Автор: Ю. В. Казанцев, Т. Т. Казанцева, М. А. Камалетдинов
Исследования сейсмичности территории бывшего СССР начались в период строительства Туркестано-Сибирской железной дороги (1927 - 1931 гг.). За истекшее время составлено большое количество соответствующих карт, но они охватывают, в основном, области с повышенной сейсмической активностью (например, Альпийско-Гималайский пояс). А такие регионы, как Республика Башкортостан, где ощутимые землетрясения - редкость, обойдены вниманием специалистов. Однако интенсивное строительство экологически опасных объектов (АЭС, химические предприятия, крупные гидросооружения, нефтедобывающие комплексы и пр.) ставит задачу сейсмического районирования и этих регионов, ибо в них сейсмособытия даже небольшой силы могут оказаться глубоко трагичными. К сожалению, принятые методы, т. е. долговременные наблюдения, не позволяют быстро получить необходимую и достоверную информацию в этих условиях. Выручить может регистрация микроземлетрясений (высокочастотный сейсмический шум), энергетический уровень которых лежит ниже пороговой чувствительности стандартной аппаратуры, используемой у нас в стране, поскольку их фиксируют на высокой частоте, существенно превышающей 1 Гц.
стр. 32
Доктора геолого-минералогических наук Ю. В. КАЗАНЦЕВ, Т. Т. КАЗАНЦЕВА, заведующие лабораториями Института геологии Уфимского научного центра РАН, доктор геолого-минералогических наук; М. А. КАМАЛЕТДИНОВ, главный научный сотрудник того же института
Классическая сейсмология, основанная на макромасштабных измерениях, поле высокочастотного сейсмического шума отбраковывала, рассматривая его как помеху. Однако исследования, проведенные в 70-е годы прошлого века членом- корреспондентом РАН Л. Н. Рыкуновым и другими, показали: эндогенная природа и геофизическая информативность именно этого фактора позволяют использовать его для быстрого получения сведений о современной активности недр. Метод регистрации сейсмического шума эндогенной природы, анализ его параметров и построение карты распределения уровня шума по площади и были применены нами впервые в Башкортостане.
Изучение геологической структуры территории республики путем непосредственных полевых наблюдений показало: главный элемент в ней - разрывные нарушения. Некоторые из них, возникшие и формировавшиеся на Южном Урале 350 - 150 млн. лет назад, активны и сегодня. В местах выхода на земную поверхность зон этих разломов отмечается деформация грунта, сопровождающаяся усилением образования оврагов, проявлением карстовых процессов, многочисленными оползнями. Особенно ярко это видно на автодорогах, проходящих вкрест простирания разрывных нарушений. Тут фиксируется интенсивная гофрированностъ полотна, которая возникает тотчас после укладки нового асфальта.
Выявленные деформации рельефа вдоль разрывов, возникших в палеозое, подтверждают генетическую зависимость современной геодинамики от геологической структуры, сложившейся в прошлом. В связи с этим стратегия строительства крупных, а тем более экологически опасных объектов должна базироваться, в первую очередь, на знании общей структуры того, что "лежит" на больших глубинах в данном районе, на определении активных и пассивных участков.
Поскольку большая часть разрывов в земной коре представлена надвигами, то, значит, современная геологическая структура в любом месте нашей планеты представляет собой сложный комплекс соответствующих разновозрастных и разноран-
стр. 33
говых элементов (аллохтонов), последовательно перемещавшихся друг на друга из соседних складчатых областей. В ходе этого процесса фронтальные части аллохтонных тел сминаются в системы складок, объединяемых в валы так, что наблюдается закономерное расположение антиклинальных* валов вдоль надвигов с более крутым принадвиговым крылом. Так формируются структурные пары "надвиг-складка". Вероятно, в любой части планеты их следует считать потенциально сейсмоактивными. Именно в них заложена информация о прошлых событиях и содержится "генетический" код, позволяющий прогнозировать характер дальнейшего развития земной коры.
Есть прямые доказательства того, что большинство землетрясений, происходивших когда-либо на Земле, обязаны движениям пластов пород по надвигам, имеющим древнее заложение и длительное унаследованное развитие. Например, в штате Теннесси (США) было измерено горизонтальное смещение пластов пород за 14 лет (с 1965 по 1978 г.), оказавшееся равным 25 см. Оно вызвало вертикальное поднятие местности на 16 см. Но движение по надвигу не было равномерным: с 1966 по 1974 г. в среднем за год оно составляло 3,8 см, с 1974 по 1978 г. вообще не происходило. В 15 км восточнее, в другом разрыве за то же время зафиксировано горизонтальное смещение пород на 20 см, вертикальное - на 7,5 см. А ведь установлено: рост антиклиналей в Южной Калифорнии всегда сопровождают землетрясения.
30 марта 1986 г. произошло землетрясение с магнитудой 5,8 в центральной части Австралийской платформы, в районе Мариет Крик. Оно было десятым по счету, отмеченным в стабильных (как считалось ранее) внутренних частях континента. В 1993 г. участок изучили геологи Национального университета и Сейсмологического центра Австралии. И вскрыли тут зону протерозойской (более 600 млн. лет назад) надвиговой деформации. По ней в момент землетрясения юго-западный блок горных пород попал под северо-восточный. В результате первый оказался приподнятым на 45 - 50 см. Непосредственно в зоне нарушения возникли оползни голоцен-плейстоценовых галечников, песков с обломками сорванных гранитоидных масс.
Связь орогенеза (горообразования) с тектоническими процессами в
* Антиклиналь - складка слоев горных пород, обращенная выпуклостью вверх (прим. ред.).
стр. 34
земной коре установлена и на территории Башкортостана. Выявлен скачок скоростей современных движений по Ашинскому (назван по горе Аша в Челябинской области) сдвигу, составляющий 3,9 - 4,4 мм в год. По линии высокоточного нивелирования вдоль железной дороги Самара-Уфа-Челябинск обнаружено, что среднегодовая скорость современных поднятий достигает 4,4- 6,5 мм в год. Все это характеризует не только горную область Урала, но и окрестную платформенную зону. Скажем, оказалось, что за 40 лет (1903 - 1943) Туймазинская (около города Туймазы) антиклинальная складка поднялась на десятки сантиметров и настолько же опустилась местность, примыкающая к ней с юго-востока.
Итак, согласно концепции тектоносейсмических исследований, осуществленных нами с помощью новейших геологических приемов, создана база для показа всех тектонических разломов территории республики. Затем определяется степень активности каждого из разломов приборами ПАСС (полевыми автономными станциями, разработанными под руководством члена- корреспондента АН СССР С. Д. Соловьева в конце 80-х годов прошлого столетия).
Тем не менее при всей вооруженности сейсмологии современной аппаратурой одними инструментальными методами обнаружить, а тем более предсказать землетрясения не удается. Вот почему ныне использование исторических и архивных данных, народных преданий и легенд уже не кажется легкомысленным. Не случайно в Японии и США, где сейсмология достигла высокого уровня развития, постоянно выявляют древние землетрясения, составляют и уточняют каталоги таких событий в доинструментальный период регистрации. В Китае соответствующий каталог включает все сейсмособытия, происходившие в период до 3 тыс. лет назад, для некоторых стран Ближнего Востока и Южной Европы - до античности.
Отечественные специалисты В. П. Солоненко и В. С. Хромовских, изучавшие археологические, исторические и геологические данные, пришли к выводу, что установленный для Кавказского региона 8-балльный потолок явно занижен. И доктор геолого-минералогических наук А. А. Никонов (Институт физики Земли им. О. Ю. Шмидта РАН) после тщательного исследования малоизвестных геологам исторических, фольклористических и археологических данных также обнаружил большую интенсивность подобных событий в этом регионе*. Скажем, армянский народный эпос "Давид Сасунский" (VIII-IX вв.) привел его к убеждению, что в прошлом сила землетрясений здесь достигала 10 баллов и более**. К сожалению, эти исторические данные не были учтены при составлении карты сейсмического районирования территории Армении, что, возможно, и привело к трагическим последствиям в Спитаке (1988 г.).
В 1977 г. был издан "Новый каталог сильных землетрясений на территории СССР с древнейших времен до 1975 года". И. В. Ананьин составил для него перечень сейсмособытий на Русской платформе и Урале (степень их сейсмичности не превышает 5 баллов). На представленной им карте эпицентров показаны два в районе Уфы, датируемые 1879 и 1904 гг. Недавно более полную схему таких происшествий на территории Башкортостана за период с 1549 по 1990 г. составил Р. К. Шакуров (очевидно, в будущем подобный список будет пополняться).
Наиболее значительные землетрясения происходили на территории Среднего Урала: 6-балльные были зафиксированы 10 июля 1892 г. в районе города Сысерть, 17 августа 1914 г. - около поселка Билимбай; 5-балльные отмечены 23 мая 1798 г. в районе Перми и 27 апреля 1847 г. у города Кушва; силой до 5 баллов произошли 29 июня 1956 г. вблизи Нижнего Тагила и 13 сентября 1958 г. - у поселка Добрянка. В 1960 - 80-х годах в районе Кизела последовала серия из 8 землетрясений. Во время одного из них, 28 августа 1973 г., интенсивностью 6 - 7 баллов были повреждены здания на площадке шахты им. Ленина.
Разрушительные Спитакское (1988 г.), Таджикское (1976 г.) землетрясения показали несовершенство системы их прогнозирования. Наиболее уязвимое в нем звено - игнорирование связи с геологическими процессами. Не менее, а, может быть, более важным для общества стало не предсказание точного времени, когда будет разрушен город, атомная станция или иное крупное сооружение, а знание степени подвижности грунта той или иной территории для выбора места их возведения там, где они менее всего будут подвержены катастрофическим разрушениям.
Землетрясения с оползнями, селями, интенсивным овраго- и карсто- образованием наиболее опасны еще и потому, что способны нарушить установившиеся экологические связи. Все это говорит о том, что необходимо детально изучать структуры земной коры для выявления активных разломных структур в густонаселенных регионах, особенно расположенных в сейсмически опасных зонах, в районах крупных водохранилищ, АЭС, железно- и автодорожных тоннелей и разрабатываемых месторождений полезных ископаемых, где могут проявляться так называемые "техногенные" землетрясения.
Как уже отмечалось, разрывные нарушения, возникшие на Южном Урале и в Приуралье 350 - 150 млн. лет назад, дают о себе знать и в наши дни. С целью выявления и трассирования палеозойских разрывов нами изучены разрезы тысяч глубоких скважин, просмотрены многочисленные отчеты по геофизическим работам, дешифрованы тысячи аэрофотоснимков. В результате получена карта, на которой показаны основные разрывные нарушения на территории Башкортостана. И стало ясно: субмеридиональные и северовосточные являются надвигами, а поперечные - сдвигами.
В пределах центральной части республики выявлены и прослежены по простиранию на десятки километров Сергеевско-Демский, Тавтиманово- Уршакский, Бекетовский, Кабаковский, Кармаскалинский, Загорский и другие надвиги. Вдоль их восточных крыльев цепочкой расположены морфологически однотипные ло-
* См.: А. А. Никонов. Землетрясения на Руси. - Наука в России, 2000, N 3 (прим. ред.).
** См.: А. А. Никонов. Европейская Россия: сейсмическая опасность с юга. - Наука в России, 2002, N 2 (прим. ред.).
стр. 35
Карта распределения сейсмошума центральной части Башкортостана (составил Ю. В, Казанцев): 1 - места установки сейсмоприборов ПАСС: в числителе их номера, в знаменателе - значение сейсмошума (в нм); 2 - изолинии сейсмошума (в нм); 3 - эпицентры зарегистрированных землетрясений.
стр. 36
кальные антиклинальные складки с более крутыми западными и сравнительно пологими восточными оконечностями. Амплитуда поднятий измеряется десятками метров - от 1,5x5 до 7х 10 км.
Анализ геологических и геофизических материалов и их интерпретация в свете современных теоретических разработок позволили выделить западнее Стерлитамака (в 120 км к югу от Уфы) новые линейные дислокации, классифицируемые нами как надвиги, - Зериклинскую, Талачевскую и Куганакскую, сопоставимые с морфологически идентичными и хорошо известными Сергеевско-Демской и Тавтиманово-Уршакской. Палеозойские слои по этим надвигам перемещены с востока на запад на сотни метров. Аналогичная картина обнаруживается и на более удаленных от Урала участках платформы.
Современная геодинамика на Урале, по мнению В. П. Трифонова (из Геологического института РАН), проявлена в деформации рельефа земной поверхности, устанавливаемой высокоточным нивелированием, сейсмичностью, наблюдаемой с помощью сейсмографов, наличием повышенного бокового давления, проявляющегося в горных ударах и разрушении подземных выработок, формировании цокольных речных пойм, порогов и грубовалунчатых перекатов, изменении гранулометрического состава русловых отложений, а также мощности аллювия, изменением гидрогеологического режима рек, озер и источников, особенно в районах карста, деформацией зданий, сооружений и т.д.
Фронт Сергеевско-Демского надвига на ширину почти 3 - 4 км подвержен колебаниям почвы. Антиклинальная структура развитого вдоль него вала отчетливо выражена поднятием местности в районе Сергеевской складки (в 25 км западнее Уфы). Ее свод полностью вписывается в положительную форму рельефа, прослеживающуюся в виде гряды от реки Демы у санатория Юматово на северо-восток через села Авдон, Сер-
стр. 37
Схема структуры центральной части Башкортостана: 1 - надвиги (СД - Сергеевско-Демский, Чт- Четырехбратский, Бк- Бекетовский, ТУ- Тавтиманово-Уршакский, Кб - Кабаковский, Зг - Загорский, Крм - Кармаскалинский, Зр - Зериклинский, Кг - Куганакский); 2 - сдвиги (Р - Раевский, Яб - Яблуновский); 3 - антиклинальные складки.
стр. 38
геевку, Начапкино, Дмитриевку и др. Создается впечатление, что антиклиналь сейчас растет. Интенсивное образование оврагов, оползни, многочисленные деформации полотна асфальтовых дорог и прочие признаки отмечены в районе сел Чукраклы, Булякбашево, Новоуптино, Алкино, Кумлекуль, между деревнями Подымалово и Мударисово и в других пунктах.
Тавтиманово-Уршакский разлом (в 10 - 15 км к востоку от Уфы) также находится в состоянии тектонической мобильности. Он прослежен в субмеридиональном направлении на 200 км. Движения по нему запечатлены в современных деформациях его фронтальной части на протяжении более чем 70 км между деревнями Актюба (река Иленька) и Минзитарово (река Лобовка). Оползни отмечены на реке Иленьке, между селами Новомусино и Ильтуганово и на реке Зирекле, между селами Сихонкино и Баранцево. В одном из оврагов вблизи реки Зиреклы обнаружен обнаженный пласт зеленых глин, поверхность которого служит подошвой водоносного горизонта (по ним обычно происходит скольжение надвигаемых горных масс).
Современными движениями охвачен и фронт Кабаковского нарушения, расположенного в 5 - 10 км восточнее Тавтиманово-Уршакского. Выражены они в деформациях горизонтально лежащих пластов галечников, песков и глин, наклонными и субвертикальными разрывами в районе восточнее села Ильтуганово. Амплитуда смещения по ним составляет 0,2 - 0,5 м. Молодые движения в районе села Кармаскалы в 40 км к юго-востоку от Уфы тоже запечатлели активность надвига. В обнажении его фронта видно, как галечники с суглинками четвертичного возраста разорваны и надвинуты на 0,8 м друг на друга. Интенсивные оползневые образования наблюдались во фронтальной зоне Четырехбратского и Бекетовского нарушений, проходящих через Уфу. Оползни зафиксированы по реке Уршак у сел Репьевка и Надеждино, в долине реки Бузовьязы и в ряде других пунктов.
При сравнении топографических карт масштаба 1:100000 за 1942, 1955 - 1961 гг. рассматриваемой территории было выявлено изменение абсолютных отметок триангуляционных пунктов равного класса. Скажем, в Уфимском районе по результатам сравнений 207 таких пунктов в 87 (42%) из них абсолютные отметки увеличились, в 111 (53,6%) - уменьшились и только в 9 (4,4%) пунктах остались без изменения. Увеличение (или уменьшение) абсолютных отметок составляет в среднем несколько сантиметров, в единичных случаях достигает 2 - 3 м. Резко аномальная величина изменения (уменьшение) абсолютной отметки до 15,3 м находится в точке пересечения Сергеевско- Демского и Бекетовского надвигов.
Микросейсмические исследования в центральной части Башкортостана мы проводили в 1991 - 93 гг. В 1991 г. было сделано 18 постановок ПАСС в точках, расположенных по периметру Уфы. Суммарная продолжительность регистрации сейсмологической информации составила 65 суток. Выявлена тектоническая активность земной коры, представленной слабыми (1,9<М<2,5; М - локальная магнитуда) землетрясениями. Всего отмечено 120 местных толчков, региональных и телесейсмических землетрясений. Но только для трех из них удалось определить координаты.
В 1992 г . ПАСС были установлены в 75 и 115 км к югу от Уфы вдоль профиля Давлеканово-Толбазы в пяти и Раевка-Стерлитамак - в семи точках. В Давлеканово-Толбазах в одной, в Раевке-Стерлитамаке в двух точках уровень сейсмического шума оказался достаточно высоким - минимум 6 нм. При этом удалось достаточно точно определить координаты эпицентров и рассчитать глубину очагов четырех землетрясений, произошедших к югу от Уфы. Данные о распределении слабых событий в зависимости от их кинематических параметров и четыре локализованных эпицентра указывают на наличие сейсмогенного объекта, расположенного в районе деревни Курманаево на глубине 10 км.
Затем в Институте физики Земли им. О. Ю. Шмидта РАН на основе нашей информации и с учетом собранных нами исторических сведений построили график сейсмособытий в Башкортостане. Оказалось, что с М = 6,5 они могут повторяться через 460 лет; с М = 6,0 - 180; М = 5,5 - 70; М = 5,0 - 28, М = 4,5 -11; М = 4,0 - 4,4; М = 3,5 - 1,7 и М = 3,0 - через 0,7 года.
В 1993 г. мы установили сейсмографы в восьми точках на продолжении профилей Давлеканово-Толбазы, в четырех - на профиле Раевка-Стерлитамак, а также в двадцати точках на широтном профиле Киргиз-Мияки-Стерлибашево- Зирган, расположенном в 20 км южнее предыдущего. Повышенные значения сейсмического шума в 1993 г. зарегистрировали приборы в точках, характеризующих фронтальные зоны надвигов. Как и в предыдущие годы, мобильностью выделились зоны Сергеевско-Демского и Тавтиманово- Уршакского надвигов. К ним тяготеют участки местности, в большей степени подверженные таким экзогенным факторам, как обвалы, оползни, образование оврагов и пр. Обращает на себя внимание строго полосчатая картина распределения эндогенного дыхания земли с чередованием максимумов и минимумов амплитуд сейсмического шума. Полосы ориентированы в северо- восточном направлении и связаны с выходами на поверхность активных тектонических нарушений.
Непосредственно к востоку от Тавтиманово-Уршакской мобильной полосы выделяется зона Кармаскалинского активного надвига, характеризующаяся также высокими (5- 8 нм) значениями уровня сейсмического шума. За ней следуют новые полосы с повышенными амплитудами сейсмического шума, связанные с Шиханско-Волостновской, Табынско-Иштугановской, Кисындинской, Зилимско-Красноусольской и другими надвиговыми дислокациями. Не исключено, что из-за более частой встречаемости здесь надвигов сеть расположения точек инструментальных наблюдений редка, и поэтому их интерпретация нуждается в корректировке.
Итак, территория Восточно-Европейской платформы и Предуральского прогиба в настоящее время является сейсмически активной.
Иллюстрации авторов и ИТАР- ТАСС.
New publications: |
Popular with readers: |
News from other countries: |
![]() |
Editorial Contacts |
About · News · For Advertisers |
![]() 2009-2025, ELIBRARY.COM.UA is a part of Libmonster, international library network (open map) Keeping the heritage of Ukraine |