Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Статические и кинаметические основы сейсмической геодинамики очаговых зон землетрясение и пространственно-временного прогнозирования.

ВАК РФ 25.00.10, Геофизика, геофизические методы поисков полезных ископаемых

Автореферат диссертации по теме "Статические и кинаметические основы сейсмической геодинамики очаговых зон землетрясение и пространственно-временного прогнозирования."

На правах рукописи

БАБАЗАДЕ ОКТАЙ БАБА ОГЛЫ 004618396

СТАТИЧЕСКИЕ И КИНЕМАТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ СЕЙСМИЧЕСКОЙ ГЕОДИНАМИКИ ОЧАГОВЫХ ЗОН ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЙ И ПРОСТРАНСТВЕННО-ВРЕМЕННОГО ПРОГНОЗИРОВАНИЯ

Специальность: 25.00.10 - геофизика, геофизические методы поисков полезных ископаемых

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора физико-математических наук

1 3 пНБ 2011

Москва-2010

004618896

Работа выполнена в Национальной Академии Наук Азербайджана и "Центре Сейсмологии и Физики Земли", г. Баку.

Официальные оппоненты:

доктор физико-математических наук, член-корреспондент РАН,

профессор Соболев Геннадий Александрович

доктор физико-математических наук

Ротвайн Ирина Михайловна

доктор физико-математических наук, член-корреспондент АН Республики Таджикистан

Мирзоев Камиль Мамедович

Ведущая организация:

Институт геоэкологии РАН, г.Москва

Защита состоится 28 декабря 2010 г. в 11 часов на заседании Диссертационного совета Д.002.118.01 при Международном институте теории прогноза землетрясений и математической геофизики РАН по адресу: Россия, 117997, г.Москва, ул.Профсоюзная 84/32

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МНТП РАН.

Автореферат разослан_ноября 2010 г.

Ученый секретарь Диссертационного Совета Д. 002.118.01

доктор физико-математических наук

П.Н. Шебалин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Постановка проблемы.

Создание модели деформации и землетрясений земной коры, происходящих в огромных объемах неоднородной среды в поле силы тяжести является важнейшей проблемой геофизики, сейсморазведки и сейсмологии. Эти проблемы невозможно решать без знания особенностей структуры неоднородностей среды и свойств объема очага и зон подготовки будущего землетрясения.

Возможность прогноза землетрясений сегодня зависит от возможности обнаружить процесс подготовки еще не проявившего себя очага и выявить по близким и далеким предвестникам время формирования (пробуждения) собственно очага и фазы развивающихся очаговых зон. При изучении природы и механизма большинства динамических явлений необходимо решать обратные задачи - по конечному результату эффекта восстанавливать исходную модель, И очевидно, что проблема создания единственной общей модели подготовки землетрясения должна осуществляться через геодинамику ее очаговых зон и логически должна включать в себя несколько частных моделей, не вступающих в противоречие, а дополняющих одна другую, и обладать прогностической силой. При этом главная трудность проблемы - установление блочно-иерархической глубинной структуры не только в пространстве, но и в пространстве - времени. Такие общие модели подготовки отдельного крупного землетрясения важно построить в сочетании с ведущими процессами - сейсмическим режимом, с другими аномалиями геофизических, геохимических и геодинамических полей в большом объеме земной коры за значительные промежутки времени. И, естественно, при этом следует ожидать более подробных и более точных моделей конкретно для различных региональных геодинамических обстановок с тензочувствительными геолого-геофизическими условиями. Поэтому в решении этих новых сложнейших проблем геодинамики очаговых зон, и в частности их прогноза, без экспериментальных исследований иерархических динамических объемов структурно-физических неоднородностей, изменений их размеров, формы, контрастности физических свойств и процессов подготовки землетрясений в земной коре, сейсмологии - структурной и очаговой, должна принадлежать выдающаяся роль в ряду других геофизических методов.

Актуальность работы.

Актуальность диссертации имеет практический и теоретический аспекты. Практический аспект определен исключительной важностью снижения сейсмического риска, основанного на повышении точности и надежности выявления очаговых зон готовящихся разрушительных землетрясений, оценки сейсмической опасности территории и точности прогноза места и времени сильнейших землетрясений. Теоретический аспект работы вытекает из ставшей очевидной в последние годы невозможности объяснить возникновение землетрясений в рамках теорий, традиционно рассматривающих лишь локальные процессы их подготовки и без изучения соответствующей иерархической структуры земной коры, как самих зонах очагов сильных землетрясений, так и на прилегающих территориях более широких пространственно-временных рамках. Исходя из следствия фундаментального для сейсмологии закона повторяемости землетрясений утверждается (Садовский М.А., 1989), что накапливается потенциальная энергия в структурных объемах, распределяясь приблизительно равномерно по размерам поверхностей тех объемов, которые соответствуют очаговым зонам землетрясений, а диссипируется в

основном на иерархической системе поверхностей. Поэтому причины природы землетрясений прежде всего необходимо искать в объемах их главных очагов и развивающихся очаговых зонах сейсмичности. Прогноз очаговых зон готовящихся сильных землетрясений во многом зависит от переноса приоритета в исследованиях с поиска предвестников землетрясений на изучение геомеханических и физических процессов подготовки главных очагов и их развивающихся зон, происходящих в конкретных блоковых структурах. Изучение блокового строения структуры очаговых зон, современных движений земной коры и сейсмического режима в приложении к процессам подготовки землетрясений - еще одно важное направление. Вместе с тем актуальны также традиционные комплексные исследования пространственного распределения разнообразных предвестников и их теоретического осмысливания для понимания природы предвестников выяснения связи их характеристик с размерами очага. При этом особо важной является трактовка геодинамических процессов деформации земной коры, происходящих в сейсмическом очаге и на больших пространствах вне очага в процессе подготовки землетрясения, во время и после его реализации. Только геодинамическая закономерность приложима ко всем явлениям вообще и к каждому в отдельности, но именно геодинамические закономерности не установлены для зон подготовки землетрясений в гипоцентре на разломе, очаге и вне его, на обширных и долгоживущих областях. Парадокс положения в том, что до сих пор не сформировалась специального сейсмологического и геодинамического направлений, изучающих такие сложные, самоорганизующиеся тройные системы структур и процессы, как очаговые зоны сейсмичности готовящихся главных очагов землетрясений. Разработка количественных моделей процессов подготовки землетрясений и очагов, как общие, так и для конкретных геофизических условий невозможна без экспериментального исследования в натуре процессов в коре, и важное место при этом должно отводиться развитию комплекса сейсмических и сеймологиче-ских методов и соответствующих моделей геодинамики очаговых зон землетрясений. Данное исследование относится к области специальной сейсмической геодинамики развивающихся очаговых зон подготовки землетрясения. Для обоснования и разработки этого нового и перспективного научного направления в своих построениях она должна опираться прежде всего на данные о современном строении, составе и физических свойствах среды формирования очаговых зон землетрясений. Для этого аспекта геодинамики очаговых зон (статический) предмет исследования должны составлять проблемы структурно-физических неоднородностей, включая блоки и разломы, внутреннее строение, объемы и оконтуривание элементов очаговой зоны, конфигурации формы, вещественный состав, состояние реологии и т.п. Без знания формы границ очаговой зоны, к которым приложены силы, вызывающие землетрясения, нельзя определять однозначно напряжения, даже если смещения заданы в каждой точке поверхности. Следовательно, для интерпретации наблюдаемых деформаций необходимо знать модель структуры среды очага землетрясения. Сейсмическая геодинамика должна опираться также на данные изучения движения земной поверхности в современную эпоху и в историческом прошлом (кинетический аспект). Этот второй аспект дает, собственно, представление о динамике физических процессов, протекающих в очаговых зонах землетрясений. Оба аспекта представлений основываются на информации, получаемой геофизическими методами - главным образом методами структурной и очаговой сейсмологии. Без создания правильных детальных моделей геологической среды и реальных моделей процессов подготовки землетрясений сейсмология лишена своей методологической основы. Ко-

нечной целью исследований являются создание системных моделей геодинамики очаговых зон землетрясений, компоненты которых являются многофакторными и взаимосвязанными с переносом центра тяжести исследований на решение генетических и прогнозных задач. В качестве самостоятельного объекта, характеризующегося единством сейсмогеодинамического развития, выбран Кавказско-Иранский регион, включая Каспийское море, и его отдельные части территорий разномасштабного уровня, соизмеримые с площадями ответственными за возникновение землетрясений различного ранга магнитуд от 5 до 9 включительно. Подрегионы выбранного объекта содержат набор происшедших сильных землетрясений разных диапазонов магнитуд до М8, с соответственно разными размерами областей проявления очаговых зон и разнообразной сейсмичностью и сейсмическим режимом. Особую важность здесь имеет комплексное изучение вариаций геофизических полей в их связи со строением земной коры и процессами подготовки сильных землетрясений. Поэтому системное изучение геодинамических процессов деформации в их связи с неоднородно-блоковым строением земной коры, естественными и техногенными воздействиями в их выраженности в сейсмическом, вулканическом, геохимическом, гидрогеодинамическом режиме и распределении размещения полезных ископаемых имеет исключительное фундаментальное научное и практическое значение, актуальность.

Цель исследования.

Разработка региональных системных геодинамических моделей прогноза очаговых зон готовящихся сильных землетрясений на основе развития и применения новых методов детального выявления и комплексного подхода к изучению закономерностей структуры и движений блоковой среды по данным глубинной многоволновой сейсмики и режима параметров сейсмологических и геофизических процессов с учетом масштабности и единства их проявления. Важно исследовать закономерности, связывающие строение земной коры и происходящие в ней сейсмологические, геофизические и другие геодинамические процессы в периоды подготовки землетрясений, и стадии последействия; установить связь структурных направляющих эволюции процессов с характерными размерами и свойствами межблочных границ в развивающихся очаговых зонах, с долговременной сейсмической активностью и с факторами определения причин землетрясений, их предвестников, последствий и возможно нефтегазоносности, рудо-носности и экологии.

Направления исследований.

Разработка метода многоволнового ГСЗ, повышение детальности и надежности исследований структуры и региональных особенностей, связанных с сейсмичностью, грязевым вулканизмом и нефтегазоносностью.

Изучение временных изменений геофизических полей в земной коре как показателя геодинамической активности.

Разработка и проверка ретроспективным анализом новых пространственно-временных моделей сейсмогеодинамических процессов, в частности повышение эффективности выделения зон возможного возникновения сильного землетрясения (ВОЗ), уточнить положение известных и выявить новые зоны.

Совершенствование динамических методов оценки параметров сильных землетрясений и методов детального сейсморайонирования для территорий строительства особо важных объектов.

Методология и методики.

Методологическую основу исследования составляет предложенный целостный системный подход и комплексный анализ, как пространственного выделения геолого-

геофизическими, в основном модифицированными, методами ГСЗ блоково-разломных структур очагов и очаговых зон готовящихся землетрясений, так и выявления мониторинговыми методами пространственно-временных динамических структурных образований в сейсмологических полях землетрясений, сейсмоскоростей, геофизических, гидрогеологических, геохимических и геодинамических аномальных проявлениях процессов. Разработаны также методы последующего корректного соотнесения результатов прогноза глубинной структуры среды и динамики физических процессов, происходящих в глубинном очаге и вне его, в более широких пространственных рамках, в процессе подготовки землетрясения, во время и после его реализации. Новые сейсмические методы направлены на построение и создание моделей, основанных как на многоволновом принципе, так и на распределениях скоростных параметров. Скоростные модели явились исходными для разработки и применения методов оценки статического решения напряженного состояния среды по данным сейсморазведки, выявления локальных особенностей среды формирования очаговых зон, восстановления формы объемов этих зон, определения их энергетических потенциалов, а также методов построения многопараметрических геофизических моделей и локальных сейсмических годографов на основе математического моделирования для оценки глубин фокуса землетрясений. Исследование структуры и процессов подготовки землетрясений производилось по многомерным системам геофизического мониторинга с применением и формализованных методов анализа на основе современных программных средств, как существующих, так и специально разработанных алгоритмов. Основные гипотезы.

Идея работы основывается на гипотезах: подготовки землетрясений, развивающихся очаговых зонах, их предвестниковых явлений - кольцевой активизации и затишья, консолидационной, лавинно-неустойчевого состояния и разломно-дилатансионного развития процесса деформирования в объеме области подготовки очага и зонах проявления аномалий геофизических полей; возможности образования динамических постранственно-временных структур в геофизических полях, отображающих реакцию геофизической среды на изменения в кинетике деформационного и сейсмического процессов в связи с подготовкой сильного землетрясения; геофизической блочно-иерархической среды, и иерархичности сейсмического процесса; долговременной сейсмической опасности на основе анализа главных параметров сейсмического режима и определения максимальных возможных землетрясений по комплексным сейсмолого-геолого-геофизическим данным; деформационных волн; накопления полей напряжений; развития сейсмического цикла, повторяемости землетрясений, возникновения и динамики сейсмической бреши, сейсмического режима, взаимосвязи сильных землетрясений из разных тектонических структур, последовательностей удаленных и близких иерархически слабых землетрясений - предвестников готовящегося главного очага, а также о происхождении землетрясений, эндогенно-очаговой геодинамики радиально-концентрических структур центрального типа; глубинных разломов на вертикальных, горизонтальных и каркасных поверхностях иерархической системы совокупностей блоков различного ранга; очаговых и поверхностных дилатансионных зон вариаций аномалий геофизических полей. Научная новизна.

1. Принципиальная научная новизна в решении поставленной проблемы и задач заключается в системном подходе к получению, обработке и комплексному анализу геолого-геофизической и сейсмологической информации на всех уровнях достигнутых современными техническими средствами о возникновении упорядоченных структур и форм движений из первоначально случайных, нерегулируемых. При-

чем динамическая система очаговых зон готовящихся сильных землетрясений, где это происходит, как целое приобретает свойства, отсутствующие у ее частей. Разработанная методика интерпретации геофизических, в особенности, сейсмических и сейсмологических данных, значительно расширяющая возможности также ретроспективного анализа геодинамических обстановок формирования очагов главных землетрясений и зон их подготовки.

2. В части структурных построений - использование глубинной блоковой модели, в которой отражены особенности, свойственные разномасштабным сейсмоактивным регионам Кавказа, Каспийского моря и прилегающих территорий.

3. В части изучения геодинамичсской эволюции - учет пространственно-временного комплексного характера и сложных взаимных связей геофизических полей и протекающих динамических процессов.

4. В части детального изучения сейсмической активности - новые методы выявления зон ВОЗ, основанные на характерных закономерностях, выявленных для локальных и региональных зон подготовки Кавказско-Каспийских и других известных землетрясений мира.

5. В части детального исследования характера сейсмического воздействия землетрясений - изучение сейсмического эффекта на типовых грунтах Апшерона в зависимости от положения очаговых областей и генерируемых ими сильных землетрясений.

Основные защищаемые положения.

- Повышена эффективность сейсмических методов и ГСЗ, использованием новых приемов трехкомпонентных наблюдений, анализом волновых и геофизических полей, основанного на современных представлениях о разномасштабности и иерархичности блоков и структуры земной коры, системном подходе и комплексном моделировании геодинамических процессов в областях подготовки сильных землетрясений.

- Разработаны эффективные методы получения сесмогеологических, структурно-скоростных и многокомпонентных блоково-разломных моделей земной коры очаговых зон крупных землетрясений Кавказ-Каспийско-Иранского и других регионов. Осуществлено уточнение форшоковых и афтершоковых сейсморазломных узлов и зон.

- Создана новая физическая прогностическая модель геодинамики единого сейсмоактивного региона, основанная на движенческом взаимодействии блоков земной коры и эффектах их кинематической несовместимости.

- Создана новая методология сейсмологического мониторинга различных пространственно-временных особенностей геофизических процессов, происходящих в очаговой зоне готовящихся сильных землетрясений, включая процессы их подготовки и последействия.

- Построены новые пространственно-временные объемные модели разломно-блоковых структур очаговых зон и модели развития сейсмогеодинамических процессов, предшествующих сильным землетрясениям. Выявлены эффекты самоорганизации сейсмичности, группируемости и взаимосвязи землетрясений. Дан прогноз мест потенциально возможных крупных землетрясений и оценка времен повышенной вероятности их возникновения на примере Кавказско-Иранского региона.

Практическая значимость.

Практическая значимость определена следующими результатами:

- Созданием системы комплексного мониторинга динамики земной коры, включающего сейсмологический анализ последовательностей малых временных изменений скоростей распространения объемных сейсмических волн, изменения режима гидрогео-динамических и геохимических процессов, соотношения глубоких и поверхностных

очагов, геодинамической активности грязевых вулканов, группируемости и взаимосвязанности землетрясений существенно повышена вероятность правильного прогноза сильных землетрясений, выявления новых зон ВОЗ, повышения точности карт детального сейсмического районирования.

- Созданием методики многоволновой сейсморазведки повышена точность и надежность поиска и разведки нефтегазовых месторождений.

Реализация результатов.

Все методические и результативные положения диссертации внедрены в геологические, геофизические, сейсмологические и экологические научные производственные государственные учреждения Азербайджана, Грузии, Армении, Ирана, Турции, России, Италии, Японии, Швейцарии, Швеции и других стран на различных этапах ее выполнения. Внедрения осуществлялись по официальному запросу, хоздоговарам, содружеству разных учреждений с руководимой более 20-ти лет автором лабораторией «Исследование очаговых зон землетрясений» и в виде отчетов, методических, результативных рекомендаций, экспертных заключений с приложением построенных масштабных карт, графиков, иногда даже первичной наблюдаемой информации (Бабазаде, 2007). Конкретно реализованы следующие результаты научных исследований:

Методика комплексного изучения глубинных разломов по геофизическим данным и методика дифрагированных волн в ГСЗ и многопризнаковом комплексе геофизических аномалий для моделирования разломов и блоков, а также карта систем глубинных разломов Азербайджана с объяснительной запиской, которая внедрена в практику геологоразведочных работ и геофизических исследований по прогнозу землетрясений, а также при построении моделей коры и верхней мантии Кавказского региона по геофизическим полям (монографический отчет пятилетней работы).

Впервые выделен, оконтуренный и обоснованный блок в консолидированной коре с повышенной скоростью, в плане совпадающий с наиболее приподнятой поверхностью фундамента в пределах Саатлинской локальной аномалии. По материалам сейсмических (ГСЗ, КМВП) исследований было рекомендовано конкретное местоположение сверхглубокой скважины (15км) и осуществлено бурение СГ-1.

Корреляционный метод прогнозирования сейсмической опасности по данным разломов и сейсмичности был широко использован при фундаментальных работах АН Азербайджана, ИФЗ АН СССР и ВНИИГеофизики (отчеты имеются в фондах указанных организаций). Внедрены рекомендации по выделению сейсмологических и сейсмо-опасных зон территории Азерб. ССР с целью определения сейсмостойкости объектов гражданского и промышленного строительства, а также в карте сейсмического районирования территории Кавказа, являющейся составной частью карты СР-78 (СНиПН-7-81)).

Сейсмологические исследования станциями «Черепаха» в Шемахинской эпицен-тральной области принят к внедрению в практику последующих сейсмологических и геофизических работ партий по прогнозу землетрясений.

Результаты опытно-методических специализированных геолого-геофизических работ, вплоть до сейсмологических методов обнаружения изменений скоростей сейсмических волн от взрывов в пределах Исмаиллы-Шемахинской сейсмоактивной зоны по проблеме прогнозирования землетрясений в Азербайджане, выполненных по разработанной и внедренной программе.

В практику сейсмологических работ республиканского центра сейсмологической службы НАНА внедрена разработанная методика получения и использования локальных годографов объемных сейсмических волн на основе математического моделирования характеристик скоростных моделей блоков земной коры с учетом изменчивости па-6

раметров осадочного разреза очаговых зон южного склона восточной части Большого Кавказа. В изданиях сборника «Землетрясения Северной Евразии» за последние десятилетия в разделе «Азербайджан» расчеты представленных параметров землетрясений и особенно, глубин гипоцентров также стабильно проводились с использованием годографов «Бабазаде»,

На базе развиваемых в работе идей осуществлено официальное руководство и подготовлено пять кандидатов наук. В 2010 г. успешно защищена еще одна диссертация на степень доктора философии на тему: Разработка моделей региональных разломов Каспийского моря по геофизическим аномалиям.

Стал одним из инициаторов создания Национального комитета геофизиков Азербайджана (МГТС), его генеральным секретарем с 1993 г., а также учредителем и Президентом ассоциации Центра сейсмологии и Физики Земли АР с 2002 г., финансовая поддержка которых способствовала обобщению и завершению диссертационной работы. Выполнение работ на разных этапах поддерживалось обществом СССР-Италия, программами АН СССР и Азербайджана, Национальным геофизическим Институтом Рима, грантами JSPS, Института исследований землетрясений Токийского университета , Токио, IASPEI, АСК, ООН, ЮНЕСКО, NATO, МНТЦ, IUGG, CRDF, INTAS, компаниями Швейцарии, Copernicus, GSHAP (программой со стороны Ирана) и других международных и республиканских организаций.

Апробация работы

Результаты отдельных разделов исследований по теме диссертации в разное время докладывались на республиканских семинарах НАНА, на заседаниях МССС и Ученого совета ИФЗ АН СССР и РАН, на ежегодных координационных совещаниях по проблеме «Геофизические поля и строение земной коры и верхней мантии Кавказского региона», на семинарах Национального геофизического института в Монте-Порцио и Римского университета Италии, на семинарах Утсу Института исследований землетрясений Токийского университета Японии.

Результаты исследований были представлены на всесоюзных республиканских российских и международных научных ассамблеях конференциях совещаниях, сессиях, происходивших в период 1977-2006. Наиболее значительные из них опубликованы в различных изданиях мира и приведены в списке публикаций соискателя.

Личный вклад автора.

Основные результаты получены автором лично, а также в соавторстве с коллегами; в этих совместных исследованиях автору принадлежит основная, руководящая роль.

Структура и объем диссертации.

Работа состоит из Введения, 6 глав, заключения приложения и библиографии, включающей 470 наименований

СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ.

Во введении обосновывается постановка проблемы геодинамики очаговых зон землетрясений, их прогноза в широком смысле, актуальность развития основ методов сейсмического мониторинга геофизических и других полей для построения региональных моделей структурно-физических неоднородностей и процессов подготовки очагов сильных землетрясений в различных конкретных геолого-геофизических обстановках, формулируются цели, главные направления, методология и методики исследования, основные гипотезы, защищаемые положения, практическая значимость работы, научная новизна и реализация работы.

Глава 1. Проблемы сейсмологии и геодинамики очаговых зон землетрясений. На основе аналитического обзора рассматриваются проблемы сейсмологии и геодинамики очаговых зон землетрясений в аспектах определения понятий и предмета исследования, эволюции моделей и основы сейсмической геодинамики очаговых зон землетрясений, а также глобальной сейсмичности и сейсмогеодинамических позиций очаговых зон землетрясений для выбора тестового региона для создания естественных региональных моделей, областей подготовки очага и зон аномальных геофизических полей, физических и структурных условий движений и деформаций земной коры и эволюция этих условий, а также проверки теоретических выводов. Из приведенного подробного обзора следует общая постановка проблемы и ее актуальность, на решение которой нацелена представленная работа.

Глава 2. Многоволновые методы структурной сейсмологии при моделировании неоднородностей среды землетрясений. Рассмотрены теоретико-экспериментальные предпосылки и обоснование проведения многоволновых сейсмических исследований в ГСЗ для построения и представления более детальных сейсмических и комплексных геофизических моделей блоковых неоднородностей земной коры. Результаты изучения глубинного строения земной коры являются необходимой базой для создания фундаментальных основ геодинамики, определения причин землетрясений и природы их предвестников, а также прогнозирования и поиска месторождений полезных ископаемых. Основное внимание в разделе уделено повышению информативности метода ГСЗ Гамбурцева, который является ведущим при решении задач в комплексе детальных геофизических работ по изучению всей коры в целом. Это обеспечивало бы построение более детальных и адекватных моделей среды. Полученные в начальный период представления о структуре среды методом ГСЗ на уровне только головных волн преломленного типа ограничивались рамками известных трехслойных моделей земной коры. Разрезы представлялись в виде сглаженных горизонтов, охарактеризованных граничными скоростями и сплошными однородными толщами между слоями. Из разреза выпадали слои с пониженными скоростями и отсутствовали горизонтальные неоднородности. Давались ценные, но весьма осредненные и схематические представления о структуре земной коры. В таких грубых моделях не находили отображения области разного геологического строения. Различные очаговые зоны землетрясений находящиеся в различных геотектонических условиях по результатам метода ГСЗ, по существу, ничем между собой не отличались. Более того, они не отличались от среды вмещающей очаговой зоны. Такие представления не удовлетворяли практическим задачам геодинамики, физики очага и прогноза землетрясений. И тем более не позволяли разобраться в причинах вызывающих сейсмичность, рудообразование и накопления углеводородов. Полученные модели земной коры приводили также к несогласованности с данными гравиметрии и сверхглубокого бурения. Такое резкое несоответствие между результатами общепринятой интерпретации ГСЗ с данными бурения Саатлинской скважины (СГ-1) имело место в Азербайджане. Не было подтверждено наличие высокоскоростного горизонта с граничными скоростями > 6,7км/с., отождествляемого с породами «базальтового» слоя и прогнозируемого на глубине 7800м. по разрезу ствола. Кроме этого, данные ГСЗ почти не освещали разрез в интервале 0-13 км., т.е. оказались несопоставимыми с данными более детальных исследований разреза ствола СГ-1. Эти выявившиеся противоречия между фактическими разрезами сверхглубоких скважин (также на Кольской и Криворожской) и построенными для обоснования их бурения геолого-геофизическими моделями строения привели к переосмысливанию основополагающих концепций развития и внутреннего строения Земли. Приводятся исследования по выяснению и вскрытию причин несоответствия глубин залегания ожидаемых магматических пород на 8

уровне залегания поверхности кристаллического фундамента, прогнозируемой по данным преломленных волн с данными бурения. Осуществлялся также поиск путей повышения информативности методов ГСЗ и КМПВ с учетом существенных изменений, которые претерпели начиная с середины 60-х годов прошлого столетия, физические представления о волновых полях и, в особенности, природа преломленных волн.

Направляющей идеей теоретических разработок и экспериментальных исследований являлось определение моделей границ и выяснение динамических соотношений между отраженными волнами и волнами преломленного типа. Исследования в этом направлении показали, что в зависимости от свойств границы и характера строения среды роль указанных волн в формировании области первых вступлений может быть существенно различной (Алексеев, 1960, 1962; Епинатьева, 1962, 1965; Накамура, 1968; Бессонова, Михота, 1968 и др.) Основываясь на физических следствиях, вытекающих из результатов этих работ, в разделе обсуждаются некоторые особенности наблюдаемого волнового поля в ГСЗ и КМПВ. Экспериментальные данные полученные в Азербайджане и других регионах (Раджабов, Бабазаде,1965; Вольвовский, 1973) показывают, что главными компонентами волнового поля являются отраженные, отраженно- дифрагированные волны и волны преломленного типа. Опорные волны, связанные с поверхностями Мохоровичича и консолидированной коры, обладают более стабильными признаками по сравнению с волнами от промежуточных границ земной коры. Это, видимо, обусловлено тем, что области перехода от осадков к консолидированной коре и от коры к мантии разделяют наиболее существенно различающиеся по физическим свойствам части земной коры. Применение новых методов существенным образом уточнило представление о сейсмической модели земной коры района СГ-1. Исследованиями была установлена иная физическая природа волн, регистрируемых в первых вступлениях и недостатки интерпретационной модели простых головных волн, которые и привели к расхождению и к несогласованности глубин по данным различных методов. К получению ложных преломляющих границ и ошибочных значений граничных скоростей приводило отнесение последующих волн прерывистой корреляции к преломленным волнам и объединение их в протяженные сводные годографы. В дальнейшем использовались лишь опорные преломленные волны, регистрируемые в первых вступлениях. Теоретико-экспериментальными исследованиями последующих лет было установлено, что регистрируемые опорные первые волны для глубоких частей земной коры являются головными волнами сложных типов, связанных с переходными слоями ограниченной мощности. Основная же часть коротких осей синфазности, выделяемых преимущественно в последующих вступлениях, являются отраженными волнами. К формированию головной волны сложного типа приводит наличие градиентного переходного слоя выше основной границы раздела. Повышение излучающей способности скользящей волны может быть и за счет инверсионной пачки тонких слоев в переходной зоне. Это усиление тем больше, чем больше градиент скорости в слое, толщина этого слоя и частота колебаний. Форма годографов головных волн сложного типа и изменение их кажущихся скоростей в случае резко градиентного переходного слоя установлены на примере простейшей одномерной скоростной модели, состоящей из переходного градиентного слоя ограниченной толщины на полупространстве.

Обоснованы принципы получения и построения сейсмической модели среды как исходной для построения комплексной геофизической модели. Зная изменения мощности и состава вещества по вертикали и горизонтали, можно построить соответствующую модель, апроксимирующую структуру неоднородности по некоторому закону изменения того или иного физического параметра. Сформулировано понятие более полной информативной многопараметрической модели среды, приводящей к понятию ком-

плексной геофизической модели. Последние создают геофизические поля ряда физических параметров, согласующихся в пределах заданной точности с измеренными характеристиками этих полей.

Геофизические модели явились мощным средством изучения структуры очаговых зон. Построение геофизической модели начинается на основе сейсмической модели и определения корреляционных связей между скоростными и динамичными параметрами, создающими то или иное геофизическое поле. Проблема сводится к двум геофизическим аспектам: определению сейсмической модели и других параметров на основе корреляционных соотношений. В общем случае сейсмическая модель может быть построена на основе нахождения функциональных связей между измеренными характеристиками волнового поля и физическими параметрами среды.

Исследование скважин методом акустического каротажа показывает, что реальные среды тонкослоисты по скоростям распространения упругих волн. Это вызывает необходимость поинтервального осреднения графика V(z). Такое упрощение приводит к понятию пластовой и поинтервальной скоростей. Аппроксимизация тонкослоистой среды этими скоростями приводит к слоисто-неоднородной модели со ступенчатыми графиками изменения скорости с глубиной. Сейсмические модели в таком представлении информативны, т.е. они позволяют анализировать как общие, так и частные закономерности распределения в реальной среде скоростные функции в явном виде.

В полях отраженных волн прерывистой корреляции отражена блоковость и слоистость: выделяется число и протяженность прерывистых отражений, изменение их интенсивности, наличие дифрагирующих элементов.

Фон нерегулярных колебаний образует слабокоррелируемые случайные поля. Главными являются отраженные волны с короткими осями синфазности, поэтому поле отраженных волн целесообразно положить в основу построения скоростной модели.

Для получения многопараметрической сейсмической модели земной коры, скоростная модель, построенная по Р составляющим волнового поля, должна дополняться также скоростями распространения поперечных волн, соотношениями скоростей продольных и поперечных волн при Vp и Vs и коэффициентом Пуассона.

Прогнозирование горизонтальных волновых неоднородностей и флюидонасы-щенности в очаговых зонах земной коры осуществляется методом ВСЗ (вертикальное сейсмическое зондирование) для вертикального изучения скоростных характеристик и окружающего пространства.

Разработанный ЗД метод сейсморазведки на расстановках совмещенных продольных и поперечных профилей, центр которых и источник возбуждения последовательно смещаются в противоположные стороны от зондируемой точки. Используя программы различных обрабатывающих комплексов, адоптированных к системам этого метода, проводили обработку полевых записей в модификациях ОГТ и РНП. В предложенном методе используется все поле отраженных волн, включая и поле прерывистой корреляции коротких отражений, что дает возможность повысить детальность расчленения разреза, выявляется горизонтальная неоднородность среды.

Для целей определения флюидонасыщенности среды введены параметры огибающей энергограммы - отношение амплитуды Атах к Т-периоду огибающей аномалии.

Обработка полученных данных об изученной энергии обуславливается состоянием пласта - коллектора, характером и степенью его флюидонасыщенности, т.е. свойствами самого пласта - коллектора, который будет сказываться на его количественном показателе А/Т Изучение этого показателя представляет практический интерес, этот параметр используется как в разведочной геологии, так и в сейсмологии, его аналог -энергетический класс землетрясений. Для определения фундаментальных соотношений 10

и использования А/Т в качестве признака различия характера и степени флюидонасы-щенности пласта - коллектора проведены исследования на основе полученных конечных двух формул, выполнены необходимые расчеты. Для образования диагностического признака существует диагностический подход для А/Т, устанавливаемых индивидуально, в зависимости от конкретных условий.

Методом, ориентированным на изменении глубинных разломов, является метод дифракции. Разработаны специальные кинематические и динамические критерии выявления дифрагированных волн, позволяющих определить положение дифрагирующего объекта - яркой точки, представляющей собой аномалию сейсмических свойств среды. Метод позволяет выделить в вреде кластеры неоднородностей - рассеивателей, представляющих образ геологического объекта, которым могут быть фрагмент залежей нефти/газа, геологический разлом, очаг созревающего землетрясения. В настоящее время метод активно внедряется как в сейсмологию, так и сейсморазведку. Перспективно использовать в сейсмологии новую модификацию метода, которая выявляет не пассивные рассеиватели - неоднородности, а активные микроисточники, источники сейсмоэмиси-онных колебаний, группирующихся в готовящемся очаге землетрясения и окружающей его среде.

Глава 3. Сейсмические модели деформационных структур среды очаговых зон землетрясений. В этой главе приводятся принципы выбора размеров и границ территории районов в пределах общего единого геодинамического Кавказско-Иранского сейсмоактивного региона. Важное значение при идентификации региональных и локальных структур очаговых зон готовящихся землетрясений приобретают объекты не "точечных" эпицентров, а очагов землетрясений разных магнитуд в соответствии с их размерами ориентацией. В методологическом отношении исследования таких геодинамических структур очаговых зон наиболее детально проводятся по территории Кавказа и в его пределах, в Азербайджане и прилегающей акватории Каспийского моря. Линейные размеры выбранных территорий должны быть сопоставимы с линейными размерами очагов катастрофических землетрясений. При этом необходимо учесть также эффект "кольцевой" сейсмичности, т.е. форшоковую деятельность и то, что моменты возникновения некоторой части землетрясений конкретного региона определяются процессами протекающими далеко за его пределами, а также размерами пятен эпицентров на многолетних картах землетрясений. Такими выбранными очаговыми областями для изучения по более обширным регионам являлись регионы Шемаханских и Джавахетских землетрясений на Кавказе. На территории распространения очаговых областей крупных землетрясений Кавказа и акватории Каспия для изучения глубинного строения земной коры и верхней мантии применялась разная методика полевых сейсмических наблюдений и в довольно большом объеме. Приводится информация о положении системы сейсмических наблюдений, их особенностях при изучении глубинных разломов, а также об объемах отработанных профилей ГСЗ.

Наряду с профильно-площадной съемкой КМПВ в 1978-1982 г. в очаговой зоне землетрясений был проведен цикл работ сейсмологическим методом станциями "Черепаха" (Бабазаде), в том числе МОВЗ и СМОВ. Подобные работы параллельно проводились и на территории М. Кавказа, в пределах Араратской и Джавахетской сейсмогенных зон (Попов, Вольвовский, Егоркина и др.). Приводятся также данные о работах МОВЗ и о других видах геофизических работ, выполненных другими организациями. Специальные сейсмические профиля по системе наблюдений КМПВ (№ 16,30) и сейсморазведка отраженными волнами были отработаны в районе ствола и околоскважинного пространства СГ-1, относящегося к периферийной части Шамаханской сейсмоопасной очаговой обласи землетрясений и непосредственно к сейсмоактивным зонам Саатлы-

Зардоб-Имишлинских землетрясений. Описание методики наблюдений, аппаратуры и волнового поля приводится в публикациях (Бабазаде, 1996). Общий объем выполненных в пределах Среднекуринской впадины и смежных территорий южного склона Б. Кавказа региональных профилей методом КМПВ составил более 560 тыс. км. С использованием материалов КМПВ и ГСЗ методом преобразований нерегулярных полей отраженных волн прерывистой корреляции в скоростную модель были отработаны старые и новые первичные профилей КМПВ и ГСЗ, в том числе профиль 1 -К на Каспии, совпадающий с начальной частью профиля 1-2 ГСЗ в море, профиля ГСЗ №3 Гали-Пойлы и ГСЗ-МОВЗ - Акстафа-Батуми, а также КМПВ Габала-Шамаха-Мараза и еще 3 профиля по простиранию и четыре профиля вкрест простирания основной складчатости Кавказа, покрывающих систему разломных зон южного склона. Обработка массива записей нерегулярного поля отраженных волн осуществлялась по алгоритму и программе МЗК (модель земной коры), предназначенных для построения скоростных моделей на ЭВМ по наблюденному полю отраженных волн прерывистой корреляции при методике продольного профилирования. Внедрены и использовались на Кавказе и структурные модификации сейсмологии, использующие волны, возбуждаемые местными и удаленными землетрясениями.В режимных наблюдениях трех циклов целевых работ в пределах очаговых зон Шамахинских землетрясений, каждый из которых составлял 4-5 месяцев, одновременно участвовало соответственно 3,5 и 9 станций записи АСС-ЗМ. Площадное размещение станций в трех точках наблюдений первого цикла (Пиркули, Ахсу, Буйнуз) образовали трехугольную систему сети, а в пяти точках второго цикла (Пиркули, Ша-маха, Падар, Миджан и Тирджан) систему сети правильного параллелограмма из четырех станций с пятой (Тирджан) лежащей внутри этого параллелограмма. Работа третьего цикла проводилась вдоль двух профилей поперек Кавказскому простиранию поверхностных геологических структур. Первый профиль располагался вдоль реки Гырдыман-чай от Падара до Лагича, а второй вдоль верхнего течения р.Геокчай. Шаг между станциями каждого цикла составлял соответственно 20-45 км, 15-25 км и 2,5-6 км. С учетом ближайших сейсмологических станций регионального типа, исследуемая площадь с зонами исторически сильных землетрясений и наибольшей современной сейсмической активностью Аю , размещалась внутри площадных расстановок. Установка станций вблизи активных разломов и их пересечений, соизмеримость размеров площади исследований с возможностями аппаратуры, сравнительно высокий частотный диапазон регистрируемых событий, позволил получить весьма ценный материал по слабой сейсмичности в виде продольных и поперечных волн от местных и близких землетрясений. Причиной значимости этого материала, а так же материала по профилю КМПВ - 1 (Га-бала - Мараза), отработанного в 1979 г. и, пересекающего продольно Шемахинскую очаговую зону в центральной ее части, является то, что он охватывает периоды предшествующие серии довольно сильных событий, случившихся на исследуемой площади в ноябре-декабре 1981 г. Методика наблюдений по изучению глубинной структуры очаговых зон представляет систему из крестов, образованных продольным профилем КМПВ Габала-Мараза и двумя поперечными профилями с использованием станций "Черепаха". Число одновременно работающих станций записи "Черепаха" на профиле вдоль р.Геокчай составило 9 и 7, а на профиле вдоль р.Гирдыманчай - 8 и 7. Шаг между станциями записи составлял от 1,5 до 3 км на первом из профилей и 3-5 км на втором профиле. Длительность циклов наблюдений составляла на расстановках профилей 8-9 дней. Описаны особенности методики и техники наблюдений взрывов и землетрясений. Выбор точек для сейсмических наблюдений в Шамаха-Исмаиллинской эпицентральной зоне осуществлялся также с учетом опыта работ Кавказской экспедиции в предыдущие годы (1952 - 1953 г.г.). Всего за периоды наблюдений 1979 - 1980 г.г. получено 49 об-12

зорных и 754 рабочих сейсмограмм. Из перезаписанных материалов за зимний период (329 событий), 80 % землетрясений с < Юс-12с являются местными, около 16 % с Дts_p =10-60с - близкими, около 5 % далекими. За летний период зарегистрированных и перезаписанных событий (221) около 70 % местных, 29 % близких и около 4 % взрывов. За период наблюдений 1981 г. перезаписано 39 обзорных и 580 рабочих сейсмограмм. Из общего числа перезаписанных событий (275) местных - 207 (76 %), близких -55 (20 %) далеких - 3 (1 %) и взрывов - 10 (37 %). Общее число использованных событий в зимний период составило 421. Число же событий для обработки сейсмограмм летнего периода было 142. Для изучения анизотропии скоростей распространения поперечных волн за период 1979 - 1981 г.г. было подвергнуто анализу 1171 сейсмограмм. Число их по зимнему периоду 1979 - 1980 г.г. составило - 299, по летнему - 375, и по 1981 г. - 497. Полученные материалы наблюдений со станциями "Черепаха" с использованием энергии местных землетрясений вдоль профилей были обработаны также сейсмологическим методом отраженных волн, изложенным в 2.6 предыдущей главы. Постановка, организация и проведение экспериментальных работ по системам наблюдений со станциями "Черепаха" в очаговой зоне Шамахинских землетрясений осуществлялась по инициативе, по хоздоговору и под руководством и непосредственным участием Бабаза-де. Им же с использованием станций "Черепаха" были выполнены сейсмологические исследования методом СМОВ также в Шеки-Огуз-Мингечаурской очаговой зоне землетрясений (1992-1993) и в западном Кобыстане, к востоку от Шемахи-Мараза. Приводятся данные о работах со станциями типа "Черепаха" М.Кавказе в пределах Армении (Егоркиной и др.), а также на Джавахетском нагорье в Грузии Вольвовским, и др. Объем мониторинговых исследований за вариациями геофизических полей был проведен комплексом электрометрии методом ДОЗ, магнитометрии, геохимических параметров подземных вод и газов проведения газо-геохимической съемки. Режимные наблюдения проводились комплексом электрометрии в 3 точках - 2900 измерений, магнитометрии в 53 точках - 17500 измерений, водоотбор и газоотбор произведен в 27 пунктах - 6300 проб. Указанный комплекс работ выполнен по известным методикам с учетом особенностей геологических условий района исследований и соответствующих корректив в выборе оптимальных вариантов. Результаты режимных наблюдений были подвергнуты статистической обработке, а поиск скрытых периодичностей в их вариациях осуществлен методом Фурье. Пересмотр первичных данных ГСЗ Кавказа с полной переинтерпретацией старых материалов с новых позиций позволило оценить возможные идейные и технические ошибки, которые имели место в старых вариантах интерпретации. Данные разрезов ГСЗ в новой интерпретации сохраняют в неизменном виде лишь положение отражающих площадок и точек дифракций, которые были определены и опубликованы ранее (Бабазаде, 1978). Впервые в истории региональных сейсмических исследований ГСЗбыли получены экспериментальные данные об отраженно-дифрагированных волнах при наблюдениях методом ГСЗ земной на профиле Ахсу-Массалы №4, изучены некоторые особенности годографов этих волн и предложены способы определения глубин дифракции. В последующие годы данные о дифрагированных волнах в комплексе с данными других классов регистрируемых волн позволили выделить блоки в кристаллической толще земной коры и трассировать глубинные разломы, разделяющие эти блоки на всех профилях ГСЗ Азербайджана и Кавказа, в том числе и прошлых лет при разработке двухмерных и трехмерных многопараметрических геофизических моделей среды на основе определения характеристик скоростной модели по полям отраженных, дифрагированных, преломленных волн и последующего нахождения соответствующих уравнений регрессий, связывающего эти характеристики с плотностными и скоростными Vp/Vs

параметрами среды. Определенный объем сейсмических работ со станциями "Черепаха" (Бабазаде, 1996-1998) выполнялся с расстановками на суше по системам пространственных наблюдений отраженных волн от границ осадочной толщи структуры Алаят-море в шельфовой зоне Южного Каспия из двух источников взрывов на острове Булла. Интерпретация данных проводилась по технологии СМОВ. Из других очаговых зон Альпийского сейсмического пояса рассмотрены районы Фриульских землетрясений (19761977) в Южных Альпах (М 6,4) на севере Италии и Ирпинского землетрясения 1980 (М 6,7-6,9) в южных Апеннинах. Для исследования особенностей строения и свойств очаговых зон землетрясений Тихоокеанского сейсмического пояса выбраны два сейсмоактивных региона центральной Калифорнии и Японские острова (Канто-Токийская область) - границы плит. В противоположность Калифорнии на Японских островах неизвестны разломы, по которым смещения происходят в результате такого же хорошо выраженного крипа, как в центральной части разлома Сан-Андреас (хотя землетрясение в 1995 г. в Кобе думается, опровергло это мнение). Результаты по сейсмическим исследованиям структур очаговых зон Коалингового землетрясения М=6.5, 1983, а также очагов сильных землетрясений Нагано в 14.09.1984 г. М=6.8, 6.2, 5.6 приводятся в приложении в конце работы. Приводятся результаты построения двух и трехмерных сейсмических моделей структурных границ и региональных разломов земной коры очаговых зон Юго-Восточного Кавказа по многоволновому полю глубинных сейсмических исследований. В отличие от работ прошлых лет, акцент здесь делается на новые данные интерпретации субгоризонтальных или пологонаклонных отражающих границ земной коры очаговых зон. Выделение и изучение разломов производилось поэтапно на основании аномальных особенностей волнового поля , скоростных и структурных признаков. Обнаруживался блок, а затем более детально изучалась контактовая зона или зона стыка двух блоков. Наиболее характерные результаты даются на профилях ГСЗ №4, №3 (Каспийское море - Черное море), №6 (КМПВ), №12 и др. Для сравнительного анализа и подтверждения ряда выводов, рассматриваются полученные в приложении принципиальные сейсмические модели земной коры очаговых зон Италии, Японии и Центральной Калифорнии. Отмечается сходство и отличие особенностей связи сейсмичности структурой коры зон очагов Кавказа и Италии. Конечный этап реализации методики комплексного изучения глубинных разломов на основе использования их признаков, вытекающих из фрактально организованных аномалий гравимагнитных полей по всей площади областей подготовки сильных землетрясений и методов взрывной сейсмологии по профильным сечениям представляется в разделе пространственные модели прогноза глубинных разломов очаговых зон для Азербайджана и Каспийского моря. На основе обобщенной объемной геофизической информации выявляются закономерности конфигурации, размещения и строения разломов, их классификация, геодинамическая активность, а также количественные характеристики их параметров. Впервые удалось выявить и охарактеризовать округлые, дуговые, кольцевые концентрические аналоги геометрических фрактальных блоков и ограничивающие их каркасные глубинные разломы, геодинамически активные , в том числе сейсмические узлы пересечений разломов и их коррелируемость в пространстве с локально-концентрированными зонами повышенной плотности эпицентров и участкам максимальных значений Аю . Последняя взаимосвязь ярко наблюдается в Шемахинской зоне. Высокосейсмичные зоны в пространстве приурочены также к вершинам дугообразных разломных участков округлых структур. Наблюдаемый неодинаковый уровень сейсмической активности в разных узлах, зависит от числа сходящихся разломов, их длины, величины углов схождения, азимутов простирания, глубин очагов землетрясений и т.д. При этом частота сейсмических событий непосредственно связана с уровнем раздробленности земной коры и с районом пересечения систем разломов в 14

интервале острых углов. Вследствие своей жесткости именно эти сегменты являются концентратором напряжений и энергетически выгодным местом для развития неупругих деформаций и образования новых разломов. Более детально и полно в работе представляется пространственная модель глубинного строения очаговых зон Шемаха-Исмаиллинских землетрясений по результатам геофизических исследований. Глубинное строение земной коры Шемаха-Исмаилинской зоны на уровне построения традиционных геолого-геофизических разрезов изучено по субширотным и субмеридиональным профилям КМПВ и электроразведкой МТЗ приводится в (Бабазаде, Велиев1989). При этом привлекались данные скважин параметрического и структурно-картировочного бурения. Построены также структурные схемы по поверхностям М, К, доальпийского фундамента, юрских и меловых границ с использованием материалов КМПВ и ГСЗ прошлых лет в южной части зоны и трансформант гравии- и магнитного полей. Последние в комплексе с данными МОВЗ "Черепаха" использовались для выделения блоковых и разломных структур земной коры под которыми расположены возвышенности Чара-ган, Мадраса, Сагтиян, Ивановке и далее к северо-западу. Эти прогибы фундамента выполнены мощными отложениями мезо-кайнозоя и являются видимо хорошим вместилищем углеводородов в отложениях позднего сенона, палеогена и неогена. Скоростные неоднородности фундамента разделяются на следующие три диапазона: 6,1-6,4 км/сек; 6,6-6,8 км/сек и 7,0-8,2 км/сек неоднородностей в горизонтальном направлении. Преобладающими в пределах этих диапазонов соответственно равны: 6,2 км/сек; 6,5 км/сек; 8,0 км/сек граничные скорости, диапазоны которых относятся к первого - к кислым породам, второго - к породам смешанного типа с преобладанием промежуточных пород от более средних к основным, а области третьего типа связываются с породами основного и промежуточного состава. Приведены данные подтверждающие Ванданской зоны к эвгеосинклинали Малого Кавказа, Рассматривая взаимоотношения деталей залегания рельефа поверхности и раздела М в Шамахинском блоке, отмечается что имеет место изостатическая компенсация области наиболее глубокого положения поверхности фундамента, соответствуют наименьшие для области глубины залегания поверхности М. Выявлено, что зоны разломов, сопровождаются полосами пониженной скорости волн в очаговых областях на глубинах 15-30 км, т.е. низкоскоростные слои примыкают к поперечным глубинным разломам с западной стороны. Рассмотрены детали полученных структурных особенностей поверхностей "К" и "М". Более обширный и кондиционный материал получен до глубин 8-10 км, что позволило построить схему структуры доальпийского фундамента. Она представляет интерес для решения проблем, связанных с выяснением природы сложной современной складчатости, метаморфизма и высокой сейсмической активности. Поверхность доюрского комплекса пород, построенная по системам годографов преломленных волн и отождествляемая с фундаментом характеризуется на разрезах КМПВ граничными скоростями 6,1-6,8 км/сек. Имеются участки границ с более высокими значениями скоростей - 7,0-8,2 км/сек. Намечается общее усиление роли высокоскоростных компонент к западу. Характерным здесь является высокоскоростные участки границ фундамента на выходе Буйнузкого интрузивного массива и Исма-иллинской магнитной аномалии. Такие же участки обнаруживаются к югу от г. Исмаи-лы и восточнее г. Кюдамир. Глубокий прогиб вырисовывают наиболее опущенные участки фундамента Шемаха-Ахсу-Карамарьям-Ивановка. На этих же уровнях глубин в Шемаха-Исмаиллинской зоне происходит сочленение подходящих с юго-запада плоскостей пологопадающих разломов (45°-60°) юго-восточного простирания Верхнечеок-чай-Саотлинской зоны и с юга Верхнепирсагагатского (Навагинской) ветви субширотной Среднетертерской-Верхнепирасагатской системы разломов. Здесь образуется структура типа dipping reflector zone, с которой и связывается сейсмичность. Обсужда-

ется природа полого погружающихся через центральную часть Куринской впадины плоскости разломов в коре со стороны СВ части М.Кавказа под складчатую систему Б.Кавказа, где они сочленяются и взаимодействуют с соответственными неоднородно-стями коры. Получены качественно новые данные о составе и строении глубинных зон земной коры, связанные с возможностями преобразования наблюдаемых геофизических полей в модель, аппроксимирующую реальную среду. Здесь рассматриваются вопросы построения сейсмических моделей, параметры которых являются главными при определении более общих геофизических моделей земной коры. Излагаются результаты применения метода построения двухмерных скоростных моделей по сейсмическому волновому полю при наблюдениях ГСЗ и КМПВ. Опробование этого метода осуществлялось для изучения особенностей распределения пластовых скоростных неоднородностей и структурно физических глубинных границ земной коры в очагах и очаговых зонах Кавказа и Каспия для изучения строения земной коры различных геотектонических элементов. Обоснован подход, позволяющий по сейсмическим данным выделять границы структурного типа. В отличии от традиционного корреляционного приема границы структурного типа в земной коре восстанавливаются или воссоздаются по фактическому распределению скоростных неоднородностей, как уровни определенного скоростного состава. По значениям пластовых скоростей как осадочная, так и консолидированная часть коры расчленяется на скоростные блоки (2,5-7,9 км/сек), изменяющиеся с глубиной и вдоль профиля. Изменение величины скорости происходит по ступенчатому закону с тенденцией к возрастанию при увеличении глубины. По данным некоторых профилей КМПВ и ГСЗ на этом фоне выделяются также зоны инверсии скоростей - локальные блоки с пониженными и повышенными скоростями. Толщина скоростных блоков колеблется в пределах от 3 до 10-15 км и более и также имеет тенденцию к увеличению с возрастанием глубины. Коэффициенты преломления на границах блоков больше чем 0,75. Даются примеры построения моделей земной коры, суммируются результаты и представляются сейсмические модели как совокупность распределяющихся границ и величин пластовых и граничных скоростей. Показана и другая форма представления модели земной коры, основанная только на распределении скоростных параметров по продольным волнам. Такое представление , называемое скоростной моделью является, как показано, содержательным и в общем достаточным, чтобы удовлетворить решение прямой кинематической задачи. Эта модель становится более представительной в дальнейшем дополняемая данными по поперечным волнам. Одним из признаков достоверности построенных моделей является внутренняя непротиворечивость скоростных параметров, определяемых по характеристикам используемых классов волн. Сложность строения в большей части обусловлена особенностями ее мозаичной или блоковой структуры, с комбинациями различных перемежающихся скоростных блоков, по-видимому, разного литолого-петраграфического состава. Обоснованность скоростных моделей земной коры устанавливалась путем сравнения и согласования теоретических значений I, Уэф, вычисленных по параметрам моделей с наблюденными значениями этих же величин. Представляется также параметризация двухмерных скоростных моделей с выделением комплексов пород с преобладающим скоростным составом. Заострено внимание на информацию по результатам построения моделей на основе данных поля отраженных волн на западной части профиля №3 Черное море - Каспийское море от Сухуми до п. Алазани. На всем протяжении депрессии выделяется нижележащий инверсионный слой с мощностью 6-8 км и скоростью 6,2-6,7 км/сек, расположенный непосредственно над поверхностью Мохо. Вместе с тем по данным ГСЗ и КМПВ в восточной части Куринской впадины, а именно в окрестностях района СГ-1 непосредственно над границей Мохо. Залегает более однородный слой с У=7,7-7,9 км/с и мощностью в 16

среднем 10 км. Сейсмические данные позволяют отнести этот слой к переходной зоне между корой и мантией. Данные ГСЗ о наличии на участке СГ-1 приподнятого блока плотных пород базальтов с граничными скоростями 6,7-6,8 км/с качественно хорошо увязываются с данными гравиметрии и магнитометрии. Обоснованы новые и развиты информативные возможности модификаций ЗД сейсмических методов изучения отраженными волнами низкоскоростных дилатансных геодинамических зон и горизонтальных неоднородностей слоев среды землетрясений на основе комплексирования наземных наблюдений со сверхглубоким и глубоким бурением. Обсуждаются данные сейсмических исследований на объекте сверхглубокой Саатлинской скважины (СГ-1) в Азербайджане, имеющей большое значение для разработки решения новой специфичной задачи - оконтуривания площади вокруг скважины, для которой характерен разрез скважины. Использован комплекс сейсмических исследований из модификации отраженных волн с элементами систем наблюдений методов общей глубинной точки (ОГТ), КМПВ, ГСЗ. При решении детальных задач изучения геометрических и физических характеристик среды использованы кинематические особенности поля отраженных волн, включая поле их прерывистой корреляции. При использовании динамических характеристик поля регистрируемых волн, разработана методика энергетического анализа всего волнового поля отраженных волн. Эта методика позволяет по аномалиям огибающих энергограмм получаемых путем преобразования сейсмических трасс временного разреза в энергетические трассы с определенной спектральной характеристикой, прогнозировать вертикальное распределение группы коллекторов в разрезе, намеченной к бурению скважины и ее окрестности. Введен количественный параметр аномалии огибающих энергограмм и получен его алгоритм, выражающий энергетическое состояние пласта-коллектора. Установлены некоторые закономерности в ходе введенного параметра для разных типов пластов-коллекторов, насыщенных в разной степени флюидом. Приведены примеры использования значений введенного параметра для оценки характера и степени флюидонасыщенности разуплотненного пласта дилатансного типа. Дан прогноз геологического разреза бурящихся и проектируемых глубоких скважин на некоторых структурах, а также физических упругих свойств разуплотненных протяженных дилатансных зон верхней части земной коры, в том числе в осадочной толще и над поверхностью кристаллического фундамента. Предложенные сейсмические схемы мониторинговых наблюдений на непродольных профилях секущих проектируемую или бурящуюся скважину в различных сечениях, и использующие контролируемые виброисточники возбуждения колебаний, способны давать детальные данные о дилатансной среде "очагового" и "погранично-приповерхностного" типа с изменяющимися во времени структурно-физическими свойствами в области подготовки очагов землетрясений и в зоне проявления аномальных геофизических полей.

Глава 4. Сейсмический потенциал и сейсмологический мониторинг локальных динамических процессов очаговых зон. Вопрос о возможности определения прогнозных долговременны (за сотни лет и более) значений показателей сейсмичности (у, А, Мтах ) посредством математической корреляции наблюденных за короткое время (годы или десятки лет) значений этих характеристик с показателями геолого-геофизических полей, имеющих более долговременный характер был поставлен еще Ризниченко в 1962 и начал осуществляться позже на Восточном Кавказе и Каспии (Риз-ниченко, Бабазаде и др. 1973, 1974, 1975). Именно в этих работах задачи определения Мтах путем выяснения и установления взаимосвязей проявлений сейсмичности и параметров сейсмического режима с аномалиями наблюдаемых геофизических полей и особенностями строения в более широком плане для территории Азербайджана ставились впервые. Характеризовалось состояние изученности очаговой сейсмичности, глубинно-

17

го строения, геофизических полей сейсмоопасных зон. Намечался план программы сейсмологических и геолого-геофизических исследований возможности расчетного установления долговременных средних показателей сейсмичности А и Мтах по максимальному комплексу признаков и реализованный впоследствии для данной территории.

Более полно данные о сейсмичности освещаются в (Бабазаде и др., 1996). Уже к тому времени представлялось иметь дело со слабой сейсмичностью наряду с сильной, исследовать сейсмичность в акватории Каспия. Выделены районы, подверженные разрушительным землетрясениям. Очаги землетрясений в пределах территории Азербайджана располагаются в интервале глубин от 6 до 75 км. Основной максимум соответствует глубине порядка 25 км. - в коре, побочный « 52км. - подкоровые. Сделан вывод также о наличии в земной коре отдельных сейсмотектонических областей Азербайджана сейсмогенных этажей (мощностью 20-40 км.), характеризующихся разным уровнем сейсмической активности. Серия сильнейших землетрясений очаговых зон имеют глубины до 40-100 км. Наклон графика повторяемости в разных местах области и за разные сроки наблюдений изменяется незначительно, за исключением некоторых участков - у 0,57 - 0,6. Выбиралось среднее значение у = 0,5, как и для Кавказа в целом. В работе представлена карта сейсмической активности Азербайджана и прилегающей акватории Каспия, построенная по инструментальным данным за 1951-1982гг., наиболее полно отражающая все известные сейсмоактивные зоны. Значения Аю в этих зонах приводится из серии карт Аю за 1931-1976гг. Все определения Мшахдля Азербайджана только по сейсмологическим данным являлись весьма ограниченными. Они явно занижали возможные значения Кв для большей части территории и не удовлетворяли требованиям получения объективных и полноценных карт сейсмической опасности. Поэтому для устранения недостатков сейсмологической информации и установления средних показателей сейсмичности А и Ктах в очаговых зонах были привлечены косвенные структурированные параметры геолого-геофизических факторов (Бабазаде, 1980, 1990). Комплекс данных вводился в расчеты Ктах вначале путем сопоставления тех или иных факторов (всего до 15) с сейсмической активностью А.

Затем на основе рассчитанной средней «прогнозной» величины А определяли Ктах ■ Это делалось посредством количественных методов парных и многомерных корреляций с применением надлежащей математической статистики. Из элементов общей программы определения Мтах по широкому комплексу данных в качестве примеров в работе рассматриваются результаты парных корреляций сейсмической активности с показателями моделей рельефа по срезам на уровне 20,30,40 км. ниже уровня поверхности консолидированной коры для территории Азербайджана с рассчитанными на их основе картами теоретической долговременной сейсмической активности. Рассмотрение карт срезов показывает, что зона наибольшей изменчивости по скорости распространения продольных волн и образования в ней инверсии скоростей отмечается в интервале глубин от 20 до 30 км.(Ахсу-Сабирабарская эпицентральная зона). В точке КК сейсмоген-ной зоны, характеризующейся резкой дифференциацией вещества коры или блоковым дроблением толщиной около 10 км. Гипсометрически эта зона располагается в основном в пределах слоя «Б» в разрезе Куринской впадины. Этот слой, соответствующий сейсмологическому базальту, можно считать наиболее сейсмичным, где возникают и реализуются силы, вызывающие процессы приводящие к землетрясениям. Для сопоставления с параметрами сейсмичности были использованы особенности показателей рельефа «Б», глубины залегания Ьб и градиенты глубин /'згас! ЬБ /. Карту поверхности слоя «Б» по сейсмическим данным удалось построить только для ограниченной территории ( Юордамир - Сальяны - Агджабеды) площадью около 15 000 км2. На остальную

часть территории Азербайджана карта была наращена по материалам гравиметрии на основе полученного корреляционного графика Ag = (ЬБ), где - значение силы тяжести. Пересчет градиентов глубин обобщенной поверхности слоя Б для всей территории Азербайджана с методикой построения карты сейсмической активности производился способами постоянной детальности и постоянной точности. Полученная карта градиентов значений глубин и использованные для этого формулы двух соответствующих видов приводятся в работе. Величины градиентов глубин ЬБ колеблются от 0,03 до 0,9. Корреляция /дгас! ЬБ / с Ад и Ат проводилась как по всей территории Азербайджана, так и по отдельным областям высокой активности. Представлено корреляционное поле Ад; ЬБ /. Приводятся уравнения рассчитанных корреляционных связей, описываемых линейными уравнениями регрессии, а также уравнение средней линии вероятной кривой зависимости А|0 от /угас1 ЬБ /. Сравнительно высокие коэффициенты корреляции 0,55-0,56 получены в пределах отдельных зон (Гянджа-Агдамская зона) и для всей рассматриваемой площади при корреляции гай ЬБ / с Ат с коэффициентом г = 0,66. Фактор градиента глубин залегания поверхности слоя «базальта», выделяемый по параметрам скоростной модели, оказался одним из наиболее информативных среди многих геолого-геофизических полей при многомерной их корреляции с сейсмичностью. Придавая большое значение информации о глубинных разломах для определения сейсмической опасности, в работе предложен и реализован корреляционный метод прогнозирования долговременной средней сейсмической активности, основанный на количественной оценке связи сейсмической активности А с различными параметрами (Бабазаде, 1975, 1977, 1978, 1990). Результаты качественной корреляции элементов глубинных разломов Азербайджана по геофизическим аномалиям с данными сейсмологии землетрясений приводились ранее(Бабазаде,1973). В работе для наглядности корреляционной связи значений сейсмической активности А со значением горизонтальных градиентов ^ас1 и магнитного поля, отражающего разломы, даны полученные характеристики из работы (Ризниченко и др.,1982). Коэффициенты корреляции, полученные способами определения сопоставляемых величин, колеблются от 0,53-И),12 до 0,6+0,12. Для реализации корреляционного метода при исследовании связи показателей разломов с сейсмичностью в качестве исходной использовалась модель пространственного прогноза глубины разломов зон подготовки землетрясений Азербайджана по геофизическим аномалиям и данным сейсмологии взрывов. Предварительно информация о разломах с этой модели для введения в количественное сопоставление с сейсмической активностью изображалось и представлялись изолиниями на картах в числовом виде. Определялись и картировались плотности длин разломов - , плотности узлов пересечений разломов - Оу1 и плотности разломов с учетом амплитуд смещений по ним - Ош • Процедура картирования указанных показателей разломов сводилась к осреднению исходных данных суммирующими квадратами, а также методами постоянной детальности и точности. Анализ сравнения показателей разломов и параметров сейсмичности осуществлялся на основе отдельно парного и многомерного корреляционного анализа. Корреляция логарифмов величин активности и показателей разломов позволила установить статистические средние зависимости, с использованием которых были определены условия сейсмической активности по каждому соотношению и долговременная сейсмическая активность по их комплексу. При сопоставлении величин активности и показателей разломов, рассчитанных идентично способами постоянной детальности и постоянной точности, значимая связь устанавливается между сейсмичностью и плотностями длин и узлов пересечения разломов. Приводятся линейные уравнения регрессии и величины коэффициентов корреляции. Наиболее высоким оказался коэффициент г =0,63 при корреляции Ат с Б!,. Связь можно считать полученной на относительно хорошем уровне значений при

корреляции Ат и . В результате расчетов были получены многомерные математические модели связей сейсмической активности с геофизическими и другими комплексными факторами, в том числе рассмотренными в работе. Детали результатов построения прогнозных карт максимально возможных землетрясений за различные интервалы времени, карт сейсмической сотрясаемости, а также карт ДСР получили свое отражение в настоящей работе и в картах СР-1978;1980 и ВСР-1989 (Ризниченко, Сейдузова, Кулиев, 1979; Бабазаде, Гасанов, 1996). Торжество и ограниченность вышеизложенных идей в их дальнейшем развитии подчеркивал Шебалин, 1991. Сами лишь отметим, что в этих идеях и методах используются все землетрясения с равным весом, а среди учтенных преобладающее большинство составляют слабые и умеренные по магнитуде толчки. Поэтому в следующих разделах работы нас будут интересовать сильнейшие сейсмические события.

Рассмотрены возможности моделирования пространственных структурных форм и объемов неоднородностей зон очагов и оценки их максимально возможных землетрясений по данным двухмерных скоростных моделей. В поисках решения важных практических задач сейсмического районирования вопросы установления геометрии и физических характеристик очагов землетрясений, их связи с особенностями глубинного строения коры, с составом, напряженным состоянием и др. характеристиками среды находятся до сих пор недостаточно исследованными. По современным представлениям зоны очагов землетрясений представляют собой локальные объемы в земной коре, характеризующиеся по сравнению с окружающей средой повышенной или избыточной упругой напряженностью. Накопление упругих напряжений в их пределах происходит в течении длительных отрезков времени исчисляемых многими годами и даже столетиями. Поэтому очаги сильных землетрясений характеризуются большой устойчивостью и стабильностью. Разрядка в их пределах в виде землетрясения происходит тогда, когда упругие напряжения достигают критической величины. Величина землетрясения относится к его очагу. Она определяется объемом собственного очага и связана с энергией землетрясения простым соотношением. Из него вытекает, что каждой зоне очага свойственно свое максимально возможное землетрясение («п» - некоторый коэффициент), при котором освобождается предельное количество упругой энергии, накопленной во всем ее объеме. Чем больше объем зоны очага, тем сильнее может быть ожидаемое землетрясение. Поэтому, определив объем очаговой области и зная коэффициент «п», можно заранее прогнозировать энергию, либо максимальную магнитуду ожидаемого возможного землетрясения. Пользуясь соотношением (Садовский, 1983) зависимости между энергией, магнитудой и объемом очаговой области для кавказских землетрясений, и используя это выражение, приняв коэффициент п=3, дается формула для определения магнитуды. С целью получения более сведений о структуре и объеме очаговой зоны землетрясений приводятся результаты специальных работ по моделированию пространственных форм и объемов неоднородностей зон очагов и оценки их М„их. Подробно изложены теоретические предпосылки с учетом главных напряжений геостатической части разностного поля упругих напряжений и методика прогнозирования локальных аномальных зон избыточных значений упругой напряженности или объемов очагов землетрясений по данным площадной сейсморазведки (КМПВ) о распределении продольных (пластовых) скоростей сейсмических волн. Рассмотрение приведенных в разделе соотношений, свидетельствует о том, что разностное поле упругой напряженности находится в функциональной зависимости от распределения физических параметров среды: удельного веса, скоростей распространения продольных и поперечных волн, их отношения, а также мощности. Поэтому возможность выделения локальных аномальных зон повышенных или избыточных значений напряженности может быть сведена к выявлению зон повы-20

шенных значений физических параметров среды в некотором объеме земной коры сейсмоактивной области. В качестве исходных для моделирования были использованы материалы профильно-площадных наблюдений КМПВ, расположенных в пределах систем разломов южного склона Б. Кавказа и смежных территорий, включая зоны Заката-лы-Шеки-Огуз-Мингечаур-Исмаиллы и Шемаха. Все материалы профилей представлены с использованием алгоритма преобразования всего поля отраженных волн в скоростную модель среды с достаточной степенью точности определения пластовых скоростей. Эти модели, по-существу, представляют распределение разномасштабных скоростных неоднородностей среды. Они позволяют в изученном разрезе выделять ряд комплексов пород с определенным диапазоном изменения скоростного параметра. Кровля их отбивает уровни, дифференцирующие разрез в плоскости обработанного профиля на различные комплексы. Это дает возможность представлять среду, как систему отдельных образований, каждый из которых характеризуется еще своей внутренней неоднородностью. Здесь впервые приводится также новая двухмерная скоростная модель разреза по профилю через Исмаиллинскую и Шемахинскую зону землетрясений (Бабазаде, 1982) по материалам профиля КМПВ-1-1979 года. Полученные двухмерные скоростные модели в пределах глубин до » 40+5 км. позволили выделить несколько комплексов. На их основе были построены графики изменения интервальных скоростей вдоль линии наблюдения. В качестве примера приводятся графики по двум профилям. Графики показывают латеральную изменчивость скоростного состава каждого комплекса с появлением на них локальных аномальных зон повышенных скоростей со скачком скорости в 200 м/с и более. Совместное рассмотрение кривых графиков по каждому из профилей в отдельности и по их совокупности показывает, что локальные зоны повышенных скоростей проявляются на определенных участках, коррелируясь по глубине и по латерали. Эти участки или зоны образуют объемы, которые отличаются от вмещающей среды достаточной контрастностью физических свойств, обусловливающих сравнительно высокую жесткость среды (Бабазаде,1988). На основе анализа и расчетов по формулам определяется, что жесткость есть характерная способность твердых тел испытывать при действии больших напряжений сравнительно малые деформации. При заданной плотности и толщине пласта отличие скорости уже на 200м/с является достаточным для усиления контрастности локальной зоны и повышения ее жесткости по сравнению с вмещающей средой. Объемы среды с такими свойствами представляют собой зоны повышенной или избыточной напряженности. В них происходит накопление упругой энергии, процесс которого может контролировать механизм подготовки землетрясения. В пределах рассматриваемой территории такие зоны оказались безинверсионными. Однако здесь они подстилаются относительно однородным слоем со скоростями 7,7-7,9 и мощностью в среднем 10 км. Наиболее контрастными свойствами объемов земной коры отличаются зоны Исмаиллинских и Шемахинских землетрясений. Для них выделяются единый в общем конусообразно сужающийся с глубиной до 10-15 км объем, переходящий далее в два дополнительных высокоскоростных объема с контрастными свойствами. Эти локальные объемы, надо полагать, отражают крупные петрографические неоднородности земной коры. Высокая прочность земного вещества, характеризующая эти объемы, способствует накоплению и нарастанию в их пределах упругих напряжений. Поэтому эти объемы земной коры, увязывающиеся с областями существования эпицентров произошедших и происходящих землетрясений, отличаются постоянством, «дол-гоживучестью» и повторяемостью. По данным всех профилей в Шеки-Варташенской зоне очагов выделялась коррелирующаяся по глубине локальная зона повышенных значений интервальных скоростей. Анализ полученных данных показывает, что ширина локальных аномальных зон повышенных значений скоростей каждого профиля с глуби-

21

ной уменьшается. Это приводило к представлению сечения очаговых зон в плоскости профиля в виде усеченного конуса, сужающегося с глубиной. Выявленный конус, представляющий собой контрастный объем земной коры, характеризуется также относительно высокой плотностью земного вещества, что способствует накоплению в его объеме упругой энергии. Таким образом, была определена модель среды формирования очаговой зоны землетрясений, объясняющая взаимосвязанность скоростных параметров среды с показателями сейсмичности. Собственно очаговая область, характеризуемая в пространстве скоплением эпицентров землетрясений ( в отдельные же периоды областями сейсмического затишья), выделяется в виде локального объема, отличающегося от вмещающей среды своей контрастностью по физическим свойствам. Эта контрастность, коррелирующаяся по глубине, представляет объем среды в виде усеченного конуса, с которым увязываются и области эпицентров местных землетрясений. Внутри таких объемов выявлены полосы пониженной скорости сейсмических волн с изменяющейся мощностью на разрезах от 5 до 20 км. и шириной 2-8 км. Эти дилатансионно-разуплотненные полосы примыкают к поперечным внутри очаговым зонам разломов, как например в пределах Шемаха-Исмаиллинских очагов они располагаются вблизи в контакте с Западно-Каспийским глубинным разломом. Принцип вышеизложенной методики построения и районирования территорий очаговых зон по скоростным (или многопараметрическим) моделям зависит от степени изученности земной коры в этом смысле. Представления о пространственном изображении очаговых объемов физических неоднородностей среды получены также для Картлийского, Мцхетского, Ахалка-лакского и др. очагов в пределах изученных глубин М. Кавказа с внутриинверсионными полосами вблизи внутренних разломов. Обнаруженные в этих случаях очаговые объемы подстилаются дилатансионно-инверсионным слоем регионального характера над границей Мохоровичича. По установленным моделям форм локальных очаговых объемов в виде усеченного конуса, шара, цилиндра в работе предложены расчетные возможности оценки ожидаемой магнитуды землетрясения. Получаемая модель очаговой зоны в виде усеченного конуса, сужающегося с глубиной, на дневной поверхности будет отображаться в виде кругов с малыми и большими радиусами. Приводится плановое расположение выделенных аномальных зон с высокой прочностью - Закаталы-Алазанская и Мингечаур- Шекинская. Последняя имеет ширину около 50 км. и протяженность 85 км. Верхняя граница ее уровней проходит в среднем на глубине около 2 км. от дневной поверхности. Конкретно по этой модели и на основе ее параметров вычислена максимальная магнитуда возможного землетрясения (Бабазаде,1996). В пределах области подготовки, которая много больше собственно очаговой области, максимальные напряжения могут мигрировать, вследствии колебаний, свойственных блочным системам. Из результатов расчетов видно, что даже при значительных изменениях параметров модели очаговой зоны, значение максимальной магнитуды изменяется относительно слабо, оставаясь в среднем равной 7,15.

Локальные особенности динамики очаговых зон по данным интерпретации детальных сейсмических мониторинговых наблюдений на Шемахинском полигоне относятся к очень важному разделу по исследованию процессов подготовки землетрясений. Причиной значимости полученного весьма ценного материала по микросейсмичности в виде продольных и поперечных волн от местных и близких землетрясений является то, что он охватывает периоды предшествующие серии довольно сильных событий, случившихся на исследуемой площади в ноябре-декабре 1981 г. Шемахинская очаговая зона с ее Исмаиллинской и другими подзонами характеризуется сильнейшими землетрясениями прошлого и постоянной многолетней сейсмической активностью. Было получено свыше 1300 сейсмограмм с качественной записью. Полученные исключительно 22

ценные материалы этих наблюдений были использованы для определения гипоцентров слабых землетрясений, районирования очаговой области по плотности расположения эпицентров землетрясений в пространстве, установления динамических простанствен-но-временных структур в вариациях уровня группируемости плотностного сгущения и сейсмической активности по слабым землетрясениям перед относительно сильными землетрясениями, связи собственных структур сейсмичности с разломами, а также для поиска особенностей и деталей геодинамики режима микросейсмичности, характеристик временного хода параметров высокочастотного поля микросейсм, анизотропии упругих параметров и напряженного состояния среды, особенно в процессе подготовки сильных землетрясений. Определение координат гипоцентров микроземлетрясений осуществлялось с применением локальных сейсмических годографов, построенных с учетом блокового скоростного и глубинного строения земной коры района. В результате интерпретации материалов локальных исследований станциями "Черепаха" построены схемы расположения эпицентров землетрясений, зарегистрированных в пределах Шемаха-Исмаиллинского района и сопредельных с ним территорий. Предельная ошибка построения эпицентров 1,5-2 км. Эти схемы эпицентров послужили основой для составления карт изолиний их плотности за период 1979-1980, 1881 г, до возникновения сильных Шемаха-Исмаиллинских землетрясений и период после этих землетрясений до апреля 1982 г. За первый период отчетливо выделяются три обособленные области локального сгущения эпицентров, которые в пространстве образуют кольцо, окружающее очаговую область будущего Исмаиллинского землетрясения 29.11.1981 г. с М=5,4 и характеризующаяся затишьем по изолиниям общего поля слабых толчков. В следующий период перед главным событием дифференцированное поле плотности эпицентров стягивается к уровню плоскости его разрыва и затишье охватывает большую территорию. Описано также, выделяемое по кольцевому распределению шеста сейсмоактивных зон с А10=0,5-1,0, сейсмическое затишье в области Шемахинского землетрясения 19.11.1981 г. Таким образом, ясно распознаны сдвоенные области затишья, предваряющие происшедшие, почти в одно время два сильных землетрясения. Изучение структуры поля напряжений перед .Шемаха-Исмаиллинским землетрясением 1981 г. осуществлялось с использованием величины различия во временах прихода к точкам наблюдений поперечных 8- волн разной поляризации. С разных компонент записи сейсмограммы снимались времена прихода волн 8 от землетрясений с разными азимутами и определялись их разности Д^.^ , характеризующие анизотропию скоростей сейсмических волн. Приводится построенная схема изохрон максимальных величин характеризующая распределение анизотропии скоростей 8- волн. Преобладающие ориентации осей максимальных значений Д^г на ней подразделяются на три типа в зависимости от азимута подхода колебаний -СЗ-ЮВ и СВ-ЮЗ направлении для всей территорий и субширотном для ее западной части. Выделялись два участка, с-повышенным значением Д^г >0,9: один в юго-восточной части района, другой в северо-западной. Относительно большая анизотропность ( > 1,4 с) наблюдалась на юго-восточном Шемахинском участке. Эти участки трактовались как зоны повышенной трещиноватости и концентрации напряжений.

Исследованиями пространственно-временных процессов подготовки землетрясений в анализируемом районе выявлены эффекты парных, синхронных и миграционных явлений, в том числе - землетрясения - извержения грязевого вулкана на удалении -200 км друг от друга с разницей во времени одни сутки. Для Исмаиллинских местных землетрясений по данным форшоков и афтершоков демонстрируется обнаружение кольцевой активизации и затишья, заполненного событиями после главных толчков. Детально исследованы явления сейсмического шума и гидрогеодинамического режима перед

Спитакским землетрясением 7.XII.1988, удаленным от места наблюдений на расстояние ~400 км. Обнаружены высокоамплитудные эффекты в важных временных рядов, изменений уровня подземных вод по 4 наблюдательным скважинам. Представлены данные наблюдений ВСШ, записанные за двухнедельный период с 29.XI по 9.XII.1988 г. шестью автономными станциями в Шемахинском районе Азербайджана, а также анализ огибающих этих шумов. Гидрорежимные аномалии явились также предвестниками другого Рудбарского землетрясения в Иране. Вообще сильные события в Каспийском море 1986 г., и Спитакское 1988 и Рудбарское землетрясения 1990 г. порождают сейсмический шум.

Рассмотрение пространственного распределения землетрясений позволила установить характерные особенности формирования областей уже происшедших сильных землетрясений за 1971-1986 гг. и наметить место и время начала формирования еще не реализовавшихся процессов. Среди трех выделенных областей затиший в виде "бухт", ярко проявляется процесс формирования Исмаиллинского землетрясения с М=5,4 (29.11.1981 г.). Выявлены две не реализовавшие себя зоны затишья, прогнозируемые предположительно как зоны будущих вероятных землетрясений в районе Варташен и Шеки, где целесообразно расширить геофизические и геохимические режимные наблюдения. Далее приводятся результаты изучения хода развития сейсмического процесс по слабым землетрясениям с К=8-10 и определения предвестников типа сейсмического затишья второго рода для относительно сильных землетрясений за исследуемый период по данным обработки параметров. Выбор нижнего предела информативных по затишьям событий производится в процессе работы относительно каждого из сильных событий соответственно их величинам, исходя из положения, что аномальные изменения сейсмического режима проявляются в статистике землетрясений энергетических классов 3-4 порядка ниже прогнозируемого. Оценивались размеры областей затишья, времена подготовки, а также выявлялась зависимость величины и времени образования области подготовки от энергии основного толчка. В результате исследований получены размеры областей подготовки^) землетрясений на суше Азербайджана и временные интервалы аномального падения уровня сейсмической активности (Тан). Построенные графики зависимости K=f(S) - размеров областей подготовки и K=f(T) - времен их формирования от энергии землетрясений носят экспоненциальный характер. Причем, в диапазонах более низких энергетических классов времена аномалий близки, а сростом энергий землетрясений времена аномалий резко увеличиваются. Для исследованных землетрясений выявлены кольцеобразные формы областей их подготовок, характеризуемые затишьем и повышенной сейсмчностью в прилегающих к ним территориям вокруг. Наблюдается разрастание областей затиший во времени пред сильными землетрясениями. Более подробно был исследован режим перед Каспийским землетрясением 6.03.1986 г. (<р=40,06°; Х.=51,63; М=6,2), поскольку вопрос о существовании сейсмического затишья, его значимости и информативности для сейсмоактивных частей Каспийского моря не изучался. Определение сейсмического затишья здесь осуществлялось с учетом режима в области очага и вне него на прилегающих обширных территориях, тем самым использовалась контрастность сейсмичности в разных областях изучаемого района. Размеры исследуемой области вокруг изучаемого эпицентра землетрясения за 10 лет до и 1 год после него определялись в пределах круга радиусом 464 км в соответствии с теоретическими оценками указанных значений для зоны подготовки толчка такой силы. За исследуемый временной период 1976-1986 гг. выявлялось и описано пять этапов особенностей проявления сейсмичности перед возникновением сильного события. Обнаруженное сейсмическое затишье сходно с возникновением зоны покоя по средним и слабым землетрясениям (сейсмическое затишье II рода по Моги К.). Формирование очаговой зоны по по-24

лученным границам затишья на уровне землетрясений Н-го класса за разные периоды сравнивались с таковыми для землетрясений суши в пределах Кавказа. В отличии от последних, в морских условиях, образующаяся зона затишья группируемости землетрясений уменьшается в пространстве в процессе подготовки главного толчка.

Далее приводятся результаты анализа особенностей проявления процессов подготовки землетрясений в вариациях протяженных реализаций временных рядов геофизических параметров Шемаха-Исмаиллинской очаговой зоны. По методике и критериям Уломова (1979), Добровольского (1980) и др. приведены сведения о радиусе зон эффективного проявления предвестниковых дефорамаций. Используя эти сведения из 359 происшедших землетрясений за I98I-I986 гг., в пределах Шемаха-Исмаиллинской зоны были отобраны 52 землетрясения с К>9, которые теоретически должны были влиять на наблюдаемые вариации геофизических и геохимических полей в пределах территории исследований. С целью выявления причинно-следственных связей между глубинными процессами и изменением геофизических и геохимических, полей были проведены в течение 1980-1986 гг. режимные наблюдения за вариациями геоэлектрического, геомагнитного полей и гидрохимией минеральных вод. Сопоставление и систематизация результатов режимных наблюдений с сейсмичностью, позволили выделать по величине и форме вариаций пять периодов, которые коррелируют между собой во времени. Сейсмически высокоактивным периодам (П и У) с XI. 1981 г. по XII.1982 г. и с VI.1985 г. по VIII. 1986 г. соответствует высокие частота и флуктации геофизических и геохимических полей. В предшествующее этим периодам время (I, IV) с I.I98I г. по XI. 1981 г. и с 04.1984 г. по VI. 1985 г. наблюдается сравнительное оживление сейсмичности и флуктации геофизических и геохимических полей, В промежутке времени между указанными периодами наблюдается сейсмически не активный участок (Ш) с ХП.1982 г. по IV. 1984 г., в течении которого изменение геофизических и геохимических полей носит спокойный характер. На фоне отмеченной периодичности отмечаются многочисленные высокочастотные отклонения. Для выявления скрытых периодичностей в этих вариациях использован метод интегрального преобразования Фурье. В результате расчетов в вариациях геофизических, геохимических и сейсмических полей были выделены единые периоды равные: 449-392, 369-306, 285-251; 217-196, 185-163, 148-133, 118-112, 109-95, 87-77, 68-60, 58-51, 48-46,. 44-43, 38-36, 33-31, 28-27 суткам. Совпадение спектральных составляющих кривых изменения геофизических и геохимических полей не является случайным, а свидетельствует об общности порождающих их причинах. Ряд периодов совпадают с периодами характерных для: приливов Земли, вариациями космических лучей, температур и др. Вместе с установленными периодическими вариациями геофизических и геохимических полей, в них присутствуют и непериодические вариации связанные с землетрясениями. Детально рассмотрено отражение девяти землетрясений с К > II в вариациях геофизических и геохимических полей. Анализ фактического материала режимных наблюдений показал, что в пределах Шемаха-Исмаиллинской зоны геофизические и геохимические поля достаточно четко отражают периоды сейсмической активизаций и отдельные землетрясения. Высокочастотные вариации удовлетворительно коррелируюгся с сейсмически активными периодами. В абсолютном большинстве случаев моментам сейсмической разрядки в земной коре предшествуют аномальные понижения этих полей. При этом в вариациях полей находят отражение как относительно сильные (К>П). так и слабые (9<К<П) местные землетрясения. Сильные сейсмические толчки обычно предваряются стабильными долговременными (1-2 месяца) бухтообразными аномальными минимумами, а слабые - краткосрочными (2-10 дней) скачкообразньми вариациями. Наибольший аномальный эффект фиксируется в тех случаях, когда сейсмический очаг приурочен к структуре, в пределах которой расположена

конкретная точка режимных наблюдений, или сейсмическая разрядка происходит в зоне разлома, В ряде случаев сейсмические толчки значительной силы, в зависимости от местоположения гипоцентра, фиксируются в аномалиях поля на одном пункте и не отражается возмущениями на других пунктах наблюдения и наоборот, удается засечь аномальный эффект достаточно слабого землетрясения, очаг которого расположен на значительном расстоянии от точки наблюдения. Таким образом, отражение сейсмического события в эмпирических кривых для различных землетрясений и пунктов наблюдений подчас носит различный характер. Попытка скоррелировать аномалии электрической проводимости горных пород с землетрясениями показала, что из анализа построенных азимутальных диаграмм выявляется зависимость знака вариации рк от взаимного расположения пунктов наблюдений и очагов землетрясений.

Глава 5. Сейсмологические модели геодинамики масштабных процессов подготовки очаговых зон землетрясений. Изложено исследование по моделированию процессов подготовки очаговых зон землетрясений на основе наблюденных вариаций скоростей сейсмических волн. Данные о месте и времени появления различных предвестников могут способствовать оценке размеров области подготовки сильного землетрясения, где перед ним происходит изменение напряженного состояния. При создании моделей очаговых зон сильных землетрясений необходимо учитывать более длительные и крупномасштабные процессы, связанные с движениями крупных геотектонических единиц и перестройкой напряженного состояния в большом объеме. С появлением ди-латансионно-разрушаемых объемов отождествляются также области очагов форшоков, которые должны фиксироваться как зоны пониженных сейсмоскоростей. Явление "сейсмоскоростной аномалии" явилось одним из важных прогностических признаков готовящегося землетрясения. Изменения скоростей сейсмических волн обусловлены, как полагают, приращениями мелкой трещиноватой пустотности или иначе дилатанси-онных неупругих деформаций массива под воздействием тектонических напряжений. Все значимые вариации величины отношения скоростей упругих волн Уг , / К8 получены при наблюдениях за слабыми землетрясениями, возникающими в окрестности сильного толчка, с которым и пытаются связать эти вариации.

Здесь рассмотрены вопросы изучения пространственно-временных вариаций отношения скоростей упругих волн УрА^ при наблюдениях за слабыми землетрясениями Восточного Кавказа в связи с подготовкой сильного толчка.

Кратко дается обзор методов определения значений отношения Ур/Уз и обосновывается применение в настоящем исследовании способа Вадати. Исходными для проведения этих исследований послужили данные о временах первых вступлений Тр, Те и разность их времен от более, чем 3000 событий с К=6 -13 за период 1979-1990 гг. В среднем в каждый год использовались данные свыше 250 землетрясений. Систему наблюдений составляли 17 стационарных и 5 временных станций в разные годы на территории Азербайджана, а также 13 станций соседних республик. Привлекались также данные сети "Черепаха" по определенному количеству землетрясений Шемаха-Исмаиллинского района за 1979-1982 гг. Графики Вадати строились по данным не менее четырех станций. База графика составляла не меньше 5 сек. Максимальные значения Б-Р не превышали 20 сек. Точки на графиках апроксимировались прямой методом наименьших квадратов. Погрешность определения Ур/У$ по графикам Вадати на основе расчетов по формуле абсолютной ошибки оценки скоростей по данным двух станций принята <з = ± 0,02. Анализ неконтролируемых вариаций величин Ур/Уб типа ошибки в определении глубин очагов землетрясений в сочетании о зависимостью величины Ур/Ув от глубин, показал, что эти причины в данном случае хотя и не существенные, должны будут сильно уменьшены путем рассмотрения средних значений УР/У5 , оцениваемых 26

по достаточно большим выборкам слабых землетрясений. В данной ситуации с определенной вероятностью можно считать, что вариации средних значений параметра УР/У3 находится в пределах ошибки.

Для получения статистически устойчивых в пространстве величин УР/У5, использовался метод площадного осреднения. При этом за элементарную площадку выбирался участок площадью Л(р х АХ =0,5° • 0,3°, что согласуется с плотностью распределения эпицентров. Площади перекрывались между собой с шагом 0,25° по широте и 0,15° по долготе. Осредненные значения параметра относились к узлам сетки. С использованием процедуры статистического площадного осреднения были построены карты распределения отношений поля Ур/У.? в изолиниях с сечением 0,02 для всей территории за годовые, полугодовые сроки и сводную карту за долговременный период. Достаточное число данных для статистической обработки обеспечивал годовой временной интервал. Приводятся рассчитанные среднегодовые значения параметра, относительно которых условно на картах за каждый год выделены аномальные диапазоны областей параметра с низкими и высокими значениями. Среднегодовые значения на самом деле, непостоянны для всей территории и могут обуславливать некорректную интерпретацию значений аномалий сейсмоскоростей в зонах перехода от одного района к другому. С целью устранения этого недостатка предложены и построены карты параметра:

д (Ур/У5) = (Ур/У5), - (Ур/У5)сц,

где (УрЛУсв - значения параметра на сводной карте (Ур/У3), - значения параметра в той же точке на годичной карте. Полученные годичные карты в изолиниях Д (Ур/Уб) содержат зоны отрицательных и положительных значений почти соответствующие зонам низких и высоких значений на картах Ур/У5. Зона средних значений соответствует изолиниям (0,02)н-0,02. На этих картах обнаруживаются пространственные образования -линейные или кольцеобразные, создающие временные структуры сейсмоскоростного поля. В расположении осевых линий этих временных структур сейсмоскоростей отмечается упорядоченность, контролируемая положением и простиранием дуговых, кольцевых и линейных тектонических разломов. Приводится результат анализа распределения положения эпицентров землетрясений (2839 событий) со структурным полем параметров отношения скоростей каждой из карт за весь период наблюдений. Выявлено, что эпицентры землетрясений с К= 8-10 располагаются в областях средних значений параметров, а с К > 10 попадают высокие (положительные) значения. Причем для карт параметра Д(Ур/У5 )процент совпадения эпицентров с областями средних и высоких значений выше, чем для карт параметра УР/У5 (86,6 % против 76,7 %). Временные ряды параметра Ур/У5 изучались для двух наиболее сейсмоактивных полигонов. Для Шемаха-Исмаиллинского полигона, ограниченного координатами фт;п = 39,8°; <ртах= 41,3; Хга;п = 47,3; Хтлх=49,2 за период 1979-1990 гг. было проанализировано 1200 графиков Вадати для землетрясений 6-13 энергетических классов. Построенная временная последовательность индивидуальных значений параметра за весь период показывают, что они изменяются в пределах 1,5-2,3. Фоновые значения параметра для исследуемой территории в различные годы составили (1,72 -1,75) ± 0,02.

Рассматриваются результаты изучения длиннопериодных составляющих временного ряда вариаций значения Ур/Уб за 1979-1991г. С этой целью исследовались корреляционные связи между уровнями суммарных А^ (выраженное в процентах отношение числа очагов с аномальными значениями Ур/У5 к общему), отрицательных Аотр и положительных Апол аномалиями параметра с энергией Ктах самого сильного за этот период землетрясения, происшедшего на донной территории или в ее окрестностях. Подробности процедуры исследования излагаются по Меджитовой З.А. Полученные коэффици-

енты корреляции свидетельствуют о высокой достоверности существования связей между этими величинами.

Из полученных соотношений для Шемаха-Исмаиллинского полигона выбраны критические уровни значений аномалий параметра As - 59 %, А„.ф - 33 %, Апол - 27%, при достижении которых вероятно возникновение землетрясений с К > 11.

Построены ряды вариаций временного хода уровня А01р, Апол и Aj , а также m = Nebic/Nron за полугодовые интервалы времени для Шемаха-Исмаиллинского полигона за 1979-1991 гг. Анализ соотношений вариаций этих рядов с моментами возникновения землетрясений с К > 11 показал, что подготовка и возникновение сильных событий как на территории полигона, так и в сопредельных районах вызывает возрастание годовых уровней суммарных аномалий VP/VS . В случае возникновения местных и морских землетрясений аномалии возрастают за счет увеличения отрицательных аномалий. В случае же удаленных - за счет положительных. В годы, связанные с подготовкой местных и морских землетрясений ш<0,84 , в годы же связанные с подготовкой и возникновением удаленных землетрясений т>0,84. Таким образом, возрастание уровня аномалий на полигоне является сигналом о возможной подготовке сильного землетрясения, или прогностическим признаком, а отношение NBbIC/NHM= ш позволяет распознать местные или далекие готовящиеся события. Выявлено, что на территории полигона в ближайшее время сильного землетрясения не ожидается. В этом же разделе показано, что точки временного хода последовательностей индивидуальных значений Vp/Vs , флуктуации которых образуют отдельные аномальные уменьшения или "бухты" в период подготовки сильных землетрясений, располагаются в пространстве вдоль круговых траекторий вокруг очагов главных событий. С использованием аномальных изменений исходного временного ряда реализаций шести сильных землетрясений ретроспективно в пространстве выделялись области их подготовки. Построенные графики зависимости размеров областей подготовки и времен их формирования от энергии землетрясений носят экспоненциальный нелинейный характер. Особый интерес представляют результаты по обнаружению и выделению динамических пространственно-временных концентрически зональных структур полей отношения скоростей задолго перед сильными землетрясениями. Они представляют собой объемы различных порядков с распределением низких значений в их центральной области, коррелирующейся с очагом, и одновременным проявлением ряда высоких аномальных зон в кольцевом контуре по периферии этой области. В последующем к моменту сильного землетрясения временные структуры поля скоростей видоизменяются и затем прекращают существовать в местах их образования. Сильные события реализуются по границам областей с противоположными знаками аномалий поля или, как показала детализация в областях с высокими значениями параметра. Подобные образования возникают в процессе подготовки сильного землетрясения и могут обладать прогнозной значимостью.

Далее в этой главе с целью составления модели миграции очагов сильных землетрясений исследуется тенденция миграции очагов сильных землетрясений в определенном направлении в пределах сейсмических поясов Кавказско-Копетдагско-Иранского региона, рассматриваются вопросы статистического обоснования их реальности и определяются прогностические характеристики. Исходная информация по землетрясениям охватывала период 1900-1990 гг. Систематизировался обильный разнородный материал по сильным событиям этого столетия. На основе объединения разных каталогов, в том числе и для разных стран, входящих в исследуемый регион, составлен сводный каталог сильных землетрясений с М>5,6. Всего представлено 250 событий. С использованием поля эпицентров схемы с М>4,5 за 1961- 1987 гг. и с учетом сгущенной плотности их

распределения на ней представляется новый вариант выделения восьми генетически связанных сейсмических поясов. Все сильные землетрясения располагаются в пределах этих поясов. Ширина этих поясов ~ 200-350 км. Нижний представительный порог маг-нитуд в поясах М=5,6-6,0.

Анализ пространственно-временного распределения и миграционной формы связи сильных землетрясения в пределах сейсмических поясов осуществлялся с применением трех разных методов - определения функции «качества», наименьших квадратов и годографов последовательностей события. Описывается первый метод и его применение. Процедура заключается в проектировании эпицентров землетрясений на осевую линию пояса с последующей обработкой систем параллельных прямых на плоскости X, Т через эту линию, покрывающих точки эпицентров наилучшим образом. Миграция исследовалась с помощью функции "качества", вычисляемой по формуле

2(M=i>„-1)',

где 0 - угол наклона прямых к оси абсцисс на графике зависимости Т = f (X) ( Т - время возникновения землетрясения, X - эпицент- ральные расстояния), s -характеризует степень близости точек Xj, Tj к прямым наклона, L - натуральное число. Скорость миграции определяется по формуле V = с ■ ctg 9 ( с = 15-^31). Осуществляется также количественная интерпретация, опирающаяся на представление о взаимодействии двух землетрясений, если область и время «последействия» первого перекрывается о областью и временем подготовки последующего. В работе приводятся все конкретные результаты по вычисленным параметрам. Значения скоростей миграции по первому методу по поясам 15-112 км/год. Принцип применения метода наименьших квадратов связан с проведением систем прямых через эпицентры на плоскости графика Х= f (Т) с интервалом шага увеличивающимся по ширине. Определялись положительные и отрицательные наклоны и соответствующие коэффициенты корреляции между временем и расстоянием. Направления миграций устанавливаются по большему количеству линий того или иного наклона. Приводятся временные интервалы в годах и их количества по каждому поясу, число линий регрессий, направление миграции, доверительный интервал, уровень значимости, а также скорость по наиболее значимым коэффициентам корреляции миграции в поясе (37-163 км/год). И, наконец, приводятся полученные параметры миграций методом годографов последовательностей землетрясений. Функцией рассмотрения является порядковый номер сейсмического события, которые образуют на плоскости X, Т последовательность распределения сильных землетрясений вдоль оси сейсмического пояса. Через эти последовательности эпицентров проводились прямые линии осреднения, выступающие в качестве «годографов» волн. Скорость миграции определялась по каждой прямой способом кажущихся скоростей в сейсморазведке. Полученные их значения -26-80 км/год. Фактическая значимость рассматриваемых эффектов миграции, как следует из обоснования, выше приводимых оценок.

Исследуются закономерности динамики энергетически максимальных удаленных и близких форшоковых последовательностей в процессах подготовки очаговых зон сильных землетрясений. Проблемы обнаружения динамических пространственно-временных структурных образований, состоящих в причинно-следственной связи с сильными землетрясениями и возникающие в процессе его подготовки, стоят на пути создания моделей землетрясений и сейсмичности, обладающих прогнозной значимостью при оценке пространственных размеров очаговых блоков, их формы, объема, границ и максимальной магнитуды или "сейсмического потенциала" и возможного периода времени их ожидания. Поэтому одним из главных выходов на новые методические воз-

можности моделирования сейсмического процесса подготовки очаговой зоны сильных землетрясений видится в отказе от априорной пуассоновости и переходе к изучению внутренних связей этого процесса. Формализованные методы пространственно-временной организации сейсмичности разработаны еще мало из-за отсутствия адекватной надежной теоретической модели. Из-за этого поиск алгоритма моделирования осуществляется в основном феноменологически на основе определенных концепций очаговой зоны путем ретроспективного анализа явлений, предварявших сильные землетрясения прошлого. Основу концепций очаговой зоны настоящего моделирования составляли следующие положения. Крупнейшие землетрясения - физически взаимосвязанные события и подчиняются закономерностям проявления сейсмических брешей и циклов повторяемости в областях потенциального разрушения. Пространственно-временные объемы соразмерны с площадями выборок, ответственными за подготовку землетрясения соответствующего ранга магнитуды. В пределах этого объема сейсмичность рассматривается как система динамического непуассоновского процесса с локальной и региональной взаимосвязью разновременных субочагов между собой и с будущим главным очагом. В настоящем разделе за основу моделирования зоны очага крупного землетрясения, зон его подготовки, оценки магнитуды и временного интервала ожидания главного землетрясения, а также методов оконтуривания прогнозных зон развития процессов подготовки были приняты известные сейсмологические принципы, отработанные в районах Тихоокеанского и Альпийского подвижных поясов с использованием предложенных новых специфичных процедур для исследуемого ККИ региона (Бабазаде, 1991). При этом руководствовались первым положением концепции моделирования очаговой зоны, сформулированным в начале этого раздела.

Под сейсмическими брешами или областями затишья согласно Моги понимаются ненарушенные площади в сейсмических поясах, остающиеся после нанесения на карту очаговых областей за длительный период. Иначе эти ненарушенные площади называют брешами I рода, в отличие от тех зон затиший, которые были исследованы относительно умеренных землетрясений. Приводятся примеры классического обнаружения сейсмических брешей для Северо- и Восточно-Анатолийских систем разломов в зонах очагов, где впоследствии там возникли сильнейшие землетрясения в 1999 г. Поиск закономерностей пространственно-временного распределения землетрясений с выделением очаговых зон по сейсмическим брешам осуществлялся в пределах установленных поясов сейсмичности ККИ региона с привлечением доступных исторических данных о землетрясениях с М> 6,2 за длительный период (с 400 г. и выше). Принципы составления каталога для всего региона с использованием уточненных материалов отдельных территорий аналогичны тем, которые использовались при подготовке к исследованиям моделей миграции. Анализ особенностей пространственного, временного и энергетического распределения землетрясений проводился на плоскости их проекции для построенных диаграмм вдоль осей каждого из 8 сейсмических поясов региона. При этом на диаграммах зависимости времен возникновения крупных землетрясений характеристиками зон сейсмических брешей являются изменения промежутков времен между сильными событиями в одном и том же месте и периоды спокойствия со времени последнего землетрясения. Наблюдается чередование периодов активности с фазами покоя вдоль поясов, продолжающиеся от 100 до 200-250 лет. Положение же выявленных зон сейсмических брешей в плане определялось и наносилось с привлечением соответствующих координат распределения используемых эпицентров землетрясений прошлого. Действия в направлении последующих исследований предопределялись задачей уточнения диагностики данных о первичной бреши. Эта задача требовала в свою очередь установления предшествующих землетрясению явлений для построения новых моделей подготовки 30

очаговых зон. Среди ряда изученных явлений, представляющих в современной практике ценность как предвестники, сейсмические "бреши второго рода" вида кольцевой сейсмичности Mogi "doughnuts" и их модификации затиший играют главную роль в большинстве успешных прогнозов землетрясений сделанных на сегодня. Подобные явления были обнаружены и изучены в связи с умеренными землетрясениями Азербайджана и прилегающей акваторий Каспия. Способы обнаружения таких явлений основываются на анализе вариаций общей фоновой сейсмичности в периоды подготовки главного толчка. Недостатком при этом является неопределенность в построении границ объема собственно сейсмического очага и внешних границ объема его подготовки. В этом смысле последовательность самих землетрясений содержат наиболее непосредственную информацию о процессе подготовки сильного землетрясения. Среди исследований подобного рода большое место занимает поиск эмпирических закономерностей, которые могли бы дать необходимые ограничения для построения модели последовательности землетрясений. Далее рассматривается одна из таких закономерностей новой формы группирования землетрясений в период подготовки главного сильного события, проявляющаяся в больших интервалах времени, пространства и энергии как последовательность максимальных форшоков в широком и узком смысле. В отличие от известных методологических подходов, предложенный способ выделения областей подготовки сильного землетрясения можно считать наиболее адекватным и детальным в смысле анализа пространственно-временной структуры сейсмичности. Он ориентирован на установление характеристик структурного образования, возникающего в процессе подготовки сильного землетрясения. При этом обособляются и привлекаются временные последовательности максимальных предшествующих толчков с нижним порогом магнитуд на 3-4 порядка ниже прогнозируемого с теоретически-эмпирическим представлением об увеличении "корреляционной длины" временного и пространственного интервала подготовки от объема и величины относительно исследуемого очага землетрясений. В связи с переходом к такому новому аргументу как "событийная шкала", возникает новая функция, зависящая от номера сейсмического события. Сейсмический процесс последовательностей землетрясений в очаговой зоне рассматривается независимо от его поведения в астрономическом времени, а как бы отсчитывая его ход на его «внутренних часах». Исходя из этого, анализ с целью отбора взаимосвязанных с главным толчком событий из обычных каталогов проводился с использованием принципа иерархичности методом последовательного исключения, связанных с каждым из этих форшоков и аф-тершоков, а также событий относящихся к другим сильным землетрясениям региона, подготовка которых в пространстве и времени перекрывается с изучаемым. Основой исходного материала являлись глобальные, региональные и местные каталоги землетрясений Кавказ - Каспийское море - Копетдаг - Иранского региона, а также каталоги отдельных авторов для разных частей региона. Поиск явлений впервые был осуществлен ретроспективно относительно Рудбарского сильного землетрясения 21.06.1990 г., произошедшего в Иране, путем исследования пространственно-временной эволюции последовательностей предшествующих событий на большом пространстве площади по указанному выше способу и принципам анализа общих каталогов (Бабазаде,1991). Совокупность выделенных максимальных толчков в широком временном и пространственном интервале классифицировалась как форшоковые в широком смысле. Их временная последовательность проявлялась в пространстве в виде двух разделенных и вложенных один в другой орбитальных траекторий распределения кольцевых изометрических структур распределения. Конфигурацию первой траектории образует последовательность близких форшоков с М= 5,4-6,2 за интервал времени 1978-1983 г. Эта траектория совпадает с ограничениями объема области затишья, включающего деформации и бу-

дущий очаг разрушений. Вторую внешнюю орбитальную траекторию составляла последовательность удаленных сильных максимальных форшоков с М 5,6-7,0 за два наиболее активных интервала времени 1963-1976 и 1983-1989 г.г. Она окаймляет область предшествовавшей сейсмической активности вокруг первой траектории и зону подготовки будущего главного землетрясения. Данная траектория включает серию эффектов синхронных толчков, возникающих на противоположных отдаленных местах. Спитакское землетрясение М= 6,9 1988 г. также было частью активности траектории этой орбиты. Характерным в нашем примере является отсутствие сильных форшоков в строгом смысле непосредственно перед главным толчок в зоне его очага. Последний такой толчок наблюдался в 1983 г. с М= 5,6. Наиболее близким по времени является сильный глубокий толчок (М= 6,0; h = 60 км) происшедший 16.09.1989 г. на удалении от очага в районе Каспийского моря в пределах нынешней траектории. Это явление, по видимому, определяется взаимодействием асейсмичной области Южного Каспия и зоны подготовки самого землетрясения. Места предваряющих толчков и очага сильного землетрясения генетически взаимосвязаны своим расположением в пределах единой региональной кольцевой структуры, обрамляющей Южно-Каспийский блок. Вышеупомянутые орбитальные траектории форшоков в виде большого и малого кругов вырисовывают на обширной площади нетипичную кольцевую форму. Внешняя область этого кольца искажена тектонической ситуацией за счет ограничения со стороны Евроазиатской плиты и ассейсмичного жесткого блока восточно-центрального Ирана. Хотя последнее искажение возможно и за счет процесса наложения подготовки другого сильного землетрясения во второй сопредельной бреши. Алгоритм выделения таких эффектов был ретроспективно проверен также на ряде ситуаций предваряющих сильные землетрясения Кавказа и сопредельных регионов. Во многих из них наблюдалось закономерное появление двух орбитальных траекторий последовательностей взаимосвязанных сильных форшоков, завершившееся возникновениями главного толчка в центре. В работе приводятся проанализированные случаи 14 землетрясений с магнитудами от 6,3 до 8,2. Наиболее детальный анализ по новой методике представилось возможным осуществить относительно главного сильного Шамахинского землетрясения с М ~ 7,0 на Кавказе (Азербайджан) 13 февраля 1902 г. Значения радиуса R тах вокруг эпицентра сильного землетрясения, где перед землетрясениями еще имело место состояние подготовки, изменялись от 15 - 40 до 500 км. В 1998 г. (Bowman et al, 1998) была получена зависимость этого радиуса от магнитуды: lg R max со 0,44 М. Соболев, Пономарев в 2003 г. отмечали, что эта зависимость близка к полученной на совершенно других принципах в работе Добровольского и др., 1980. В период подготовки главного события 1902 г. удалось обнаружить особенности фрактального иерархического распределения сейсмического режима ближних и пяти удаленных контуров последовательностей процесса событий, протекающих в окрестностях критической точки зоны "будущего" главного очага. Наблюдается вложенность выявленных собственных динамических кольцевых структур сейсмического процесса. В следующей главе будет дана геодинамическая интерпретация полученных закономерностей и стадий развития землетрясений и их очаговых зон с учетом энергонасыщенности, фрактальных неоднородностей их строения, совпадения с размерностью системы включенных в процесс разломов земной коры, а также наличия связей между процессами различной природы. Моделирование процессов подготовки магистрального динамического разлома самых крупных событий в натурных условиях по составленным каталогам подтверждает существование процесса иерархического образования оконтуренных систем круговых областей. Обнаруженный масштабный фактор видимо имеет больше методическую, чем физическую природу. Современные представления о самоорганизующейся критичности в приложении к 32

сейсмологии описывают взаимодействия землетрясений разного ранга, кооперативное явление и ускорения их образования перед сильным главным землетрясением. Важным является то, что процессы готовящегося главного землетрясения не только проявляют иерархическое подобие по энергии, но и обладают иерархическими свойствами в пространственно-временном распределении, а также в образовании динамических структур. Эти особенности связанны с фрактальным строением неоднородностей разломов и блоков земной коры и реализуются иерархическим разломообразованием.

Особый интерес также представляют динамические пространственно-временные структуры, обнаруженные в связи с подготовкой максимально сильного за рассматриваемый период Красноводского землетрясения 1895 г. М= 8,2 имевшего место на восточном побережье Каспийского моря в Туркмении, т.к. для него устанавливались также особенности проявления колебания уровня моря. Этому землетрясению предшествовали долговременные изменения уровня моря в виде бухты и непрерывного медленного поднятия по огибающей волне колебаний за 40 лет, а также заметное аномальное опускание его уровня за 5 лет. Аналогичные формы аномалий изменения уровня моря имели место также перед сильными землетрясениями на Японских островах. Наблюдаемые же на фоне поднятия огибающей аномалии положительных знаков временных вариаций коррелируются с удаленными событиями относительно низшего по силе порядка (М = 6-6,9), распределение которых в пространстве обнаруживает явление орбитальной траектории форшоков в широком смысле в виде дуги. Последняя окаймляет с юго-запада и юго-востока обширную область подготовки главного толчка, включающую территорию Южно-Каспийской и Западно-Туркменской впадин. Все эти результаты наводят на мысль возможности того, что орбитальные траектории движения последовательностей сильных форшоков относительно очага землетрясения являются долгосрочным предвестником предстоящего большого события. Предсказания времени землетрясения может быть основано па способе определения градиента регулярности возникновения сильных форшоков. Модель, объясняющая такие явления перед сильным землетрясением, основана на механизме формирования кольцевых структур земной коры в процессе развития вблизи вершины разлома или шероховатости на его бортах и на различиях характера одновременного изменения порового давления вследствие роста напряжений в пределах самого очага и в окружающем кольце. При этом деформационные упрочнения и разуплотнения, связанные с процессами сжатия и растяжения могут обуславливать соответствующую попеременную флюидизацию.

Рассмотрены выявленные закономерности пространственно-временной зависимости сильных глубокофокусных удаленных форшоков и сильнейших мелкофокусных землетрясений и генетические связи между ними в одном и том же поясе сейсмичности. Эти "всплывания" глубоких очагов землетрясений в областях их подготовки перед сильными поверхностными разрушительными землетрясениями можно отнести к одному из важных среднесрочных предвестников в подобных регионах. Наряду с этим именно "всплывание" свидетельствует о глубинном эндогенном происхождении и источниках деформационных волн.

Рассмотрены закономерности динамики последовательностей грязевулканиче-ских извержений в процессе подготовки очаговых зон землетрясений. Приводятся примеры разномасштабных миграционных проявлений динамики грязевулканической активности в процессах подготовки и осуществления главных землетрясений с магниту-дой 5,0-9,0. На основе методов пространственно-временного анализа и в качестве открытия рассматриваются новые аспекты миграционного явления активности грязевых вулканов. Выявлены два типа направленной миграции грязевулканических извержений, обладающих свойством предвестников сильных землетрясений. До настоящего времени

единственные сведения о миграции грязевой активности относились к случаю, когда центры извержений нескольких грязевых вулканов мигрировали в западном направлении вдоль линии одной из крупных систем разломов Каспийско-Главнокавказского сейсмического пояса (Бабазаде, 1985). На примере извержения грязевого вулкана Локбатан (31 марта 1980 г.) из указанной миграционной последовательности и землетрясения М=4,6 (1 апреля 1980 г.) случившегося в данном сейсмическом поясе, было обнаружено парное явление. Предполагается, что ответственным за их возникновение может быть общий механизм, так как оба события физически коррелируются между собой посредством синхронизированного проявления во времени. Вдоль указанного пояса по направлению к западу от вулкана Локбатана 29 октября 1981 произошло Шемаха-Исмаиллинское землетрясение (М 5,4) а также конечное грязевое извержение одновременно и в том же месте с ним. Скорость миграции этих извержений оценивалась примерно в 230 км/год, что схоже со значениями скоростей миграции краткосрочных предвестников сильных землетрясений. Основываясь на сейсмическом анализе данных за период 1810-2004 гг. в пределах Южного Каспия и прилегающей территории суши описываются некоторые значительные подобные и новые типы миграционных явлений грязевулканиче-ских извержений перед сильными землетрясениями с М>7. Новый тип миграции грязевых извержений служит примером другого процесса, а именно миграции грязевой активности вследствие миграции фронта деформации. Этот новый тип миграции происходит благодаря активности через фронт миграции, проявляясь в форме пространственного распространения возмущения на переднем участке движения этого фронта. В этих случаях достаточно ясно обнаруживается тенденция продвижения линий с извержениями за последовательные интервалы времени в направлении большого землетрясения. Характер подобных миграций грязевых извержений наблюдался в период подготовки и в момент большого Табасского землетрясения М 7,7 (1978). Другой пример второго типа миграции в виде перемещения фронтов извержения грязевых вулканов наблюдался в направлении Красноводского землетрясения с М 8,2 (1895). Методы вышеуказанного анализа позволили выявить также упорядоченную миграцию обоих типов грязевулка-нических извержений по реконструкции подготовительного этапа для землетрясений 25 ноября 2000 г. (М=5,8; 6,3) и 6 декабря 2000 г. (М=7,3), возникших соответственно несколько километров юго-восточнее и северо-западнее г.Баку в Каспийском море и в Западном Туркменистане. Особенно подробно рассматриваются масштабные проявления миграционной динамики грязевулканической активности в процессах подготовки главного Суматринского землетрясения и цунами с М 9,0. Обнаруженные неизвестные ранее миграционные явления грязевых извержений в направлении к будущему сейсмическому очагу с удалением намного превышающих его размеры и в период перед, и одновременного в момент самого главного землетрясения связываются с моделью распространения волн напряжения вдоль субвертикальных и горизонтальных зон и систем разломов осадочной части земной коры. В связи с этим выдвинута концепция оса-дочно-ярусной геодинамики блоков и обосновывающий эти проявления механизм совместного действия вертикальных и горизонтальных сейсмических и криповых движений по системам разломов, ограничивающих эти блоки.

Глава 6. Динамическое районирование сейсмической опасности и геодинамические модели долгосрочного прогноза очаговых зон землетрясений. Глава посвящена построениям статической модели динамического районирования сейсмической опасности зон подготовки отдельных очагов землетрясений, блоковой геодинамической модели, сейсмокинематике крупного региона подготовки максимально сильных землетрясений, модель-макет кусочно-блоковой структуры геодинамики очаговых зон землетрясений, физической модель долгосрочного динамического прогноза очаговых зон 34

землетрясений. В основе перспектив научного решения проблемы оценки сейсмической опасности лежат принципы одновременного использования разработанных методов динамического сейсмического районирования, с одной стороны и методов долгосрочного динамического прогноза времени, места и силы готовящихся сильных сейсмических событий с другой. При этом комплексно использовались результаты предложенного сейсмологического, геофизического и геодинамического мониторинга зон процессов подготовки землетрясений, воплощающую стратегию долгосрочного динамического прогноза очагов землетрясений в блочных фрактальных средах, а также разные по природе и времени действия изученные естественные геофизические проявления предвестники процессов подготовки землетрясений. Изложены примеры оценки сейсмической опасности методами статического и динамического прогноза землетрясений. Для построения статических моделей оценки сейсмической опасности применялись такие методы снижения ущерба от землетрясений, как расчеты ускорений с использованием SEISRISK III (Bender and Perkins, 1992) для Кавказско-Каспийского-Копетдагского региона и прилегающей территории Ирана. Новые подходы аналитических расчетов численных моделей максимального ускорения грунта и интенсивности сотрясений, для сейсмического детального и микрорайонирования зон подготовки отдельных очагов Апшеронского полуострова; включая г. Баку, Сумгаит, а также методы динамического долгосрочного прогноза очаговых зон землетрясений Кавказско-Иранского региона. Как результат выполненных исследований представляются новые схематические карты сейсмического районирования очаговых зон подготовки землетрясений территории Азербайджана, Кавказа, карта сейсмической опасности и оценки максимальных магни-туд для Кавказско-Копетдагского региона, составленная с использованием независимых методик (в том числе - Probalistic и компьютерных программ) и на базе специального каталога и модели активных разломов сейсмических очаговых зон. Реализованы специальные расчеты сейсмической опасности региона, для крупных городов, таких как Ер-зурум, Табриз, Баку, Тбилиси и др., а также даются периоды повторяемости в годах значений ускорений. Эти значения колеблются от 0,1g до 0,8g. Город Ерзурум (Турция) имеет самый высокий уровень опасности. В порядке убывания уровня опасности располагаются города Ашхабад (Туркменистан), Табриз (Иран), Ереван (Армения), Баку (Азербайджан), Тбилиси (Грузия). Оценочные прогнозные значения на карте максимальных магнитуд зон сейсмических очагов оказались впоследствии в хорошем согласии с реальными наблюдениями двух землетрясений, произошедших в г. Баку 25 ноября 2000 г. с М=5,8 и 6,3. Для сейсмического детального и микрорайонирования зон подготовки отдельных очагов Апшеронского полуострова была изучена сейсмичность, геология, геоморфология и топография Апшеронского полуострова, включая Баку. Выбраны типовые (близкие и удаленные) землетрясения, для которых определены коэффициенты затухания сейсмических волн. Определен фактор изменения интенсивности сейсмической волны, а также интегральный эффект многослойной среды для проходящих сейсмических волн. Построены карты сейсмического детального и микрорайонирования на основе данных о максимальных ускорениях верхней части грунта для типовых (близких и удаленных) землетрясений. Количественное исследование проведено с использованием теоретических расчетов волновых полей для типовых землетрясений и расчетов по пакетам компьютерных программ SHAKE (японская версия) и Mapinfo Professional 4.5 (США). Карты сейсмического микрорайонирования находятся в согласии с данными, основанными на макросейсмических обследованиях, и существенно уточняют существующие представления как по точности количественных оценок, так и по детальности. Дальнейшее совершенствование расчетов и использование двух- и трехмерных моделей реальных нелинейно упругих сред в сочетании с новыми полевыми и лабораторными

методами инженерной геологии позволит существенно улучшить метод сейсмического микрорайонирования и снизить сейсмический риск. Приводятся результаты решения проблемы сейсмической опасности на новой концептуальной и базовой основе методам и динамического прогноза очаговых зон готовящихся землетрясений. Такой долгосрочный динамический прогноз для Кавказско-Каспийского и Восточно Анатолийско-Иранского региона был основан на систематическом сейсмогеодинамическом подходе к исследованию очаговых зон подготовки сильных землетрясений разной величины и на построенной физической блоковой модели сейсмокинематики этого региона. В результате прогнозной динамическая регионализации степени сейсмической опасности дается прогноз не только места и зоны потенциальных сильных землетрясений, но также периоды увеличения вероятности их возникновения в пределах объемов будущих главных толчков. На основе сейсмогеодинамических разработок восстанавливаются формы движущихся блоков и характера их движений по системам разломов в процессе подготовки сильных землетрясений. По пространственно-временным миграциям сейсмических очагов в земной коре и новым явлением миграции грязевулканических извержений построена модель взаимодействия блоков ККИ региона, из которой вытекают связи между определенными этапами процесса взаимодействия блоков и рекомендации по экспериментальному определению этих этапов, которая и способствовала созданию физической прогностической модели очагов сильных землетрясений и очаговых зон подготовки их сейсмичности и естественных геодинамических проявлений. По согласующимся результатам разных методов установлены факты закономерного дрейфа очагов землетрясений. На основе построенных физических моделей геодинамики была установлена квазициклическая миграция очагов землетрясений вдоль линейных сейсмических поясов. Характерные расстояния - периоды между наблюденными миграционными полосами на плоскости диаграмм - время - расстояние колеблются от 6,6 до 16 лет для полос сейсмичности.

Полученное результаты впервые позволили иметь статистически значимые представления о модели сейсмокинематики для крупных сейсмоактивных, в том числе зарубежных регионов, сейсмогенетически связанных между собой. Для утверждения об их тектонической значимости были разработаны геодинамические модели сейсмокинематики региона. С этой целью привлекались оценки тектонических ситуаций, концепции по горизонтальным неоднородностям литосферы и геофизические данные о системах линейныхи колцевых разломов и блоков. Модель представляется в виде схемы распределения всех указанных элементов. Выявленные траектории миграции очагов отождествляются с моделью распространения "деформационных" волн. Полученная геодинамическая модель свидетельствует о наличии разнообразия основных систем напряжений и объемов источников деформаций. Движения волн деформаций вдоль активных разломов объясняются геодинамикой взаимодействия блоков, а также режимом коллизии литосферных плит. Движение в направлениях от Кипрской дуги, Макрана и зоны перехода к Б.Кавказу от Каспийского моря, могут являться причинами механизма суб-дукции. В Эрзинджан-Ванской и Копетдаг-Биналудской дугах орогенов, где пересекаются более двух систем разломов, направление движения волн деформаций согласуется с распространением отсюда осей максимальных касательных напряжений, обусловленных внедрением и давлением выступа Аравийской плиты, а также Евроазиатской и Афганской плит. Демонстрируются также и прогностические возможности модели. Активизация сейсмичности с М>5 на Кавказе предшествует крупным событиям не только в Ванско-Эрзинджанском дизъюнктивном узле, но также и в Копетдаг-Биналудской .дуге. Подтверждением может являться наблюдаемая синхронизация периодов высокой активности в указанных узлах. Вращения блоков Южного Каспия и восточно-36

центрального Ирана (Лут) против часовой стрелки объясняется проявлением внутренних деформаций. Регион в целом исследовался на предмет установления зон возможного возникновения крупных землетрясений по пространственно-временным закономерностям распределения землетрясений с М>6,2 на основе составленных каталогов за весь доступный исторический период. Местоположения зон идентифицировались по затишьям I рода и их характеристикам в результате анализа диаграмм зависимости времен землетрясений от расстояний по оси каждого пояса. Оценки интервалов времен ожидания сильных землетрясений осуществлялось графическим способом по наблюденным рядам миграционных полос с экстраполированием их в зоны затиший. Таким образом, исходя из прошлого развития сейсмической активности, ее периодичности, а также наклонов полос и направленности миграции землетрясений был осуществлен прогноз сильных землетрясений для всего региона. Результаты построения карты прогнозируемых 20 зон с интервалом времени ожидания (3-7 лет) и силы землетрясения (М=6,5-^8,0) приводятся в работе. На основе обобщения комплексных результатов исследования дается характеристика некоторых из зон. Полученные средние расстояния-периоды между наблюденными миграционными полосками сейсмических поясов использовались для построения прогнозных зон очагов, в пределах которых в будущем следует ожидать появление сильных землетрясений. Оценка интервалов времен осуществлялось графическим способом по наблюденным или миграционным полосам, с привлечением информации о сейсмических брешах, полученных по предыдущим диаграммам. Совместное рассмотрение указанных выше диаграмм и сейсмических брешей по каждому из поясов, а также построенной блоковой геодинамической модели сейсмокинематики ККИ региона позволило предсказать возникновение крупных землетрясений, исходя из прошлого развития сейсмической активности, ее периодичности, а также по динамическим структурам сейсмоскоростных аномалий, наклонов полос миграции землетрясений и направленности их в пространстве. Результаты прогнозирования потенциально возможных мест землетрясений, их силы и интервалов времени повышенной вероятности их возникновения приводится в (Бабазаде, 1991, 1996, 2000, 2004, 2005). На примере последних 200 лет развития водного бассейна Каспийского моря доказывается, что особенности проявления колебаний его уровня обусловлены подготовкой и реализацией главнейших землетрясений мира. Предложены нетрадиционные пути подхода к поиску пре-дикторной связи характерных особенностей колебания уровня моря и параметров динамических пространственно временных структур поля сейсмичности типа областей сейсмических затиший и кольцевой формы сейсмичности в период .подготовки главных сильнейших землетрясений. При этом анализ связи с событиями осуществлялся не для отдельных флуктуации значений параметров изменения уровня моря, а для временных интервалов повышенной коррелируемости реализации этих параметров в пространстве. Подход основан также на современных представлениях о масштабности кинетики деформационного и сейсмического процессов и в первую очередь о нелокальных взаимосвязей сильных землетрясений из разных тектонических структур, о различиях областей ответственных за иерархическую подготовку сильных главных землетрясений. В результате такого анализа представилось возможным обнаружить новые предвестники землетрясений, формируемые не как единичная временная аномалия в одном пункте ожидания, а как определенная закономерность появления аномалий типа "разладки" в области подготовки землетрясений. Особый интерес представляют динамические пространственно-временные структуры, обнаруженные в связи с подготовкой максимально сильного за рассмотренный период Красноводского землетрясения 1895 г. М 8,2, имевшего место на восточном побережье Каспийского моря в Туркмении, т.к. для него устанавливались также особенности проявления колебания уровня моря. Этому землетрясе-

нию предшествовали долговременные изменения уровня моря в виде бухты и непрерывного линейного поднятия по огибающей волне колебаний за 40 лет, а также заметное аномальное опускание его уровня за 5 лет. Наблюдаемые же на фоне поднятия огибающей аномалии положительных знаков временных вариаций коррелируются с удаленными событиями относительно низшего по силе события, распределение которых в пространстве обнаруживает явление орбитальной траектории форшоков в широком смысле в виде дуги. За весь рассматриваемый период времени наблюдается четкая закономерность корреляции фаз низкого стояния колебания уровня Каспия с подготовкой удаленных от него на значительные достаточно большие расстояния главнейших землетрясений мира, вместе с тем последнее событие в Индийском океане в 2004 г. коррели-руется с фазой высокоградиентного скоростного подъема его уровня на его остановке и незначтельном спаде. Синхронизация предвестниковой сейсмической активности на больших удалениях от главного очага Суматринского землетрясения в период длительной подготовки его очага вызвана, видимо, расположением Каспийского узла пересечения разломов в едином подвижном поясе с Индонезийским тектоническим узлом и вероятно с такими глобальными причинами, как изменение скорости и положение оси Земли. Полученные результаты согласуются с представлениями реализации механизма сейсмогенеза в условиях преимущественного сжатия.

Основные выводы

В работе получены следующие основные выводы:

Предложена и обоснована концепция сейсмических и сейсмологических методов исследований, основанная на современных представлениях о разномасштабности, иерархичности блоковой структуры, дилатантно-сдвиговых разломных зонах земной коры и их динамическом эволюционно-генетическом системном подходе в сочетании с комплексным прогрессивным моделированием физических процессов в областях подготовки очагов сильных землетрясений разных регионов.

Разработаны и применены методы многоволновых ГСЗ (преломленных, отраженных, дифрагированных, поперечных и обменных), в том числе с трехкомпонентной регистрацией волновых полей для локальных и региональных очаговых зон на различных глубинных уровнях верхних слоев Земли. Созданы структурно-скоростные одно-, двух-, трехмерные и многопараметрические модели очаговых зон землетрясений разного масштаба. На их основе установлены дилатантно-разломные зоны с фрактальной геометрией и неоднородно-блоковая структура коры, изменяющаяся в пространстве как в вертикальном, так и в горизонтальном направлениях. Осуществлено районирование по скоростным моделям выбранных территорий очаговых областей готовящихся землетрясений. Разработан метод оценки статического режима напряженного состояния земной коры и выявлены локальные объемы и их конфигурации с аномально высокими значениями вертикальной составляющей поля упругих напряжений. Построены локальные годографы Р- и Б- волн, позволившие уточнить структуры форшоков и афтершоковых областей.

Предложена геодинамическая модель Кавказско-Каспийского сейсмоактивного региона, основанная на динамическом взаимодействии блоков земной коры и эффектах кинематической несовместимости. Развита методология сейсмологического мониторинга различных пространственно-временных особенностей геофизических процессов, происходящих в очаговых зонах готовящихся сильных землетрясений, включая процессы их подготовки и последствий. На основе унифицированных каталогов сейсмических событий разработаны пространственно-временные объемные модели разломно-блоковых структур очаговых зон, а также модели развития сейсмогеодинамических процессов, предшествующих сильным землетрясениям. 38

На базе анализа обширной статистики времен пробега объемных сейсмических волн, анизотропии скоростей поперечных волн, изменения геодинамических и геохимических процессов, соотношения глубоких и поверхностных очагов, миграции последовательности землетрясений и активности грязевых вулканов, анализа группируемости и взаимосвязанности землетрясений, выявления эффектов самоорганизации сейсмичности развит комплексный подход к анализу сейсмогеодинамических процессов. Разработаны пространственно-временные модели предвестников, обусловленные подготовкой очаговых зон землетрясений, имеющие прогностическую значимость. Эффективность методов продемонстрирована в ходе их ретроспективной апробации. Осуществлен прогноз мест потенциально возможных крупных сейсмических очагов с оценкой интервалов времен их повышенной вероятности возникновения.

Построенные геодинамические модели кроме направленности на долгосрочный прогноз очаговых зон землетрясений, содержат нужную основу среднесрочного и краткосрочного прогноза. Долгосрочный прогноз имеет еще самостоятельное значение для принятия мер защиты от потенциального ущерба. Геодинамические модели содержат также прогнозный аспект по выработке обоснованной стратегии дальнейших геолого-геофизических изысканий в части определения направления нефтегазопоисковых работ в осадочных областях подготовки землетрясений. Модели глубинного строения Шема-ха-Исмаллинской сейсмоактивной зоны, иллюстрируемые серией карт доальпийского фундамента, юры и мела, позволили наметить зоны возможного нефтегазонакоаления. Для повышения эффективности геолого-разведочного процесса и исключения пустых (непродуктивных) скважин при освоении месторождений нефти и газа предлагается разработанный метод 30 сейсморазведки вертикальным зондированием. Он позволяет прогнозировать коллекторские свойства разреза ствола и приствольного пространства проектируемых скважин с определением пространственных контуров коллекторов горизонтально неоднородных и дилатансионных разуплотненных низкоскоростных зон в пределах локальных областей. При проведении съемки с целью поиска и разведки месторождений нефти и газа в сейсмоактивных областях рекомендуется учитывать влияние изменений различных параметров геофизических и геохимических полей в периоды подготовки и реализации землетрясений и вводить поправки за сейсмичность.

Приложение 1. Палетки теоретических годографов дифрагированных волн для многоволнового метода ГСЗ. Оценка эпицентральных расстояний для регистрации первых волн от землетрясений. Алгоритмы обработки в структурной сейсмологии землетрясений. Реологические свойства земной коры и закономерности разломной структуи-рованности и зонообразования.

Приложение 2. Оценки точности определения пластовой (интервальной) скорости и проверка достоверности скоростных моделей.

Приложение 3. Выводы основополагающих уравнений для энергетического состояния пласта-коллектора и созданной им разуплотненной зоны, а также алгоритм определения параметра огибающих сейсмических энергограмм А/Т и исследование его связей со свойствами дилатансионно-разуплотненной зоны с помощью программ и графического пакета.

Приложение 4. Аналитическое решение для сравнительно небольшого округлого блока в упругой постановке.

я ■ а ■ -

Сейсмо-деформационные режимы: К - континентальный; ОД - океаническо-диффузный; ТС - трансформно-складчатый;

С - субдукционный; ВП - внутриплитовые землетрясения -оОП: „ . „

' ' г 5б 7 ^ \ : восстановленные сеимо-деформационные

концентрические зоны образования, в периоды предшествующие и последующие Суматринскому мегаземлетрясению 24.12.2004. М 9.3

Пространственно-временные глобальные динамические сейсмодеформационные структурные образования в виде эффектов орбитальных траекторий удаленных и близких форшоков перед и после Суматринского землетрясения 26.12.2004 г.

Публикации по теме диссертации:

1. Бабазаде О.Б. Номограммы для интерпретации годографов дифрагированных сейсмических волн. Учёные записки АГУ, серия геолого-географ. 1966, № 2, с. 36^10.

2. Раджабов М.М., Бабазаде О.Б. Об отраженно-дифрагированных волнах, регистрируемых при глубинном сейсмическом зондировании земной коры. Изв. АН СССР, серия физики Земли, 1966, № 3, с. 83 -90.

3. Бабазаде О. Б. О выявлении и трассировании глубинных разломов в земной коре на профилях ГСЗ в Азербайджане. Доклады АН Азерб. ССР. Геофизика, 1967, т. XX11I № 8, с. 57 - 60.

4. Бабазаде О.Б. Отражение Кахетино-Лечхумского разлома в аномалиях геофизических полей (Алаза-но-Агричайская депрессия). Сб. "Материалы 1-ой Азербайджанской научной конференции молодых геофизиков, 1969 с. 49 - 51.

5. Кулиев Ф. Т., Ананьин И. В., Бабазаде О. Б., К вопросу изучения разломов земной коры по макро-сейсмическим данным. Доклады АН Азерб. ССР. 1969, т. XXV, № 12, с. 25 - 30.

6. Бабазаде О. Б. О методике выявления глубинных разломов земной коры в Куринской впадине. Сб. "Материалы научно-теоретич. конферен. молодых учёных". "Серия наук о Земле", Баку, 1969, с. 1012.

7. Бабазаде О. Б. Типы дифрагированных волн зарегистрированных при реги-ональных сейсмических исследованиях. Материалы докладов второй научно-техн. конф. геофизиков Азербайджана 18 — 19 декабря, Баку 1969, с. 8.

8. Шекинский Э.М., Раджабов M. М., Ригер Р. Р., Бабазаде О. Б., Леви В.А. Состояние и задачи региональных сейсмических исследований в Азербайджане. Материалы докладов второй научно-техн. конф. геофизиков Азербайджана 18-19 декабря, Баку - 1969, с. 6.

9. Бабазаде О. Б. О выделении разломных зон земной коры. Сб. "Материалы респ. конф. молодых геологов и горняков (2-6 июня 1969), Изд-во "Элм", Баку, 1971. с. 132 - 141.

10. Бабазаде О. Б., Алексеев В. В., Новикова О. В., Метакса X. П. К вопросу пространственного распределения магнитных тел в Азербайджане. Материалы докладов 3-ей научно-техн. конф. геофизиков Азербайджана. АзНТО. Баку - 1972, с. 52 - 53.

11. Бабазаде О.Б. "Исследование глубинных разломов земной коры Азербай-джана по геофизическим аномалиям". Автореф. канд. дисс. - 1973, 32 с.

12. Бабазаде О. Б., Салехли Т. М., Балакишиев Ш. А. О вещественном составе границ верхней части консолидированной коры Азербайджана. Доклады АН Азерб.ССР. т. XXIX, т. 3, 1973, с. 48 - 52.

13. Бабазаде О. Б. Глубинные разломы и сейсмичность Азербайджана. В кн.: Материалы конференции по изучению сейсмичности и глубинного строения Азербайджана, Баку; "Элм", 1974, с. 76 - 82.

14. Азизбеков Ш. А., Ризниченко Ю. В., Раджабов M. М., Куликов В. И., Бабазаде О. Б. Состояние и первоочередные задачи изучения глубинного строения сейсмоопасных зон Азербайджана. Изв. АН Азерб. ССР. Серия наук о Земле, 1974 № 2, с. 50 - 55.

15. Ризниченко Ю. В., Раджабов M. М., Куликов В. И., Бабазаде О. Б., Первоочередные задачи изучения глубинного строения сейсмоопасных зон Азербайджана геофизическими методами. В кн.: "Геофизические поля и сейсмичность". Москва "Наука", 1975, с. 33 - 37.

16. Раджабов M. М., Бабазаде О. Б. Сейсмическая разведка, её неиспользованные возможности. Изд. "Вышка" 24.04.1975 г. с. 2.

17. Ризниченко Ю. В., Кулиев Ф. Т...... Бабазаде О. Б. и др. Сейсмическая активность Азербайджана по

комплексу геолого-геофизических параметров. "Материалы научной сессии, посвященной 60-летию Вел. Окт. Соц. Революции", 1978 г. с. 155.

18. Агамирзоев Р. А., Алиева С. М., Бабазаде О.Б. и др. Имишлинское землетрясение 1976. Сейсмологический бюллетень Кавказа. 1976, Тбилиси 1979, с. 138 - 142.

19. Бабазаде О. Б. Об Итало-Советском сейсмологическом симпозиуме. Изв. АН АзССР. Серия наук о Земле № 2, 1979, с. 121 - 123.

20. Раджабов М.М., Бабазаде О.Б., Злотина С.Д. О связи сейсмичности с особенностями земной коры Куринской впадины. В кн.: "Детальное сейсмическое районирование". Изд-во Наука, Москва, 1980 г. с. 131-134.

21. Бабазаде О. Б., Джафаров А. Д., Ахундов Ч. Ф. Изучение напряжённого состояния земной коры Ше-махинской очаговой зоны аппаратурным комплексом "Черепаха". Материалы VI Респ. научно-техн. конф. геофизиков Аз-на Баку, 1982 г., АзНТО, Южное отд. ВНИИГеофиз. НПО "Нефтегеофизика". с. 31-32.

22. Раджабов М. М., Алексеев В. В., Бабазаде О. Б., Двумерные сейсмоплотностные модели литосферы (построение, достоверность, геологическая интерпретация). В кн. "Региональные комплексные геофизические исследования земной коры и верхней мантии". Москва "Радио и связь" 1984, с. 117 - 128.

23. Бабазаде О. Б. Результаты изучения очаговых сейсмических процессов по регистрациям землетрясений в Азербайджане. Сб. докладов Европейской сейсмологической комиссии XIX Генеральная ассамблея Москва, 1984, с. 23.

24. Бабазаде О. Б., Сафаров И. Б., Киреенкова С. М. "Устройство для определения упругих характеристик материалов. Авт. Свид. № 1183885 Бюл. № 37, Зарегистрировано в Государственном реестре изобретений СССР, 07.10.1985, 3 с. Москва

25. Бабазаде О. Б. Структурно-скоростные модели Аджиноурской области по данным профилей КМПВ. Материалы научно-техн. конф. "Геолого-геофизические методы поиска и разведки нефтегазовых месторождений на больших глубинах". Баку, 1985.е.31 -33.

26. Бабазаде О. Б., Байрамова Г. А. О связи систем глубинных разломов с показателями газовых аномалий в Азербайджане. В кн.: "Дегазация Земли и Геотектоника". Мат. Н Всесоюзное совещан. Москва 1985, с. 119-120.

27. Бабазаде О. Б. Результаты изучения очаговых сейсмических процессов по регистрациям землетрясений в Азербайджане. Изв. АН Аз.ССР. Серия наук о Земле, № 1,1986 г. с. 72-78.

28. Бабазаде О. Б., Велиев Г. О. Аномальные изменения вариаций электрического сопротивления в Ис-маиллинской зоне в связи с землетрясениями. В сб. "Материалы научной конф.", посвященной "40-летию победы ВОВ" Ин-та геологии АН Аз.ССР, ВИНИТИ, № 81 76 - 87, Москва, 1987, 7 с.

29. Бабазаде О. Б., Велиев Г. О. Формирование очагов сильных землетрясений по данным сейсмичности на южном склоне Большого Кавказа, Азербайджана. В сб. "Материалы научной конф. посвящ. 40-летию победы ВОВ". Ин-т геологии АН Аз.ССР, ВИНИТИ, № 81 77 - 87, Москва, 1987,5 с.

30. Бабазаде О. Б. Сейсмогеодинамика очаговых зон и их связь с возникновением сильных землетрясений. В кн.: "Современная динамика литосферы контикен-тов". АН СССР СО институт земной коры, Москва, 1988 г. с. 90-92.

31. Бабазаде О. Б., Чиковани В. В. Сейсмогеология очаговых зон землетрясений южного склона Большого Кавказа. В кн.: Всесоюзная школа-семинар (Институт земной коры СО НА СССР) "Физические основы прогнозирования разрушения горных пород". Иркутск, 1988 г. с. 32 - 33.

32. Шихалибейли Э. Ш., Бабазаде О. Б., Велиев Г. О., Строение доальпийского фундамента Шемаха-Исмаиллинской зоны южного склона Большого Кавказа. В кн.: Материалы юбилейной сессии, посвященной 50-летию Института геологии АН Аз.ССР, Баку, 1989 г. с. 96 - 104.

33. Бабазаде О. Б., Велиев Г.О. О связи временных вариаций параметров геофи-зических полей и сейсмичности. ВИНИТИ, № 3699- 90,Москва, 1990г., с.2- 29.

34. Бабазаде О. Б., Ахундов Ч. Ф. Системы разломов и модель кольцевых структур литосферы Азербайджана по геофизическим данным. В кн.: "Тектонофизические аспекты разломообразования в литосфере. АН СССР СО Институт земной коры, Иркутск, 1990 г., с. 86 - 87

35. Бабазаде О. Б. Корреляционный метод прогнозирования сейсмической опасности по данным разломов и сейсмичности. В кн.: "Тектонофизические аспекты разломообразования в литосфере". АН СССР СО Институт земной коры, Иркутск, 1990 г. с. 126 -127

36. Бабазаде О. Б., Балакишиев Ш. А. Скоростные модели сейсмогенных блоков коры юго-восточного сегмента Большого Кавказа и их геологическая интерпретация. Материалы восьмого всесоюзного совещания по физическим свойствам горных пород при высоких давлениях и температурах. Часть I, Уфа, 1990 г., с. 36.

37. Бабазаде О. Б., Ахундов Ч. Ф. Миграция землетрясений и геодинамическая модель Кавказско-Копетдагского-Иранского региона. В кн.: "Механизмы струкгуро-образования в литосфере и сейсмичность". АН СССР, Межведомственный тектонический комитет; АН Грузии; МГУ. Москва, 1991 г., с. 19-20.

38. Ахмедбейли Ф. С., Бабазаде О. Б., Гасанов А. Г., Кулиев Ф. Т. и др. Новые схемы областей возникновения очагов сильнейших землетрясений и сейсморайонирования территории Азербайджанской ССР. Каталог сейсмопрогностических наблюдений на территории Азербайджана в 1987 г. ОМГЭ, АН Аз-на, Изд. Элм, Баку, 1991 г., с. 62 - 65.

39. Бабазаде О. Б. Конструирование объёмов неоднородностей очаговых зон землетрясений Кавказа по характеристикам скоростных моделей. Материалы Республиканской конференции "Полезные ископаемые Азербайджана, прогнозирование перспективных участков и новые методы исследований", Изд. Бакин. Университета, Баку, 1992 г., с. 39 - 40.

40. Бабазаде О. Б. Предсказание Иранского землетрясения М = 7.3 1990 г. и явление орбитальных траекторий последовательностей сильных форшоков. Материалы Республиканской конференции: "Полез-

41.

42,

43.

44.

45.

46.

47.

48.

49.

50.

51.

52.

53.

54.

55.

56.

57.

58.

59.

60.

ные ископаемые Азербайджана, прогнозирование перспективных участков и новые методы исследований", 1992 г., с. 50-51.

Бабазаде О.Б., Ахундов Ч. Ф. Пространственно-временные структуры вариаций отношения Ур / Ув в Азербайджане перед сильными землетрясениями. Материалы Республиканской конференции: "Полезные ископаемые Азербайджана, прогнозирование перспективных участков и новые методы исследований", Баку, 1992 г., с. 54 - 55.

Бабазаде О.Б., Ахундов Ч.Ф. Сейсмическое затишье перед Каспийским землетрясением 1986 г. (М = 6.2) АН Азербайджана. "Каталог сейсмопрогностических наблюдений на территории Азербайджана за 1990 г.", ОМГЭ АН Аз-на, Изд. Элм, Баку, 1992, с. 61 - 63.

Бабазаде О. Б., Ахундов Ч. Ф. Пространственно-временной сейсмический прогноз потенциально сильных землетрясений центральной части Альпийского пояса. АН Азербайджана. "Каталог сейсмопрогностических наблюдений на территории Азербайджана за 1990 г.", ОМГЭ АН Аз-на , Изд. Элм, Баку, 1992, с. 56-60.

Бабазаде О.Б., Ахундов Ч.Ф. Сейсмическое затишье до Каспийского землетрясения (М = 6.2) 1986-го года). В кн.: "Современные проблемы Каспийского моря". Баку, Элм, 1993, с. 67-69 (на азербайджанском)

Бабазаде О.Б. Особенности изменения уровня Каспийского моря в связи с подготовкой сильных землетрясений. Баку, Элм, 1993, с. 70-71 (на азербайджанском языке)

Бабазаде О.Б. Особенности глубинных разломов Азербайджана по аномалиям геофизических полей. Труды Ин-та геологии АН Азерб. Республики. Изд. "Элм", Баку - 1995, с. 68 - 82. Бабазаде О.Б. Миграция грязевулканических извержений и концепция осадочно-ярусной тектоники плит. 1-ая Азерб. Межд. Геофиз. Конф. "Углеводородные системы в быстропогружающихся бассейнах". 6-9 окт., 1996 г., Баку, 1996, с. 40-41 (то же самое на англ.яз.)

Бабазаде О. Б. Трёхмерный сейсмологический метод преломлённых волн. "Нефтяные Месторождения в Быстро Погружающихся Бассейнах и их Геофизические Характеристики" Первая Международная конференция Геофизиков Азербайджана 1996 г. с. 49 - 50 (русский текст). Бабазаде О. Б. Введение. Кн.: Геофизические исследование в Азербайджане. // Баку, Шарг-Гарб, 1996 г., с. 1-3.

Бабазаде О. Б. Геофизических исследований на нефть и газ в Азербайджане. Сейсморазведка на суше. // Коллектив. Кн.: Геофизические исследования в Азербайджане. Баку, Шарг-Гарб, 1996 г., с. 3 - 4. Бабазаде О. Б. Аппаратура и технические средства проведения геофизических работ на нефть и газ. Сейсморазведка на суше. И Коллектив. Кн.: Геофизические исследования в Азербайджане. Баку, Шарг-Гарб, 1996 г., с. 63 - 82.

Бабазаде О. Б. Моделирование структуры очаговой зоны и оценка максимальной магнитуды возможного землетрясения по данным сейсмических исследований. // Коллектив. Кн.: Геофизические исследования в Азербайджане. Баку, Шарг-Гарб, 1996 г., с. 237 - 241.

Бабазаде О. Б. Результаты прогнозирования геологического разреза района ствола Саатлинской сверхглубокой скважины СГ-1 методом М. М. Раджабова, ВСЗ-ОВ. // Коллектив. Кн.: Геофизические исследования в Азербайджане. Баку, Шарг-Гарб,1996 г., с. 241 - 243.

Бабазаде О. Б.и др. Исследования в области физики Земли в Азербайджане. Сейсмологические исследования. // Коллектив. Кн.: Геофизические исследования в Азербайджане. Баку, Шарг-Гарб, 1996 г., с. 297-300.

Бабазаде О. Б. и др. Аппаратурно-технические средства обеспечения и системы регистрации сейсмологических исследований. // Коллектив. Кн.: Геофизические исследования в Азербайджане. Баку, Шарг-Гарб, 1996 г., с. 308-309.

Бабазаде О. Б. и др. Результаты сейсмологических исследования. Сейсмичность. // Коллектив в книге: Геофизические исследования в Азербайджане. Баку, Шарг-Гарб, 1996 г., с. 321 - 324. Бабазаде О. Б., Гасанов А. Г. Новая схема сейсмического районирования Азербайджана. // Коллектив. Кн.: Геофизические исследования в Азербайджане. Баку, Шарг-Гарб, 1996 г., с. 324 - 327. Бабазаде О. Б. Сейсмологические модели геодинамики очаговых зон и прогнозирования землетрясений. И Коллектив. Кн.: Геофизические исследования в Азербайджане. Баку, Шарг-Гарб, 1996 г., с. 327 -341.

Бабазаде О. Б. Об особенностях затухания землетрясений Азербайджана. Труды Института геологии, № 26, Изд. 'ТМаЛа-ргезэ", Баку - 1997, с. 203 - 208.

Бабазаде О. Б. Программа развития сейсмологии и прогноза землетрясений Азербайджанской Республики. Материалы международного семинара: "Прогноз землетрясений геофизическими и геохимическими методами", Изд. Госуд. нефт. ком. АР по геофизике и инженерной геологии НКГА, Баку, 1998 г., с. 32.

61.

62.

63.

64.

65.

66.

67.

68.

69.

70.

71.

72.

73.

74.

75.

76.

77.

78,

44

Бабазаде О. Б. Прогноз землетрясений: геодинамика очаговых зон и азербайджанский проект исследований". Международная конференция: Геодинамика Черноморско-Каспийского сегмента Альпийского складчатого пояса и перспективы поисков полезных ископаемых. Баку, 9-10 июнь 1999 г., с. 89.

Бабазаде О. Б. Прогноз землетрясений: Азербайджанский проект исследований. В кн.: Труды института геологии № 27, посвященные 60-летию ИГАНА. Изд-во "Nafta press", Баку - 1999, с. 106- 123. Бабазаде О. Б. Экспертиза тендерных систем и оборудование для сейсмологического мониторинга и анализа в рамках Еникендского проекта возобновляемой энергии Азербайджана. Известия АН Азербайджана Наука о Земле, № 8, 1999 г. с. 139 - 144.

Бабазаде О.Б., Гризер Л., Виленд М. Сейсмическая система безопасности от землетрясений для нефтегазопроводов стран Каспийского бассейна и соседних государств. (Babazade О., et al (English)). Доклады международного семинара "Сейсмическая защита населения и инженерных сооружений при сильных землетрясениях - опыт регионов", 2-6 июля 2001 г. Баку, с. 65 - 67.

Бабазаде О. Б., Даниялов М. Г., Заалишвили В. Б. Региональное сотрудничество в управлении сейсмическом риском на Кавказе. Материалы IV Международной конференции "Устойчивое развитие горных территорий: проблемы регионального сотрудничества и региональной политики горных районов, 3 конференция, секция 3.1,23 - 26 сентября, 2001 г. Владикавказ.

Бабазаде О. ГСЗ - основа геодинамики очаговых зон землетрясений. Материалы международной конференции "Научное наследие академика Г. А. Гамбурцева и современная геофизика". 21- 24 апреля, Москва, 2003г, с. 69-70

Бабазаде О.Б. Разномасштабные миграционные проявления динамики грязевулканической активности в процессах подготовки землетрясений с М 5 до 9. Материалы VII Международной школы-семинара "Физические основы прогнозирования разрушения горных пород". Октябрь, 2005, Ин-т Физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН

Бабазаде О.Б., Романов Б.О. Взаимосвязь изменения уровня Каспийского моря с динамикой сейсмичности готовящихся сильнейших землетрясений мира. Материалы VII Международной школы-семинара "Физические основы прогнозирования разрушения горных пород". Октябрь, 2005, Ин-т Физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН

Бабазаде О.Б., Раджабов С.М., Романов Б.О. Сейсмические методы изучения дилатансных зон среды землетрясений. Материалы VII Международной школы-семинара "Физические основы прогнозирования разрушения горных пород". Октябрь, 2005, Ин-т Физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН Бабазаде О.Б., Полетаева Е.В. Комплексное изучение глубинных разломов Каспийского моря по гра-вимагнитным аномалиям. Тр. Института Геологии НАНА, №34, с. 59-67, №,i."Naita-Press", Баку, 2006

Бабазаде О.Б. Моделирование сейсмического отклика колебания грунта от типовых землетрясений на примере Абшерона, Азербайджан. Маркшейдерия и недропользования. №1,2007, Москва, с. 53-58 Бабазаде О.Б., Бабаев Р.Г. Сейсмическое микрорайонирование Апшеронского полуострова Азербайджана: метод и результаты. // Геоэкология, № 2,2007, с. 143-150

Radzhabov М. М., Babazade О. В. Refracted-diffracted waves recorded in deep seismic sounding of the Earth's crust / Izv. Earth Physics, № 03, 1970, p. 83 - 90, USA, Translated by D. G. Fry. Babazade О. B. Results of the study of seismic source processes according to earthquake record in Azerbaijan. European seismological commission XIX General Assembly, Abstracts, Moscow, 1984, p. 32 - 33. Babazade О. B. Seismic gap before earthquake (M = 5.4) of Nov. 29, 1981 in the eastern Azerbaijan (Caucasus) and migration of mud eruptions. International Union of Geodesy and Geophysics. The 23rd General Assembly of International Association of Seismology and Physics of the Earth's Interior (IASPEI). Vol. 1. Symposia 1 - 6, Tokyo, Japan, 1985, p. 103.

Babazade О. B. A new areal method of transverse seismic sounding by refraction wave. International Union of Geodesy and Geophysics. The 23"1 General Assembly of International Association of Seismology and Physics of the Earth's Interior (IASPEI). Vol.1. Symposia 7-15, Tokyo, Japan, 1985, p. 739. Babazade О. B. Seismogeodinamics of source zones of earthquake preparation of the Caucasus and bordering regions of Alpian belt. The 25th general Assembly of International Association of Seismology and Physics of the Earth's Interior (IASPEI). August 21 - September, 1. 1989, Istanbul, Turkey, p. 203. Babazade О. В., Shekinsky E. M., Muradkhanov S. A. On the phenomena of seismic noise and hydrogeody-namic regime before Spitak earthquake, 7.XII.1988 in the Caucasus. The 25,h General Assembly of International Association of Seismology and Physics of the Earth's Interior (IASPEI). August 21 - September, 1. 1989, Istanbul, Turkey, p. 333.

79.

80.

81.

82,

83.

84.

85.

86.

87.

88.

89.

90.

91.

92.

93.

94.

95.

96.

97.

98.

Babazade O. B. Prediction of the 1990 Iran earthquake and precursory phenomena of orbital trajectory in strong foreshocks. International conference on earthquake prediction: State-of-the-art. Strasbourg, France, 15-18 October 1991. Scientific-technical contributions, p. 2-9.

Babazade 0. B. The 1990 Rudbar earthquake in Iran: Seismic prediction and precursory phenomena. 29 dl International Geological Congress, Kyoto, Japan, 24 August - 3 September, 1992, Vol. 3 of 3, 11-21-1, P-6, p. 927.

Babazade O. B. Features of the Caspian Sea level oscillations in connection with the preparation of strong earthquakes. Turkiye 13, Jeofizik kurultaye. 13th Geophysical convention of Turkey. 5-9 April, 1993, p. 70 -71.

Babazade O. B. Seismological prediction of large earthquakes of the Alpine belt between Black sea - East Turkey and Afghanistan - Pakistan. Turkiye 13, Jeofizik kurultaye. 13th Geophysical convention of Turkey. 5-9 April, 1993, p. 72 - 73.

Babazade O. B. Determination of heterogeneity of focal zones of the earthquakes from seismic data of the Caucasus. Turkiye 13, Jeofizik kurultaye. 13"1 Geophysical convention of Turkey. 5-9 April, 1993, p. 150. Babazade O. B. Prediction of the June 21s" 1990 Iran earthquake and precursory phenomena of orbital trajectory in strong foreshocks. Proceedings of the S"1 International Seminar on Earthquake Prognostics. Sept. 2729, 1993 Tehran, I. R. Iran, p 3-4.

Babazade O. B. Features of the Caspian Sea level oscillations in connection with the preparation of strong earthquakes. Proceedings of the 8th International Seminar on Earthquake prognostics. Sept. 27 - 29, 1993, Tehran, I. R. Iran, p. 5 - 6.

Babazade O. B. Seismological prediction of large earthquakes of the Alpine belt between black Sea - East Turkey and Afghanistan - Pakistan. Proceedings of the 8"1 International Seminar on Earthquake Prognostics. Sept. 27 - 29, 1993, Tehran, I. R. Iran, p. 52 - 53.

Babazade O. B. Migration of mud volcano eruptions and their relationship with the occurrence of strong earthquakes. International Volcanological Congress. IAVCEI, Ankara, September 12-16, Abstracts, theme -8 volcano - geophysics, 1994, p. 94

Babazade O. B. Peculiarities of deep faults in Azerbaijan in accordance with geophysical fields anomalies. Energy, Ecology, Economy. Third Baku International Congress, Baku, Azerbaijan Republic, September 19 -22, 1995. p. 51.

Babazade O. B. Migration of mud eruptions as earthquake precursors. International Earth Sciences Colloquium on the Aegean region 1995. IESCA - 1995, Izmir - Gulluk, Turkey. 9 - 14, October 1995. p. 5. Babazade O. B. Geophysical features of deep fault models of the Azerbaijan area in the Caucasus orogenic belts. 30th International Geological Congress Abstracts, Volume 1 of 3, Beijing, China 4-14 August 1996, p. 151.

Babazade O. B. Migration phenomena of mud volcanic eruptions as earthquake precursors, concept of upper crustal sedimentary - level plate tectonics. 30th International Geological Congress. Abstracts. Volume 3 of 3. Beijing, China 4-14 August 1996. p. 185.

Babazade O. B. Two kinds of migration for mud volcanic eruptions as new earthquake precursors. IASPEI Regional Assembly in Asia. Tangshan, China, August 1 - 3, Asian Seismological Commission State Seismological Bureau of China 1996. p. 201.

Babazade O. B. Migration of mud volcano and the concept of sedimentary - level plate tectonics. "Petroleum Systems in Rapidly-Subsiding Basins". First Azerbaijan International Conference on Geophysics. October 10,1996, p. 40-41 (English).

Babazade O. B. Refracted wave 3-D seismological method. "Petroleum Systems in Rapidly-Subsiding Basins" First Azerbaijan International Conference on Geophysics. October 10,1996, p. 49 - 50 (English). Babazade O. B., Bayramova G. A. Geological-geophysical prognosis of oil and gas potential of Mesozoic volcanities in the Kurin depression. 59lh EAGE Conference and Technical Exhibition, Geneva. Volume 2.26 -30, May 1997, p. 1-2.

Babazade O. B., Radzhabov S. M. Prediction of reservoirs in the cross section using 3-D seismic reflection surveys. Geophysics news in Azerbaijan "Azermilgeofizcom" Bulletin 3/1997 p. 10 - 12. Babazade O. B. Modelling the structure of the Earthquakes Centre Zone by Seismic Data. IASPEI 1997. The 29111 General Assembly of the International Association of Seismology and Physics of the Earth's Interior. Thessaloniki, Greece. August 18-28,1997. p. 60.

Babazade O. B. The remote deep-focus strong foreshocks as precursors of large shallow earthquake in Caucasus-Iranian region. IASPEI 1997. The 29th General Assembly of the International Association of Seismology and Physics of the Earth's Interior. Thessaloniki, Greece. August 18-28, 1997. p. 83.

99.

100.

101.

102.

103.

104.

105.

106.

107.

108.

109.

110.

111.

112.

113.

114.

115.

116.

46

Babazade O. B. Prognosis of Khorasan and Ardebil earthquakes in Iran in 1997 (Occurrence of Predicted Earthquakes). IASPE1 1997. The 29th General Assembly of the International Association of Seismology and Physics of the Earth's Interior. Thessaloniki, Greece. August 18 - 28,1997. p. 159. Babazade O. B. The regularities of the foreshocks and mud volcanic eruptions sequence dynamics in earthquakes preparation processes of the Caucasus-Caspian region. IASPEI 1997. The 29111 General Assembly of the International Association of Seismology and Physics of the Earth's Interior. Thessaloniki, Greece. August 18 -28,1997. p. 349.

Babazade O. B. Proposals for cooperation between Azerbaijan Republic and international organizations on the problems of geology and geophysics. Geophysics news in Azerbaijan "Azcrmilgeofizcom" Bulletin 2/1998,p. 28-31.

Babazade O. B. Earthquake monitoring and early warning systems in Azerbaijan. International IDNDR-Conference on Early Warning Systems for the Reduction of natural Disasters, EWC'98. Potsdam, Federal Republic of Germany, Sept. 7- 11, 1998. p. 76.

Babazade O. B. The remote precursors of the Spitak earthquake and earthquake monitoring-prediction systems in Azerbaijan. The second international conference on earthquake hazard and seismic risk reduction. Commemorating the 10th Anniversary of the Spitak Earthquake. Yerevan - Armenia, 15-21 September, 1998. p. 159.

Babazadeh O.B. Earthquakes prediction: Geodynamics of the focus zones and Azerbaijan research project. Proceedings of the International Conference "Geodynamics of the Black Sea - Caspian segment of the Alpine folded belt and prospects of search for economic minerals". 9-10 June, 1999 Baku, p. 158-159 Babazade O. B. Seismic hazard zonation and early warning system in Azerbaijan. Book of Abstracts of International conference on earthquake hazard and risk in the Mediterranean EAN Region / The Near East University. October 18-22,1999. Nicosia North Cyprus. P. 190.

Babazade O. B. Seismological monitoring system plant needed to bid for Yenikend hydroelectric station project Geophysics news in Azerbaijan. Azermilgeofizcom. Scientific- Technical magazine № 1, 2000 r. p. 20-23.

Babazade O. Interaction of the strong upper-mantle and crust earthquakes of the Caucasian-Iranian region. Third meeting of ASC & Symposium on seismology, Earthquake hazard assessment and Earth's interior related topics, October 10-12, 2000, Tehran, I. R. Iran, SI 19, p. 9 - 10.

Babazade O. Deep seismic sounding (DSS) as a base of development of geodynamics and prediction of the earthquakes focal zones. Third meeting of ASC & Symposium on seismology earthquake hazard assessment and Earth's interior related topics, October 10-12,2000, Tehran, I. R. Iran, S324 p. 69. Babazade O. 3D Multiwave Seismological Research Method. 50th Anniversary of the ESC XXVIII General Assembly, IASPEI, IUGG, Genoa, SCD - 1-05-P, 1 - 6 Sept., 2002, p. 22.

Babazade O. Seismological aspects of the CTBT in Azerbaijan Republic 50th Anniversary of the ESC XXVIII General Assembly, IASPEI, IUGG, Genoa, SCA 2-09-0,1 - 6 Sept. 2002, p. 164 - 167. Babazade O., Babayev G., Kaneko F., Tsugawa T. New Seismic Microzoning Study for Apsheron Peninsula Including Baku Metropolitan Area, Azerbaijan. CRDF Caucasus - US Joint Scientific Workshop. Internet site: http://aaspei.topcities.com/CRDF/Compressed/Paper O. Babazade 3.htm, October 7 - 8, 2002, Yerevan, Armenia, p 13.

Babazade O. Azerbaijan Country Report. CRDF Caucasus - US Joint Scientific Workshop "Seismic Hazard Evaluation and Risk Mitigation for the Critical Facilities in Caucasus". October 7-8,2002, Yerevan, Armenia.

Babazade O. Principles and Strategy for Early Warning System Establishment". Regional Workshop "Common Approaches to Seismic Hazard and Risk Assessment, Decision-Making Processes on Seismic Risk Management", 25 - 27 October, 2002, Tsakhkadzor, Armenia.

Babazade O. Azerbaijan research project: hazard and risk assessment. "Symposium on Seismology, Earthquake Hazard Assessment and Risk Management". The Fourth General Assembly of the ASC, 24 - 26 Nov., 2002, Kathmandu, Nepal, p. 20 - 21.

Babazade O., Grisser L., Wieland M. Seismic early warning systems for oil and gas pipelines. Symposium on Seismology, Earthquake Hazard Assessment and Risk Management. The Fourth General Assembly of the ASC, 24 - 26 Nov., 2002, Kathmandu, Nepal, p. 79.

Babazade O., Babayev G. Numerical modeling of seismic microzoning for Apsheron peninsula of Azerbaijan. Conference Proceedings of the Fourth Inter. Confer, on Seismology and Earthquake Engineering (SEE -4). Journal of Seismology and Earthquake Engineering (JSEE), IIEES, 12-14 May, 2003, Tehran, I. R. Iran, p. 7.

117.

118.

119.

120.

121.

122.

123.

124.

125.

126.

127.

128.

129.

130.

131.

132.

133.

134.

135.

Babazade O., Griesser L., Kuendig C. Earthquake Safety System for Oil and Gas Pipelines - Comparison to the Case of Nuclear Power Plants. Journal of Seismology and Earthquake Engineering (JSEE), IIEES, Tehran, I. R. Iran, 2003.

Babazade O.B. Scientific Technical Aspects of Seismology and Physics of Earth Interior of the CTBT in Azerbaijan - Caspian Region. Workshop on CTBTO International Cooperation for states from Central Asia and the Caucasus (25-27 March, 2003, Baku, Azerbaijan). Published by the Provisional Technical Secretariat of Preparatory Commission for the Comprehensive Nuclear-Test-Ban Treaty Organization, Vienna, Austria, 2003,30 p.

Babazade O.B., Babayev G.R. Models of seismic microzoning for Apsheron peninsula and Baku metropolis, Azerbaijan. Proceeding of 13lh World Conference on earthquake engineering. August Ia' - 6", 2004,Vancouver,British Columbia, Canada

Babazade O.B. Dynamic earthquake prediction and early warning seismic monitoring system for the Baku -Tbilisi - Ceyhan oil and gas pipelines as the basis of mitigation risk Proceeding of International Geological Congress, August, 2004, Florence, Italy

Babazade O.B. et al. The migration of activity of mud volcanoes and landslide phenomena in the period of preparation and arising of earthquakes 25.11.00 (M 5.8; 6.3) and 06.12.00 (M 7.3) to the west of the Caspian Sea and Turkmenistan. ESC XXIX General Assembly 1VGG, IASPEI Abstracts. University and GFZ Potsdam, Germany, Sept. 12-17,2004, p.145

Babazade O.B. Seismic monitoring of controlled sources of vibration on processes of preparing strong earthquakes of the Caspian Sea and adjacent areas. ESC XXIX General Assembly IVGG, IASPEI Abstracts. University and GFZ Potsdam, Germany, Sept. 12-17,2004, p.145

Babazade O., Grisser L„ Wieland M. Seismic early warning systems for oil and gas pipelines. In Proceedings: Symposium on Seismology, Earthquake Hazard Assessment and Risk Management. The Fourth General Assembly of the ASC, 24 - 26 Nov., 2002, Kathmandu, Nepal. October, 2004 p. 77-82. Babazade O.B. et al. Safety system for pipelines in seismo-active regions, dynamic prediction and earthquake detection. Proceedings of 5th Asian Seismological Commission, General Assembly. October 18-21,

2004, Yerevan, Armenia

Babazade O.B. et al. Migration of mud volcanic activity in connection with the preparation of main earthquake. IASPEI, General Assembly, Santiago, Chili, 2005

Babazade O.B. et al. Dynamic prediction of seismic hazard and pipeline earthquake monitoring safety system. IASPEI, General Assembly, Santiago, Chili, 2005

Babazade O.B. et al. 3D seismic studies of low velocity layers and horizontal inhomogeneities with the crust of Caucasus-Caspian Sea. IASPEI, General Assembly, Santiago, Chili, 2005

Babazade O.B. et al. Methods of 3D seismic prospecting reflected waves. Proceedings of IAMG'05: GIS and Spatial Analysis, Vol.1, Toronto, Canada, August 21-26, 2005, p.226-231

Babazade O.B. et al. Safety system for pipelines in seismo-active regions, dynamic prediction and earthquake detection. In Proceedings: The International Conference on Geohazards, Natural Disasters. Department of Physical Geography, Tabriz University, Sep. 2005, Tabriz - Iran. p. 8

Babazade O.B. et al. Geodynamics of the mud volcanic activity in connection with the preparation of earthquake focal zones. In Proceedings: The International Conference on Geohazards, Natural Disasters. Department of Physical Geography, Tabriz University, Sep. 2005, Tabriz - Iran. p. 5

Babazade O.B. et al. Dynamic prediction and earthquake safety system for pipelines in seismo-active regions. Quantitative seismology in honor of Kei Aki: exploring the dynamic earth by seismological means -Geophysical Res. Abstr., vol. 7, A075; EGU05-A-20603; SMI 1-1TU4P-0075,2005. Austria, Vienna Babazade O.B. et al. Geodynamics of the mud volcanic activity in connection with the preparation of earthquake focal zones. Quantitative seismology in honor of Kei Aki: exploring the dynamic earth by seismological means - Geophysical Res. Abstr., vol. 7, 02628, 2005 SREF-ID: 1607-7962/gra/EGU 05-A-02628 EGU

2005. Austria, Vienna

Babazade O.B. et al. Energy of reflected seismic waves in diagnosis of fluid saturated layer-reservoir. The 6th International Conference on the Geology of the Middle East, UAE University, 2006. 5 p. Babazade O.B., Babazade N.O. Migration of mud volcanic activity in connection with the preparation of main earthquakes, tí* NCEE Conference Proceeding. The 100th Anniversary Earthquake Conference, Commemorating the 1906 San Francisco Earthquake, San Francisco, California, USA, April 18-22, 2006. 9 p. Babazade O.B., Babazade N.O. Griesser L. Dynamic prediction of seismic hazards for the Caspian-Eastern-Turkey-Iran Region and pipeline earthquake impacts. First European Conference Engineering and Seismology. 30th General Assemble of the ESC. 3-8 Sept. 2006. Geneva, Switzerland. Abstract Book. p. 292.

136.

137.

138.

139.

140.

141.

142.

143.

144.

145.

146.

147.

148.

149,

150,

151.

48

Babazade O.B. et al. Models of seismic microzoning for Absheron peninsula and Baku. 13 WCEE: 13th World Conference on Earthquake Engineering. Conference Proceedings. 2004. CSA / ASCE Civil Engineering Abstracts, 2006, CSA, Canada.

Babazade O.B. et al. Mitigation of earthquake risk in Baku. NATO ARW, Management of Urban Earthquake Risk in Central Asian and Caucasus Countries. Volume of Abstracts, Istanbul, Turkey, 15-19 May, 2006. p.47

Babazade O.B. et al. Dynamic prediction and earthquake monitoring - one of possible approaches to decrease the risk for oil and has pipeline. Ninth Canadian Conference on Earthquake Engineering. Ottawa, Ontario, Canada, 26-29 June, 2007,21p.

Babazade O.B. et al. Mitigation of earthquake risk in Baku. NATO ARW, Management of Urban Earthquake Risk in Central Asian and Caucasus Countries. Volume of Abstracts, Istanbul, Turkey, 15-19 May, 2006. p.47

Babazade O.B. et al. Dynamic prediction and earthquake monitoring - one of possible approaches to decrease the risk for oil and has pipeline. Ninth Canadian Conference on Earthquake Engineering. Ottawa, Ontario, Canada, 26-29 June, 2007,21p.

Babazade O.B. Dynamic seismic hazard prediction and pipeline earthquake impact. Proceedings (abstracts) of 33,h General Assembly, International Geological Congress, Oslo, Norway, August 2008, GHZ-04. Babazade O.B., Babazade N.O., Romanov B.O. Diagnosis of dilatancy zones fluid saturated layer-reservoir of the section by method of 3D vertical seismic sounbing. Proceedings (abstracts) of 33th General Assembly, International Geological Congress, Oslo, Norway, August 2008, EIE-02

Babazade O.B., Babazade N.O., Romanov B.O. Different scale migration manifestations of mud volcanic activity dynamics in processes of main earthquake preparation with magnitude 5.0 - 9.0 (abstracts) of 33lh General Assembly, International Geological Congress, Oslo, Norway, August 2008, EIE-02, GHZ-01. Babazade O.B., Babazade N.O., Griesser L., Romanov B.O. Dynamic prediction and earthquake monitoring one of possible approaches to decrease the risk for oil and gas pipeline. Proceedings of the 14th World Conference of Earthquake engineering, October 12-17, Beijing, China.

Babazade O.B., Romanov B.O. Physical-Mathematical grounds of prediction of horizontal-dilatancy zones of heterogeneities and Fluid-saturated Layer - reservoirs of section round the deep wells by 3 D vertical seismic sounding methods. Proceedings of the 7th General Assembly of Asian Seismological Commission and the 2008 fall meetings of Seismological Society, 24-27 November, 2008, Tskuba, Japan, Y3-210, p. 334.

Babazade O.B., Babazade N.O., Griesser L. Dynamic Seismic Hazard Prediction and Earthquake Risk assessment. Proceedings of the 7th General Assembly of Asian Seismological Commission and the 2008 fall meetings of Seismological Society, 24-27 November, 2008, Tskuba, Japan, Y3-210, p. 335. Babazade O.B., Romanov B.O. Predicting of horizontal fault-dilatancy zones of heterogeneities within the crust round the deep wells by 3D.

Babazade O.B., Babazade N.O. Mud volcano seismo-geodynamics. Abstract, International Assembly of Seismology and Physics of the Earth Interior, IASPEI, January, 2009, Cape Town, South African Republic, E2.

Babazade O.B., Griesser L. Seismic hazard prediction and earthquake risk assessment. International Assembly of Seismology and Physics of the Earth Interior, IASPEI, January, 2009, Cape Town, South African Republic, R2.

Babazade O.B. Seismic hazard prediction and earthquake risk assessment. Seismological researches letters, vol. 80, № 2, March-April April 8-10,2009, SSA, Monterey, California, USA, p.322. Babazade O.B. Seismic geodynamics and forecast of developing source zones of preparation of Earthquakes. Nomination for the Crawford Prize in Geosciences 2010 the Royal Swedish Bulletin, Academy of Sciences, Stockholm. Sweden, 5 p.

Текст научной работыДиссертация по наукам о земле, доктора физико-математических наук, Бабазаде, Октай Баба оглы, Москва

НАЦИОНАЛЬНАЯ АКАДЕМИЯ НАУК АЗЕРБАЙДЖАНА НАУЧНЫЙ ЦЕНТР ГЕОФИЗИКИ, ИНСТИТУТ ГЕОЛОГИИ, НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ДАННЫХ ОДВЗЯИ И АЗЕРБАЙДЖАНСКИЙ ЦЕНТР СЕЙСМОЛОГИИ И

ФИЗИКИ ЗЕМЛИ

На правах рукописи

05201 а50*>90

БАБАЗАДЕ ОКТАЙ БАБА ОГЛЫ

СТАТИЧЕСКИЕ И КИНЕМАТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ СЕЙСМИЧЕСКОЙ ГЕОДИНАМИКИ ОЧАГОВЫХ ЗОН ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЙ И ПРОСТРАНСТВЕННО-ВРЕМЕННОГО ПРОГНОЗИРОВАНИЯ

Специальность: 25.00.10 - геофизика, геофизические методы поисков

полезных ископаемых

ДИССЕРТАЦИЯ

на соискание ученой степени доктора физико-математических наук

Москва - 2010

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение.........................................................................................................................................4

ГЛАВА 1. Проблемы сейсмологии и геодинамики очаговых зон землетрясений...........16

1.1. Определение понятий и предмет исследования...............................................16

1.2. Эволюция моделей и основы сейсмической геодинамики очаговых зон землетрясений......................................................................................................21

1.3. Глобальное пространственное распределение землетрясений и сейсмогео-динамические позиции их зон............................................................................32

ГЛАВА 2. Многоволновые методы структурной сейсмологии при моделировании

неоднородностей среды землетрясений ...........................................................37

2.1. Теоретико-экспериментальные предпосылки и обоснование проведения многоволновых сейсмических исследований в ГСЗ........................................37

2.2. Получение сейсмической и комплексной геофизических моделей................44

2.3. Метод преобразования отраженных волн в двухмерные скоростные и трехмерные многопараметрические геофизические модели...........................49

2.4. Развитие физико-математической основы 3-Д сейсмического вертикального зондирования..........................................................................................56

2.5. Метод дифрагированных волн в ГСЗ и в многопрпзнаковом комплексе геофизических аномалий для моделирования разломов.................................61

2.6. Трехмерные сейсмологические методы изучения структуры очаговых зон.70 ГЛАВА 3. Сейсмические модели деформационных структур среды очаговых зон

землетрясений.......................................................................................................80

3.1. Районы изучения очаговых зон и системы сейсмических наблюдений.......80

3.2. Сейсмические модели структурных границ и региональных разломов очаговых зон по многоволновому полю ГСЗ...........................................................97

3.3. Пространственные модели геометрии и физических свойств разломов очаговых зон по комплексным геофизическим аномалиям............................115

3.4. Пространственная модель глубинного строения очаговых зон Шемаха-Исмаиллинских землетрясений по геофизическим исследованиям...............123

3.5. Пластовые скоростные неоднородности и структурно-физические глубинные границы коры в очаговых зонах по данным двухмерных сейсмических моделей....................................................................................................133

3.6. Опыт установления дилатансных зон земной коры по сейсмическим характеристикам отраженных волн.......................................................................145

ГЛАВА 4. Сейсмический потенциал и сейсмологический мониторинг локальных динамических процессов очаговых зон.................................................................159

4.1. Оценка сейсмического потенциала по моделям многофакторных корреляционных связей....................................................................................................159

4.2. Определение объема зон очагов по неоднородностям скоростных моделей среды и оценка их энергетических возможностей...........................................172

4.3. Локальные особенности динамики процесса очаговых зон по данным интерпретации детальных сейсмологических наблюдений................................186

4.4. Локальное сейсмическое затишье как отражение структур очагового процесса по данным обработки каталогов..............................................................212

4.5. Особенности проявления сейсмических очаговых процессов в вариациях протяженных реализаций временных рядов геофизических параметров......225

ГЛАВА 5. Сейсмологические модели геодинамики масштабных процессов подготовки очаговых зон землетрясений..........................................................................241

5.1. Моделирование процессов подготовки очаговой зоны по вариациям скоростей сейсмических волн от взрывов и землетрясений ................................241

5.2. Модели миграции очагов сильных землетрясений .........................................270

5.3. Закономерности динамики энергетически максимальных удаленных и близких форшоковых последовательностей в процессах подготовки очаговых зон сильных землетрясений.....................................................................286

5.4. Удаленные глубокофокусные сильные форшоки как предвестники больших поверхностных землетрясений...................................................................304

5.5. Закономерности динамики миграции последовательностей грязевулкани-ческих извержений в процессах подготовки очаговых зон землетрясений... 310

ГЛАВА 6. Динамическое районирование сейсмической опасности и геодинамические

модели долгосрочного прогноза очаговых зон землетрясений......................322

6.1. Статическая модель динамического районирования сейсмической опасности очаговых зон..................................................................................................322

6.2. Блоковая геодинамическая модель сейсмокинематики очаговых зон............333

6.3. Динамическая модель долгосрочного прогноза очаговых зон землетрясений .........................................................................................................................358

ЗАКЛЮЧЕНИЕ............................................................................................................................366

ЛИТЕРАТУРА.............................................................................................................................369

ПРИЛОЖЕНИЯ...........................................................................................................................402

ВВЕДЕНИЕ

В данной диссертации рассмотрены вопросы обоснования теоретических, методических и экспериментальных многолетних исследований по специальной геодинамике, выполненных в рамках ГСЗ, сейсмологии, мониторинга дилатансных зон сейсмического режима и др. на физических сейсмоактивных объектах литосферы разного масштабного уровня. Реализация всех этих направлений обеспечивалась постановкой более детальных наблюдений и углубленным анализом уже имеющихся геофизических данных с извлечением из них возможно большей информации. При этом совершенствовались технологии геофизических измерений, развиты новые методы и статико-динамические модели физической и математической интерпретации данных измерений, включающих анализ реологических свойств разломов коры. Полученные закономерности обоснованно изучены детально на сравнительного анализа с мировым уровнем исследований по разным зонам землетрясений. Работа поставлена как междисциплинарное фундаментальное и прикладное исследование. Оно по существу является новым перспективным научным направлением структурно-очаговой сейсмологии — физической геодинамикой землетрясений в области динамического прогноза сейсмической опасности, создания нетрадиционного метода поиска областей нефтегазоносности, мест повышенного сейсмического риска. Работа имеет общую направленность на создание физических основ пространственно-временного прогнозирования объектов и процесса земной коры через сейсмическое и сейсмологическое восстановления динамики движений построением модели взаимодействия ее блоков, а также создания физической прогностической модели сейсмичности и расписания закономерного возникновения проявляющихся очагов землетрясений.

Постановка проблемы.

Прогноз землетрясений был и продолжает оставаться важнейшей перспективной проблемой сейсмологии. Понятен обостренный общественный интерес к проблеме и чрезвычайно высокая социальная ответственность. Для прогноза необходимо знание особенностей структуры неоднородностей среды и свойств объема очага и зон подготовки будущего землетрясения, к которым, собственно, и относятся величина, параметры места, времени и предвестники каждого большого главного землетрясения. Возможность прогноза землетрясений сегодня зависит от возможности обнаружить процесс подготовки еще не проявившего себя очага и выявить по близким и далеким предвестникам время формирования (пробуждения) собственно очага и фазы развивающихся очаговых зон. При изучении природы и механизма большинства динамических явлений необходимо решать обратные задачи - по конечному результату эффекта восстанавливать исходную модель, И очевидно, что проблема создания единственной общей модели подготовки землетрясения должна осуществляться через геоди-

намику ее очаговых зон и логически должна включать в себя несколько частных моделей, не вступающих в противоречие, а дополняющих одна другую, и обладать прогностической силой. При этом главная трудность проблемы - установление блочно-иерархической глубинной структуры не только в пространстве, но и в пространстве - времени. Такие общие модели подготовки отдельного крупного землетрясения важно построить в сочетании с ведущими процессами - сейсмическим режимом, с другими аномалиями геофизических, геохимических и геодинамических полей в большом объеме земной коры за значительные промежутки времени. И, естественно, при этом следует ожидать более подробных и более точных моделей конкретно для различных региональных геодинамических обстановок с тензочувствитель-ными геолого-геофизическими условиями. Поэтому в решении этих новых сложнейших проблем геодинамики очаговых зон, и в частности их прогноза, без экспериментальных исследований иерархических динамических объемов структурно-физических неоднородностей (блоков, разломов), изменений их размеров, формы, контрастности физических свойств и процессов подготовки землетрясений в земной коре, сейсмологии - структурной и очаговой, должна принадлежать выдающаяся роль в ряду других геофизических методов.

Актуальность работы.

Актуальность диссертации имеет практический и теоретический аспекты. Практический аспект определен исключительной важностью снижения сейсмического риска, основанного на повышении точности и надежности выявления очаговых зон готовящихся разрушительных землетрясений, оценки сейсмической опасности территории и точности прогноза места и времени сильнейших землетрясений. Теоретический аспект работы вытекает из ставшей очевидной в последние годы невозможности объяснить возникновение землетрясений в рамках теорий, традиционно рассматривающих лишь локальные процессы их подготовки и без изучения соответствующей иерархической структуры земной коры, как самих зонах очагов сильных землетрясений, так и на прилегающих территориях более широких пространственно-временных рамках. Исходя из следствия фундаментального для сейсмологии закона повторяемости землетрясений утверждается (Садовский М.А., 1989), что накапливается потенциальная энергия в структурных объемах, распределяясь приблизительно равномерно по размерам поверхностей тех объемов, которые соответствуют очаговым зонам землетрясений, а диссипируется в основном на иерархической системе поверхностей. Поэтому причины природы землетрясений прежде всего необходимо искать в объемах их главных очагов и развивающихся очаговых зонах сейсмичности. Прогноз очаговых зон готовящихся сильных землетрясений во многом зависит от переноса приоритета в исследованиях с поиска предвестников землетрясений на изучение геомеханических и физических процессов подготовки главных очагов и их развивающихся зон, происходящих в конкретных блоковых

структурах. Изучение блокового строения структуры очаговых зон, современных движений земной коры и сейсмического режима в приложении к процессам подготовки землетрясений - еще одно важное направление. Вместе с тем актуальны также традиционные комплексные исследования пространственного распределения разнообразных предвестников и их теоретического осмысливания для понимания природы предвестников выяснения связи их характеристик с размерами очага. При этом особо важной является трактовка геодинамических процессов, происходящих в сейсмическом очаге и на больших пространствах вне очага в процессе подготовки землетрясения, во время и после его реализации. Только reo динамическая закономерность приложима ко всем явлениям вообще и к каждому в отдельности, но именно геодинамические закономерности не установлены для зон подготовки землетрясений в гипоцентре на разломе, очаге и вне его, на обширных и долгоживущих областях. Парадокс положения в том, что до сих пор не сформировалась специального сейсмологического и геодинамического направлений, изучающих такие сложные, самоорганизующиеся тройные системы структур и процессы, как очаговые зоны сейсмичности готовящихся главных очагов землетрясений. Разработка количественных моделей процессов подготовки землетрясений и очагов, как общие, так и для конкретных геофизических условий невозможна без экспериментального исследования в натуре процессов в коре, и важное место при этом должно отводиться развитию комплекса сейсмических и сеймологических методов и соответствующих моделей геодинамики очаговых зон землетрясений. Данное исследование относится к области специальной сейсмической геодинамики очаговых зон землетрясения. Для обоснования и разработки этого нового и перспективного научного направления в своих построениях она должна опираться прежде всего на данные о современном строении, составе и физических свойствах среды формирования очаговых зон землетрясений. Для этого аспекта геодинамики очаговых зон (статический) предмет исследования должны составлять проблемы структурно-физических неоднородностей, включая блоки и разломы, внутреннее строение, объемы и оконтуривание элементов очаговой зоны, конфигурации формы, вещественный состав, состояние реологии и т.п. Без знания формы границ очаговой зон, к которым приложены силы, вызывающие землетрясения, нельзя определять однозначно напряжения, даже если смещения заданы в каждой точке поверхности. Следовательно, для интерпретации наблюдаемых деформаций необходимо знать модель структуры среды очага землетрясения. Помимо этих представлений о современном строении очаговых зон и составе ее оболочек, сейсмическая геодинамика должна опираться на данные изучения движения земной поверхности в современную эпоху и в историческом прошлом (кинетический аспект). Этот второй аспект дает, собственно, представление о динамике физических процессов, протекающих в очаговых зонах землетрясений. Оба аспекта представлений основываются на информации, получаемой

геофизическими методами - главным образом методами структурной и очаговой сейсмологии. Без создания правильных детальных моделей геологической среды и реальных моделей процессов подготовки землетрясений сейсмология лишена своей методологической основы. Конечной целыо исследований являются создание системных моделей геодинамики очаговых зон землетрясений, компоненты которых являются многофакторными и взаимосвязанными с переносом центра тяжести исследований на решение генетических и прогнозных задач. В качестве самостоятельного объекта, характеризующегося единством сейсмогеодина-мического развития, выбран Кавказско-Иранский регион, включая Каспийское море, и его отдельные части территорий разномасштабного уровня, соизмеримые с площадями ответственными за возникновение землетрясений различного ранга магнитуд от 5 до 9 включительно. Подрегионы выбранного объекта содержат набор происшедших сильных землетрясений разных диапазонов магнитуд до М8, с соответственно разными размерами областей проявления очаговых зон и разнообразной сейсмичностью и сейсмическим режимом. Особую важность здесь имеет комплексное изучение вариаций геофизических полей в их связи со строением земной коры и процессами подготовки сильных землетрясений. Поэтому систематическое и системное изучение геодинамических процессов в их связи с неоднородно-блоковым строением земной коры, естественными и техногенными воздействиями в их выраженности в сейсмическом, вулканическом, геохимическом, гидрогеодинамическом режиме и распределении размещения полезных ископаемых имеет исключительное фундаментальное научное и практическое значение, актуальность.

Цель исследования.

Разработка региональных системных геодинамических моделей прогноза очаговых зон готовящихся сильных землетрясений на основе развития и применения новых методов детального выявления и прогрессивного комплексного подхода к изучению закономерностей структуры и движений блоковой среды по данным глубинной многоволновой сейсмики и режима параметров сейсмологических и геофизических процессов с учетом масштабности и единства их проявления. Важно исследовать закономерности, связывающие строение земной коры и происходящие в ней сейсмологические, геофизические и другие