Сейсмотектоника и кинематика Кавказского региона на основе комплексных сейсмологических и геодезических наблюдений

24.03.2022

Проект РФФИ 21-55-46007

Целью проекта является изучение современной геодинамики Кавказско- Анатолийского сектора Альпийско-Гималайского подвижного пояса комплексированием спутниково-геодезических, геолого-геофизических и тектонических методов и результатов сейсмологических наблюдений.

1. На первом этапе исследований по проекту выполнено обобщение данных и разработка цифровой геолого-тектонической подосновы для всего региона с детализацией для Западного Кавказа. Тектоническое строение Западного Кавказа и Предкавказья во многом сформировано в позднем плиоцене–эоплейстоцене. В настоящее время на Западном Кавказе наблюдается низкий и умеренный уровень сейсмической активности, но в зонах активных разломов изучены следы сильных палеоземлетрясений, сосредоточенные в Осевой зоне и на Южном склоне Кавказа. Согласно полученным нами данным, сильные сейсмические события происходят в регионе исследования один раз в несколько сот лет, эпицентральные зоны располагаются в сейсмогенерирующих зонах в акватории Черного моря или на суше.

2. Выполнен анализ имеющихся ГНСС измерений в регионе исследования в период 2016‒21 гг.. Полученные вектора горизонтальных скоростей с использованием данных о глубинном строении и активной тектонике Западного Кавказа и Предкавказья позволили составить общие представления о современной динамике крупнейших морфоструктур региона, которые сводятся к следующему.

- Результаты ГНСС измерений согласуются с геолого-геоморфологическими данными о кинематике смещений по разломам. Эти данные свидетельствуют о продольном сжатии вдоль окраин горного сооружения Западного Кавказа и растяжении в его осевой части с не менее интенсивными горизонтальными смещениями по поперечным (Туапсинская и Пшехско-Адлерская) и продольным (Монастырский, сегменты Главного Кавказского и др.) системам активных разломов.

- Скорости, измеренные в пределах Скифской плиты, по величинам близки скоростям в горном сооружении Западного Кавказа. Скифская плита на фоне Восточно-Европейской платформы также отличается относительно повышенной современной сейсмической активностью. Зафиксированы аномальные современные смещения в Северо-Азовской зоне, где происходят слабые землетрясения.

- Проведенный анализ подтвердил, что Предкавказье не менее активно, чем Кавказ. Выполненные исследования имеют фундаментальный характер и направлены на познание современных тектонических процессов, в то же время, они имеют прикладное значение, т.к. современные тектонические движения опасны для разнообразных строительных и инженерных сооружений.

3. С помощью технологии метода микросейсмического зондирования (ММЗ) в 2021 г. были выполнены измерения вдоль линии северного окончания Осетинского профиля 2009-2013 гг., которое пересекает западную часть Осетинской впадины и Терско-Сунженского хребта. По новым точкам построен разрез по технологии ММЗ до глубины 45 км. Новый разрез был согласован с разрезами ранних временных эпох и составлен единый разрез через Северную Осетию. В настоящем отчете проанализирован фрагмент полного разреза, начиная от границ Северной Осетии с юга и до населенного пункта Эльхотово на севере Северной Осетии, при этом особое внимание уделено глубинному строению предгорной части, Осетинской впадины и Сунженского хребта.

Применение ММЗ позволило проследить погружение в северном направлении относительно низкоскоростных терригенных нижнее-среднеюрских отложений (слагающих нижнюю часть альпийского чехла) от полосы их выходов на поверхность в горной части профиля до глубин 6-10 км в предгорной части Терско-Каспийского прогиба. Этого не удавалось сделать ни традиционной сейсморазведкой МОВЗ из-за ее малой эффективности в горных условиях и ограниченной глубинности, ни глубинной сейсморазведкой методом МОВЗ из-за трудности прослеживания наклонных границ. Сопоставление сейсмичности западной части Осетинской впадины с картой наиболее контрастной сейсмической поверхности мел-верхнеюрского карбонатного комплекса (полученной сейсморазведкой МОВ ОГТ) показало, что к краевым выступам горного сооружения, проявившимся на этом структурном уровне, приурочены области повышенной сейсмической активности.

4. Проведена систематизация и унификация сейсмических записей в формат SEED / SAC / GCF данных ЕГС РАН за период 2007-2020 гг. для региона исследований. Предложена новая концепция построения информационной системы, которая учитывает требования к масштабируемости, воспроизводимости на различных объектах. Система базируется на современных программных средствах и соответствует мировому уровню по скорости доступа, широким возможностям автоматизации и степени надежности и отказоусточивости. На текущий момент архив содержит 70% имеющихся исторических данных (2007-2020 гг.) в формате miniSEED с возможностью автоматизированной раздачи. С 2021 г. происходит его дальнейшее пополнение в реальном времени.

На основе FDSN-сервиса между обрабатывающим центром ФИЦ ЕГС РАН и турецким партнером по гранту производен автоматизированный обмен волновыми формами землетрясений с эпицентрами в Кавказском регионе с 2007 по 2020 гг., включая метаданные сейсмических станций, зарегистрировавших эти землетрясения.