УДК 550.344

ДЕТАЛЬНАЯ СТРУКТУРА ПОЛЯ ПОГЛОЩЕНИЯ В РАЙОНЕ ЗАПАДНОГО ТЯНЬ-ШАНЯ ПО МЕТОДУ КОРОТКОПЕРИОДНОЙ КОДЫ

О.И. Аптикаева

Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН, г. Москва, Россия

Аннотация. Для изучения характеристик затухания сейсмической коды Западного Тянь-Шаня анализировалась короткопериодная кода местных землетрясений, записанных станциями ЧИСС в 1960–1984 гг., а также цифровые сейсмограммы 150 землетрясений, произошедших в этом районе и записанных станцией AAK сети KNET с 2005 по 2017 гг. Показано, что поле поглощения включает изометричные в плане высокодобротные зоны (блоки) и близкие к линейным зоны сильного поглощения (ослабленные зоны), которые совпадают с зонами разломов. Выявлено также, что структура поля поглощения коррелирует со строением поля скоростей S-волн и скоростными аномалиями P-волн – низкоскоростные аномалии соответствуют зонам низкой добротности. Оказалось, что наиболее ярко выраженные проводники, выявленные в результате исследований магнитотеллурическим методом, совпадают с низкодобротными зонами, что свидетельствует о существенном их флюидонасыщении. Очаги наиболее сильных землетрясений энергетического класса по шкале Т.Г. Раутиан K > 16.0 приурочены к зонам максимального контраста поглощения, к границам блоков и ослабленных зон, где подвижность блоков определяется пониженной вязкостью низкодобротных и незначительной мощностью высокодобротных слоев. Рассмотрена также связь особенностей сейсмических процессов с пространственными неоднородностями поля поглощения на фоне вариаций скорости вращения Земли.

Ключевые слова: кода-волны, добротность, пространственные и временные вариации, поле поглощения.

Цитирование: Аптикаева О.И. Детальная структура поля поглощения в районе Западного Тянь-Шаня по методу короткопериодной коды // Вопросы инженерной сейсмологии. 2018. Т. 45, № 2. С. 21–32. DOI: 10.21455/VIS2018.2-2

Литература

Аптикаева О.И. Частотная зависимость и пространственно-временные вариации добротности по записям аппаратуры ЧИСС и СКМ в районе Гармского полигона // Землетрясения и процессы их подготовки. М.: Наука, 1991. С.153–163.

Аптикаева О.И. Использование короткопериодной коды афтершоков для изучения особенностей строения очаговых зон сильных землетрясений // Геофизические исследования. 2007. Вып. 8. С. 21–32.

Аптикаева О.И. Особенности циклических вариаций поля поглощения S-волн в блоках и ослабленных зонах // Геофизические исследования. 2012. Т. 13, № 3. С. 35–44.

Аптикаева О.И. Миграция очагов слабых землетрясений Гармского района и вариации скорости вращения Земли // Вопросы инженерной сейсмологии. 2013. Т. 40, №3. С. 54–64.

Аптикаева О.И. Поле поглощения очаговой области Алтайского землетрясения 2003 г. по огибающим коды афтершоков // Вопросы инженерной сейсмологии. 2014. № 4. С. 57–66.

Аптикаева О.И. Сейсмическая активность и строение земной коры и верхней мантии очаговых зон сильнейших землетрясений Алтая и Саян // Вопросы инженерной сейсмологии. 2017. Т. 44, № 2. С. 17–34. DOI: 10.21455/VIS2017.2-2

Аптикаева О.И., Аптикаев С.Ф. Затухание сейсмических колебаний от умеренных землетрясений зоны Вранча // Вопросы инженерной сейсмологии. 2016. Т. 43, № 1. C. 62–80.

Аптикаева О.И., Копничев Ю.Ф. Тонкая структура литосферы и астеносферы Гармского района и ее связь с сейсмичностью // Докл. АН СССР. 1991. Т. 317, №3. С.326–330.

Аптикаева О.И., Копничев Ю.Ф. Детальное картирование литосферы и астеносферы Гармского района по поглощению поперечных волн // Вулканология и сейсмология. 1992. №5–6. С. 101–118.

Аптикаева О.И., Аптикаев С.Ф., Копничев Ю.Ф., Рогожин Е.А. Неоднородности литосферы и астеносферы Туранской плиты и южного Тянь-Шаня, их связь с тектоникой и сейсмичностью // Физика Земли. 1996. № 2. С. 3–15.

Багманова Н.Х., Миркин Е.Л. Особенности скоростного строения мантии и их роль в формировании очаговых зон сильных коровых землетрясений Тянь-Шаня // Вестник Института сейсмологии НАН КР. 2018. №1(11). С. 12–17.

Гальперина Р.М., Нерсесов И.Л., Гальперин Е.И. Сейсмический режим района города Алма-Аты за 1972–1982 гг. М.: 1985. 246 с.

Забелина И.В., Кулаков И.Ю., Буслов М.М. Выявление глубинных механизмов горообразования Киргизского Тянь-Шаня по результатам сейсмической томографии // Геология и геофизика. 2013. Т. 54, № 7. С. 906–920.

Запольский К.К. Частотно-избирательные станции ЧИСС // Экспериментальная сейсмология. М.: Наука, 1971. С. 20–26.

Земцова А.Г. Сейсмическая кода и динамические особенности землетрясений Киргизии. Диссертация ... кандидата. физ.-мат. наук: 01.04.12; Фрунзе, Институт сейсмологии, 1985. 164 с.

Каазик П.Б., Копничев Ю.Ф., Нерсесов И.Л., Рахматуллин М.Х. Анализ тонкой структуры короткопериодных сейсмических полей по группе станций // Физика Земли. 1990. № 4. С. 38–49.

Копничев Ю.Ф., Соколова И.Н. Пространственно-временные вариации поля поглощения S-волн в очаговых зонах сильных землетрясений Тянь-Шаня // Физика Земли. 2003. № 7. С. 35–47.

Копничев Ю.Ф., Соколова И.Н. Аномалии высокого поглощения S-волн и кольцевые структуры сейсмичности в литосфере Алтая: Возможная подготовка сильных землетрясений // Геофизические процессы и биосфера. 2016. Т. 15, № 1. С. 57–72.

Нерсесов И.Л., Пономарев В.С., Тейтельбаум Ю.М. Вариации активности коровых землетрясений в различных слоях глубины и сейсмический прогноз // Докл. АН СССР. 1979. Т. 247, № 5. С. 1100–1102.

Раутиан Т.Г., Халтурин В.И., Закиров М.С., Земцова А.Г., Проскурин А.П., Пустовитенко Б.Г., Пустовитенко А.Н., Синельникова Л.Г., Филина А.Г., Шенгелия И.С. Экспериментальные исследования сейсмической коды. М.: Наука, 1981. 144 с.

Ризниченко Ю.В. (ред.). Методы детального изучения сейсмичности. М.: Изд-во АН СССР, 1960. 327 с. (Тр. ИФЗ АН СССР; № 9 (176)).

Соболев Г.А., Закржевская Н.А., Акатова К.Н., Гитис В.Г., Дерендяев А.Б., Брагин В.Д., Сычева Н.А., Кузиков С.И. Динамика взаимодействий полей сейсмичности и деформаций земной поверхности (Бишкекский геодинамический полигон) // Физика Земли. 2010. № 10. С. 15–37.

Сычева Н.А., Сычев В.Н., Сычев И.В., Ильичев П.В. Расчет добротности коры и верхней мантии Северного Тянь-Шаня на основе разработанного программного комплекса CodaQ // Геоинформатика. 2015. № 2. С. 12–23.

Aptikaeva O.I., Kopnichev Yu.F., Shevchenko V.I. Structure of the crust and upper mantle and tectogenesis of Garm test site area (Tadjikistan) // Fizika Zemli. 1994. № 7/8. P. 53–64.

Sass P., Ritter O., Ratschbacher L., Tympel J., Matiukov V. E., Rybin A. K., Batalev V. Yu. Resistivity structure underneath the Pamir and Southern Tian Shan // Geophys. J. Int. 2014. V. 198(1). P. 564–579. DOI:10.1093/gji/ggu146

Schneider F. M., Yuan X., Schurr B., Mechie J., Sippl C., Haberland C., Minaev V., Oimahmadov I., Gadoev M., Radjabov N., Abdybachaev U., Orunbaev S., Negmatullaev S. Seismic imaging of subducting continental lower crust beneath the Pamir // Earth and Planetary Science Letters. 2013. V. 375(1). P. 101–112. DOI:10.1016/j.epsl.2013.05.015

Sidorenkov N.S. The interaction between Earth’s rotation and geophysical processes. Weinheim, WILEY-VCH Verlag GmbH & Co, KGaA, 2009. 317 p. (Table D.1).

Vinnik L.P., Roecker S., Kosarev G.L., Oreshin S.I., Koulakov I.Yu. Crustal structure and dynamics of the Tien-Shan // Geophys. Res. Lett. 2002. V. 29, No. 22. P. 41–44.

Zubovich A.V., Xiao‐Qiang Wang, Scherba Yu.G., Schelochkov G.G., Reilinger R., Reigber C., Mosienko O.I., Molnar P., Michajljow W., Makarov V.I., Jie Li, Kuzikov S.I., Herring T.A., Hamburger M.W., Hager B.H., Ya‐min Dang, Bragin V.D., Beisenbaev R.T. GPS velocity field for the Tien Shan and surrounding regions // Tectonics. 2010. V. 29. TC6014. DOI:10.1029/2010TC002772

Сведения об авторе

АПТИКАЕВА Ольга Ивановна – кандидат физико-математических наук, ведущий научный сотрудник, Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН. 123242, г. Москва, ул. Большая Грузинская, д. 10, стр. 1. Тел.: (499) 254-24-05. E-mail: aptikaevaoi@mail.ru

DETAILED STRUCTURE OF ATTENUATION FIELD IN THE WESTERN TIEN SHAN BASED ON SHORT PERIOD CODA WAVES

O.I. Aptikaeva

Schmidt Institute of Physics of the Earth, Russian Academy of Sciences, Moscow, Russia

Abstract. The seismic coda waves attenuation characteristic in Western Tien Shan region were studied in this paper. The short-period coda waves of the local earthquakes recorded by the CHISS in 1960-1984 and digital seismogram data of 150 earthquakes that occurred in Western Tien Shan region during 2005 to 2017 and recorded at AAK station of the KNET network have been analyzed. The attenuation field is represented by a high Q factor zones, close to isometric in plan (blocks) and linear zones of strong attenuation (weakened zones), which coincide with the fault zones. The structure of the attenuation field agrees with the structure of the S-wave velocity field and the velocity anomalies of P-waves: low-velocity anomalies correspond to low-Q zones.

The most pronounced conductors revealed using magnetotelluric data coincide with the low-Q zones, which indicates their substantial fluid-saturation. The sources of the strongest earthquakes with K>16.0 are confined to the zones of maximum attenuation contrast, to the boundaries of the blocks and the weakened zones, where the mobility of the blocks is determined by the reduced viscosity of the low-Q and small thickness of the high-Q layers. The relationship between the features of seismic processes and spatial inhomogeneities of the attenuation field against the background of variations in the Earth's rotation velocity is also considered.

Keywords: сoda waves, Q factor, attenuation field

About the author

APTIKAEVA Olga Ivanovna – Candidate of Physical and Mathematical Sciences, Leading Researcher. Schmidt Institute of Physics of the Earth of the Russian Academy of Sciences. 123242, Moscow, ul. Bolshaya Gruzinskaya, 10, building 1. Phone: (499) 254-24-05. E-mail: aptikaevaoi@mail.ru

Cite this article as: Aptikaeva O.I. Detailed structure of attenuation field in the Western Tien Shan based on short period coda waves, Voprosy Inzhenernoi Seismologii (Problems of Engineering Seismology), 2018, Vol. 45, No. 2, pp. 21–32. [in Russian]. DOI: 10.21455/VIS2018.2-2

English translation of the article will be published in Seismic Instruments, ISSN: 0747-9239 (Print) 1934-7871 (Online), https://link.springer.com/journal/11990), 2019, Volume 55, Issue 2.