УДК 550.34
PACS 91.30.Px
НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОЕ СОСТОЯНИЕ ЗЕМНОЙ КОРЫ ЦЕНТРАЛЬНОГО КАВКАЗА
К.С. Казарян1, В.Ю. Бурмин2, Р.С. Саргсян1,3
1 Институт геофизики и инженерной сейсмологии имени академика А. Назарова НАН Республики Армения, г. Гюмри, Армения
2 Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН, г. Москва, Россия
3 Ширакский государственный университет имени М. Налбадяна, г. Гюмри, Армения
Автор для переписки: В.Ю. Бурмин, e-mail: burmin@ifz.ru
Аннотация. Место континентального столкновения Евразии и Аравии – один из наиболее сейсмически активных и быстро деформирующихся континентальных регионов Земли. Широкий спектр деформационных процессов, происходящих в этой относительно ограниченной области, делает Кавказ в целом и его центральную часть, в частности, уникальным объектом для изучения напряженно-деформированного состояния и связанной с ним сейсмичности. За инструментальный период наблюдений здесь зафиксированы сильные землетрясения, такие как Бежтинское 04.08.1974 г. (Mb = 5.4), землетрясение 1978 г. магнитудой 5.7, Гавазское 23.02.1981 г. (Mb = 5), Барисахо 12.10.1992 г. (Mb = 6.1), Закатальское 07.05.2012 г. (Mb = 5.7). В настоящей работе на базе морфоструктурного анализа современного рельефа центральной и восточной частей Большого Кавказа составлена схема морфоструктурных блоков исследуемой территории. По выделенным блокам построены средние механизмы слабых землетрясений, выявлены преобладающие типы подвижек в очагах землетрясений в каждом выбранном блоке, произведено восстановление кинематики разломов. Решение данной задачи основано на общепринятых тектонофизических теоретических взглядах, широком применении структурно-геоморфологических методов, ГИС-технологий и морфологического анализа рельефа исследуемой территории. Реконструкция современного тектонического стресс-поля проведена с помощью сейсмологических данных по зафиксированным землетрясениям за период наблюдений 1971–2019 гг.
Ключевые слова: землетрясения, фокальные механизмы, неотектоника, современная тектоника, напряженно-деформированное состояние, блоковое строение
DOI: https://doi.org/10.21455/VIS2020.3-7
Цитирование: Казарян К.С., Бурмин В.Ю., Саргсян Р.С. Напряженно-деформированное состояние земной коры Центрального Кавказа // Вопросы инженерной сейсмологии. 2020. Т. 47, № 3. С. 126–138. https://doi.org/10.21455/VIS2020.3-7
Финансирование
Работа выполнена в рамках госзадания Института физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН № 0144-2019-0011.
Литература
Бурмин В.Ю. Новый подход к определению параметров гипоцентров близких землетрясений // Вулканология и сейсмология. 1992. № 3. C. 73–82.
Бурмин В.Ю. Афтершоки Рачинского землетрясения 29 апреля 1991 г. // Вопросы инженерной сейсмологии. 2016. Т. 43, № 4. C. 61–65. https://doi.org/10.21455/VIS2016.4-6
Бурмин В.Ю. Оценка эффективности сети сейсмологических наблюдений на Кавказе // Сейсмические приборы. 2018а. Т. 54, № 2. С. 24–32. https://doi.org/10.21455/si2018.2-4
Бурмин В.Ю. Оптимальная геометрия сети сейсмологических наблюдений на Кавказе // Сейсмические приборы. 2018б. Т. 54, № 3. С. 56–69. https://doi.org/10.21455/si2018.3-4
Бурмин В.Ю. О некоторых устоявшихся заблуждениях в сейсмологии // Сейсмические приборы. 2018в. Т. 54, № 1. С. 62–88. https://doi.org/10.21455/si2018.1-5
Бурмин В.Ю., Шемелева И.Б., Флейфель Л.Д., Аветисян А.М., Казарян К.С. Результаты обработки сейсмологических данных для территории Армении // Вопросы инженерной сейсмологии. 2016. Т. 43, № 1. С. 29–38.
Бурмин В.Ю., Шемелева И.Б., Флейфель Л.Д., Аветисян А.М., Казарян К.С. Пространственное распределение коровых землетрясений Кавказа // Вопросы инженерной сейсмологии. 2018. Т. 45, № 1. С. 39–48. https://doi.org/10.21455/VIS2018.1-4
Бурмин В.Ю., Аветисян А.М., Казарян К.С. Оценка эффективности сейсмологических сетей на территории Армении // Сейсмические приборы. 2019а. Т. 55, № 2. С. 39–47. https://doi.org/10.21455/si2019.2-3
Бурмин В.Ю., Шемелева И.Б., Аветисян А.М., Казарян К.С. Глубокие землетрясения на Кавказе: результаты переопределения // Вопросы инженерной сейсмологии. 2019б. Т. 46, № 2. С. 25–36. https://doi.org/10.21455/VIS2019.2-3
Бюллетень сети сейсмических станций Кавказа. Тбилиси: Ин-т геофизики АН ГССР, 1973.
Бюллетень сети сейсмических станций Кавказа. Тбилиси: Ин-т геофизики АН ГССР, 1974.
Казарян К.С., Бурмин В.Ю., Аветисян А.М. Пространственные и временные изменения преобладающих типов подвижек блоковой структуры Джавахетского нагорья // Вопросы инженерной сейсмологии. 2019. Т. 46, № 3. С. 95–109. https://doi.org/10.21455/VIS2019.3-5.
Казарян К.С., Бурмин В.Ю., Аветисян А.М. Параметры плоскостей разрывов Спитакской очаговой зоны по осредненным механизмам афтершоков землетрясения // Геофизические процессы и биосфера. 2020. Т. 19, № 1. С. 79–86. https://doi.org/10.21455/GPB2020.1-5
Лукк А.А., Шевченко В.И. Сейсмичность, тектоника и GPS-геодинамика Кавказа // Физика Земли. 2019. № 4. С. 99–123. https://doi.org/10.31857/S0002-33372019499-123
Ребецкий Ю.Л., Сим Л.А., Маринин А.В. От зеркал скольжения к тектоническим напряжениям: Методы и алгоритмы. М.: ГЕОС, 2017. 234 с.
Сейсмический бюллетень Кавказа. Тбилиси: Мецниереба, 1973–1990.
Сим Л.А., Маринин А.В., Брянцева Г.В., Гордеев Н.А. Результаты изучения тектонических напряжений в регионах Северной Евразии // Геодинамика и тектонофизика. 2018. Т. 9, № 3. С. 771–800. https://doi.org/10.5800/GT-2018-9-3-0371
Шумлянская Л.А., Бурмин В.Ю. Изменение во времени механизмов землетрясений Рача-Джавской сейсмической зоны // Геофизические процессы и биосфера. 2019. Т. 18, № 4. С. 158–166. https://doi.org/10.21455/GPB2019.4-13
Adamia Sh., Alania V., Tsereteli N., Varazanashvili O., Sadradze N., Lursmanashvili N., Gventsadze A. Post-collisional tectonics and seismicity of Georgia // Tectonic evolution, collision, and seismicity of Southwest Asia: In honor of manuel berberianʼs forty-five years of research contributions. 2017. P. 535–572. (Geol. Soc. of Amer., Spec. Paper. V. 525). https://doi.org/10.1130/2017.2525(17)
Aki K. Earthquake generation stress in Japan for the years 1961 to 1963 obtained by smoothing the first motion radiation patterns // Bull. Earth. Res. Inst., Univ. Tokyo. 1966. V. 44, N 2. P. 447–471.
Avagyan A., Sosson M., Karakhanian A., Philip H., Rebai S., Rolland Y., Melkonyan R., Davtyan V. Recent tectonic stress evolution in the Lesser Caucasus and adjacent regions // Sedimentary basin tectonics from the Black Sea and Caucasus to the Arabian Platform / Eds M. Sosson, N. Kaymakci, R.A. Stephenson, F. Bergerat, V. Starostenko. 2010. P. 393–408. (Geol. Soc., London, Spec. Publ. V. 340). https://doi.org/10.1144/SP340.17 0305-8719/10
Barrier E., Vrielynck B. Palaeotectonic map of the Middle East: Atlas of 14 maps. Tectonosedimentary-palinspastic maps from Late Norian to Pliocene. Paris: Commis. for the Geol. Map of the World, 2008.
Delvaux D. The TENSOR program for reconstruction: Examples from East African and the Baikal rift system // Terra Nova. 1993. N 5. P. 216.
Delvaux D. Release of program Win-Tensor 4.0 for tectonic stress inversion: Statistical expression of stress parameters // Geophys. Res. Abstr. 2012. 14. EGU2012-5899.
Delvaux D., Sperner B. Stress tensor inversion from fault kinematic indicators and focal mechanism data: the TENSOR program // New insights into structural interpretation and modeling / Ed. D.A. Nieuwland. 2003. P. 75–100. (Geol. Soc., London, Spec. Publ. V. 212). https://doi.org/10.1144/GSL.SP.2003.212.01.06
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. 1997. V. 129. P. 613–623.
Jackson J., Ambraseys N.N. Convergence between Eurasia and Arabia in eastern Turkey and the Caucasus, historical and prehistorical earthquakes in the Caucasus // NATO ASI Ser. Environ / Eds D. Giardini, S. Balassanian. 1997. Is. 28. P. 79–90.
Koçyiğit A., Yilmaz A., Adamia Sh., Kuloshvili S. Neotectonics of East Anatolian plateau (Turkey) and Lesser Caucasus: Implication for transition from thrusting to strike-slip faulting // J. Geod. Acta. 2001. V. 14. P. 177–195.
Lander A.V. The FA2002 program system to determine the focal mechanisms of earthquakes in Kamchatka, the Commander Islands and the Northern Kuriles. Petropavlovsk-Kamchatsky, 2004. 250 p. (Rep. KEMSD GS RAS).
McClusky S., Balassanian S., Barka A., Demir C., Ergintav S., Georgiev I., Gürkan O., Hamburger M., Hurst K., Kahle H., Kastens K., Kekelidze G., King R., Kotzev V., Lenk O., Mahmoud S., Mishin A., Nadariya M., Ouzounis A., Paradissis D., Peter Y., Prilepin M., Reilinger R., Sanlı I., Seeger H., Tealeb A., Toksöz M.N., Veis G. Global positioning system constraints on plate kinematics and dynamics in the Eastern Mediterranean and Caucasus // J. Geophys. Res. 2000. V. 105. P. 5695–5719. https://doi. org/10.1029/1999JB900351
Rebai S., Philip H., Dorbath L., Borisoff B., Haessler H., Cisternas A. Active tectonics in the Lesser Caucasus: Coexistence of compressive and extensional structures // J. Tectonophys. 1993. V. 12, N 5. P. 1089–1114.
Reilinger R., McClusky S., Vernant P., Lawrence S., Ergintav S., Cakmak R., Ozener H., Kadirov F., Guliev I., Stepanyan R., Nadariya M., Hahubia G., Mahmoud S., Sakr K., ArRajehi A., Paradissis D., Al-Aydrus A., Prilepin M., Guseva T., Evren E., Dmitrotsa A., Filikov S.V., Gomez F., Al-Ghazzi R., Karam G. GPS-constraints on continental deformation in the Africa-Arabia-Eurasia continental collision zone and implications for the dynamics of plate interactions // J. Geophys. Res. 2006. V. 111. P. B05411. https://doi.org/10.1029/2005JB004051
Sokhadze G., Floyd M., Godoladze T., King R., Cowgill E.S., Javakhishvili Z., Hahubia G., Reilinger R. Active convergence between the Lesser and Greater Caucasus in Georgia: Constraints on the tectonic evolution of the Lesser-Greater Caucasus continental collision // Earth Planet. Sci. 2018. V. 481. P. 154–161. https://doi.org/10.1016/j.epsl.2017.10.007
Sosson M., Stephenson R., Sheremet Y., Rolland Y., Adamia S., Melkonian R., Kangarli T., Yegorova T., Avagyan A., Galoyan G., Danelian T., Hässig M., Meijers M., Müller C., Sahakyan L., Sadradze N., Alania V., Enukidze O., Mosar J. The Eastern Black Sea-Caucasus region during the Cretaceous: New evidence to constrain its tectonic evolution // C.R. Geosci. 2016. V. 348, N 1. P. 23–32. https://doi.org/10.1016/j.crte.2015.11.002
Tan O., Taymaz T. Active tectonics of the Caucasus: Earthquake source mechanisms and rupture histories obtained from inversion of teleseismic body waveforms // Postcollisional tectonics and magmatism in the Mediterranean region and Asia / Eds Y. Dilek, S. Pavlides. 2006. P. 531–578. (Geol. Soc. of Amer., Spec. Paper. V. 409). https://doi.org/10.1130/2006.2409(25)
Tibaldi A., Alania V., Bonali F.L., Enukidze O., Tsereteli N., Kvavadze N, Varazanashvili O. Active inversion tectonics, simple shear folding and back-thrusting at Rioni Basin, Georgia // J. Struct. Geol. 2017a. V. 96, N 1. P. 35–53. https://doi.org/10.1016/j.jsg.2017.01.005
Tibaldi A., Russo E., Bonali F.L., Alania V., Chabukiani A., Enukidze O., Tsereteli N. 3-D anatomy of an active fault-propagation fold: A multidisciplinary case study from Tsaishi, Western Caucasus (Georgia) // Tectonophysics. 2017b. V. 717. P. 253–269. https://doi.org/10.1016/j.tecto.2017.08.006
Tibaldi A., Tsereteli N., Varazanashvili O., Babayev G., Barth A., Mumladze T., Bonali F.L., Russo E., Kadirov F., Yetirmishli G., Kazimova S. Active stress field and fault kinematics of the Greater Caucasus // J. Asian Earth Sci. 2020. V. 188. P. 104–108. https://doi.org/10.1016/j.jseaes.2019.104108
Сведения об авторах
КАЗАРЯН Карлен Суренович − Институт геофизики и инженерной сейсмологии имени академика А. Назарова НАН РА. Армения, 3115, г. Гюмри, ул. В. Саргсяна, д. 5. E-mail: g.karlen90@bk.ru
БУРМИН Валерий Юрьевич – Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН. Россия, 123242, г. Москва, ул. Большая Грузинская, д. 10, стр. 1. E-mail: burmin@ifz.ru
САРГСЯН Рудольф Суренович − Институт геофизики и инженерной сейсмологии имени академика А. Назарова НАН РА. Армения, 3115, г. Гюмри, ул. В. Саргсяна, д. 5; Ширакский государственный университет имени М. Налбандяна. Армения, 3126, г. Гюмри, ул. П. Севака, д. 4. E-mail: rudolf-sargsyan@mail.ru