ГЕОФИЗИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ, 2019, том 20, № 3, с. 71-86. https://doi.org/10.21455/gr2019.3-5

УДК 550.348.436; 551.24

Аннотация  Литература  Полный текст

СПЕКТРАЛЬНЫЙ СОСТАВ МИКРОСЕЙСМИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ И РАЗМЕРЫ АКТИВНЫХ СТРУКТУРНО-ТЕКТОНИЧЕСКИХ БЛОКОВ ГОРНЫХ ПОРОД НА УЧАСТКЕ КУРКИЕКИ  (СЕВЕРНОЕ ПРИЛАДОЖЬЕ)

© 2019 г. В.Г. Спунгин(1), В.А. Шеков(2), А.А. Иванов(2), А.А. Лебедев(2)

(1) Институт динамики геосфер РАН, г. Москва, Россия

(2) Институт геологии Карельского научного центра РАН, г. Петрозаводск, Россия

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.

Ключевые слова: массив горных пород, аномалии спектра микросейсмических колебаний, подвижность структурно-тектонических блоков.

Литература

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.