта, глубины очагов и др.) именно зон развития грязевых вулканов в пределах этих регионов до сих пор изучены недостаточно. Не выявлен характер сейсмического режима (повторяемость землетрясений, сейсмическая активность, удельная сейсмическая мощность) не выяснены закономерности пространственно-временных соотношений землетрясений и извержений грязевых вулканов.

Не исследован также характер грязевулканических проявлений, возникающих в результате сильных землетрясений, хотя эти явления задокументированы рядом ученых как особый вид сейсмодислокации во многих эпицентральных зонах (Рогожин, 1992, 1994, 1995; Солоненко, 1959, 1963; Harkovska, 1982; и др.).

Решение всех этих проблем важно для правильного проведения сейсмического районирования и оценок максимальной сейсмической угрозы в регионах, включающих области развития грязевых вулканов.

ГЛАВА 2. ПРОСТРАНСТВЕННО-ВРЕМЕННОЕ СООТНОШЕНИЕ СЕЙСМИЧНОСТИ И ИЗВЕРЖЕНИЙ ГРЯЗЕВЫХ ВУЛКАНОВ

Во второй главе на основании материалов по Восточному Азербайджану и прилегающей части акватории Каспийского моря проводится исследование пространствено-временных соотношений сейсмичности и извержений грязевых вулканов. Рассматриваемый регион наиболее перспективен в этом отношении, поскольку является классической областью с точки зрения распространения грязевого вулканизма и характеризуется сложным сейсмическим "климатом". Кроме того, по Восточному Азербайджану имеется представительный инструментально-сейсмологический материал с 1902 г. по настоящее время.

Хотя исследования природы грязевых вулканов в Азербайджане всегда были актуальны, проблемы их пространственно-временной взаимосвязи с сейсмичностью обсуждались не достаточно широко. Имеется лишь небольшое количество специальных публикаций по этому вопросу (Агамирзоев, 1987; Алиев, 1992; Ахмедбейли, 1975; Буниат-заде, 1977; Дадашев, 1963; Малиновский, 1938; Мехтиев, 1986; Панахи, 1987; Рахманов, 1987; Якубов, 1974; и др.).

В целом сильные землетрясения сопровождаются рядом эффектов, среди которых представляют особый интерес извержения грязи, песка и воды, выводящие эту массу на поверхность земли. Такие эффекты наблюдаются как независимо, так и в связи с землетрясениями, совпадая с ними во времени и пространстве. Иногда сейсмические сотрясения путают с характерными колебаниями земной поверхности, наблюдаемыми при извержении грязевых вулканов, несмотря на то, что природа колебаний в обоих случаях различна. Иногда эти явления происходят неодновременно. До настоящего момента, в обсуждениях пространственно-временных связей сейсмичности и извержений грязевых вулканов большей частью упоминались только те извержения, которые совпадали во времени с землетрясениями. Обсуждение случаев, когда извержения предваряли землетрясения или происходили вскоре вслед за ними, не имело широкого развития.

2.1. Извержения, сопровождающие землетрясения. Во временном отношении выделен особый тип извержений, связанный с актом землетрясения и сопровождающий практически только удаленные землетрясения.

Показано, что извержения грязевых вулканов в областях их развития могут сопровождать удаленные землетрясения магнитудой М>6 и глубинами очагов, не превышающими мощность коры, и интенсивностью сотрясений 1>УШ баллов М8К.

Отмечается, что помимо типичных грязевых вулканов в различных регионах мира встречаются "грязевулканические проявления", внешне напоминающие грязевые вулканы, но отличающиеся размерами, масштабами излияний и др. Термин "грязевулканические проявления" применяется в традиционном смысле в отношении выдавливания на поверхность земли грязи и песка с образованием песчаных фонтанов и характерных разливов

водопесчаных смесей и др. в результате землетрясения, преимущественно в областях с отсутствием грязевых вулканов.

В пределах Средиземноморского подвижного пояса такие проявления наблюдались во время землетрясений во Фриули/Италия (06.05.1976) и Румынии (04.03.1977). В Болгарии грязевулканические проявления сопровождали землетрясения в Кресне (04.04.1904), Ямболе (15.02.1902) и Тракии (14.05.1928). Небольшое грязевулканическое проявление размером 5 м в диаметре образовалось во время Исмаиллинского землетрясения 29.11. 1981 г. в Азербайджане.

Грязевулканические проявления отмечены также во время землетрясений на Среднем Байкале (09.08.1959) и Алтае (04.12.1957). В пределах Восточно-Тихоокеанского'пояса можно отметить землетрясения 18.04. 1906 г. в Сан-Франциско, 28.03.1964 г. на Аляске, а также 22.05.1960 г. в Чили, сопровождавшиеся грязевулканическими проявлениями.

При Исмаиллинском землетрясении в Азербайджане в 1981 г., грязевулканические проявления отмечены в пределах области максимальных сотрясений в VII-VIII баллов MSK. Характерно, что при интенсивности менее VII баллов эти проявления не отмечались. Надо полагать, что для развития грязевулканических проявлений необходимо, чтобы интенсивность максимальных сотрясений превышала VII баллов MSK.

Глубины очагов землетрясений изменяются в широких пределах. Большинство очагов событий имеют коровую природу. Однако известны грязевулканические проявления, вызванные землетрясениями с большими глубинами, очаги которых располагались в мантии (Harkovska, et. al.; 1982). Грязевулканические проявления сопровождают преимущественно сильные местные землетрясения с М>5.4 интенсивностью I>VII-VIII и глубинами очагов, расположенными как в пределах коры, так и в верхней мантии.

2.2. Грязевые извержения, происходящие после землетрясений. Подтверждение существования этого типа соотношения землетрясений с извержениями грязевых вулканов, в отличие от предыдущего случая, когда извержения сопровождают землетрясения, связано с необходимостью установления связи конкретного извержения, с конкретным землетрясением. В связи с этим основными критериями для подтверждения существования рассматриваемого типа пространственно-временного соотношения сейсмичности и извержений выбраны расстояния от эпицентров ближайших во времени землетрясений до грязевого вулкана, величины магнитуд и размеры очаговых областей. Допускалась связь грязевого вулкана с очагом того события, с областью подготовки которого пространственно он совпадал.

В результате исследования на территории Восточного Азербайджана и Каспийского моря выявлены извержения грязевых вулканов, происходящие после землетрясений. Доказано также наличие зависимости между интервалом времени от сейсмического события до извержения с величиной мапнитуды землетрясения.

2.3. Извержения грязевых вулканов, предваряющие землетрясения. В описаниях извержений грязевых вулканов встречаются редкие и короткие сообщения о землетрясениях или колебаниях земной поверхности, отмечаемых вскоре после извержений (Агабеков и др., 1960; Рахманов и др., 1992 ; Ridd,

1970). Из них можно назвать извержение вулканов Аракихи Роад (Новая Зеландия), банка Макарова (Каспийское море) 05.10.1958 г. и др. После непродолжительного извержения вулкана Кейреки 26.02.1989 г. автономными сейсмическими станциями типа "Черепаха" по всем компонентам в диапазоне частот 2-4 Гц было также отмечено местное событие. Влияние деятельности грязевых вулканов на тектонический или сейсмический фон областей и районов их развития в качестве' фактора, усиливающего сейсмичность, отмечалась З.А.Буниат-заде (1977) и Г.П.Горшковым (1984).

Показано, что в отдельных случаях извержения грязевых вулканов могут оживить очаги землетрясений, в связи с чем проведен ретроспективный анализ материалов по сейсмичности и хронологии землетрясений областей развития грязевых вулканов.

Проведенный анализ показал что, землетрясения, обусловленные извержениями грязевых вулканов, имеют макросейсмическую интенсивность в эпицентре не более V баллов по шкале МБК, а К=8-9. Известны два события, с К<11, происшедшие в Восточном Азербайджане на максимально близких расстояниях (Д=10-15 км) от извергавшихся грязевых вулканов Локбатан и Бузовнинская сопка. Надо полагать, что этот факт предопределяет умеренную энергию вызванных землетрясений.

Кроме того, Проведенные расчеты показали, что очаги землетрясений, вызванные извержениями грязевых вулканов, располагаются неглубоко и имеют интервалы глубин 8-12 км. Это согласуется с данными о корнях грязевых вулканов, расположенных на глубинах до 15 км.

Извержения грязевых вулканов могут сопровождаться землетрясениями низкого и умеренного энергетического класса от К=8-9 на расстояниях Д=25-40 км, и редко К=11 на расстояниях Д=10-15 км. Глубины очагов этих событий преимущественно поверхностные.

2.4. Колебания почвы, сопровождающие извержения грязевых вулканов. Подавляющее большинство пароксизмов грязевых вулканов сопровождается сотрясениями и видимыми на поверхности крупными разрывами сплошности пород, хотя энергия колебаний почвы, вызванных ими, невелика. Эти колебания узколокальные и не отмечаются удаленными и тем более далекими сейсмостанциями. Такие сотрясения выделены (Буниат-заде, 1977) в особый тип грязевулканических землетрясений, пространственно и генетически связанный с извержениями или другими признаками активизации грязевых вулканов, в связи с чем их нельзя отождествлять с тектоническими землетрясениями.

Максимальная сила сотрясений, сопровождающих извержения, по макросейсмическим данным, не' превышает VI баллов, а величина максимального энергетического класса колебаний не. превышает 9-10.

Анализ фотокопий записей сотрясений, связанных с извержениями грязевых вулканов Азербайджана и региона Каспия позволяет отметить, что они возникают непосредственно перед извержениями и сопровождают их. Можно также выделить группу колебаний, наблюдающуюся сразу после прекращения извержения.

По характеру записи они схожи с записями неглубоких близких и местных тектонических землетрясений, в отличие от которых максимальная амплитуда и период колебаний относятся к началу записи.

При относительно продолжительных грязевулканических извержениях, эксплозивные сотрясения могут по аналогии с вулканическим дрожанием быть приняты за фязевулканическое дрожание, основу которого, вероятно, составляют поверхностные волны.

Имеются основания полагать, что грязевулканические землетрясения являются следствием процесса подготовки и извержения грязевого вулкана, в связи с чем выделяется несколько стадий грязевулканических извержений: доэруптивная, эруптивная и постэруптивная (Рахманов, Панахи; 1994).

Первая стадия, включающая отдельные неощутимые колебания почвы, очевидно соответствует росту упругой энергии очага грязевулканического землетрясения и реализации ее в виде слабого местного толчка, с чем связываются колебания почвы перед извержением грязевого вулкана.

Во вторую стадию включены несколько фаз, исчисляемых от начала извержения. Первая фаза продолжительностью около двух минут четко выделяется на общем фоне всей записи. Период колебаний здесь составляет 1-2 с, а амплитуда максимальных смещений 2.5ц, иногда до 3-3.5р. Во вторую фазу включены колебания обычно более мощные и продолжительные с амплитудами и периодами колебаний почти в два раза большими по сравнению с колебаниями первой фазы. В некоторых случаях эти колебания повторяются, но последующее повторение, судя по записям, слабее предыдущего. В третью стадию включена часть записи грязевулканического землетрясения, которую можно отнести к периоду умеренной грязевулканической деятельности или вулканического дрожания. Здесь число толчков падает, колебания быстро затухают и стадия завершается пороксизмальным местным событием.

ГЛАВА 3. СЕЙСМИЧНОСТЬ ОБЛАСТЕЙ РАЗВИТИЯ ГРЯЗЕВЫХ

ВУЛКАНОВ

Основные понятия и представления. Учитывая постоянство сейсмического режима во времени, изучение сейсмического режима сводилось к выявлению закономерностей распределения соответствующих параметров сейсмичности в пространстве, в связи с чем эти закономерности прослеживаются на картах сейсмической активности удельной сейсмической мощности, Ммах, графиках повторяемости и др. Распределение параметров в пространстве подразумевает региональные изменения этого параметра только по площади.

В связи с этим предпринят поиск закономерностей пространственного распределения параметров сейсмичности и их связи с особенностями тектонического строения областей развития грязевых вулканов.

3.2'Региональное положение областей развития грязевых вулканов мира. Материалы о тектоническом положении областей развития грязевых вулканов обобщены Р.Р.Рахмановым (1987). Согласно этим данным, современные погребенные грязевые вулканы размещены в геосинклинальных, эпигеосинклинальных орогенных поясах, а также в областях повторного

орогенеза. В целом этим автором выделяются области развития грязевых вулканов Средиземноморского и Тихоокеанского (Западный и Восточный) тектонических поясов, а также складчатой зоны Центральной Азии.

К юго-восточной окраине Средиземноморского подвижного пояса относятся Индонезийская складчатая область Юго-Восточной Азии, включающая Араканский хребет Бирмы, Андаманские и Никобарские острова и всю дугу Индонезийского архипелага, вплоть до зоны сочленения их со структурами Филиппинских островов относятся к Юго-Восточной окраине Средиземноморского пояса. '

Тихоокеанский подвижный пояс включает кайнозойские складчатые области и современные геосинклинальные пояса, простирающиеся по окраинам Азии и Австралии, Северной и Южной Америки и Антарктиды, образуя две системы (Западную и Восточную). В Западно-Тихоокеанскую включают области развития грязевых вулканов Новой Зеландии, Сахалина, Хоккайдо и Тайваня.

В Восточно-Тихоокеанском поясе грязевой вулканизм развит во впадинах Веракрус, Нижнемагдаленской, а также прогибах Гуаякиль и Ориноко. В пределах складчатой зоны Центральной Азии грязевой вулканизм нашел распространение лишь в Джунгарской впадине. В данной последовательности и порядке рассматривается сейсмичность областей развития грязевых вулканов.

3.3. Средиземноморский пояс

3.3.1. Азербайджан, Каспийская впадина и сопредельные территории.

В пределах рассматриваемых областей грязевые вулканы развиты в пограничной зоне Восточной Грузии и Западного Азербайджана (Междуречье Куры и Иори), Восточном Азербайджане (Шемаха-Гобустанская область, Апшеронский полуостров, Нижнекуринская низменность, Прикаспийская низменность), Апшероно-Челекенском пороге, Бакинском архипелаге и Западной Туркмении. В тектоническом отношении отмеченные территории располагаются в пределах Южно-Каспийской области прогибания земной коры, включающей Куринскую, Южно-Каспийскую и Западно-Туркменскую межгорные впадины, Апшероно-Прибалханский и Шемаха-Гобустанский прогибы.

Землетрясения на данной территории проявлялись с различной силой, как из местных очагов, расположенных в пределах самой территории, так и из удаленных очагов складчатых сооружений Большого Кавказа, Малого Кавказа, Копетдага и Эльбурса.

Сейсмичность анализировалась на основе рассмотрения результатов наблюдений сети сейсмических станций, детальных сейсмологических данных, а также макросейсмической информации о землетрясениях за последние 1500-2000 лет.

На основании перечисленных материалов составлены выборки землетрясений для указанных территорий за период с 650-1994 гт., в которые вошло свыше 1500 событий различных энергетических классов, и составлена карта эпицентров землетрясений, которая показывает общую характеристику сейсмичности и позволяет оценить ее особенности для отдельных областей.

Шемаха-Гобустанская область. Общая площадь области составляет 9825 км2. За период с 1931-1994 гт. в ее npt«^ \к отмечено 255 представительных событий с К>9, из которых три имели энергетический класс К= 13. Из общего количества толчков на долю сейсмических событий с К=9-10 приходится 226 землетрясений. Из исторических можно отметить землетрясение 1832 года магнитудой М=4.3 и К=12.

Прикаспийская область. Общая площадь области составляв! 5800 км^. С ней связано 84 представительных землетрясения с К>9, происшедших за период 1931-1994 гг. Из них максимальное с К=14 произошло 20.04.1966 г. Из землетрясений неинструментального периода можно отметить сейсмическое событие 05.07.1903 г., имевшее магнитуду М=5.5 ч класс К=14. Большую часть составляли толчки с К=9-10, на долю которых приходится 90% всех событий.

Нижне-Куринская область. Общая площадь области составляет 9200 км2. С этой областью связано 169 представительных толчков с К>9, происшедших за период с 1931-1994 гг. Максимальное землетрясение с К=13 произошло 05.03.1946 г. Землетрясения с К--9-10 в количестве 148 составляют 88% от общего их количества. Из ощутимых землетрясений исторического прошлого только одно с магнитудой М=4.5 отмечено в рассматриваемой области 31.07.1889 г.

Междуречье Куры и Иори. Общая площадь области составляет 18000 км^. В пределах области имело место 317 сейсмических событий, из которых 4 имели К=13, а 286 попадали в интервал К=9-10. Это составляет 90% от общего количества толчков. Выделить какое-либо ощутимое землетрясение, имевшее место в данной области, из числа всех сейсмических событий доинструментального периода не представляется возможным.

Апшероно-Прибалханская область. Общая площадь составляет 33725 км2. В пределах области отмечено 317 представительных толчков с К>9. Из них 252 толчка имеют энергетический класс К=9-10. Два землетрясения максимальной энергии с К=15 зарегистрированы в пределах области 06.03.1986 и 16.09.1989 гг. Из землетрясений доинструментального периода можно упомянуть ощутимые события 02.01.1842, 06.07.1910 и 22.11.1922 гг.

Область Бакинского архипелага. Общая площадь составляет 21800 км?-. Здесь отмечено 65 толчков с К>9, из. которых 55 имело энергетический уровень _К=9-10. В целом, это составляет 85% от общего количества зарегистрированных сейсмических событий. Максимальные землетрясения с К=13 произошли 16.01.1951 и 31.07.1959 пг. Известны также толчки 22.05.1882, 09.08.1892 и 07.06.1930 гт. доинструментального периода.

Область Западной Туркмении. Общая площадь области составляет 25200 км2. Всего в ее пределах за рассматриваемый период отмечено 54 представительных сейсмических события . с К>9, из которых 49 имело класс К=9-10, что составляет примерно 92% от общего их числа. Максимальное по энергии сейсмическое событие в данной области с К=12 произошло 08.10.1948 и 01.09.1950 гг. Из ощутимых для доинструментального периода можно выделить землетрясение 27.09.1927 г. с магнитудой М=5.1. Известные в

регионе сильнейшие Красноводское (1895) и Бурунское (1984) землетрясения произошли в соседних областях.

Таким образом, можно заключить, что в пределах областей развития грязевых вулканов землетрясений с К>15 не наблюдалось. Подавляющее большинство (до 85% от общего количества) составляют сейсмические события с К=9-10. Анализ материалов по доинструментальному периоду показал, что в пределах областей развития грязевых вулканов землетрясения высоких энергий не отмечены.

Количественная оценка сейсмичности. Количественная оценка сейсмичности областей развития грязевых вулканов Азербайджана рассматривалась путем анализа повторяемости, построения графиков повторяемости землетрясений по величине энергии (К или М), карт сейсмической активности по А]о и удельной сейсмической мощности. Составлено распределение землетрясений по энергии, позволившее произвести необходимые расчеты для построения графиков повторяемости землетрясений по каждой области развития грязевых вулканов. Показано сравнительное распределение землетрясений по энергиям (К) в пределах каждой области, а также кумулятивные величины количества землетрясений каждого энергетического уровня, их величины нормированные с учетом представительности минимального класса на единицу площади и времени, а также логарифмы этой величины. Рассчитаные величины наклонов графиков повторяемости для каждой области, полученные из графиков, составляют для Шемаха-Гобустанской, Прикаспийской, Нижне-Куринской, Междуречья Куры и Иори, Апшероно-Прибалханской, Бакинского. Архипелага и Западной Туркмении соответственно -0.69, -0.50, -0.69, -0.59, -0.51, -0.53 и -0.64. Величины угловых коэффициентов • графиков повторяемости хорошо согласуются с величинами этого параметра для соседних областей.

Приведены также рассчитанные нами из графиков повторяемости значения Мтах, М*тах и М**тах для периодов в 100, 1000 и 10.000 лет. Согласно графику повторяемости величины максимальных магнитуд землетрясений в областях развития грязевых вулканов Азербайджана изменяется в пределах 3.7-4.7 для периода 100 лет, что подтверждает пониженную сейсмичность этих областей. Умеренные величины магнитуд в интервале 4.6<М<5.8 получены и для периода в 1.000 лет. Прогнозная оценка магнитуд максимальных землетрясений в этих областях также имеет умеренные величины 5.3<М<6.5.

Анализ графиков повторяемости землетрясений позволяет констатировать пониженную сейсмичность областей развития грязевых вулканов Азербайджана и региона Каспийского моря. Однако в этих областях возможны также землетрясения умеренных магнитуд.

Количественные оценки сейсмического режима, проведенные по слабым землетрясениям, позволяют отметить совпадение пространственного положения областей развития грязевых вулканов с зонами пониженных значений А|о<0.05. Области развития грязевых вулканов в поле сейсмической активности Аю для сейсмических событий К=11 и К>12 также совпадают с зонами А|о<0.02-0.05.

На результирующей карте сейсмической активности по Аю области развития грязевых вулканов также совпадают с зонами Аю< 0.05. Минимальный уровень сейсмической активности характерен для областей развития грязевых вулканов Бакинского Архипелага, Западной Туркмении, Апшероно-Прибалханской области и Нижнекуринской впадины.

Расчеты зеличины удельной сейсмической мощности Ыт велись идя ортогональной системы точек с фиксированным расстоянием между ними с применением круговой палетки радиуса г=50 км. Изолинии проводились в последовательности 1, 10, 100, 200, едениц 10^ дж/км^хгод. Карта удельной сейсмической мощности областей развития грязевых вулканов Азербайджана, региона Каспийского моря и сопредельных областей построена с учетом мощности сейсмогенного слоя, которая принималась с учетом глубин известны? и предполагаемых очагов землетрясений.

Практически все области развития грязевых вулканов характеризуются величинами удельной сейсмической мощности Мт <10x10^ дж/км^хгод.

Макросейсмические данные. Проанализированы макросейсмические данные о землетрясениях областей развития грязевых вулканов Азербайджана, а также пространственное положение последних по отношению к макросейсмическим полям сильных землетрясений обрамляющих территорий. На основании данных о проявлениях сейсмичности в этих областях составлена карта максимальных сотрясений.

Установлено, что максимальная интенсивность сотрясений местных, удаленных и далеких сейсмических событий в пределах областей развития грязевых вулканов Азербайджана, Каспийского региона и его обрамлений не превышает VIII баллов по шкале М8К.

3.3.1Л. Глубины очагов землетрясений областей развития грязевых вулканов Азербайджана и региона Каспия. Глубины очагов землетрясений областей развития грязевых вулканов специально не изучались. С целью оценки глубин гипоцентров очагов землетрясений областей развития грязевых вулканов Азербайджана и региона Каспия проанализированы макросейсмические и инструментальные данные.

Макросейсмические оценки глубин выполнялись двумя известными способами: по спаданию балльности (81, Л) и по соотношению балльности в эпицентре и магнитуды (1д, М). Выявлено, что глубины очагов землетрясений областей развития грязевых вулканов Азербайджана и прилегающей части Каспия варьируют в широких пределах (от 10 до 50 км), и не превышают мощности земной коры.

3.3.2. Макран (Иран). Большое количество грязевых вулканов закартировано на Макранском побережье, где они располагаются в основном группами. Составлена выборка землетрясений и карта их эпицентров для Макрана; в каталог вошло свыше 300 событий магнитудой М> 4.0. Анализ распределения землетрясений по годам и магнитудам показывает, что основная масса зарегистрированных землетрясений имела магнигуду менее 6.5. Более 60 сейсмических событий магнитудного интервала 4.4-5.9 пространственно совпадают с областью развития грязевых вулканов. Магнитуда максимального из местных событий составляет М=5.9 (01.09.1962 г.). Землетрясения высоких

магнитуд (максимальные с М=6.8-7.5) являются удаленными по отношению к области развития грязевых вулканов Макрана. Расчеты показали, что эти землетрясения могут ощущаться в пределах области развития грязевых вулканов с интенсивностью до VI-VII баллов.

Составлен график повторяемости землетрясений Макранской зоны грязевых вулканов, согласно которому величина прогнозной магаитуды составит М**мах=6.5, что характеризует данную провинцию, как область умеренной сейсмичности. Наклон графика повторяемости составляет у=-0.67, а величины коэффициентов а и Ъ соответственно 0.078 и 1.2.

На составленной карте сейсмической активности грязевые вулканы располагаются в зонах с уровнем сейсмической активности Аш=0.02-0.005. Составлена карта удельной сейсмической мощности рассматриваемой территории, на которой грязевые вулканы пространственно попадают в области с минимальными значениями Nm.

Таким образом, методами количественной оценки сейсмичности установлен умеренный уровень сейсмичности области развития грязевых вулканов Макранского прогиба.

Установлено, что очати землетрясений Макрана располагаются в интервале глубин 15-64 км.

В пределах рассматриваемой области развития грязевых вулканов ощутимые землетрясения не отмечены.

3.3.3. Италия. Грязевые вулканы в Италии развиты в Северной Италии и на Сицилии. Составлена выборка землетрясений по рассматриваемым областям за период 1989-1992 гг. На основании полученной выборки построены графики повторяемости землетрясений и расчитаны их наклоны. Представлены данные для построения графиков повторяемости землетрясений областей развития грязевых вулканов Италии. Коэффициенты a, buy для Сицилийского и Паданского прогибов составили соответственно 0.16, 1.01, -0.56 и 0.9, 1.2, -0.67.

Судя по графикам повторяемости, величины максимальных магнитуд для Сицилийской области развития грязевых вулканов составляют Ммах=4.2 (К=12) и"М**мах=5-6 (К=15).

Для Паданской области оценки величин максимальных магнитуд составили Ммах=4 (К=12), а М**мах=5.2 (К=13). Согласно полученным прогнозным оценкам Паданская и Сицилийская области характеризуются умеренными величинами магнитуд до М=5.6 и К=15.

3.3.4. Крым. Грязевые вулканы располагаются в областях свободных от эпицентров высоких энергий. За сейсмостатистический период в пределах зон развития грязевых вулканов Крымско-Черноморского региона разрушительных землетрясений не отмечено. Крымское землетрясение 1927 г., сильнейшее из известных в регионе сейсмических событий, будучи удаленным по отношению к области развития грязевых вулканов, ощущалось в ее пределах с интенсивностью до V-VI баллов по шкале MSK.

Составлен график повторяемости для всей области и приведены данные для его построения. Угловой . коэффициент графика повторяемости землетрясений области развития грязевых вулканов Крымско-Черноморского

региона, выявленный из приведенного графика составил у=-0.47. Расчитанные величины коэффициентов а и Ь составили соответственно 0.048 н 0.84.

Согласно графику величины максимальных магнитуд составили Ммах=4.2 (К=11.5), а М**мах=6.4 (К=15.5).

Таким образом, согласно прогнозным оценкам, Крымская область развития грязевых вулканов также характеризуется умеренным уровнем сейсмичности.

3.3.5. Албания, Румыния, Пакистан. Собран и проанализирован инструментально-сейсмологический материал по области развития грязевых вулканов Албании. Представлены данные для расчета наклона графика повторяемости. На основании этих данных построен график повторяемости землетрясений области развития грязевых вулканов Албании, который составил 7=-0.63. Согласно графику повторяемости коэффициенты а и Ь составляют 1.1 и 1.13 соответственно. Величины максимальных магнитуд для этой области области судя по графику составляют Мтак=5.1 (К=13.2) и М**тах=6.3 (К=15.4), что характеризует эту область умеренным уровнем сейсмичности. Область развития грязевых вулканов Румынии характеризуется уровнем сейсмической активности А<0.02-0.05, что хорошо согласуется со значениями этого параметра для аналогичных областей Средиземноморского пояса.

Грязевые вулканы Макранского побережья Пакистана, так же, как и на юге Ирана, располагаются в области практически свободной от событий высоких энергий. Магнитуда землетрясений, отмеченных в зоне развития грязевых вулканов, не превышает 5.3.

3.3.6. Сейсмичность . области развития грязевых вулканов Ассама. Пространственное распределение землетрясений на территории Верхнего Ассама позволяет отметить умеренный ее характер. Максимальная магнитуда имевших место событий не превышала М<6. Очаги землетрясений в Верхнем Ассаме охватывают глубины до 50 км. Сейсмические события с М>6 отмечены юго-восточнее Ассама в пределах хребта Аракан.

3.3.7. Андаманские и Никобарские острова, Бирма, Индонезия и Малайзия. Зона Андаманских и Никобарских островов отличается повышенной сейсмичностью. Но на карте эпицентров землетрясений этой зоны островов область развития грязевых вулканов острова Баратанг все же свободна от эпицентров. Землетрясения с магнитудой в интервале М=4-7 и более располагаются на удалении от зоны развития грязевых вулканов, а сильнейшее землетрясение региона (20 января 1982 г.) практически не ощущалось в пределах рассматриваемой области. Также выглядит область развития грязевых вулканов зоны Андаманских и Никобарских островов.

Очаги землетрясений зоны Андаманских и Никобарских островов имеют глубины в интервале 0-60 км, иногда до 300 км и располагаются в пределах коры и верхней мантии.

На территории Бирмы, характеризующейся высокой сейсмичностью, известны землетрясения с М=7-8, и глубинами очагов в интервале 0-60 км, иногда до 300 км. Однако, на карте эпицентров землетрясений Северной Бирмы зона развития грязевых вулканов практически свободна от эпицентров

землетрясений, и лишь по ее периферии отмечаются отдельные события с М<6, интенсивностью VI-VII баллов. Не отмечены землетрясения и в пределах прилегающей части Бенгальского залива, где на островах известно наибольшее число грязевых вулканов. В пределах зон грязевых вулканов зарегистрированы отдельные эпицентры событий магнитудой М<6. Из числа удаленных можно отметить несколько событий магнитудой М=6.1-6.9.

Сопоставление карты эпицентров землетрясений Индии й Бирмы с картой распространения развития грязевых вулканов Бирмы приводит к выводу об однозначном совпадении зоны грязевого вулканизма с областью слабых землетрясений и пониженной сейсмичности в целом.

Грязевые вулканы высокосейсмичной территории Индонезии известны в северо-западной части о. Новая Гвинея, в северной части о. Суматра, в южных прибрежных районах Тимора, в восточной равнинной части Явы, а также на островах Камбинг, Роти и Семау. Качественный анализ сейсмичности показал, что грязевые вулканы пространственно совпадают с зонами, практически свободными от эпицентров землетрясений. Очаги же имеющихся землетрясений в пределах рассматриваемой зоны островов дифференцированы по глубине и располагаются в интервалах от 0 до 300 км, а иногда и глубже.

В Малайзии грязевые вулканы известны, в северо-восточной и северозападной частях острова Калимантан. Остров занимает центральное место в пределах рассматриваемого высокосейсмичного сегмента Юго-Восточной Азии и Океании, хотя, в отличие от него, в целом, практически асейсмичен. Это наглядно отображается на карте эпицентров землетрясений. Области развития грязевых вулканов острова Калимантан на карте сейсмических зон пространственно совпадают с зонами пониженной сейсмичности.

3.4. Западно-Тихоокеанский пояс

3.4.1. Сейсмичность Сахалинской области развития грязевых вулканов. Сейсмоактивные зоны Сахалина удалены от областей развития грязевых Еулканов. Сильнейшие землетрясения, происходящие в этих удаленных сейсмоактивных зонах, проявляются в области развития грязевых вулканов Сахалина с интенсивностью VI-VII баллов.

Проведен анализ результатов инструментально-сейсмологических наблюдений по рассматриваемой территории. Построен график повторяемости землетрясений и расчитан его наклон, который составил у=-0.50. Величины коэффициентов Ь и а при этом составили 0.90 и 0.115 соответственно. Величины максимальных магнитуд согласно графику составят Ммах=4.6 и М**Н;1Х=6.2. Глубины очагов землетрясений в пределах области развития грязевых вулканов Сахалина изменяются в широком интервале и связаны с корой, а вероятно, и с верхней мантией.

3.4.2. Сейсмичность области развития грязевых вулканов Новой Зеландии. Представлена характеристика сейсмичности территории Новой Зеландии, дающая основание отметить высокий ее уровень. Поскольку в Новой Зеландии грязевые вулканы располагаются на полуострове Раукумара, в работе исследована хронология землетрясений и составлена карта эпицентров землетрясений Северного Острова за период 1989-1992 гт., за который в исследуемой области отмечено лишь 25 событий с М<5.4. Установлено, что

величина магнитуды максимального землетрясения, зарегистрированного здесь не превышала 5.4 (16.05.1992 г.). Из 25 землетрясений 5 имели магнитуды 4.24.6 и одно землетрясение - магнитуду 4.7. Остальные 18 характеризовались магнитудами 3.7-4. Землетрясения с такой низкой энергией составляют 72% от общего количества сейсмических событий, отмеченных в пределах области развития грязевых вулканов.

Таким образом, показано, что область развития грязевых вулканов характеризуется пониженной сейсмичностью. Основную угрозу для рассматриваемой зоны представляют собой землетрясения удаленных очагов. Из числа таковых отмечается катастрофическое землетрясение с эпицентром в Хаук-Бей с магнитудой М=7.9 (03.02.1931 г.). В пределах области развития грязевых вулканов это землетрясение ощущалось с интенсивностью У1-УН баллов по шкале ММ.

Гипоцентры очагов местных землетрясений области развития грязевых вулканов располагаются в основном в пределах интервалов глубин 14-22, 27-32 и 37-43 км. Однако, известны также и события с глубинами в интервалах 5258 и 70-100 км. Надо полагать, максимальные величины глубин указывают на структурную связь очагов землетрясений < низами земной коры, а также с верхней мантией.

Таким образом, сейсмичность области развития грязевых вулканов Северного Острова Новой Зеландии характеризуется пониженной сейсмичностью и имеет очаги, связанные не только с корой, но и с верхней мантией.

3.5. Восточно-Тихоокеанский пояс. Этот пояс в пределах которого грязевые вулканы развиты в Карибском регионе и в сопредельных областях Венесуэлы, Колумбии, Мексики, Тринидада и Эквадора отличается в целом высокой сейсмичностью.

На картах эпицентров землетрясений данный регион выделяется как высокоактивный участок Земли, вместе с тем сейсмическое поле по своему характеру довольно гетерогенно. Здесь наряду с областями сгущения эпицентров землетрясений высоких магнитуд выделяются обширные участки пониженной сейсмичности. Показано, что области развития грязевых вулканов практически свободны от эпицентров землетрясений высоких магнитуд (М>6), вследствии чего можно отметить их пространственное совпадение с зонами пониженной сейсмичности.

3.6. Область складчатой зоны Центральной Азии. В пределах рассматриваемого пояса грязевые вулканы известны лишь в Китайской Народной Республике в пределах Джунгарской впадины. Эффект сильнейших местных, удаленных и далеких землетрясений в пределах области развития грязевых вулканов Джунгарии не превышал V баллов.

Подводя итог настоящей главе, можно отметить следующие особенности сейсмичности областей развития грязевых вулканов: -

-Интенсивность сейсмического эффекта местных, удаленных и далеких землетрясений в пределах областей развития грязевых вулканов обычно составляет VI-VII и не превышает VIII баллов по шкале М5К для средних грунтов. В зависимости от фунтовых условий эта величина изредка может составлять УШ±1 баллов.

-Энергетический класс местных событий не превышал 15, а магнитуда изменялась в пределах 4-5.9, не превышая при этом 6.4.

-Значения наклонов графиков повторяемости землетрясений этих областей у изменяются в пределах -(0.47-0.69), а коэффициенты а и Ь, соответственно, - в пределах (0.025-0.9) и -(0.84-1.24).

-Величины долговременных прогнозных оценок магнитуды максимальных землетрясений составляют М*мах=3.7-4.7 и М**мах=5.2-6.5.

-Уровень сейсмической активности в областях развития грязевых вулканов пониженный и составляет А1О<0.05, иногда он достигает А10=0.05-0.1. По величине удельной сейсмической мощности эти области характеризуются минимальными и низкими значениями М,п=(1.0-И00)х10" дж/км'год.

-Очаги местных землетрясений областей развития грязевых вулканов континентальной части Средиземноморского пояса располагаются преимущественно на глубинах 10-20 и 40-50 Км и имеют коровую природу. Очаги местных землетрясений островной юго-восточной окраины Средиземноморского пояса имеют широкий спектр глубин в интервалах 0-60 км, иногда до 300 км и более и связаны с земной корой, а вероятно и с верхней мантией. Местные очаги землетрясений Западно-Тихоокеанского (Сахалин, Новая Зеландия) и Восточно-Тихоокеанского (Тринидад, Венесуэла, Мексика, Колумбия) поясов располагаются на глубинах в интервалах 0-60 км, иногда до 300 км и, также очевидно связаны с корой и верхней мантией. Очаги землетрясений области развития грязевых вулканов Восточно-Китайского рифта имеют коровую природу.

Таким образом, отмеченные выше особенности сейсмичности областей развития грязевых вулканов позволяют утверждать, что сейсмичность этих областей характеризуется умеренным уровнем.

ГЛАВА 4. СЕЙСМОТЕКТОНИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ ОБЛАСТЕЙ РАЗВИТИЯ

ГРЯЗЕВЫХ ВУЛКАНОВ

В предшествующих работах исследованию сейсмотектонической обстановки областей развития грязевых вулканов специального внимания не уделялось. В работах, посвященных сейсмотектонике азербайджанской части Большого Кавказа* утверждалась асейемичность области развития грязевых вулканов Южного Гобустана (Агамирзоев, 1987). Согласно этим представлениям, отличительной чертой данной области является отсутствие в ее пределах местных очагов землетрясений. Свое обоснование эта идея нашла в том, что в рассматриваемой области развиты мощные пластичные песчано-глинистые толщи и молассовые образования, которые согласно своим упругим параметрам не могут аккумулировать значительные напряжения и не способны быть источником сколовых деформаций. Со сложно дислоцированной песчано-глинистой толщей, прошедшей полный цикл складкообразовательных процессов, связывалось высокое затухание инíeнcивнocти сейсмического эффекта в данной области. Потенциальная сейсмогенность нижележащего комплекса компетентных образований, с которыми могли быть связаны очаги глубоких землетрясений, не акцентировалась.

2.4

В предыдущей главе установлено, что области развития грязевых вулканов "не асейсмичны 'и , землетрясения в их пределах с различным эффектом проявляются, как из удаленных и далеких, так и из местных очагов.

Основными в пределах центрального сегмента Средиземноморского альпийского пояса являются сейсмогенные зоны сочленения альпийской складчатой зоны с эпигерцинской Скифско-Туранской платформой, сейсмогенные з лы Большого и Малого Кавказа, Копетдага, Эльбурса, а также КуриНской, Южно-Каспийской и Западно-Туркменской впадин. Поля развития грязевых вулканов пространственно совпадают с отрезками сейсмогенных зон различной протяженности.

Шемахино-Гобустанская область развития грязевых вулканов связана с одноименным типовым прогибом мегантиклинория Большого Кавказа, являющимся структурным элементом его юго-восточного периклинального погружения. С ней пространственно совпадают отрезки Главнокавказской, Кайнарско-Зангинской, Вандамской, Аджичай-Алятской, Ханкенди-Дивичннской, Пальмира-Апшеронской и Яшминской сейсмогенных зон.

Главнокавказская сейсмогенная зона связана с граничным глубинным разломом длительного развития (Шихалибейли, 1964), протягивающимся от Транскавказского поперечного поднятия до Каспийского моря вдоль осевой полосы Главного Кавказского хребта. Участок этой зоны, в пределах Шемахино-Гобустанской области развития грязевых вулканов проявляется слабыми неощутимыми землетрясениями. По нашим расчетам в пределах отрезков сейсмогенных зон могут ожидаться максимальные события с магнитудами 5.8, 5.1, 6.5, 5.7, интенсивностью VI-VII, очень редко до УП1-1Х баллов.

Сейсмогенные зоны, обусловленные отрезками поперечных разломов (Самурский, Ханкенди-Дивичинский, Пальмиро-Апшеронский и Яшминский) протяженностью 10-25 км, согласно нашим оценкам могут генерировать землетрясения магнитудой 4-4.8.

Прикаспийская область развития грязевых вулканов связана с Кусаро-Дивичинским наложенным прогибом, в пределах которого выделяются Ялама-Худатская зона поднятий, Зейхурский прогиб, Кусарская зона поднятий и Кайнарджинский прогиб. Вся зона характеризуется уровнем сейсмической активности по А|0=0.05-0.1. Известны землетрясения магнитудой М=5--6, энергетического класса К=13-14, связанные с этой зоной. Очаги землетрясений связаны с отложениями мезозоя, консолидированной корой и переходной зоной кора-мантия.

Магнитуда максимальных событий, зарегистрированных здесь составляла М=5.6. Известны ощутимые землетрясения: Худатское 10.05.1963 г. (М=3.5; 1=У1 баллов МБК) и Хачмазское 09.11.1966 г. (М=3.8; 1=У1 баллов МБК). Максимальная магнитуда сейсмических событий возможных в пределах данной сейсмогенной зоны, составила 6.5.

При расчетной глубине очагов порядка 10-15 км, землетрясения могут проявляться на поверхности интенсивностью УШ-1Х баллов.

С Прикаспийской областью развития грязевых вулканов связан отрезок сейсмогенной зоны, обусловленный межглыбовым продольным глубинным

разломом, могущим генерировать землетрясения с максимальными магнитудой М=4.5-ь5.5 и интенсивностью 1=VII-VIII баллов М5К.

В пределах Куринской межгорной впадины фязевые вулканы известны в Среднекуринской и Нижнекуринской впадинах. В Среднекуринской впадине (междуречье Куры и Иори) они тяготеют к Мирзаано-Арешскому синклинорию и Чатмино-Геокчайскому антиклинорию. Здесь трассируется Куринская сейсмогенная зона, обусловленная одноименным межглыбовым глубинным разломом. На всем протяжении Куринской сейсмогенной зоны с ней связаны лишь отдельные неощутимые землетрясения. Магнитуда толчков, возникающих в этой зоне, может колебаться в интервале М=3-4, а интенсивность составлять У-У1 баллов' (Агамирзоёв, 1987). Согласно нашим оценкам с сейсмогенной структурой, приуроченной к зоне грязевых вулканов междуречья Куры и Иори, имеющей протяженность до 45 км, могут быть связаны сейсмические события с максимальной магнитудой 5.3.

В Нижнекуринской впадине грязевые вулканы распространены на ее северо-восточной окраине. Местными сейсмогенными зонами для данного поля грязевых вулканов являются Западно-Каспийская и Кюровдаг-Нефтечалинская. Западно-Каспийская сейсмогенная зона обусловлена поперечным к альпийской структуре Кавказа активизированным глубинным разломом. В депрессионных зонах в ней регистрируются землетрясения магнитудой М=4-5, интенсивностью 1=У-У1 баллов. По нашим оценкам в Нижнекуринской впадине максимальная магнитуда ожидаемых событий, порождаемых местными сейсмогенными структурами Западно-Каспийской зоны составляет 5.4 и 5.7, а Кюровдаг-Нефтечалинской - 5.5.

Сейсмогенные зоны ^пшероно-Прибалханской провинции грязевых вулканов обусловлены одноименной подвижной складчато-разломной системой, граничащей на юге со стабильной Южно-Каспийской впадиной.

Апшероно-Прибалханская подвижная система поперечными разломами расчленена на несколько протяженных сегментов. В согласии, с тектоническими данными в пределах Апшеронр-Прибалханской подвижной системы выявлена так называемая Северная сейсмогенная зона, с которой связаны сильные землетрясения интенсивностью УП-1Х баллов. В целом эта зона тяготеет к Апшероно-Челекенскому глубинному разлому и к его восточному продолжению- Челекен-Кумдагскому разлому.

Сейсмогенные зоны области развития грязевых вулканов Бакинского архипелага расположены на западной окраине Южно-Каспийской впадины, ограниченной на юге Ленкорано-Горганским прогибом.

Мощность осадочных отложений Западно-Туркменской области развития грязевых вулканов составляет 14 км. Южной границей прогиба является Предэльбурсский прогиб, гдё поверхность фундамента прослеживается на глубине до 20 км.

Грязевые вулканы Западной Туркмении связаны с отдельными антиклинальными поднятиями, в пространственном распределении которых прослеживается региональный межглыбовый сброс, нарушающий мезозойский и кайнозойский комплексы отложений и, падающий на запад. Этот сброс в пределах настоящей области развития грязевых вулканов обусловливает местную сейсмогенную зону. По чашим оценкам максимальная магнитуда

ожидаемых в этой зоне землетрясений может составлять М=5.4. Сейсмогенные зоны, удаленные по отношению к данной области и обусловленные протяженными граничными и межглыбовыми разломами территории Каспийского моря, могут проявляться, по нашим оценкам, с максимальной магнитудой до М<6.1. Известно всего лишь два сейсмических события в этих зонах.

Грязевые вулканы Макранского молассового прогиба с север-северо-востока ограничены системой разломов Орнач Холл, представляющими собой южное продолжение Чаманского разлома. На западе Макранский прогиб отделяется от Загросской зоны надвигов поперечным поднятием Оман, в районе которого мощные терригенные толщи Макрана сменяются к западу известняками и мергелями Загроса. Северным ограничением области грязевых вулканов Макрана являются хребты Макран.

В 1-ектоническом отношении .грязевые вулканы приурочены к Оман-Макранскому молассовому прогибу, испытавшему инверсию на неотектоническом этапе Восточная часть прогиба, где расположена большая часть грязевых вулканов, испытала в это время интенсивную складчатость.

Таким образом, анализ полученных результатов позволяет отметить, что местные очаги области развития грязевых вулканов могут быть обусловлены граничными разломами, способными генерировать землетрясения магнитудой М<5. Основную угрозу представляет сейсмический эффект землетрясений удаленных краевых сейсмогенных зон.

В структурном плане грязевые вулканы Северной Италии связаны с Паданским прогибом Адриатической межгорной впадины, в которой относительно плотные карбонатные образования мезозоя мощностью порядка 4-5 км перекрыты терригенными осадками небольшой мощности от неогеновых до современных. Собственно в пределах Паданского прогиба мощность мезозойских и кайнозойских пород составляет около 15 км. Мезозой представлен карбонатными, а кайнозой-терригенными образованиями. Плиоцен-четвертичный комплекс пород Интенсивно дислоцирован взбросами и надвигами. С юга к Паданскому прогибу по главнейшему плиоцен-плейстоценовому поясу надвигов, разбитому поперечными сдвигами, примыкает Предапеннинский раннеплейстоценовый прогиб.

Грязевые вулканы Сицилии связаны с Сицилийским прогибом, испытавшем . погружение, начиная с раннего плейстоцена. Мощность отложений, перекрывающих карбонатную толщу мезозоя не превышает 7 км. Олигоценовые и нижнемиоценовые отложения в пределах области развития грязевых вулканов прогиба, представленные сланцевыми глинами с прослоями песчаников, включают олистостромы и имеют мощность до 3 км. Мощность четвертичных отложений не превышает I км и представлены они, в основном, глинами и известняками. Мезозойские и кайнозойские отложения дислоцированы интенсивной складчатостью.

Гря"зевые вулканы Крыма и. Западной Кубани связаны с Индоло-Кубанским и Керченско-Таманским прогибами. Фундамент в пределах прогибов глубоко погружен и располагается на глубинах 12-14 км. В юго-восточной части Индоло-Кубанского прогиба грязевые вулканы пространственно совпадают с его крутым южным бортом. На западе в

пределах Керченского и Таманского полуостровов, где располагаются тектонические элементы Индоло-Кубанского и Керченско-Таманского краевых прогибов, грязевые вулканы развиты по всей территории полуострова, испытавшего значительное погружёние в мезозойско-кайнозойское время. Мезозойские и палеоцен-эоценовые образования представлены флишевыми и терригенными и карбонатными формациями геосинклинального комплекса. Выше располагается молассовая терригенная толща. Общая мощность молассовой толщи в наиболее погруженных частях прогибов доходит до 5.5 км.

Индоло-Кубанский передовой прогиб является тектоническим элементом северо-западного погружения Большого Кавказа. Основными тектоническими структурами в его строении являются Собербашско-Гунайский и Новороссийско-Лазаревский синклинории, выполненные карбонатно-терригенными отложениями верхней юры и меловым флишем, а также карбонатным флишем нижнего и верхнего мела соответственно.

В пределах Керченско-Таманского ,межпериклинального прогиба известны отдельные узкие (шириной 1-2 км) и протяженные (до15-25 км) антиклинальные зоны, разделенные относительно широкими синклиналями, выполненными плиоценовыми и четвертичными осадками. Складки располагаются кулисообразно и большинство из них осложнено грязевыми вулканами.

Область развития грязевых вулканов Албании пространственно связана с Южно-Адриатическим прогибом, выполненным карбонатными отложениями мезозоя и палеогена, перекрытых толщей песчано-глинистг'х образований с прослоями мергелей и известняков мощностью до 6 км. Неогеновые отложения дислоцированы умеренно и смяты в линейно вытянутые антиклинальные складки.

Грязевые вулканы Румынии пространственно совпадают с Предкарпатско-Балканским прогибом и Трансильванской межгорной впадиной.

В Предкарпатско-Балканском прогибе грязевые вулканы размещены на северо-западном борту Плоештинско-Фокшанской впадины, представляющей собой один из краевых прогибов Восточных и Южных Карпат Румынии. Мощность неогеновых образований в пределах впадины превышает 10 км. Палеоген, выполненный аргиллитами с прослоями песчаников н известняков, выше перекрывается мощной миоцен-плиоценовой молассой, представленной глинами, мергелями, песчаниками с прослоями туфов и соленосной брекчией. Западнее располагается Предкарпатский наложенный прогиб, где развит неогеновый комплекс осадков мощностью до 4 км. В зоне Пруто-Серетского склона Предкарпатско-Балканского передового прогиба мощность неогеновых отложений уменьшается и составляет порядка 1.5 км. В Трансильванской межгорной впадине, где мощность осадочной толщи составляет 8 км, неогеновые отложения мощностью 3.5 км располагаются над размытой поверхностью палеогена.

Области развития грязевых вулканов Макранского побережья Пакистана, и пакистанского Белуджистана связаны с Омано-Макранской межгорной впадиной, а пакистанской провинции Пенджаб - с Кохат-Потварским

передовым прогибом. Впадина выполнена мощной толщей олигоцен-плейстоценовой молассы. Известняки нерхнего мела-эоцена перекрыты песчано-глинистыми олигоцен-нижнемиоценовыми образованиями мощностью до 3 км. Выше располагается толща, представленная чередованием глин, алевролитов и тонкозернистых песчаников среднемиоиен-нижнеплиоценового комплекса мощностью окола 8 км. Сверху она несогласно перекрыта верхнеплиоцен-плейстоценовой толщей конгломерагов, песчаников с прослоями песчанистых глин.

Область развития грязевых вулканов Кохат-Потварского прогиба выполнена неоген-плейстоценовой молассои мощностью до 8 км.

В Бирманско-Суматринской тектонической зоне грязевые вулканы развиты в Асса'мской, Иравадийско-Андаманской межгорных впадинах и Предараканско-Никобарском передовом прогибе. В Ассамской впадине в зоне грязевого вулкана известна складчатая зона Нага, где фундамент опущен на глубину 11 км. Кайнозойский комплекс представлен переслаивающейся песчано-глинистой молассои мощностью 6-7 км.

Осадочный комплекс Предаракано-Никобарского прогиба образован толшей глинистых сланцев с прослоями песчаников и известняками верхнего мела -эоцена мощностью до 3 км, отложения плиоцена мощностью 4-6 км представлены известняками, глинистыми сланцами и песчаниками. Песчано-глинистые образования миоцена, имеющие мощность около 10 км, перекрыты плиоцен-плейстоценовыми пе9чаниками и глинами .мощностью около 3 км.

В пределах, области развития, грязевых вулканов Иравадийско-Андаманской впадины верхне-меловые и эоценовые отложения, представленные глинами, песчаниками и известняками имеют мощность 6-10 км. Олигоцен-среднемиоценовые переслаивающиеся песчаники и сланцевые глины имеют общую мощность около 5 км. Мощность верхнемиоцен-плиоценовых отложений, составляет 3 км, а средне- и верхне-плейстоценовые образования представлены маломощными современными отложениями.

Главнейшая сейсмогенная структура, обусловленная активной зоной субдукции, располагается на значительном удалении к востоку от области развития грязевых вулканов Андаманских островов.

Грязевые .вулканы острова Суматра связаны с прогибом Ачех, ограниченным с запада антиклинорием Северной Суматры. В прогибе палеоген представлен преимущественно морскими песчано-глинистыми, а неоген -глинистыми образованиями, причем мощность кайнозойских осадков составляет 8 км.

Главнейшая сейсмогенная зона прослеживается юго-западнее на значительном удалении от острова. Непротяженные межглыбовые разломы, обуславливают эту в целом субдукционную сейсмогенную зону, примыкающую к крайнему юго-западному ограничению области развития грязевых вулканов.

Область развития грязевых вулканов Сахалина .связана с раннегеосинклинальным комплексом отложений апта, альба верхнего мела и, таким образом, приурочена к геосинклинальному прогибу, отдельные фрагменты которого в новейшее время были вовлечены в активное погружение. Здесь, грязевые вулканы пространственно совпадают с Центрально-Сахалинским разломом. Глубина залегания консолидированных

образований достигает 10-12 км. Комплекс отложений апта, альба и верхнего мела представлен песчаниками, глинистыми образованиями, алевролитами с прослоями туфов и туфогенных пород мощностью 5-6 км. Мощность неогенового комплекса, представленного в основном песчано-глинистыми терригенными породами, составляет 6 км.

Грязевые вулканы на Северном Острове Новой Зеландии расположены в пределах прогиба Полисер-Хокс Восточной-Прибрежной Депрессии, к которой с запада и востока примыкают Осевое и Прибрежное поднятия. В основании впадины над плотными образованиями пермо-юры располагается толща преимущественно глинистых образований мел-палеогена мощностью 4 км, а перекрывающие их морские терригенные осадки неогена имеют мощность порядка 8 км. Средний плейстоцен представлен морскими мелководными осадками. О фундаменте впадины можно судить по данным нескольких скважин, пробуренных на ЮЗ от залива Хоук-Бей. В районе Екетахуна средне-верхне плейстоценовые и голоценовые осадки несогласно покрывают мел-нижнеплиоценовые отложения, включая образования плиоценового флиша.

Восточно-Прибрежная Депрессия отделена от Осевого и Прибрежного поднятий межглыбовыми разломами, обусловливающими соответствующие сейсмогенные зоны, которые судя по сейсмологическим данным генерируют землетрясения магнитудой М=5.5-6.

В пределах впадины прослеживаются отдельные разломы протяженностью до 20-25 км, выступающие в качестве местных сейсмогенных структур. С ними связаны отдельные события магнитудой М<5.5.

Грязевые вулканы Новой Гвинеи тяготеют к Северной антиклинальной зоне, осложняющей крупный прогиб. Цго северная наиболее прогнутая часть известна как Ирианская депресия или прогиб Мамберамо-Бевани. Мощность неогеновых образований здесь не превышает 10 км. Палеоген и нижний миоцен представлен известняками, а средне- и верхнемиоценовые отложения-глинистыми сланцами, мергелями и известняками.

Основная сейсмогенная зона в рассматриваемом островном регионе располагается значительно южнее области развития грязевых вулканов, обусловлена структурами активной зоны субдукции и является далекой по отношению к грязевым вулканам. В качестве удаленных выступают отдельные сейсмогенные структуры, обусловленные граничными и межглыбовыми разломами, протяженностью до 200 км. Максимальные ожидаемые событк.", связанные с этими структурами могут иметь магнитуду до М<6.2. Местные сейсмогенные структуры обусловленные непротяженными разломами могут порождать землетрясения с максимальной магнитудой М<5.5.

На Калимантане грязевые вулканы развиты в прогибах Сандакан, Саравак, Таракан и Кутей. Песчано-глинистые образования мощностью 5 км, преимущественно неоген-плиоценового возраста выполняют прогиб Сандакан, а прогиб Саравак сложен 15 километровой толщей песчано-глинистых образований олигоцена и неогена. Прогибы Таракан и Кутей выполнены мощной до 10 км толщей песчано-глинистых образований палеоген-неогена.

Основные сейсмогенные зоны Калимантана, обусловленные межглыбовыми глубинными разломами, располагаются на значительном

удалении от полей грязевых вулканов на его северном и юго-восточном удалениях от острова. С ними могут быть связаны максимальные события магнитудой до М<6. В области развития грязевых вулканов распространены соскладчатые разломы небольшой протяженности, обусловливающие местные сейсмогенные структуры с максимальными ожидаемыми землетрясениями до М<5.5.

На Яве грязевые вулканы пространственно связаны с Северо-Яванским прогибом, в пределах которого мощность пластичной песчано-глинистой осадочной толщи составляет порядка 10 км. С юга прогиб ограничен протяженным глубинным разломом, обусловливающим сейсмогенную зону, с которой могут быть связаны максимальные землетрясения с М<6.1. Южнее в море прослеживается сейсмогенная зона, обусловленная активной зоной субдукции.

В Восточно-Тихоокеанском поясе области развития грязевых вулканов связаны с впадинами Веракрус, ГуаЯкиль и Нижней Магдалены и прогибом Ориноко.

В зоне грязевых вулканов Веракрус кайнозойские отложения мощностью до 6 км сложены известняками, песчаниками и сланцевыми глинами (палеоцен - эоцен), а также глинистыми сланцами и песчаниками (олигоцен - миоцен). В Гуаякильской впадине меловые и кайнозойские образования, представленные терригенными породами, имеют мощность до 9 км.

Область развития грязевых вулканов Нижней Мащапены совпадает с прибрежной частью впадины, выполненной песчано-глинистыми отложениями мела и кайнозоя. Общая мощность осадочного чехла в этой зоне грязевых вулканов составляет 8 км.

В Оринокском прогибе грязевые вулканы связаны с осадочной толщей, мощность которой превышает 15 км. В области развития грязевых вулканов Тринидада распространены сейсмогенные структуры, обусловленные межглыбовыми и соскладчатыми разломами протяженностью до 40 км. Магнитуда максимальных ожидаемых землетрясений в пределах этих структур не превысит М<5.2-5.3.

В Центрально-Азиатском подвижном поясе грязевые вулканы развиты в Урумчинском предгорном прогибе Джунгарской впадины, выполненной мезо -кайнозойскими образованиями мощностью 10-12 км.

Таким образом, подводя итог приведенным выше данным, можно отметить, что главнейшие сейсмогенные структуры областей развития грязевых вулканов Азербайджана и региона Каспия, также, как и в других регионах, обусловлены отрезками продольных межглыбовых и соскладчатых активных на современном этапе, а также активизированных поперечных к структуре Кавказа древних глубинных разломов. Пониженная и умеренная сейсмичность областей грязевых вулканов по сравнению с другими регионами обусловлена наличием в их пределах более мелких сейсмогенных структур, способных генерировать максимальные ожидаемые землетрясения лишь умеренных магнитуд (с Мми<5.1 и М**М1,Х<6.5), а также наличием мощной толщи кайнозойской молассовой толши, существенно снижающей интенсивность сейсмического воздействия на земную поверхность. Интенсивность

максимальных сотрясений при этом в зависимости от грунтовых условий все же может изредка достигать IX баллов.

В областях развития грязевых вулканов рассмотренных регионов отмечается приуроченность основной части событий к поверхности консолидированной части зекной коры, разделяющей среды с различными физико-механическими условиями , - чехол и фундамент. Минимальные значения наклонов графиков повторяемости характерны для передовых и межпериклинальных прогибов (у=0.47-0.56), более высокими значениями характеризуются тыловые прогибы и межгорные впадины (у-0.64-0.69). ГЛАВА 5. ОЦЕНКА СЕЙСМИЧЕСКОЙ УГРОЗЫ В ОБЛАСТЯХ РАЗВИТИЯ

ГРЯЗЕВЫХ ВУЛКАНОВ

На карте сейсмического районирования Азербайджана, составленной в масштабе 1: 2.500.000 области развития грязевых вулканов располагаются в пределах зон ожидаемых сотрясений интенсивностью в VIII баллов. В этих зонах помимо угрозы, обусловленной землетрясениями, существует также угроза колебаний, связанных с извержениями грязевых вулканов. В связи с этим, оценка сейсмической угрозы здесь включает оценки интенсивности максимального сейсмического эффекта, связанного как непосредственно с землетрясениями, так и с извержейиями грязевых вулканов. Такая оценка может быть осуществлена, если известны характер затухания интенсивности сейсмического эффекта землетрясений с расстоянием и коэффициенты уравнения макросейсмического поля в областях развития грязевых вулканов, глубины очагов грязевулканических колебаний, а также повторяемость и количественные ■ характеристики максимальной интенсивности сейсмического эффекта, связанного с извержением грязевых вулканов.

5.1. Уравнение макросейсмического поля областей развития грязевых вулканов Азербайджана

Установлено, что в областях развития грязевых вулканов Азербайджана значения коэффициента v изменяется в диапазоне величин 2.8 до 4.5. Расчетные величины коэффициента затухания интенсивности сейсмического эффекта землетрясений Шемахино-Кобыстанской области развития грязевых вулканов изменяются в пределах 4.3-4.5. Значения коэффициентов затухания интенсивности землетрясений Прикаспийской, .междуречья Куры и Иори, а также Нижнекуринской впадины составили 2.8-3.3. Землетрясения Апшеронской зоны имеют коэффициент затухания интенсивности сейсмического эффекта 3.8-3.9. Определены значения коэффициентов b и с, которые составляют: для Шемаха-Кобыстанской области Ь=1.5, с=3.5; для Апшеронской области Ь= 1.3, с=3.7 и для Прикаспийской, Нижне-Куринской областей и междуречья Куры и Иори Ь= 1.3, с=4.

Полученные коэффициенты уравнений отличаются от полученных ранее (Кулиев, 1980) для Большого Кавказа, Малого Кавказа, Закавказья и др., и отражают особенности распространения интенсивности сейсмического эффекта землетрясений в пределах каждой области.

5.2. Оценка максимальной интенсивности сейсмического эффекта, связанного с извержением грязевых вулканов. Оценена энергия сотрясений, вызванных извержением грязевых вулканов.

При этом предполагается, что десятичный логарифм полной энергии извержения грязевого вулкана К=^Е аналопш с землетрясениями (для близких слабых событий М<5) характеризует энергетический класс колебаний, возникающих при извержении грязевых вулканов.

Составлено распределение извержений по величине энергетического класса колебаний, осуществлено нормирование и составлен график повторяемости, согласно которому в пределах рассматриваемой области один раз в 160 лет может произойти извержение с М„а1(=2.8. Извержение с М**нах=:5.8 может Произойти один раз в 10 ООО лет, а извержение с М*„„=4.4 может повторяться один раз в 1 ООО лет.

5.3. О периодичности извержений грязевых вулканов. При количественных-' оценках максимальной интенсивности сейсмического эффекта, связанного с извержением грязевых вулканов, наряду с оценками повторяемости, представляет большой интерес исследование периодичности извержений, которая рассматривается как составляющая общей оценки угрозы, с точки зрения пространственно-временного соотношения повторяемости извержений в конкретных региональных тектонических структурах. В этом контексте грязевые вулканы Восточного Азербайджана подразделены на группы, в зависимости от их пространственной связи с глубинными разломами. Представлено временное распределение извержений грязевых вулканов каждой из "групп. Установлено, что период покоя грязевых вулканов первой группы (Кейрски-Шихзарли) составляет 5-6 лет. Длительность периодов активизации составила от 1 до 4 лет, и в одном случае до Т лет с 1964-1971 гг.

Вторая группа грязевых вулканов, тяготеет к Аджичай-Алятскому разлому субширотного простирания, для которой получена периодичность а ходе их активизации с периодом покоя в 6-7 лет, при экстремальных отклонениях в 4 года с 1971-1975 гг. и 8 лет с 1977-1985 гг. В одном случае период покоя составляет 12 лет, что отличается от величины характерного периода в кратное количество раз. Максимальная продолжительность циклов активизации судя по имеющимся данным составляет 1-4 года. ' "

Для третьей группы грязевых вулканов установлена (периодичность в их активизации с циклом в 6-7 лет, и в двух случаях до 5 лет: с 1955-1960 гт. и 1971-1976 гг. Продолжительность периодов активизации составила от 1 до 4 лет.

Для грязевых вулканов четвертой группы получены периоды покоя з их деятельности длительностью в 2-3 года. Исключение составляют интервалы с 1942-1950 гг. и 1964-1972 гт. длительностью в 8 лет, что отличается от продолжительности характерного для этой группы периода покоя в кратное количество раз. Длительность периодов активизации здесь составляет 1-3 года. Таким образом, установлено, что грязевые вулканы Восточного Азербайджана извергаются с периодичностью 2-3, 5-6 и 6-7 лет. Очевидно, что цикличность извержений грязевых вулканов определяется периодом волнового процесса, обусловливающего грязевулканическую обстановку, что в свою очередь подтверждает существование тектонических волн увеличения геостатического давления (догрузки), выполняющих функции триггера извержений грязевых вулканов (Николаевский, 1986).

5.4. О глубинах ..очагов сотрясений, вызванных извержениями грязевых вулканов Азербайджана. Сейсмические колебания почвы, сопровождающие извержения грязевых вулканов, имеют свои характерные особенности и связаны с очагами грязевулканических землетрясений. Однако, эти колебания менее интенсивны, что очевидно обусловлено их относительно низкой энергией.

Глубина расчитана как функция магнитуды и интенсивности. Для случая, когда М=3 (К=9.5), а интенсивность составляет VI баллов М5К, глубина Ьр составила 2.5-4 км. Очевидно, что с учетом вертикальной протяженности очага можно выделить интервал глубин 1.5-4.5 км, с которым вероятно и связаны очаги сотрясений, вызванных извержениями грязевых вулканов.

Предполагается существование .не одного, а по крайней мере двух очагов для каждого грязевого вулкана: первого, расположенного в верхней части разреза на глубинах до 2-3 км, и второго (так называемый корень вулкана) на глубинах до 12 км.

Такой двухфазный механизм извержения грязевого вулкана хорошо согласуется с результатами детальных наблюдений для ряда извержений вулканов и существующими представлениями о факторах необходимых для возникновения (извержения) грязевого вулкана.

Известно, что области развития грязевых вулканов приурочены, в основном, к участкам молассовых прогибов, испытавшим погружение на новейшем этапе, и связаны с их поверхностным заполнением, представленным на территории Южно-Каспийской впадины кайнозоем. Это означает, что их корни не проникают в консолидированный фундамент. Максимальная глубина их проникновения на территории Южно-Каспийской впадины не превышает 10-15 км. Очаги землетрясений, имея большие глубины (Ь>20 км), расположены в консолидированной части коры и связаны с более глубокими ее горизонтами. Их механизм предопределен физико-механическими условиями, где главная роль отводится упругим деформациям.

Таким образом, различное структурное положение зон развития очагов землетрясений и грязевого вулканизма, а также различие физико-механических условий среды их формирования, позволяет предположить механизм взаимодействия полей напряжений очагов этих событий. В случаях, когда оба очага находятся в близкритическом динамически неустойчивом состоянии, и энергия очага землетрясения значительно превосходит по величине энергию очага грязевого вулкана (Еоз »Еогв)> может наблюдаться эффект сильного землетрясения, сопровождаемый грязевулканической деятельностью. В этом случае сейсмическая энергия частично расходуется на грязевулканический эффект.

В случаях когда оба очага находятся в близкритическом динамически неустойчивом состоянии, причем очаг грязевого вулкана более близок по физическим условиям к своему пределу, грязевулканическая деятельность может предварять сейсмический толчок. Кроме того, следует отметить, что в этом случае одновременно с грязевулканическими проявлениями ослабевает поле тектонических напряжений, вследствии чего энергия толчка большей частью не превышает Е< 10'' дж. В некоторых случаях сейсмического толчка может и не быть. Таким образом, Грязевой вулканизм следует рассматривать не

как явление усиливающее сейсмическую активность, а наоборот, как процесс, способствующий разрядке упругих напряжений. В областях развития грязевых вулканов последние, как и землетрясения, могут происходить независимо друг от друга при условии, что динамическое состояние одного из них еще далеко от критического неустойчивого.

Предполагается, что глубокие горизонты коры и верхней мантии ответственны за энергетическое обеспечение извержений грязевых вулканов, а горизонты осадочной толщи - за обеспечение процесса подвижным материалом, который может поставляться, в частности, продуктивной толщей.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В работе показано что, считавшиеся ранее практически асейсмичными или слабосейсмйчными, области развития грязевых вулканов характеризуются умеренной сейсмичностью. С этой точки зрения, количественные оценки сейсмичности позволяют по новому взглянуть на проблемы сейсмической опасности в областях развития, грязевых вулканов.

В диссертации решена одна из важных задач сейсмологии - изучена сейсмичность и выявлены особенности сейсмического режима областей развития грязевых вулканов.

В результате проведенных исследований удалось выявить следующие закономерности:

1. В областях развития грязевых вулканов извержения могут сопровождать только те из удаленных событий магнитуда которых превышает М>6.5; фязевулканические проявления сопровождают преимущественно сильные местные землетрясения с М>5.4, интенсивностью I>VII-VIII и глубинами очагов, расположенными в пределах коры и верхней мантии; извержения грязевых вулканов могут сопровождаться землетрясениями низкого и умеренного энергетического класса от К=8-9 на расстояниях Д=25-40 км и редко К=11 на расстояниях Д=10-15 км.

2. Интенсивность сейсмического эффекта местных, удаленных и далеких землетрясений в пределах областей развития грязевых вулканов составляет VI-VII и не превышает VIII баллов MSK для средних грунтов; в зависимости от фунтовых условий эта величина может составлять VIII+I баллов.

3. Энергетический класс имевших место местных событий не превышает К<15, а магнитуда изменяется в пределах 4-5.9 не превышая при этом М<6.4.

4. Значения наклонов фафиков повторяемости землетрясений этих областей у изменяются в пределах -(0.47-0.69), а коэффициенты а и А соответственно в пределах (0.025-0.9) и -(0.84-1.24).

5. Величины долговременных прогнозных оценок магнитуды проектного и максимального расчетного землетрясений составляют М*М11=3.7-4.7 и М**„;1Х=5.2-6.5.

6. Уровень сейсмической активности в областях развития фязевых вулканов пониженный и составляет А,0<0.05, иногда в интервале А,о=0.05-0.1; по величине удельной сейсмической мощности эти области характеризуются минимальными и низкими значениями Nm=( 1.0-100)xl0ft д ж/км1 год.

7. Очаги местных землетрясений областей развития грязевых вулканов континентальной части Средиземноморского пояса располагаются

преимущественно на глубинах 10-20 и 40-50 км и имеют коровую природу; очаги местных землетрясений островной юго-восточной окраины Средиземноморского пояса имеют широкий спектр глубин в интервалах 0-60 км до 300 км и более и, вероятно, связаны с земной корой и верхней мантией; местные очаги землетрясений Западно-Тихоокеанского (Сахалин, Новая Зеландия) и Восточно-Тихоокеанского (Тринидад, Венесуэла, Мексика, Колумбия) поясов располагаются на глубинах в интервалах 0-60 км до 300 км и, очевидно, связаны с корой и верхней мантией; очаги землетрясений области развития грязевых вулканов Восточно-Китайского рифта имеют коровую природу.

8. Таким образом, можно утверждать, что механизм формирования и развития грязевых вулканов континентальной части Средиземноморского пояса связан с активными внутренними процессами, протекающими преимущественно в осадочной iтолще и коре в целом; в областях развития грязевых вулканов островной юго-восточной оконечности Средиземноморского пояса, а также в пределах Восточно-Тихоокеанского и Западно-Тихоокеанского поясов механизм формирования и развития грязевых вулканов, надо полагать, обусловлен активными процессами, протекающими в коре и верхней мантии, о чем свидетельствуют, отмеченные в этих областях подкоровые очаги землетрясений.

9. Главнейшие сейсмогенные структуры областей развития грязевых вулканов Азербайджана обусловлены отрезками продольных межглыбовых и соскладчатых активных на современном этапе, а также активизированных поперечных к структуре Кавказа древних глубинных разломов.

10. Пониженная и умеренная сейсмичность этих областей обусловлена развитием в их пределах сейсмогенных структур; более низшего порядка, могущими генерировать максимальные землетрясения. умеренных магнитуд (Ммах<5.1 и М**1Ш<6.5); в областях развития грязевых вулканов минимальные значения наклонов графиков повторяемости характерны для • передовых прогибов и межпериклинальных прогибов (7=0.47-0.56), более высокими значениями характеризуются тыловые прогибы и межгорные впадины (у=0.64-

0.69.. .....

11. Оценена повторяемость извержений и расчитана магнитуда максимальных извержений, которые составили Ммах=2.8 и М**мах=5.8 (для периодов в 100 и 10000 лет соответственно).

12. Установлены периодичности в ходе извержений грязевых вулканов Восточного Азербайджана, которые составили 2-3, 5-6 и 6-7 лет.

13. Оценены глубины очагов сотрясений, вызванных извержениями грязевых вулканов, максимальные значения которых составили 1.5-4.5 км.

По теме диссертации опубликованы следующие работы:

1. Агамирзоев P.A., Агамирзоев С.Р., Панахи Б.М. Апшеронское землетрясение 1983 г. Изв. АН Азерб. ССР, сер. Наук о Земле, № 1, 1985, с. 107-108

2. Агамирзоев P.A., Кулиев Ф.Т., Панахи Б.М. и др. Сейсмическое микрорайонирование территории Еникендского гидроузла. Изв. АН Азерб.ССР, сер. наук о Земле,N 1, 1986, с. 81-85

3. Агамирзоев P.A., Кулиев Ф.Т., Панахи Б.М., Агаева С.Т. Сейсмическое микрорайонирование площадок п<~>п строительство АЭС в пункте "Апшеронский". Тез. докл., Ленинакан, 1988. с. 48

4. Агамирзоев P.A., Агаева С.Т., Панахи, Б.М. Сейсмогенные структуры Азербайджана и геодинамическне зоны. Сб. 50-летия ИГАНА, Баку, Элм, 1989, с. 218-221

5. Агамирзоев P.A., Панахи Б.М. и др. Методика оценки сейсмичности гидротехнических сооружений в связи с поисками месторождений нефти и газа//Труды ИГАНА, вып. N 25, Баку, Элм, 1995, с. 26-34

6. Ахмедбейли Ф.С., Бабазаде О.Б., Гасанов А.Г., Кулиев Ф.Т., Панахи Б.М., Шихалибейли Э.Ш. Новые схемы областей возникновения сильнейших землетрясений и сейсморайонирования территории Азерб. ССР. Кат., сейсм., набл., Азерб., Баку, Элм, 1991, с. 62-65

7. Голинский Г.Л., Кондорская Н.В., Панахи Б.М. и др. Каспийское землетрясение 6 марта 1986 г. Земл. в СССР в 1986 г., М. 1989, с. 58-77

8. Гусейнов Р. А., Мурадов Ч.С., Панахи Б.М. Углеводородное поле Каспийского моря в связи с сейсмичностью. Тез. докл., Баку. 1989, с. 139

9. Панахи Б.М. Сейсмогенные зоны Апш^ронского порога. Мат. конф. мол. геол. Азерб-на., М. ВИНИТИ, 1902-85 Д, 1984.

10.Панахи Б.М. О некоторых признаках сейсмичности Каспийского моря. Ин-т геол., 4175-В87Д, М. ВИНИТИ, 1987

11.Панахи Б.М. Районирование Каспийской впадины по величине удельной сейсмической мощности. Ин-т геол., 4176-В87Д, М. ВИНИТИ, 1987

12.Панахи Б.М. К методике выделения сеисм-огенных зон на примере Каспийского моря. Тр. конф. мол. уч., Баку, Элм, 1987.

13.Панахи Б.М. Сейсмотектоника территории Каспийского моря. Канд. дисс. Баку, 1988.

14.Панахи Б.М., Каспаров В.А. Вопросы сейсмического режима территории Каспийского моря. Изв. АН Азерб. ССР, сер. наук о земле, № 1, 1988, с. 91-98

15.Панахи Б.М. О возможном механизме связи грязевого вулканизма и сейсмичности Южно-Каспийской нефтегазоносной области//Тез. всес. совещания-семинара "Нефтегазоносность больших глубин и грязевой вулканизм", Баку, 1989, с. 168

16.Панахи Б.М., Рахманов P.P. Грязевулканические землетрясения //Вулканология и сейсмология, М., Наука, № 2, 1993, с. 98-103

17.Рамазанов Т.К., Панахи Б.М. Математическое моделирование грязевулканической деятельности. Изв. вузов, cép. нефть газ., № 2, Баку, 1994, с. 6-10

18.Рахманов P.P., Сафарова О.Б., Панахи Б.М. и др. К извержению грязевого вулкана Кейреки. Азерб., нефт. хоз-во, № 7, с. 8-13

!9.Gu!iyev LS., Panahi В.М. The sedimentary series fluid regime and seismicity. ESK, XII, Gen. Ass., Sofia, 1988, p. 43-44

20.Panahi B.M. Seismotectonic zonation of Caspian sea territory. ESK, XII, Gen. Ass., Sofia, 1988, p. 79-80

21.Panahi B.M. Seismotectonic zonation of Caspian sea area. I st Conf. tect. geoph. seism, geotec. of Iran-Azerb., Tabriz, 1992, p. 43

22.Panahi B.M., Ramazanov T.K. On the spatial-temporal migration of seismic activity within Black sea-Caspian region. Tabriz Univ. Newsletters (Res. Aff.) No 5&6, Winter, 1994, p. 137

23.Panahi B.M.. Pahmanov R.R., Ali Ameri (1995) Some aspects of Makran mudvolcanic area seismic regime. Ill Int. Conf. of Azerb. Soc. Petrol. Geol., Baku, p. 8-9

24.Panahi B.M., A.A. Feyzullayev (1995) Some consideration about the depth of the mud volcanoes sources. Ill Int. Conf. of Azerb. Soc. Petrol. Geol., Baku, p.

33-34

Текст научной работыДиссертация по геологии, доктора геолого-минералогических наук, Панахи Бехруз Манучехр оглы, Москва

российская академия наук

Объединенный институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта

На правах рукописи

Панахи Бехруз Манучехр оглы

СЕЙСМИЧНОСТЬ ОБЛАСТЕЙ РАЗВИТИЯ ГРЯЗЕВЫХ ВУЛКАНОВ (азербайджан и регион каспия)

(Специальность 04.00.04. - Геотектоника)

Диссертация на соискание ученой степени доктора геолого-минералогических наук

- ••-' / /

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК Объединенный институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта

На правах рукописи

Панахи Бехруз Манучехр оглы

СЕЙСМИЧНОСТЬ ОБЛАСТЕЙ РАЗВИТИЯ ГРЯЗЕВЫХ ВУЛКАНОВ (АЗЕРБАЙДЖАН И РЕГИОН КАСПИЯ)

(Специальность 04.00.04. - Геотектоника)

Диссертация на соискание ученой степени доктора - - ..герлогогминералогических наук

На правах рукописи

ПАНАХИ Бехруз Манучехр оглы

СЕЙСМИЧНОСТЬ ОБЛАСТЕЙ РАЗВИТИЯ ГРЯЗЕВЫХ ВУЛКАНОВ (АЗЕРБАЙДЖАН И РЕГИОН КАСПИЯ)

(Специальность 04.00.04-Геотектоника)

Диссертация на соискание ученой степени

—Л — ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ..................................................................................................................4

ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ......................................12

ГЛАВА 2. ПРОСТРАНСТВЕННО-ВРЕМЕННЫЕ СООТНОШЕНИЯ

СЕЙСМИЧНОСТИ И ИЗВЕРЖЕНИЙ ГРЯЗЕВЫХ ВУЛКАНОВ......19

2.1. Извержения, сопровождающие землетрясения...................................................21

2.2. Извержения, происходящие после землетрясений.............................................32

2.3. Извержения грязевых вулканов, предваряющие землетрясения........................36

2.4. Колебания почвы, сопровождающие извержения грязевых вулканов..............39

ГЛАВА 3. СЕЙСМИЧНОСТЬ ОБЛАСТЕЙ РАЗВИТИЯ ГРЯЗЕВЫХ

ВУЛКАНОВ..............................................................................................47

3.1. Основные понятия и представления...................................................................47

3.2. Региональное положение областей развития грязевых вулканов мира............50

3.3. Средиземноморский пояс...................................................................................52

3.3.1. Азербайджан, Каспийская впадина и сопредельные территории..................52

3.3.1.1. Глубины очагов землетрясений областей развития грязевых

вулканов Азербайджана и региона Каспия....................................................81

3.3.2. Макран/ИРАН...................................................................................................87

3.3.3. Италия..............................................................................................................102

3.3.4. Крым................................................................................................................104

3.3.5. Албания, Румыния, Пакистан........................................................................108

3.3.6.Сейсмичность области развития грязевых вулканов Ассама........................112

3.3.7.Андаманские и Никобарские острова, Бирма, Индонезия и Малайзия.......114

3.4. Западно-Тихоокеанский пояс...........................................................................126

3.4.1. Сейсмичность Сахалинской области развития грязевых вулканов.............126

3.4.2. Сейсмичность области развития грязевых вулканов Новой Зеландии........132

3.5 Восточно-Тихоокеанский пояс..........................................................................137

3.6 Области повторного орогенеза...........................................................................139

ГЛАВА 4. СЕЙСМОТЕКТОНИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ ОБЛАСТЕЙ

РАЗВИТИЯ ГРЯЗЕВЫХ ВУЛКАНОВ.................................................144

ГЛАВА 5. ОЦЕНКА СЕЙСМИЧЕСКОЙ УГРОЗЫ В ОБЛАСТЯХ

РАЗВИТИЯ ГРЯЗЕВЫХ ВУЛКАНОВ.................................................195

5.1. Уравнение макросейсмического поля областей развития грязевых вулканов Азербайджана.....................................................................................199

5.2. Оценка максимальной интенсивности сейсмического эффекта, связанного с извержением грязевых вулканов.................................................210

5.3. О периодичности извержений грязевых вулканов...........................................220

5.4. О глубинах очагов грязевых вулканов Азербайджана.....................................235

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.........................................................................................................247

ЛИТЕРАТУРА...........................................................................................................251

- у-ВВЕДЕНИЕ

Диссертация посвящена исследованию сейсмичности областей развития грязевых вулканов Азербайджана и региона Каспия с привлечением к анализу обширного сравнительного материала по Средиземноморскому и Тихоокеанскому подвижным поясам. В работе использованы результаты геологических наблюдений, макросейсмических и инструментальных исследований землетрясений по рассматриваемым областям, осуществлены количественные оценки сейсмического режима путем применения известных теоретических и расчетных методов сейсмологии, позволяющих получить полное качественное и количественное представление о соотношении сейсмических и грязевулканических. В результате удалось установить новые пространственно- временные соотношения сейсмичности и извержений грязевых вулканов.

Актуальность темы. Исследование сейсмичности и сейсмического режима областей развития грязевого вулканизма относится к числу актуальных и недостаточно исследованных вопросов наук о Земле. Очевидно, что эта проблема имеет важное как научное так и практическое значение. С фундаментальной точки зрения такие исследования необходимы для понимания условий и механизма формирования грязевых вулканов. С практической точки зрения они интересны в связи с проблемой оценки сейсмической угрозы, включающей общее сейсмическое районирование, детальное сейсмическое районирование и микрорайонирование. Особое значение даннаятема приобретает на современном этапе, когда проектируется интенсивная разработка нефтегазовых месторождений, развитие агропромышленного комплекса и городских агломераций Азербайджана.

На основании изучения сейсмичности в Азербайджане в прошлые годы у многих ученых создалось мнение, что области развития грязевых вулканов практически асейсмичны, и ожидать в этих регионах землетрясений больших и даже умеренных магнитуд не приходится. Однако, результаты детальных исследований сейсмичности, проведенные в 70-80-х гг. в пределах Юго-Восточного Кавказа в связи с проектированием здесь АЭС показали спорность этого сложившегося представления. Поэтому исследование сейсмичности и сейсмического режима областей развития грязевых вулканов представляет собой важный аспект с точки зрения уменьшения сейсмической опасности и экономических затрат при разведке на нефть и газ.

Цель работы: Цель настоящей работы состоит в выявлении закономерностей сейсмического режима областей развития грязевых вулканов, а также характера пространственно-временной взаимосвязи землетрясений и извержений грязевых вулканов.

Основные задачи исследований:

-Осуществить количественную оценку параметров сейсмического режима областей развития грязевых вулканов.

-Изучить пространственно-временные соотношения сейсмичности и извержений грязевых вулканов.

-Выявить закономерности сейсмического режима в областях развития грязевых вулканов.

-Выявить закономерности в размещении очагов землетрясений в пределах областей развития грязевых вулканов.

-Оценить глубины размещения очагов сотрясений, вызванных извержениями грязевых вулканов.

-Доказан умеренный уровень сейсмичности областей развития грязевых вулканов. -Выявлены типы пространственно-временных соотношений землетрясений с извержениями грязевых вулканов.

-Исследована повторяемость извержений грязевых вулканов рассматриваемых областей и обнаружена периодичность в ходе их извержений.

-Выявлены закономерности в размещении очагов землетрясений в областях развития грязевых вулканов.

-Составлены уравнения макросейсмического поля областей развития грязевых вулканов.

-Оценен уровень максимальной сейсмической угрозы в областях развития грязевых вулканов.

-Выявленные особенности проявления сейсмичности в областях развития грязевьо вулканов представляют важный научно-практический интерес для разработка методики сейсмического районирования, а также оценки максимальных мапштух ожидаемых землетрясений этих областей.

-В областях развития грязевых вулканов Апшероно-Прибалханского порога Бакинского архипелага, Нижне-Куринской впадины, Шемахино-Кобыстанскор области и др. геоструктурных элементов Азербайджана и региона Каспия

выявлены сейсмогенные структуры и оценена максимальная энергия связанных с ними максимальных землетрясений.

-Оценки интенсивности максимального сейсмического воздействия на площадки проектируемых сооружений АЭС, ГРЭС, ТЭЦ, гидротехнических сооружений на море и др. важных промышленных объектов использованы заинтересованными организациями на стадии проектирования.

Исходный материал. В основу данной работы положены результаты собственных полевых и лабораторных исследований, осуществляемых автором с 1983 года, а также фондовые материалы и опубликованные работы по грязевому вулканизму и сейсмичности. Автором выполнены количественные оценки сейсмического режима региона Каспийского моря, территории Азербайджанской республики и отдельных ее геоструктурных зон, проведены детальные исследования особенностей сейсмичности, сейсмоакустических свойств образцов горных пород аппаратурными комплексами ОСУ-2М и ИП-1, в результате которых составлены карты сейсмического микрорайонирования ряда важных объектов на территории Азербайджана.

При участии автора составлена карта сейсмического районирования территории Азербайджана в масштабе1:2.500.000, являющаяся нормативным документом для проектирования промышленных и гражданских объектов. Автором составлена схема сейсмотектонического районирования территории Каспийского моря в масштабе 1:1.000.000, которая является основой для карты сейсмического районирования.

Основные защищаемые положения

2. Существенной особенностью строения областей развития грязевых вулканов является двухъярусный характер геолого-геофизического разреза: аномально мощный осадочный чехол пластичных отложений (мощностью иногда до 20 км) перекрывает глубоко погруженные компетентные толщи нижнего яруса, обеспечивающие накопление упругих напряжений на участках глубинных структурных неоднородностей. Нижний структурный ярус является областью питания грязевых вулканов, а в верхнем ярусе происходит перераспределение материала и транзитная транспортировка его к местам извержения.

пластичных еще не уплотненных глинах нижних горизонтов осадочного чехла создается очаг метастабилъного состояния системы. Образуется водогазонасышенная, текучая масса низкой плотности, которая при достижении критического состояния выдавливается вверх в результате тектонического процесса глубинного диапиризма. На второй, более мощной фазе извержения грязевого вулкана в результате открытия его канала, происходит резкий перепад давлений между верхней и глубокой частями разреза чехла, обусловленный наличием в последней огромных скоплений газа под высоким давлением. Эта водогазонасыщенная масса быстро выбрасывается вверх, вынося из глубоких слоев обломки пород нижних горизонтов осадочного разреза.

Апробация работы. Основные положения диссертации доложены на Всесоюзных совещаниях (Иркутск, 1984; Баку, 1989;), XII генеральной Ассамблее ESC (София, 1988); Международном геодинамическом симпозиуме (Баку, 1993), I двусторонней Иран-Азербайджан конференции по проблемам тектоники, геофизики, сейсмологии и геотехники (Табриз, 1992); международном семинаре по проблемам Каспийского моря (Рамсар, 1993); III международной конференции Азербайджанского общества геологов-нефтяников (Баку, 1995); II международном Турецком конгрессе (Сивас, 1995); международном симпозиуме по энергии, экологии, экономике (Баку, 1995); на конференции геофизиков в связи с 25-летием ИГИС (Ленинакан, 1988); республиканских конференциях (Баку, 1984, 1987, 1989). Личный вклад автора Основные результаты, представленные в работе, получены автором самостоятельно. Автор осуществил постановку задач и обеспечил обоснование защищаемых положений работы. Все исследования и интерпретация полученных результатов выполнены при непосредственном участии автора работы

или под егоруководством. Автору принадлежит также формулировка задачи на основании которой д.ф.-м. н. Т. К. Рамазановым решены некоторые вопросы математического моделирования грязевулканической деятельности. Работа выполнена в Институте геологии Академии Наук Азербайджана. Часть работы, посвященная исследованию сейсмотектонических условий областей развития грязевых вулканов, завершена в лаборатории Сейсмотектоники ОИФЗ РАН.

В процессе подготовки работы автор постоянно пользовался консультациями академика Э. Ш. Шихалибейли, проф. Е. А. Рогожина, проф. Ф. Г. Дадашева, проф. И. С. Гулиева, д. г.-м. н. А. Г. Гасанова, д. г.-м. н. Р. Р. Рахманова, а также сотрудников института геологии АН Азербайджана Ад. А. Алиева, Ш. А. Балакишибейли, 3. А. Буниат-заде, Я. А. Гаджиева, Ад. Гасанова, Р. А. Гусейнова, А. Исмаилзаде и др., а также сотрудников других организаций С. А. Бекташи, М. Б. Гохберга, Т. А. Исмаил-Заде, К. М. Керимова, Н.В.Кондорской, К. М. Мустафаева, Т.П.Поляковой, Т. К. Рамазанова, Л. Н. Солодилова и др. Автор выражает глубокую признательность С. Б. Ахундовой, Р. Р. Рахманову, Е. А. Рогожину, Т.А. Исмаил-Заде за огромный труд, связанный с чтением рукописи диссертации. Сделанные ими замечания, пожелания и предложения учтены автором в окончательном варианте работы. Автор глубоко признателен коллективам лаборатории Сейсмотектоники ОИФЗ РАН, отделов нефти, геотектоники и физики Земли Института геологии АН Азербайджана и выражает признательность всем коллегам, способствовавшим выполнению работы.

Публикации по теме диссертации. По результатам выполненных исследований

- //

опубликовано более 35 печатных работ, в том числе более 10 работ в зарубежных изданиях.

Структура и_объем__работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав,

заключения и списка литературы, включающего 332 наименования. Текст изложен на 281 страницах, иллюстрирован 69 рисунками и 37 таблицами.

-/г-

ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ

Грязевой вулканизм представляет собой уникальное природное явление, тесно связанное с тектоническим строением областей их развития. В своем распространении они связаны, в основном, с подвижными поясами, и охватывают огромные ркгионы Европы, Азии, Америки и Тихоокеанского пояса. Исследованию региональных геологических условий областей развития грязевого вулканизма, а также условий и механизма формирования грязевых вулканов посвящено большое количество научных работ, среди которых центральное место занимают работы: А.А.Али-заде, М.Г.Агабекова, Ад.А.Алиева, В.В. Белоусова, З.А.Буниат-заде, Б.М.Валяева, Я.А.Гаджиева, В.А.Горина, Б.В.Григорянца, И.М.Губкина, И.С.Гулиева, Р.А.Гусейнова, Ф.Г.Дадашева, К.А.Исмайлова, Ш.Ф.Мехтиева, Р.Р.Рахманова, М.Ф.Рида, С.Г.Салаева, С.М.Сапрыгина, Р.Е.Снида, А.А.Фейзуллаева, В.Е.Хаина, Н.Ю.Халилова, Э.Ш.Шихалибейли, Х.Б.Юсуф-заде, А.А.Якубова и др.

Солидарность ученых в отношении связи этого явления природы с процессами нефтегазонакопления несомненна. Почти единодушно признается, что закономерности размещения и структурной локализации грязевых вулканов служат одним из важных критериев при выборе первоочередных объектов для поисково-разведочных работ на нефть и газ в отложениях депрессионных зон подвижных поясов [26, 65, 70, 71, 82-83, 130, 143, 145,193-194, 243].

Менее изучены пространственно-временные взаимосвязи грязевых вулканов и сейсмичности. Надо полагать, что именно это обусловило существующие противоречия в вопросах оценки соотношений сейсмических проявлений с извержениями грязевых вулканов.

- уз —

Пионерским исследованием в этом отношении по праву можно назвать работу Г.В.Абиха (1865), в которой утверждается приуроченность грязевых вулканов к разломам земной коры, а импульсами для начала вулканической деяте

Информация о работе

Панахи Бехруз Манучехр оглы
доктора геолого-минералогических наук
Москва, 1998
ВАК 04.00.04

Диссертация

Сейсмичность областей развития грязевых вулканов - тема диссертации по геологии, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы

Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему Сейсмичность областей развития грязевых вулканов ВАК РФ 04.00.04, Геотектоника

Автореферат диссертации по теме "Сейсмичность областей развития грязевых вулканов"

Текст научной работыДиссертация по геологии, доктора геолого-минералогических наук, Панахи Бехруз Манучехр оглы, Москва

Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему
Сейсмичность областей развития грязевых вулканов
ВАК РФ 04.00.04, Геотектоника