Современные движения Алтае-Саянского региона по экспериментальным данным

УДК 550.24

В.Ю. Тимофеев, Д.Г. Ардюков, Р.Г. Седусов, Е.В. Бойко

Институт нефтегазовой геологии и геофизики СО РАН, Новосибирск

СОВРЕМЕННЫЕ ДВИЖЕНИЯ АЛТАЕ-САЯНСКОГО РЕГИОНА ПО ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫМ ДАННЫМ

Современное деформирование земной коры Алтае-Саянской зоны в особенности южной части Горного Алтая в последнее десятилетие определялось процессами перед, в момент и после Чуйского землетрясения (27.09.2003, М = 7.5). Исследование скоростей и деформаций земной коры методами космической геодезии на сети из 18-20 пунктов позволило разделить этапы подготовки землетрясения (2000-2003), эпохи косейсмических (2003-2004) и постсейсмических смещений (2004-20052006). В поле скоростей Горного Алтая перед землетрясением выделяются два кластера: СЗ смещений (1-3 мм/год) и СВ смещений (4-12 мм/год). СВ смещения юго-восточной части Горного Алтая согласуется с ориентацией скоростей в западной части Монголии и Китая. Анализ величины скорости на С по профилю с юга Азии (Лхаса) на север (Новосибирск) выявил дефицит скорости (5-8 мм в год) в области будущего Чуйского землетрясения, что позволяет оценить возможное смещение в очаге (2-3 м). В зоне будущего землетрясения получены максимальные величины скоростей деформаций (до минус шестой) и максимальные деформации растяжения и изгиба. Поле смещений в эпоху 2003-2004 гг. в большей степени определяется подвижками в момент основного события и серии афтершоков. По горизонтальным скоростям получено правостороннее смещение вдоль нодальной плоскости при этом вертикальные смещения на порядок меньше горизонтальных. В зависимости от расстояния до плоскости горизонтальные смещения менялись от 0.35 м (в 15 км) до 0.02 м (в 90 км) (рис. 1).

Рис. 1. Правосторонний сдвиг в зоне Чуйского землетрясения по 2D модели, красная линия - нодальная плоскость (130°№), звездочками показано положение эпицентров землетрясений 27.09.2003 и 01.10.2003, зелеными

точками показаны афтершоки

Используя 2-D упругую модель по результатам станций в центре зоны (KURA и CHAG) получены оценки глубины (16 км) и смещения по разрыву (2 м). По нашим расчетам глубина убывает к краям нодальной плоскости, а длина разрыва составила 140 км. Экспериментальное определение величины косейсмической деформации показывает, что зона деформаций (уровня минус шестой и более) простирается на 100 км от эпицентра. Сдвиговая деформация в центре зоны сменяется на области сжатия и растяжения по краям нодальной плоскости. Для оценки вертикальных смещений использована 3-D модель ограниченного разрыва, получено, например, для пункта UKOK (плато Укок к ЮЗ от эпицентра) из эксперимента 28 мм, а по модели 25 мм. Полученные оценки косейсмических смещений хорошо согласуются с данными сейсмологов и геоморфологов. Оценка пространственного распределения косейсмических смещений в Алтае-Саянском регионе проводилась на сети из 5 пунктов (Тува, Восточные Саяны) в эпоху (2000-2001-2002-2004 гг.) иркутскими учеными и на сети из 3 пунктов (Западные Саяны) в эпоху (2003-2004-2005-2006 гг.) нашей группой. Результаты обработки данных приведены на рис. 2 и 3.

Косейсмнческне смещение пунктов дальней зоны

по пересчету данных GPS съемки Институт зеишойыэрыСО РАН (ЛухневА.,СаныоБ и др, 2005). Зпо хи 20 00-2 031 -20 02-3] 04 гг.. Данные перес читаныотносительно пункта Абакан, расположенного на ренине.

Смещение правостороннее, т.е . Наюго-Еосток, зшщентр землетрясенияповазан красной точнэй.

Пункт Шіфота Долгота Скорость m С Скорость на В

KSTU Красноярск 55.993 92.794 Z84J0.24 -0.21dt0.36

АВАК Абакан 53.669 91.590 0.00 ООО

TWZ перевал 5а 135 92.916 -21&Ю.62 +0.17±094

ARflD Арадан 52443 93.570 -1.04J0.27 +0.76±0.43

СНЮ Чадан 51.334 91.198 -1.58JO.29 +1.33*0.50

ERZN Эрзнн 50L250 95.023 -0.7310.29 +0.48±0.45

С редже по 4-м 51.79 93.18 -1.38 +0.69

Рис. 2. Косейсмические смещения Тувы и Саян пересчитанные относительно пункта Абакан, расположенного в равнинной части изучаемой территории

Рис. 3. Постсейсмические смещения эпоха 2004-2005 гг. смещения в зоне Чуйского землетрясения. Характер смещений сохраняется - правосторонний сдвиг, величина смещений падает в 50 раз

Величина косейсмической подвижки на расстояниях 300-400 км от эпицентра составляет 1-2 мм. В зоне Западно-Саянского разлома выделяется правостороннее горизонтальное смещение в 1-3 мм в год. В годы после землетрясение проведены 3 съемки по геодинамической сети Алтая (рис. 4).

Рис. 4. Смещение пунктов в зоне Западной Саянского разлома в период 20032004-2005-2006 гг. Правосторонний сдвиг по разлому

В этот период постсейсмических смещений скорости упали в 50 раз (до 3-8 мм/год) при этом сохранилось ориентация смещений (правосторонний сдвиг). Выбор модели постсейсмических смещений можно осуществить через несколько лет, когда картина горизонтальных смещений вернется к конфигурации, наблюдавшейся до землетрясения. Анализ сейсмологических данных показывает, что активность в эпицентральной зоне в последние три года сохраняется, постепенно затухая (рис. 5). График осредненной сейсмичности отражает смещение активности на восток зоны.

27 11 33

27 13 38

27 20 30

28 15 03

29 04 21

29 21 28

01 00 59

01 03 17

01 08 09

02 01 52

02 13 25

03 01 15

03 11 36

04 03 23

04 11 46

05 04 06

05 21 03

Tifrfe 15 44

07 09 39

07 14 50

08 03 26

08 11 30

09 14 45

09 22 14

10 16 18

11 06 54

13 13 58

15 06 52

16 22 52

17 12 36

18 16 26

20 17 04

21 21 04

22 23 22

Seismicity for Chuya earthquake zone

b)

jiGRAPH vi.9 1 file for 20532 bytes Lat 1 —

Fmt ymdhnsl234 HEADER  Not DAS Long 2 -

10 Jan 2004 <010) 12:53:14 4 chan  ? sec К 3 -

у2: S2.45922 Not Cal. M 4 -

xl 1—06 Jan 2002 18:53:06 Time 06 Jun 2006 15:09:10 —

Enter a filename for GIF export: alOO.qif

Рис. 5. а) Землетрясения в эпицентральной зоне. 27/09/2003 - 23/10/2003 (M > 3, Класс >10); b) Сглаженные данные (по 100 событий, M > 3) для Алтае -Саянского региона за период 06/01/2002-06/06/2006. Сверху вниз - широта, долгота, магнитуда и класс. Пиковая аномалия - период Чуйского землетрясения и его главных афтершоков.

Работа выполнена при поддержке Интеграционных грантов СО РАН № 27, 87, 116 и Программы Пр.РАН 16.3.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Гольдин, С.В. Поля смещений земной поверхности в зоне Чуйского землетрясения, Горный Алтай / С.В. Гольдин, В.Ю. Тимофеев, Д.Г. Ардюков // Доклады Акад. Наук, 2005, Т. 405. - № 6. - С. 804-809.

2. Тимофеев, В.Ю. Поля и модели смещений земной поверхности Горного Алтая / В.Ю. Тимофеев и др. // Геология и геофизика. - 2006. - № 8. - С. 923-937.

3. Тимофеев, В.Ю. Мониторинг современных движений земной коры в зоне Чуйского землетрясения GPS методом / В.Ю Тимофеев, Д.Г. Ардюков // ГЕО-Сибирь-2006. Т.3. Мониторинг окружающей среды, геоэкология, дистанционные методы зондирования Земли и фотограмметрия. Ч.2: сб. материалов междунар. науч. конгресса, 24-28 апр. 2006 г. - Новосибирск: СГГА, 2006. - С. 65-72.

4. Лухнев, А.В. Современные тектонические деформации центральной Азии по данным измерений методом GPS-геодезии за 1994-2004 гг. / А.В. Лухнев // Современная геодинамика и опасные природные процессы в центральной Азии. - Вып. 2. - Иркутск: Институт земной коры СО РАН, 2005. - С. 28-38.

© В.Ю. Тимофеев, Д.Г. Ардюков, Р.Г. Седусов, Е.В. Бойко, 2007