УДК 550.34, 551.24

PACS 91.30.Dk, 91.30.Px

Глубинные структурные и тектонические особенности очаговых зон землетрясений 21 века в северо-западной части Большого Кавказа

Е.А. Рогожин1,2, А.В. Горбатиков1, М.Ю. Степанова1, Ю.В. Харазова1, А.И. Сысолин1, А.А. Рыбин1

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

2 Федеральный исследовательский центр «Единая геофизическая служба» РАН,
г. Обнинск, Россия

Автор для переписки: М.Ю. Степанова, e-mail: maris.terras@gmail.com

Аннотация. Проведено суммирование имеющихся и вновь собранных данных о приповерхностном и глубинном строении и современной геодинамике ключевых районов северо-западной части Большого Кавказа. Разработаны модели разломно-блоковой структуры этого горно-складчатого сооружения и характера сейсмогенных смещений по разломам на его северо-западной периклинали. Выяснены причины резкой смены складчато-блоковой структуры в районе Анапской сейсмогенерирующей флексурно-разрывной зоны. Составлены детальные модели приповерхностного и глубинного строения для ряда важнейших сейсмогенерирующих структур на Северо-Западном Кавказе, породивших Нижнекубанское-II землетрясение 9 ноября 2002 г. с М = 4.7 и Су-Псехское событие 10 декабря 2012 г. с Mw = 4.3, а также Пшехское землетрясение 15 ноября 2004 г. в Краснодарском крае с М = 4.6. На основе результатов проведенных полевых геолого-геофизических исследований построены объемные геодинамические и сейсмотектонические модели сейсмогенерирующих структур.

Ключевые слова: глубинная структура очага, метод микросейсмического зондирования, механизм очага землетрясения

Цитирование: Рогожин Е.А., Горбатиков А.В., Степанова М.Ю., Харазова Ю.В., Сысолин А.И., Рыбин А.А. Глубинные структурные и тектонические особенности очаговых зон землетрясений 21 века в северо-западной части Большого Кавказа // Вопросы инженерной сейсмологии. 2019. Т. 46, № 1. С. 60–75. DOI: 10.21455/VIS2019.1-5

Литература

Белявский В.В., Егоркин А.В., Солодилов Л.Н., Ракитов В.А., Яковлев А.Г. Некоторые результаты применения методов естественных электромагнитных и сейсмических полей на Северном Кавказе. // Физика Земли, 2007. № 4. С. 4–14.

Габсатарова И.П. Пшехское землетрясение 15 ноября 2004 года с Mw = 4.5, I0 = 5–6 (Краснодарский край) // Землетрясения Северной Евразии в 2004 году. Обнинск: ГС РАН, 2010. С. 386–394.

Габсатарова И.П., Чепкунас Л.С., Бабкова Е.А. Нижнекубанское-II землетрясение 9 ноября 2002 года с КР = 13.0, Mw = 5.5, I0 = 6 баллов (Северный Кавказ) // Землетрясения Северной Евразии в 2002 году. Обнинск: ГС РАН, 2008. С. 357–379.

Габсатарова И.П., Малянова Л.С., Селиванова Е.А., Якушева В.Н. Су-Псехское землетрясение 10 декабря 2012 г. с КР = 11.5, Мwрег = 4.3 в Анапском сейсмоактивном районе // Землетрясения Северной Евразии в 2012 году. Обнинск: ФИЦ ЕГС РАН, 2018. С. 420–432.

Газеев В.М., Гурбанов А.Г., Кондрашов И.А., Гурбанова О.А. Обломки магматических пород в выбросах грязевых вулканов Таманского полуострова: геохимические особенности и палеогеодинамическая реконструкция (Краснодарский край, Северный Кавказ) // Вестник Владикавказского научного центра. 2016. Т. 16, № 4. С. 49–61.

Горбатиков А.В., Степанова М.Ю., Кораблев Г.Е. Закономерности формирования микросейсмического поля под влиянием локальных геологических неоднородностей и зондирование среды с помощью микросейсм // Физика Земли. 2008. № 7. С.66–84.

Горбатиков А.В., Цуканов А.А. Моделирование волн Рэлея вблизи рассеивающих скоростных неоднородностей. Исследование возможностей метода микросейсмического зондирования // Физика Земли. 2011. № 4. С.96–112.

Горбатиков А.В., Рогожин Е.А., Степанова М.Ю., Харазова Ю.В., Андреева Н.В., Передерин Ф.В., Заалишвили В.Б., Мельков Д.А., Дзеранов Б.В., Дзебоев Б.А., Габараев А.Ф. Особенности глубинного строения и современной тектоники Большого Кавказа в Осетинском секторе по комплексу геофизических данных // Физика Земли. 2015. № 1. С. 3–14. DOI: 10.7868/S000233371501007X

Государственная геологическая карта Российской Федерации. Масштаб 1:200000. Издание второе. Серия Кавказская. Лист L-37-XXXIV (Туапсе). Авторы: Корсаков С.Г., Семенуха И.Н., Андреев В.М. Гл. ред.: Ростовцев К.О. СПб.: ВСЕГЕИ, 2002.

Государственная геологическая карта Российской Федерации. Масштаб 1:200000. Издание второе. Серия Кавказская. Лист L-37-XXVI (Новороссийск). Авторы: Корсаков С.Г., Белуженко Е.В., Соколов В.В., Андреев В.М.. Научный редактор: Юбко В.М. СПб.: ВСЕГЕИ, 2009.

Золотов Е.Е., Кадурин И.Н., Кадурина Л.С., Недядько В.В., Ракитов В.А., Рогожин Е.А., Ляшенко Л.Л. Новые данные о глубинном строении земной коры и сейсмичности Западного Кавказа // Геофизика ХХI столетия: 2001 год. М.: Научный мир, 2001. С. 85–89.

Летавин А.И., Перерва В.М. Разрывная тектоника и перспективы нефтегазоносности краевой зоны Северо-Западного Кавказа. М.: Наука, 1987. 88 с.

Лутиков А.И., Овсюченко А.Н., Рогожин Е.А. Оценка сейсмической опасности Северо-Западного Кавказа в детальном масштабе // Природные и техногенные риски. Безопасность сооружений. 2013. № 1. С.31–41.

Маринин А.В., Расцветаев Л.М. Структурные парагенезы Северо-Западного Кавказа // Проблемы тектонофизики. М.: ИФЗ РАН, 2008. С. 191–224.

Мейснер Л.Б., Туголесов Д.А. Туапсинский прогиб – впадина с автономной складчатостью // Геотектоника. 1998. № 5. С. 76–86.

Милановский Е.Е. Новейшая тектоника Кавказа. М.: Недра, 1968. 483 с.

Несмеянов С.А. Неоструктурное районирование Северо-Западного Кавказа. М.: Недра, 1992. 254 с.

Овсюченко А.Н. Соотношение различных форм современных тектонических деформаций на Северо-Западном Кавказе // Исследования по сейсмотектонике и современной геодинамике. М.: ИФЗ РАН, 2006. С. 89–104.

Островский А.Б. О морских террасах Черноморского побережья Кавказа между г. Анапа и устьем р. Шахе. // ДАН СССР. 1968. Т. 181, № 4. С. 900–952.

Пустильников М.Р., Чекунов А.В. Индоло-Кубанский передовой прогиб // Геофизические исследования и тектоника юга Европейской части СССР. Киев: Наукова думка, 1969. С. 190–210.

Ризниченко Ю.В. Размеры очага корового землетрясения и сейсмический момент // Исследования по физике землетрясений. М.: Наука, 1976. С. 9–27.

Рогожин Е.А., Харазова Ю.В., Горбатиков А.В., Шанов С., Степанова М.Ю., Митев А. Строение и современная активность Интрамизийского разлома в северо-восточной Болгарии по комплексу новых геолого-геофизических методов // Физика Земли. 2009. № 9. С. 66–74.

Рогожин Е.А., Горбатиков А.В., Степанова М.Ю., Овсюченко А.Н., Андреева Н.В., Харазова Ю.В. Структура и современная геодинамика мегантиклинория Большого Кавказа в свете новых данных о глубинном строении // Геотектоника. 2015. № 2. С. 36–49. DOI: 10.7868/S0016853X15020058

Татевосян Р.Э., Плетнев К.Г., Бяков А.Ю., Шестопалов В.Л. Нижнекубанское землетрясение 9 ноября 2002 г.: результаты макросейсмического обследования // Физика Земли. 2003. № 11. С. 42–53.

Трихунков Я.И. Неотектонические преобразования кайнозойских складчатых структур Северо-Западного Кавказа // Геотектоника. 2016. № 5. С. 67–81.

Трихунков Я.И., Бачманов Д.М., Гайдаленок О.В. Новейшие тектонические структуры зоны сочленения Северо-Западного Кавказа и Керченско-Таманской области // Проблемы тектоники и геодинамики земной коры и мантии. Материалы L Тектонического совещания Т. 2. М.: ГЕОС, 2018. С. 282–289.

Gorbatikov A.V., Montesinos F.G., Arnoso J., Stepanova M.Yu., Benavent M., Tsukanov A.A. New Features in the Subsurface Structure Model of El Hierro Island (Canaries) from Low-Frequency Microseismic Sounding: An Insight into the 2011 Seismo-Volcanic Crisis // Surveys in Geophysics. 2013. V.34, N. 4. P.463–489. DOI 10.1007/s10712-013-9240-4

Lee P.M. Bayesian Statistics: An Introduction. Fourth Edition. John Wiley & Sons Ltd., UK, 2012. 459 p.

Wells D.L., Coppersmith K.J. New empirical relationships among magnitude, rupture length, rupture width, rupture area, and surface displacement. // Bull. Seism. Soc. Amer. 1994. V. 84, N 4. P. 974–1002.

Сведения об авторах

РОГОЖИН Евгений Александрович − доктор геолого-минералогических наук, главный научный сотрудник, Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН. 123242, г. Москва, ул. Большая Грузинская, д. 10, стр. 1; Федеральный исследовательский центр «Единая геофизическая служба» РАН. 249033, Калужская обл., г. Обнинск, пр-т Ленина, 189. Тел.: +7 (499) 254-87-15. e-mail: eurog@ifz.ru

ГОРБАТИКОВ Андрей Вениаминович − 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.: +7 (495) 254-24-05. e-mail: avgor70@mail.ru

СТЕПАНОВА Марина Юрьевна − кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник, Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН. 123242, г. Москва, ул. Большая Грузинская, д. 10, стр. 1. e-mail: maris.terras@gmail.com

ХАРАЗОВА Юлия Вячеславовна − научный сотрудник, Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН. 123242, г. Москва, ул. Большая Грузинская, д. 10, стр. 1. e-mail: uh69@mail.ru

СЫСОЛИН Александр Иванович − ведущий инженер, Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН. 123242, г. Москва, ул. Большая Грузинская, д. 10, стр. 1. Тел.: +7 (499) 254-53-50. e-mail: alexandr.sysolin@gmail.com

РЫБИН Алексей Александрович − ведущий инженер, Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН. 123242, г. Москва, ул. Большая Грузинская, д. 10, стр. 1. Тел.: +7 (499) 254-02-01. e-mail: aar@ifz.ru

Deep structural and tectonic features of focal zones of 21st century earthquakes in the northwestern part of the Greater Caucasus

E.A. Rogozhin1,2, A.V. Gorbatikov1, M.Yu. Stepanova1, Yu.V. Kharazova1, A.I. Sysolin1, A.A. Rybin1

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

2 Federal Research Center – Geophysical Survey of Russian Academy of Sciences, Obninsk, Russia

Corresponding author: M.Yu. Stepanova, e-mail: maris.terras@gmail.com

Abstract. The summation of the available and newly collected data on the shallow and deep structure and modern geodynamics of key regions of the north-western part of the Greater Caucasus was carried out. The fault-block model of this mountain-folded structure and the nature of seismogenic displacements along the faults on its north-western pericline have been developed. The reasons for the abrupt change of the folded-block structure in the area of the Anapa seismic-generating flexural-discontinuous zone were clarified. Detailed models of the shallow and deep structure were compiled for a number of the most important seismic-generating structures in the North-Western Caucasus, which gave rise to the Nizhnekubansky II earthquake on November 9, 2002 with M = 4.7 and Su-Psekh event on December 10, 2012 with Mw = 4.3, Pshekhsky earthquake on November 15 2004 in the Krasnodar Territory with M = 4.6. Based on the results of field geological and geophysical surveys, volumetric geodynamic and seismotectonic models of seismo-generating structures were constructed. The morphology of regional tectonic structures at depth for their comparison with the focal parameters of three strong earthquakes was investigated by microseismic sounding method.

Keywords: hypocenter deep structure, microseismic sounding method, earthquake mechanism solution

About the authors

Rogozhin Evgeny Aleksandrovich − Professor, Doctor of Geological and Mineralogical Sciences, Chief Researcher, Schmidt Institute of Physics of the Earth of the Russian Academy of Sciences. Bolshaya Gruzinskaya str., 10-1, Moscow 123242; Federal Research Center – Geophysical Survey of Russian Academy of Sciences. Lenina av. 189, Obninsk, Kaluga region, Russia, 249035. e-mail: eurog@ifz.ru

Gorbatikov Andrey Veniaminovich − Candidate of Physical and Mathematical Sciences, Leading Researcher, Schmidt Institute of Physics of the Earth of the Russian Academy of Sciences. Bolshaya Gruzinskaya str., 10-1, Moscow 123242. e-mail: avgor70@mail.ru

Stepanova Marina Yuryevna − Candidate of Physical and Mathematical Sciences, Senior Researcher, Schmidt Institute of Physics of the Earth of the Russian Academy of Sciences. Bolshaya Gruzinskaya str., 10-1, Moscow 123242. e-mail: maris.terras@gmail.com

Kharazova Yulia Vyacheslavovna − Research Fellow, Schmidt Institute of Physics of the Earth of the Russian Academy of Sciences. Bolshaya Gruzinskaya str., 10-1, Moscow 123242. e-mail: uh69@mail.ru

Sysolin Alexander Ivanovich − Leading Engineer, Schmidt Institute of Physics of the Earth of the Russian Academy of Sciences. Bolshaya Gruzinskaya str., 10-1, Moscow 123242. e-mail: alexandr.sysolin@gmail.com

Rybin Aleksey Aleksandrovich − Leading Engineer, Schmidt Institute of Physics of the Earth of the Russian Academy of Sciences. Bolshaya Gruzinskaya str., 10-1, Moscow 123242. e-mail: aar@ifz.ru

Cite this article as: Rogozhin E.A., Gorbatikov A.V., Stepanova M.Yu., Kharazova Yu.V., Sysolin A.I., Rybin A.A. Deep structural and tectonic features of focal zones of 21st century earthquakes in the northwestern part of the Greater Caucasus, Voprosy Inzhenernoi Seismologii (Problems of Engineering Seismology), 2019. V.46, No. 1. P.60–75. [in Russian]. DOI: 10.21455/VIS2019.1-5

English translation of the article will be published in Seismic Instruments, ISSN: 0747-9239 (Print) 1934-7871 (Online), https://link.springer.com/journal/11990), 2020, Volume 56, Issue 1.