Геофизические исследования: статья

СПЕКТРАЛЬНЫЙ СОСТАВ МИКРОСЕЙСМИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ И РАЗМЕРЫ АКТИВНЫХ СТРУКТУРНО-ТЕКТОНИЧЕСКИХ БЛОКОВ ГОРНЫХ ПОРОД НА УЧАСТКЕ КУРКИЕКИ (СЕВЕРНОЕ ПРИЛАДОЖЬЕ)
В.Г. СПУНГИН1
В.А. ШЕКОВ2
А.А. ИВАНОВ2
А.А. ЛЕБЕДЕВ2
1 Институт динамики геосфер РАН
2 Институт геологии Карельского научного центра РАН
Журнал: Геофизические исследования
Том: 20
Номер: 3
Год: 2019
Страницы: 71-86
УДК: 550.348.436; 551.24
DOI: 10.21455/gr2019.3-5
Полный текст статьи
Ключевые слова: массив горных пород, аномалии спектра микросейсмических колебаний, подвижность структурно-тектонических блоков
Аннотация: Авторами на участке Куркиеки (Северное Приладожье) проведены наблюдения микросейсмических колебаний на обнажениях массива горных пород, сложенного палеопротерозойскими гнейсами. Целью исследований было изучение структурного строения и напряженного состояния массива, в частности, определение размеров структурно-тектонических блоков горных пород, которые в настоящее время подвергаются минимальным латеральным напряжениям. В работе использованы результаты спектрального анализа микроколебаний, позволяющие по частоте аномалий спектра определить размеры активных в настоящее время блоков. Представляется, что наиболее активные (подвижные на современном этапе геологической истории) блоки являются и наиболее разгруженными от внешних напряжений. В разных частях исследуемого массива установлена идентичность спектров фоновых микроколебаний, что свидетельствует о подобии размеров активных структурно-тектонических блоков в пределах массива и однородности его блокового строения. По частоте аномалий спектра определены размеры активных блоков, слагающих исследуемый участок, и установлен размер блока, отличающегося наибольшей современной активностью и, соответственно, меньшей по сравнению с другими блоками “стесненностью”. Сопоставление спектрального состава микроколебаний на участке Куркиеки со спектром микроколебаний на двух других, сложенных близкими по составу горными породами, но расположенных в зоне активных региональных разломов, показало более высокую (в три и более раз) современную активность (подвижность) структурно-тектонических блоков, находящихся в зоне разломов. Предполагается, что отмеченное обусловлено разуплотнением среды в полосе динамического влияния активных региональных разломов.
Список литературы: Адушкин В.В., Спивак А.А., Спунгин В.Г. Диагностика механического состояния локальных участков земной коры на основе изучения релаксационных процессов // Геоэкология. 1997. № 4. С.45-52.

Гордеев Е.И., Чебров В.Н. Применение штормовых микросейсм для изучения верхнего строения земной коры // Вулканология и сейсмология. 1979. № 2. С.37-42.

Капустян Н.К. Техногенное воздействие на литосферу - объект планетарных исследований XXI века // Проблемы геофизики XXI века / Под ред. А.В. Николаева. Кн. 2. М.: Наука, 2003. С.213-244.

Королева Т.Ю., Яновская Т.Б., Патрушева С.С. Использование сейсмического шума для определения структуры верхней толщи Земли // Физика Земли. 2009. № 5. С.3-14.

Кочарян Г.Г., Спивак А.А. Динамика деформирования блочных массивов горных пород. М.: ИКЦ “Академкнига”, 2003. 423 с.

Кошкин Н.И., Ширкевич М.Г. Справочник по элементарной физике. М.: Наука, 1972. 256 с.

Локтев Д.Н. Микросейсмические колебания как характеристика механической устойчивости среды // Динамические процессы в геосферах под действием внешних и внутренних потоков энергии и вещества. (Геофизика сильных возмущений): Сб. научн. тр. М.: ИДГ РАН, 1998. С.83-91.

Надежка Л.И., Орлов Р.А., Пивоваров С.П., Сафронич И.Н., Ефременко М.А. О связи параметров сейсмического шума с геологическими и геодинамическими особенностями Воронежского кристаллического массива // Вестн. Воронеж. ун-та. Геология. 2003. № 2. С.179-185.

Никонов А.А., Шварев С.В., Сим Л.А., Родкин М.В., Бискэ Ю.С., Маринин А.В. Скальные палеосейсмодеформации на Карельском перешейке (ключевой участок “Пещеры Иностранцева”, Ленинградская область) // Докл. РАН. 2014. Т. 457, № 5. С.591-596.

Орлов Р.А. Опыт использования микросейсмического шума для решения геологических задач в условиях платформы (на примере Воронежского кристаллического массива) // Вестник ВГУ. Сер. Геология. 2011. № 1. С.184-192.

Орлов Р.А., Трегуб А.И. Отражение в сейсмических шумах неотектонических структур Воронежского кристаллического массива // Докл. РАН. 2009. Т. 426, № 3. С.393-396.

Сафронич И.Н., Надежка Л.И. Некоторые особенности микросейсмического процесса в пределах региональных структурно-тектонических элементов Воронежского кристаллического массива // Докл. РАН. 2008. Т. 418, № 5. С.689-692.

Сафронич И.Н., Пивоваров С.П., Семёнов А.Е., Пивоваров С.В. Отражение в микросейсмическом поле тектонических нарушений (на примере ВКМ) // Результаты комплексного изучения сильнейшего Алтайского (Чуйского) землетрясения 2003 г., его место в ряду важнейших сейсмических событий ХХI века на территории России: Материалы XXI научно-практической Щукинской конференции с международным участием (г. Москва, 1-4 октября 2018 г.) / Под ред. Е.А. Рогожина и Л.И. Надежка. М.: ИФЗ РАН, 2018. С.340-343.

Сероглазов Р.Р. Особенности микросейсмического отклика геофизической среды на динамическое воздействие в условиях платформенных областей: Дис.. канд. физ.-мат. наук. М.: ИФЗ РАН, 2003. 171 с.

Спивак А.А. Релаксационный контроль и диагностика массивов горных пород // ФТПРПИ. 1994. № 5. С.8-26.

Спивак А.А. Приповерхностная геофизика: учебное пособие. М.: ИДГ РАН; МФТИ, 2010. 208 с.

Спивак А.А., Кишкина С.Б. Исследование микросейсмического фона с целью определения активных тектонических структур и геодинамических характеристик среды // Физика Земли. 2004. № 7. С.35-49.

Спивак А.А., Спунгин В.Г. Определение действующих напряжений и особенностей деформирования блочных структур на основе регистрации микроколебаний геологической среды // Геоэкология. 1998. № 4. С.71-88.

Спивак А.А., Спунгин В.Г., Дубиня В.А. Оперативная оценка микросейсмического фона с помощью мобильного регистрирующего комплекса // Физика Земли. 1997. № 1. С.79-83.

Спунгин В.Г., Дубиня В.А., Иванченко Г.Н. Экспрессная диагностика структуры и геодинамики массива горных пород на основе анализа микросейсмических колебаний // Вулканология и сейсмология. 1997. № 6. С.42-50.

Спунгин В.Г., Зыков Д.С. Микросейсмичность локальных участков юго-востока Фенноскандинавского щита // Вулканология и сейсмология. 2018. № 1. С.1-12.

Табулевич В.Н. Комплексные исследования микросейсмических колебаний. Новосибирск: Наука, 1986. 151 с.

Хазов Р.А., Шаров Н.В., Исанина Э.В. Глубинное строение и металлогения Приладожья // Геология и полезные ископаемые Карелии. Вып. 7. Петрозаводск: КарНЦ РАН, 2004. С.55-74.

Цуканов А.А., Горбатиков А.В. Метод микросейсмического зондирования: Влияние аномальных значений коэффициента Пуассона и оценка величины нелинейных искажений // Физика Земли. 2015. № 4. С.94-102.

Шерман С.И., Семинский К.Ж., Борняков С.А., Буддо В.Ю., Лобацкая Р.М., Адамович А.Н., Трусков В.А., Бабичев А.А. Разломообразование в литосфере. Зоны сдвига. Новосибирск: Наука, СО, 1991. Т. 1. 261 с.

Seht M.I., Wohlenberg J. Microtremor measurements used to map thickness of soft sediments // Bull. Seismol. Soc. Amer. 1999. V. 89. P.250-259.

Shvarev S.V., Nikonov A.A., Rodkin M.V., Poleshchuk A.V. The active tectonics of the Vuoksi Fault Zone in the Karelian Isthmus: parameters of paleoearthquakes estimated from bedrock and soft-sediment deformation features // Bull. Geological Society of Finland. 2018. V. 90. P.257-273.