УДК 550.348

ГЕОЛОГО-ГЕОФИЗИЧЕСКИЕ И МАКРОСЕЙСМИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ
О ЗЕМЛЕТРЯСЕНИИ 28.09.2019 г. с M_w = 5.1 НА СЕВЕРО-ВОСТОКЕ БАЙКАЛЬСКОГО РИФТА

А.И. Середкина¹, Я.Б. Радзиминович², В.И. Мельникова², Н.А. Гилёва³

¹ Институт земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн им. Н.В. Пушкова РАН, г. Москва, г. Троицк, Россия

² Институт земной коры СО РАН, г. Иркутск, Россия

³ Байкальский филиал Федерального исследовательского центра «Единая геофизическая служба РАН», г. Иркутск, Россия

Автор для переписки: А.И. Середкина, e-mail: ale@crust.irk.ru

Аннотация. В статье рассматривается землетрясение 28.09.2019 г., произошедшее на северо-восточном фланге Байкальской рифтовой зоны (БРЗ) и названное по своему местоположению Ленгерским. Тензор сейсмического момента и глубина очага данного сейсмического события были рассчитаны по амплитудным спектрам поверхностных волн с привлечением дополнительной информации о знаках первых вступлений P-волн на региональных станциях. Установлено, что глубина гипоцентра составила 11–12 км, моментная магнитуда M_w = 5.1, скалярный сейсмический момент M₀ = 5·10¹⁶ Н·м. Очаг землетрясения сформировался в поле напряжений горизонтального близмеридионального растяжения и субгоризонтального северо-восток–юго-западного сжатия. Последнее приблизительно совпадает с азимутом максимальной скорости S-волн в верхней мантии, установленным по расщеплению SKS-волн и данным поверхностно-волновой томографии. Ленгерское землетрясение ощущалось на эпицентральных расстояниях свыше 600 км. Сопоставление его макросейсмических эффектов с проявлениями других сильных землетрясений района исследований показало необходимость актуализации регионального уравнения макросейсмического поля для территории северо-восточного фланга БРЗ. Анализ полученных данных совместно с имеющимися сведениями о напряженно-деформированном состоянии земной коры рассматриваемой территории свидетельствует об определенном влиянии на слабоактивный Забайкальский блок общей геодинамической ситуации, характерной для зоны сочленения северо-восточного фланга БРЗ и Олёкмо-Становой орогенной системы. Однако ввиду слабой тектонической активности период накопления здесь критических напряжений, достаточных для реализации их в виде относительно сильных сейсмических событий, требует более длительного времени, чем в тектонически активных областях.

Ключевые слова: землетрясение, тензор сейсмического момента, поверхностные волны, макросейсмические данные, сейсмотектонические деформации, анизотропия, Байкальский рифт.

DOI: https://doi.org/10.21455/VIS2020.1-3

Цитирование: Середкина А.И., Радзиминович Я.Б., Мельникова В.И., Гилёва Н.А. Геолого-геофизические и макросейсмические данные о землетрясении 28.09.2019 г. с M_w = 5.1 на северо-востоке Байкальского рифта // Вопросы инженерной сейсмологии. 2020. Т. 47, № 1. С. 51–69. https://doi.org/10.21455/VIS2020.1-3

Финансирование

Работа выполнена при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (проект № 20-05-00823).

Литература

Баскаков В.С., Голенецкий С.И., Серебренников С.П. Землетрясение 25 (26) октября 1989 г. в районе северо-восточного окончания хребта Кодар // Землетрясения в СССР в 1989 году. М.: Наука, 1993. С. 113–117.

Букчин Б.Г. Об определении параметров очага землетрясения по записям поверхностных волн в случае неточного задания характеристик среды // Изв. АН СССР. Физика Земли. 1989. № 9. С. 34–41.

Геология и сейсмичность зоны БАМ. Сейсмичность / Ред. С.Л. Соловьев. Новосибирск: Наука, 1985. 192 с.

Гилева Н.А., Мельникова В.И., Радзиминович Н.А., Девершер Ж. Локализация землетрясений и средние характеристики земной коры в некоторых районах Прибайкалья // Геология и геофизика. 2000. Т. 41, № 5. С. 629–636.

Голенецкий С.И. Прибайкалье и Забайкалье // Землетрясения Северной Евразии в 1994 году. М.: ГС РАН, 2000. С. 65–79.

Голенецкий С.И., Демьянович М.Г., Жилкин В.М., Курушин Р.А., Николаев В.В., Павлов О.В., Хромовских В.С., Мишарина Л.А. Сильные землетрясения Прибайкалья в 1967 г. // Землетрясения в СССР в 1967 году. М.: Наука, 1970. С. 133–149.

Голенецкий С.И., Дреннова Г.Ф., Ружич В.В. Землетрясения 1994 г. в районе Чарской впадины на северо-восточном фланге Байкальского рифта // Физика Земли. 1996. № 12. С. 130–139.

Имаев В.С., Имаева Л.П., Козьмин Б.М. Сейсмотектоника Якутии. М.: ГЕОС, 2000. 227 с.

Имаева Л.П., Мельникова В.И., Имаев В.С., Козьмин Б.М., Мельников А.И., Гриб Н.Н. Эволюция сейсмотектонических процессов восточного фланга Байкальской рифтовой зоны. Иркутск: ИЗК СО РАН, 2012. 170 с.

Козьмин Б.М., Голенецкий С.И., Николаев В.В., Авдеев В.А., Воробьева Е.А., Воротынцев В.Г., Голенецкая И.Г., Зеленков П.Я., Имаев В.С., Клещенко С.В., Коваленко Н.С., Корнилова З.А., Ларионов А.Г., Семенов Р.М., Серебренников С.П., Скрыпнюк А.М., Худаева И.Я., Чепкунас Л.С., Чипизубов А.В., Шолохова А.А. Южно-Якутское землетрясение 20(21).04.1989 г. и его афтершоки // Землетрясения в СССР в 1989 году. М.: Наука, 1993. С. 172–193.

Кочетков В.М. Сейсмичность Якутии. М.: Наука, 1966. 92 с.

Крылов С.В., Мандельбаум М.М., Мишенькин П.Б., Мишенькина Р.З., Петрик Г.В., Селезнев В.С. Недра Байкала (по сейсмическим данным). Новосибирск: Наука, 1981. 105 с.

Левшин А.Л., Яновская Т.Б., Ландер А.В., Букчин Б.Г., Бармин М.П., Ратникова Л.И., Итс Е.Н. Поверхностные сейсмические волны в горизонтально-неоднородной Земле. М.: Наука, 1986. 278 с.

Мац В.Д., Уфимцев Г.Ф., Мандельбаум М.М., Алакшин А.М., Поспеев А.В., Шимараев М.Н., Хлыстов О.М. Кайнозой Байкальской рифтовой впадины: Строение и геологическая история. Новосибирск: Изд-во СО РАН, филиал «Гео», 2001. 252 с.

Мельникова В.И., Радзиминович Н.А. Параметры сейсмотектонических деформаций земной коры Байкальской рифтовой зоны по сейсмологическим данным // Докл. РАН. 2007. Т. 416, № 4. С. 543–545.

Мельникова В.И., Середкина А.И., Радзиминович Я.Б., Мельников А.И., Гилёва Н.А., Тубанов Ц.А. Заганское землетрясение 01.02.2011 г. в слабоактивном районе Западного Забайкалья: Наблюдения и анализ // Вопросы инженерной сейсмологии. 2015. Т. 42, № 3. С. 55–70.

Новый каталог сильных землетрясений на территории СССР с древнейших времен до 1975 г. / Ред. Н.В. Кондорская, Н.В. Шебалин. М.: Наука, 1977. 535 с.

Радзиминович Я.Б., Хритова М.А., Гилёва Н.А. Современные способы получения макросейсмических данных и возможности их применения на территории Восточной Сибири // Вулканология и сейсмология. 2014. № 6. С. 59–74. https://doi.org/10.7868/S0203030614060066

Сейсмическое районирование Восточной Сибири и его геолого-геофизические основы / Ред. В.П. Солоненко. Новосибирск: Наука, 1977. 317 с.

Середкина А.И., Мельникова В.И. Тензор сейсмического момента землетрясений Прибайкалья по амплитудным спектрам поверхностных волн // Физика Земли. 2014. № 3. С. 103–114. https://doi.org/10.7868/S0002333714030090

Чипизубов А.В., Смекалин О.П., Семенов Р.М., Имаев В.С. Палеосейсмичность Прибайкалья // Вопросы инженерной сейсмологии. 2009. Т. 36, № 1. С. 7–22.

Шибаев С.В., Петров А.Ф., Козьмин Б.М., Имаева Л.П., Мельникова В.И., Радзиминович Н.А., Тимиршин К.В., Петрова В.Е., Гилёва Н.А., Пересыпкин Д.М. Чаруодинский рой землетрясений 2005 г. и его ощутимые землетрясения: Чаруодинское-I 10 ноября в 19^h29^m c К_Р = 15.7, M_w = 5.8, I₀ = 8 и Чаруодинское-II 11 декабря в 15^h54^m c К_Р = 14.8, M_w = 5.7, I₀ = 7 (Южная Якутия) // Землетрясения Северной Евразии, 2005 год. Обнинск: ГС РАН, 2011. С. 404–418.

Bassin C., Laske G., Masters G. The current limits of resolution for surface wave tomography in North America // EOS, Trans. AGU. 2000. V. 81. F897.

Cherepanova Y., Artemieva I.M., Thybo H., Chemia Z. Crustal structure of the Siberian Craton and the West Siberian Basin: An appraisal of existing data // Tectonophysics. 2013. V. 609. P. 154–183. https://doi.org/10.1016/j.tecto.2013.05.004

Clinton J.F., Nettles M., Walter F., Anderson K., Dahl-Jensen T., Giardini D., Govoni A., Hanka W., Lasocki S., Lee W.S., McCormack D., Mykkelveit S., Stutzmann E., Tsuboi S. Real-time geophysical data enhance Earth system monitoring in Greenland // EOS, Trans. AGU. 2014. V. 95. P. 13–24.

Debayle E., Ricard Y. Seismic observations of large-scale deformation at the bottom of fast moving plates // Earth and Planet. Sci. Let. 2013. V. 376. P. 165–177. https://doi.org/10.1016/j.epsl.2013.06.025

Dziewonski A.M., Anderson D.L. Preliminary reference Earth model // Phys. Earth and Planet. Inter. 1981. V. 25, N 4. P. 297–356. https://doi.org/10.1016/0031-9201(81)90046-7

Gao S., Davis P.M., Liu H., Slack P.D., Rigor A.W., Zorin Y.A., Mordvinova V.V., Kozhevnikov V.M., Logatchev N.A. SKS splitting beneath continental rift zones // J. Geophys. Res. 1997. V. 102, N B10. P. 22781–22797. https://doi.org/10.1029/97JB01858

Gomez J.M., Bukchin B., Madariaga R., Rogozhin E.A. A study of the Barisakho, Georgia, earthquake of 1992 October 23 from broad-band surface and body waves // Geophys. J. Inter. 1997a. V. 129. P. 613–623. https://doi.org/ 10.1111/j.1365-246X.1997.tb04497.x

Gomez J.M., Bukchin B., Madariaga R., Rogozhin E.A., Bogachkin B. Rupture process of the 19 August 1992 Susamyr, Kyrgyzstan, earthquake // J. Seismol. 1997b. V. 1. P. 219–235. https://doi.org/10.1023/A:1009780226399

Kagan Y.Y. 3-D rotation of double-couple earthquake sources // Geophys. J. Inter. 1991. V. 106. P. 709–716. https://doi.org/10.1111/j.1365-246X.1991.tb06343.x

Kagan Y.Y. Simplified algorithms for calculating double-couple rotation // Geophys. J. Inter. 2007. V. 171. P. 411–418. https://doi.org/10.1111/j.1365-246X.2007.03538

Lasserre C., Bukchin B., Bernard P., Tapponier P., Gaudemer Y., Mostinsky A., Dailu R. Source parameters and tectonic origin of the 1996 June 1 Tianzhu (M_w = 5.2) and 1995 July 21 Yongen (M_w = 5.6) earthquakes near the Haiyuan fault (Gansu, China) // Geophys. J. Inter. 2001. V. 144. P. 206–220. https://doi.org/10.1046/j.1365-246x.2001.00313.x

Long M.D., Silver P.G. Shear wave splitting and mantle anisotropy: measurements, interpretations, and new directions // Surveys in Geophys. 2009. V. 30. P. 407–461. https://doi.org/10.1007/s10712-009-9075-1

Mendiguren J.A. Inversion of surface wave data in source mechanism studies // J. Geophys. Res. 1977. V. 82. P. 889–894. https://doi.org/10.1029/JB082i005p00889

Nataf H.-C., Ricard Y. 3SMAC: On a priori tomographic model of the upper mantle based on geophysical modeling // Phys. Earth and Planet. Inter. 1996. V. 95, N 1–2. P. 101–122. https://doi.org/10.1016/0031-9201(95)03105-7

Sadeghi-Bagherabadi A., Sobouti F., Abdolreza Ghods A., Motaghi K., Talebian M., Chen L., Jiang M., Ai Y., He Y. Upper mantle anisotropy and deformation beneath the major thrust-and-fold belts of Zagros and Alborz and the Iranian Plateau // Geophys. J. Inter. 2018. V. 214. P. 1913–1918. https://doi.org/10.1093/gji/ggy233

Seredkina A.I., Melnikova V.I. New data on earthquake focal mechanisms in the Laptev Sea region of the Arctic-Asian seismic belt // J. Seismol. 2018. V. 22. P. 1211–1224. https://doi.org/10.1007/s10950-018-9762-9

Seredkina A.I., Kozhevnikov V.M., Melnikova V.I., Solovey O.A. Seismicity and S-wave velocity structure of the crust and the upper mantle in the Baikal rift and adjacent regions // Phys. Earth and Planet. Inter. 2016. V. 261. P. 152–160. https://doi.org/10.1016/j.pepi.2016.10.011

Seredkina A.I., Melnikova V.I., Radziminovich Y.B., Gileva N.A. Seismicity of the Erguna region (Northeastern China): Evidence for local stress redistribution // Bull. Seismol. Soc. Amer. 2020. V. 110. P. 803–815. https://doi.org/10.1785/0120190182

Shebalin N.V. Macroseismic data as information on source parameters of large earthquakes // Phys. Earth and Planet. Inter. 1972. V. 6, N 4. P. 316–323. https://doi.org/10.1016/0031-9201(72)90016-7

Singh A., Kumar M.R., Raju P.S. Mantle deformation in Sikkim and adjoining Himalaya: Evidences for a complex flow pattern // Phys. Earth and Planet. Inter. 2007. V. 164. P. 232–241. https://doi.org/10.1016/j.pepi.2007.07.003

Suvorov V.D., Mishenkina Z.M., Petrik G.V., Sheludko I.F., Seleznev V.S., Solovyov V.M. Structure of the crust in the Baikal rift zone and adjacent areas from Deep Seismic Sounding data // Tectonophysics. 2002. V. 351. P. 61–74. https://doi.org/10.1016/S0040-1951(02)00125-7

Vinnik L.P., Makeyeva L.I., Milev A., Usenko A.Yu. Global patterns of azimuthal anisotropy and deformations in the continental mantle // Geophys. J. Inter. 1992. V. 111. P. 433–447. https://doi.org/10.1111/j.1365-246X.1992.tb02102.x

Yuan K., Beghein C. Seismic anisotropy changes across upper mantle phase transitions // Earth and Planet. Sci. Let. 2013. V. 374. P. 132–144. https://doi.org/10.1016/j.epsl.2013.05.031

Сведения об авторах

СЕРЕДКИНА Алена Игоревна – Институт земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн им. Н.В. Пушкова РАН. Россия, 108840, г. Москва, г. Троицк, Калужское шоссе, д. 4. E-mail: ale@crust.irk.ru

РАДЗИМИНОВИЧ Ян Борисович – Институт земной коры СО РАН. Россия, 664033, г. Иркутск, ул. Лермонтова, д. 128. E-mail: ian@crust.irk.ru

МЕЛЬНИКОВА Валентина Ивановна – Институт земной коры СО РАН. Россия, 664033, г. Иркутск, ул. Лермонтова, д. 128. E-mail: vimel@crust.irk.ru

ГИЛЁВА Надежда Алексеевна – Байкальский филиал Федерального исследовательского центра «Единая геофизическая служба РАН». Россия, 664033, г. Иркутск, ул. Лермонтова, д. 128. E-mail: nagileva@crust.irk.ru