УДК 550.34, 551.24

PACS 91.30.Dk, 91.30.Px

Уточнение глубинного строения и кинематики тектонических движений в области Сальского землетрясения 2001 г. на основе новых геофизических данных

А.В. Горбатиков1, И.П. Габсатарова2, Е.А. Рогожин1,2, М.Ю. Степанова1,
Ю.В. Харазова
1, А.И. Сысолин1, В.А. Погребченко1

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

2 Федеральный исследовательский центр «Единая геофизическая служба Российской академии наук», г. Обнинск, Россия

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

Аннотация. Представлены результаты комплексного изучения сейсмотектонических, геолого-геофизических, геодинамических и сейсмологических данных в области Сальского землетрясения 22.05.2001 г., M = 4.7 в слабосейсмичном районе сочленения Скифской плиты и Восточно-Европейской платформы. По сейсмологическим и макросейсмическим данным оценены параметры очага этого землетрясения, который ассоциирован с глубинным тектоническим строением, определенным с помощью метода микросейсмического зондирования (ММЗ). Разрез ММЗ через область Сальского землетрясения получен по близмеридиональному профилю длиной около 65 км вкрест простирания зоны Манычского прогиба. Установлено, что гипоцентр Сальского землетрясения 2001 г. приурочен к зоне Сальского разлома, входящего в систему Манычских разломов. Этот разлом выражается на разрезе в виде узкой субвертикальной полосы с пониженными скоростями сейсмических волн, трассирующейся от поверхности Земли до глубины более 40 км. Непосредственно в области землетрясения на глубинах более 10 км выделенная разломная зона имеет локальное расширение в месте перехода через плоскость контакта осадочного чехла с протерозойским фундаментом. Оценка положения гипоцентра и решение фокального механизма (пологий надвиг северного борта под углом 25–33°) хорошо коррелируют в этом месте с глубиной и наклоном поверхности протерозойского фундамента, элементы которого также прослеживаются на разрезе ММЗ.

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

Цитирование: Горбатиков А.В., Габсатарова И.П., Рогожин Е.А., Степанова М.Ю., Харазова Ю.В., Сысолин А.И., Погребченко В.А. Уточнение глубинного строения и кинематики тектонических движений в области Сальского землетрясения 2001 г. на основе новых геофизических данных // Вопросы инженерной сейсмологии. 2019. Т. 46, № 2. С. 5–15. https://doi.org/10.21455/VIS2019.2-1

Литература

Ананьин И.В. Сейсмичность Северного Кавказа. М.: Наука, 1977. 148 с.

Бабаян Т.О., Кулиев Ф.Т., Папалашвили В.Г., Шебалин Н.В., Вандышева Н.В. (отв. сост.). Новый каталог сильных землетрясений на территории СССР с древнейших времен до 1975 г. М.: Наука, 1977. C. 69–170.

Бачманов Д.М., Кожурин А.И., Трифонов В.Г. База данных активных разломов Евразии // Геодинамика и тектонофизика. 2017. Т. 8, № 4. С. 711–736. http://neotec.ginras.ru/neomaps/M010_Eurasia_2018_Active-faults.jpg. https://doi.org/10.5800/GT-2017-8-4-0314

Воскресенский И.А., Короновский Н.В., Левин Л.Э., Мирзоев Д.А., Пирбудагов В.М., Попков В.И., Сенин Б.В., Хаин В.Е., Юдин В.В. Тектоника южного обрамления Восточно-Европейской платформы. Объяснительная записка к тектонической карте Черноморско-Каспийского региона. Краснодар: Изд-во КубГТУ, 2009. 213 с.

Габсатарова И.П., Девяткина Л.В. Северный Кавказ (без Дагестана) // Землетрясения Северной Евразии в 1996 году. М.: ГС РАН, 2002а. С. 37–42.

Габсатарова И.П. (отв. сост.), Некрасова В.Н., Девяткина Л.В., Мусалаева З.А., Гамидова А.М. Северный Кавказ (включая Дагестан) // Землетрясения Северной Евразии в 1996 году. М.: ГС РАН, 2002б. С. 245–252.

Габсатарова И.П., Чепкунас Л.С., Бабкова Е.А., Татевосян Р.Э., Плетнев К.Г. Сальское землетрясение 22 мая 2001 года с MS=4.7, I0=6–7 (Северный Кавказ) // Землетрясения Северной Евразии 2001г. Обнинск: ГС РАН, 2007. С. 301–316.

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. https://doi.org/10.7868/S000233371501007X

Государственная геологическая карта Российской Федерации. Масштаб 1:1000000. Листы L-(37), (38) (Ростов-на-Дону). Карта дочетвертичных отложений. СПб.: ВСЕГЕИ, 2000.

Карта разломов территории СССР и сопредельных стран / А.В. Сидоренко (гл. ред.). Л.: ВСЕГЕИ, 1980.

Казьмин В.Г., Лобковский Л.И., Тихонова Н.Ф. Положение южного краевого шва восточно-европейского кратона // Доклады Академии наук. Геология. 2011. Т. 437, № 3. С. 375–377.

Копп М.Л. Мобилистическая неотектоника платформ Юго-Восточной Европы. М.: Наука, 2004. 340 с. (Труды Геологического института. Выпуск 552).

Макаров В.И. Макарова Н.В., Несмеянов С.А., Макеев В.М., Дорожко А.Л., Зайцев А.В., Зеленщиков Г.В., Серебрякова Л.И., Суханова Т.В. Новейшая тектоника и геодинамика. Область сочленения Восточно-Европейской платформы и Скифской плиты. М.: Наука, 2006. 206 с.

Никонов А.А. Каталог ощутимых землетрясений Ставропольского края. М.: ОИФЗ РАН, 1995. 16 с.

Папалашвили В.Г. (отв. сост.), Агаларова Э.А., Кахиани Л.К., Саргсян Г.В., Казанцева Т.Н. Кавказ (каталог) // Землетрясения в СССР в 1984 г. М.: Наука, 1987. С.194–203.

Рейснер Г.И., Иогансон Л.И. Возможны ли сильные землетрясения в пределах равнинных территорий? // Федеральная система сейсмологических наблюдений и прогноза землетрясений. Информационно-аналитический бюллетень. М.: МЧС России, РАН, 1994. Т. 1, № 3. С. 48–50.

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. https://doi.org/10.7868/S0016853X15020058

Рогожин Е.А., Горбатиков А.В. Результаты детальных геофизических исследований в районе Керченского пролива // Вопросы инженерной сейсмологии. 2015. Т. 42, № 2. C. 67–72.

Старовойт О.Е., Захарова А.И., Рогожин Е.А., Михайлова Р.С., Пойгина С.Г. Северная Евразия // Землетрясения Северной Евразии в 2001 году. Обнинск: ГС РАН, 2007. С. 14-33.

Схема геологического строения доюрского структурно-вещественного комплекса и структуры докунгурской и домезозойской поверхностей // Государственная геологическая карта российской федерации. Масштаб 1:1000000 (третье поколение). Серия Скифская. Лист L-38. Пятигорск. СПб.: ВСЕГЕИ, 2011.

Схема глубинного строения // Государственная геологическая карта российской федерации. Масштаб 1:1000000 (третье поколение). Серия Скифская. Лист L-38. Пятигорск. СПб.: ВСЕГЕИ, 2011.

Трифонов В.Г., Соболева О.В., Трифонов Р.В., Востриков Г.А. Современная геодинамика Альпийско-Гималайского коллизионного пояса. М.: Геос, 2002. 224 с.

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, No. 4. P. 463–489. https://doi.org/10.1007/s10712-013-9240-4

Tatevossian R.E., Arefiev S.S., Pletnev K.G. Macroseismic survey of Salsk (Russian platform) earthquake of 22 May 2001 // Russian Journal of Earth Sciences. 2002. V. 4, No. 2. P. 163–169.

Сведения об авторах

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

ГАБСАТАРОВА Ирина Петровна − кандидат физико-математических наук, ведущий научный сотрудник, Федеральный исследовательский центр «Единая геофизическая служба Российской академии наук». 249033, Калужская обл., г. Обнинск, пр-т Ленина, 189. Тел.: +7 (495) 912-68-72. e-mail: ira@gsras.ru

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 Российской академии наук». 249033, Калужская обл., г. Обнинск, пр-т Ленина, 189. Тел.: +7 (499) 254-87-15. e-mail: eurog@ifz.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 − научный сотрудник, 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

ПОГРЕБЧЕНКО Владимир Александрович − старший научный сотрудник, Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН. 123242, г. Москва, ул. Большая Грузинская, д. 10, стр. 1. Тел.: +7 (499) 254-93-16. e-mail: pogr@ifz.ru

Refinement of the deep structure and tectonic movements kinematics in the area of the Salsk earthquake 2001 based on new geophysical data

A.V. Gorbatikov1, I.P. Gabsatarova2, E.A. Rogozhin1,2, M.Yu. Stepanova1, Yu.V. Kharazova1, A.I. Sysolin1, V.A. Pogrebchenko1

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 results of a comprehensive study of seismotectonic, geological, geophysical, geodynamic, and seismological data in the region of the Salsk earthquake on May 22, 2001, M = 4.7 in the low-seismic region of the junction of the Scythian plate and the East European platform are presented. The earthquake source, described with parameters obtained from seismological and macroseismic data, is associated with a deep tectonic structure estimated using the method of microseismic sounding (MMS). The section of the MMS through the region of the Salsk earthquake was obtained along a near-meridional profile about 65 km long across the strike of the Manych deflection zone. It was established that the hypocenter of the 2001 Salsk earthquake is confined to the fault zone included in the Manych faults system, which is expressed in a section in the form of a narrow subvertical strip with reduced seismic velocities traced from the Earth’s surface to a depth of more than 40 km. Directly in the area of an earthquake below a depth of 10 km, the designated fault zone has a local expansion at the point of transition through the plane of sedimentary cover contact with the Proterozoic basement. The assessment of the hypocenter position and the focal mechanism solution (the gentle thrust of the northern side at an angle of 25–33 degrees) correlates well here with the depth and inclination of the surface of the Proterozoic basement, whose elements are also traced in the section of the MMS.

Keywords: hypocentre deep structure, microseismic sounding method, earthquake mechanism solution, Manych deflection

About the authors

GORBATIKOV Andrey Veniaminovich 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. e-mail: avgor70@mail.ru

GABSATAROVA Irina Petrovna − Candidate of Physical and Mathematical Sciences, Leading Researcher, Federal Research Center – Geophysical Survey of Russian Academy of Sciences. Lenina av. 189, Obninsk, Kaluga region, Russia, 249035. e-mail: ira@gsras.ru

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. 123242, Moscow, ul. Bolshaya Gruzinskaya, 10, building 1; Federal Research Center – Geophysical Survey of Russian Academy of Sciences. Lenina av. 189, Obninsk, Kaluga region, Russia, 249035. e-mail: eurog@ifz.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. 123242, Moscow, ul. Bolshaya Gruzinskaya, 10, building 1. e-mail: maris.terras@gmail.com

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

SYSOLIN Alexander Ivanovich − Research Fellow, Schmidt Institute of Physics of the Earth of the Russian Academy of Sciences. 123242, Moscow, ul. Bolshaya Gruzinskaya, 10, building 1. e-mail: alexandr.sysolin@gmail.com

POGREBCHENKO Vladimir Aleksandrovich − Senior Researcher, Schmidt Institute of Physics of the Earth of the Russian Academy of Sciences. 123242, Moscow, ul. Bolshaya Gruzinskaya, 10, building 1. e-mail: pogr@ifz.ru

Cite this article as: Gorbatikov A.V., Gabsatarova I.P., Rogozhin E.A., Stepanova M.Yu., Kharazova Yu.V., Sysolin A.I., Pogrebchenko V.A. Refinement of the deep structure and tectonic movements kinematics in the area of the Salsk earthquake 2001 based on new geophysical data, Voprosy Inzhenernoi Seismologii (Problems of Engineering Seismology). 2019. V. 46, No. 2. P. 5–15. [in Russian]. https://doi.org/10.21455/VIS2019.2-1

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