Байсорунское землетрясение 12 ноября 1990 г.

Размещено на http://www.allbest.ru//

Размещено на http://www.allbest.ru//

Байсорунское землетрясение 12 ноября 1990 г.

А.Нурмагамбетов

Землетрясение произошло на Северном Тянь-Шане в пределах высокоактивной в сейсмическом отношении Кюнгей-Заилийской зоны. В структурно-тектоническом плане его эпицентр находится в зоне сочленения Заилийского антиклинория и смежного с ним Чилико-Кеминского синклинория. Очаг землетрясения располагается в сложно построенном тектоническом узле, возникшем в зоне сближения и сочленения ряда крупных разломов (рис. 1). Особенностью тектоники участка является развитие здесь новообразований структуры в виде гравитационно-тектонического опускания клиновидного блока, т.е. возникновение локальной зоны растяжения в обрамлении напряженных структур, испытывающих поднятие в условиях сжатия. Высокая концентрация палеосейсмодислокаций, в первую очередь, сейсмотектонических, отражающих вспарывание крупных разломов, в сочетании с резкой перестройкой новейшего структурно-тектонического плана, позволяет рассматривать этот участок в качестве вероятной эпицентральной зоны катастрофического палеоземлетрясения. Байсорунское землетрясение свидетельствует о существовании длительно развивающихся (остаточных) очаговых зон,

Основные параметры землетрясения были определены по данным станций Казахстана и Кыргызстана. Очаг был достаточно хорошо окружен ими, ближайшие станции находились на расстоянии 35 км от эпицентра. Параметры, определенные по региональной сети и по данным ЦСИ ЕССН, в целом согласуются между собой (табл. 1), кроме оценок глубины:

Таблица. Основные параметры Байсорунского землетрясения

Примечание, Mc - магнитуда по коде; Kc - класс по коде.

Рис. 1. Сейсмотектоническая схема района Байсорунского землетрясения в Кюнгей Ала-Тоо

1,2 -- тектонические разрывы: 7 -- основные (а -- палеозойские, неподновленные, б ·-- новейшие, в том числе унаследованные, в -- сейсмотектонические); 2 -- второстепенные (а --- новейшие, 6 --- сейсмотектонические); 3 -- элементы кинематики: а -- сбросы и взбросы (пунктиром обозначено поднятое крыло), б -- сдвиги, в -- надвиги; 4 -- участки концентраций сейсмодислокаций; 5, 6 -- эпицентры землетрясений: 5 -- известных (I -- Чиликского 1889г., II --Жаланаш-Тюпского 1978г.); 6--Байсорунского 1990 г. (штриховой линией показана проекция разрыва в очаге, стрелкой -- направление падения плоскости разрыва); 7 -- предполагаемые очаги палеоземлетрясений (III -- Тургенского, IV -- Карасайского. Разломы (цифры в кружках): 1 -- Чилико-Кеминский, 2 -- Северо-Далашикский, 3 --Бескарагайский, 4 -- Байсорун-Чиликский, 5 -- Каракезенский, б -- Кольсайский, 7 -- Северо-Кюнгейский, 8 -- Каракиикский, 9 -- Сарыбулакский

Рис. 2. Сеть станций сильных движений при Байсорунском землетрясении

1 -- аппаратура на скальном грунте; 2 -- аппаратура на рыхлом грунте; 3 -- эпицентр Байсорунского землетрясения; 4 -- направление разрыва; и -- максимальные амплитуды ускорений и скоростей

Рис. 3. Акселерограммы Байсорунского землетрясения на ст. Курменты (прибор ССОРЗ)

Движения почвы были зарегистрированы сетью станций сильных движений Казахстана (21 станция) и Кыргызстана (4 станции). В основном это акселерографы ССРЗ и АСРЗ, велосиграфы ИСО-11М+С-5-С, сейсмографы СМТР. Значения зарегистрированных ускорений и скорости отвечают 3-8 баллам по инструментальной шкале. Расположение пунктов сильных движений ИС АН КазССР и значения максимальных амплитуд ускорений и скорости представлены на рис. 2. Самые сильные воздействия получены на ст. Курменты (Д = 35 км). Акселерограммы по двум горизонтальным компонентам приведены на рис. 3. Максимальная амплитуда по компоненте E-W составляет 537 см/с2 на периоде 0.20 с, длительность больших амплитуд 2.6 с; максимальная амплитуда по компоненте N-S достигла 675 см/с2 на периоде 0.27 с, длительность больших амплитуд 3 с. Рассмотрение азимутального распределения максимальных амплитуд, периодов, а также азимутального годографа tРmах (tP -- по методике И.В.Горбуновой [1]) позволило сделать вывод о направлении распространения разрыва с запада на восток в близширотном азимуте.

Макросейсмика, Сотрясениями была охвачена обширная территория, включающая Алма-Атинскую, Талды-Курганскую и Джамбульскую области Казахстана, а также Иссык-Кульскую область республики Кыргызстан. Плейстосейстовая зона землетрясения занимает площадь около 3400 км2. В этой зоне населенные пункты распределены неравномерно, в основном они сконцентрированы на юге, по северному побережью Иссык-Куля, и на северо-востоке, у подножия гор.

С наибольшей интенсивностью в 8 баллов землетрясение проявилось в населенном пункте Кутур-ган, находящемся в 20 км к востоку от эпицентра. Этот факт согласуется и с данными о максимальных воздействиях по сильным движениям. Здесь дом из сруба оказался сдвинутым с фундамента на 10 см в одном углу и на 3 см в другом. Сам дом перекосился на 15 см. Печь полностью разрушена, двери перекосились, стекла полностью рассыпались, дранки срезаны.

Всего было обследовано 209 населенных пунктов (табл. 2). На рис. 4 приведена карта изосейст Байсорунского землетрясения. Все они имеют эллипсовидную форму и ориентированы по простиранию основных геологических структур. Изосейсты вытянуты в субширотном направлении, отношение полуосей 1 : 1.7.

Таблица 2. Макросейсмические данные о землетрясении 12 ноября

Рис. 4. Карта изосейст Байсорунского землетрясения

1 -- балльность; 2 -- изосейста; 3 -- инструментальный эпицентр

Рис. 5. Определение макросейсмической магнитуды по палетке Т.Г.Раутиан

Рис. 6. График повторяемости афтершоков Байсорунского землетрясения по станции Саты (1) и по каталогу афтершоков (2)

По макросейсмическим данным были оценены некоторые параметры очага и среды. Для определения глубины очага h и коэффициента затухания н использована палетка [2, с.25]. При I0 = 8 баллов получили следующие значения: н = 5.0; h = 30 км. Аналогичную оценку глубины h = 30 км дает использование макросейсмической палетки Н.В. Шебалина [2, с. 26].

Определение макросейсмической магнитуды ММ проводилось по методике [3]. Величина ММ оказалась равной 6.7, т.е. несколько выше инструментально определенной магнитуды MLH, Это завышение, по-видимому, связано с аномально высоким затуханием интенсивности сотрясений с расстоянием и, как следствие этого, кривой затухания, отличающейся по форме от калибровочной кривой, положенной в основу макросейсмической палетки (рис. 5).

Оценка горизонтальной протяженности очага lх по макросейсмическим данным проведена по формуле Н.В.Шебалина lх = dlmax- dlmin, где dlmax и dlmin -- максимальный и минимальный диаметр первой изосейсты. Получено значение lх = 24 км. По средней зависимости между lх и магнитудой сильных землетрясений Средней Азии и Казахстана lg lх = 0.6 М -- 2.5, lх = 20 км.

Афтершоки. Землетрясение сопровождалось большим числом повторных толчков, начавшихся уже через несколько минут после главного толчка. Список афтершоков за 3.5 месяца включает 119 толчков. Анализ показал, что имеющейся сетью станций была обеспечена представительная регистрация афтершоков с КР ?6.5. Наиболее сильным из афтершоков явилось землетрясение 28 декабря 1990 г. с КР= 11.7. Его очаг находился вблизи гипоцентра главного толчка на той же глубине. Оно ощущалось в ближайших населенных пунктах интенсивностью до 4 баллов. График повторяемости афтершоков характеризуется значением |г| = 42 (рис. 6). Как известно, для афтершоков обычно характерна повышенная крутизна графика повторяемости по сравнению с "фоновой" сейсмичностью. Однако при Байсорунском землетрясении этого не наблюдается. Проведенный анализ пространственного распределения афтершоков позволил установить размеры объемной области, вовлеченной в процесс разрушения. Так, по глубине афтершоки занимают диапазон от 0 до 20 км. Линейные размеры с запада на восток (вдоль основной плоскости разрыва) составляют 15 км, при учете удаленных афтершоков -- до 40 км. С севера на юг длина области афтершоков 20 км. На рис. 7 и 8 представлены карта эпицентров и глубинные разрезы по афтершокам.

Рис. 7. Схема эпицентров афтершоков

Рис, 8. Глубинные разрезы вдоль I (а) и II (б) плоскостей

Рис. 9. Графическое изображение механизма очага Байсорунского землетрясения

/ -- модальные линии Р-волн; 2 -- оси сжатия, растяжения, промежуточные напряжения; 5 --- область волн сжатия; 4 -- проекция очага землетрясения

Рис. 10. Очаговый спектр Байсорунского землетрясения, полученный по записям ЧИСС "Талгар"

байсорунское землетрясение очаг макросейсмический

Механизм очага. Механизм очага Байсорунского землетрясения определен по 87 станциям. Помимо материалов ИС АН КазССР, к решению привлекались данные Сейсмологического бюллетеня, ОМЭ ИФЗ АН СССР, ИС АН КиргССР, Сейсмологического бюро Синьцзян-Уйгурского автономного района КИР. Графическое изображение механизма для нижней полусферы приведено на рис. 9. Решение показало, что в очаге произошел сдвиг с очень незначительной сбросовой компонентой по падению плоскостей разрывов. Оси напряжения сжатия и растяжения ориентированы близгоризонально. Плоскости разрыва в очаге круто падающие. Одна из них имеет меридиональное простирание, другая, принятая при комплексном анализе различных сейсмологических и геологотектонических данных за действующую -- широтное. Следует отметить, что разрыв в очаге был, по всей вероятности, сложный, о чем свидетельствует характер записи на станции Медео, где перед волной, которая прослеживается в первых вступлениях на всех остальных станциях, видно слабое вступление противоположного знака. Такой вид записи характерен для высокочувствительных станций. По записям сильных движений можно предположить дискретный характер излучения от сложного разрыва с субочагами. Результаты определения механизма Байсорунского землетрясения приведены в табл. 3.

Механизмы очагов афтершоков Байсорунского землетрясения характеризуются в основном взбро-совыми и взбросо-сдвиговыми типами подвижек. Для некоторых из них механизмы определены групповым способом. Первый афтершок с КP = 11.1, происшедший через 12 мин после главного толчка, имел взбросовый тип подвижки, субширотное простирание плоскостей разрывов при падении одной из них на север, другой -- на юг. Аналогичный механизм имеют еще четыре афтершока, происшедшие 12 и 13 ноября 1990 г. Это хорошо согласуется с тем, что следует из пространственного анализа распределения афтершоков; у афтершоков при том же простирании плоскости, что и у главного толчка, наклон навстречу плоскости главного толчка.

Оси напряжения сжатия в очагах афтершоков ориентированы близмеридионально и имеют угол наклона к горизонту 0-30°. Оси напряжения растяжения имеют близширотное простирание и угол наклона к горизонту 40-80°.

Очаговый спектр главного толчка. Определение очагового спектра проводилось по записям станции ЧИСС "Талгар" методом сейсмической коды (рис. 10). Полученный спектр относится к первому типу по форме спектра, т.е. состоит из плоской части с уровнем пропорциональным сейсмическому моменту М0= 1.26·1025 дин·см, имеет одну угловую частоту f0 = 0.37 Гц, lgES (Дж)= 15.3, зу = 480·105 Па. Нормированная угловая частота, введенная в работе [4], оказалась равной 3.6 Гц, что больше средних значений для данного региона, равных 1.7-2.3 Гц. По модели Бруна был рассчитан радиус очага r = 2.34Vs/2рf. При Vs = 3.5 км/с он составляет 3.5 км, длина очага 7 км. Эта величина оказалась меньше, чем по афтершокам и по результатам макросейсмических исследований.

Таблица 3. Параметры механизма очага

Литература

1. Горбунова И.В. Об интерпретации сейсмических волн

С и S от землетрясений с протяженным очагом// Интерпретация сейсмических наблюдений. М,: Наука, 1983.С.88-101.

2. Новый каталог сильных землетрясений на территории СССР с древнейших времен до 1975 г. / Отв. ред. Н.В.Кондорская, Н.В.Шебалин. М.: Наука, 1977. С.17-18.

3. Раутиан Т. Г. Макросейсмическое проявление землетрясений и очаговые спектры// Колебания грунта и сейсмический эффект при землетрясениях. М.: Наука, 1982. С.74-81. (Вопр. инж. сейсмологии; Вып. 23).

4. Хайдаров М.С. Динамические параметры очагов землетрясений Северного Тянь-Шаня по коде-волнам// Сейсмичность и прогнозирование землетрясений в Казахстане. Алма-Ата: Наука, 1983. С.86-93. Т.1.

Размещено на Allbest.ru