Исследование особенностей механизмов очагов землетрясений и сейсмотектонических деформаций Северного Тянь-Шаня по данным цифровой сейсмической сети KNET

• Автор: Сычева, Найля Абдулловна
• Шифр специальности: 25.00.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 176 с. : ил.

ГЛАВА 1. ГЕОЛОГО-ТЕКТОНИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ И ОСОБЕННОСТИ СЕЙСМИЧНОСТИ СЕВЕРНОГО ТЯР1Б-ШАНЯ

1.1. Геолого-тектоническое строение

1.2. Современная блоковая структура Северного Тянь-Шаня

1.3. Особенности сейсмичности Северного Тянь-Шаня

1.4. Выводы
ГЛАВА 2. ОБЗОР СУЩЕСТВУЮЩИХ ПРЕДСТАВЛЕНИЙ О МЕХАНИЗМАХ ОЧАГОВ ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЙ, СПОСОБЫ ИХ ТЕКТОНОФИЗИЧЕСКОЙ ИНТЕРПРЕТАЦИИ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ В УСЛОВИЯХ СЕТИ КИЕТ 3

2.1. Обзор существующих моделей возникновения землетрясений

2.2. Современные представления о физической природе землетрясений и движений

в очагах

2.3. Киргизская цифровая сейсмологическая сеть К14ЕТ

2.4. Методические вопросы расчета фокальных механизмов очагов, основные результаты, составление каталога
2.4.1. Графическое представление фокального механизма и используемая система параметров
2.4.2. Определение механизма очага землетрясения по информации о полярности вступлений объемных сейслтческих волн
2.4.3. Методика определения фокальных механизмов применительно к условиям
сети ШЕТ
2.5. Некоторые исследования фокальных механизмов очагов сформированного каталога
2.6. Выводы
ГЛАВА 3. СЕЙСМОТЕКТОНИЧЕСКАЯ ДЕФОРМАЦИЯ СЕВЕРНОГО ТЯНЬ-ШАНЯ И СОПРЕДЕЛЬНЫХ ТЕРРИТОРИЙ
3.1. Методические особенности анализа сейсмотектонических деформаций
3.1.1. Основные определения
3.1.2. Статистические аспекты анализа расчетов СТД
3.1.3. Об инвариантах напряженного и деформированного состояния в математических моделях сплошной среды
3.1.4. Выбор весовой функции в процедуре усреднения
3.1.5. Параметризация тензоров сейсмотектонических деформаций, сейсмического момента и напряжений
3.2. Алгоритмы и программы обработки. Расчет СТД
3.2.1. Разбиение территории на элементарные ячейки и расчет СТД
3.2.2. Расчет среднего механизма
3.2.3. Расчет направленности и вида сейсмотектонической деформации
3.2.4. Картирование сейсмотектонической деформации с использованием цифровой модели данных по высотам рельефа
3.3. Некоторые результаты расчетов СТД
3.3.1. Устойчивость полученных результатов
3.3.2. Карты СТД для различных глубин
3.3.3. Вертикальная компонента и коэффициент Лоде-Надаи
3.4. Выводы
ГЛАВА 4. ТЕКТОНОФИЗИЧЕСКАЯ ИНТЕРПРЕТАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ РАСЧЕТОВ
4.1. Оценка величины среднегодовой скорости сейсмотектонической деформации
4.2. СТД и другие методы исследования структуры Земной коры и се деформаций
4.2.1. Связь современного структурного плана с рельефом поверхности Мохоровичича
4.2.2. Сейсмотомографические исследования и СТД
4.2.3. Сравнение полученных результатов с данными GPS
4.3. Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЯ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Актуальность темы
Современный уровень исследований деформационных процессов в тектоносфсре Земли невозможен без информации о действующих в ней полях тектонических напряжений. Именно данные о полях напряжений и деформаций, совместно со сведениями о неотектонических и современных движениях, о геологическом, структурно-тектоническом строении, а также данными о действующих в литосфере физических полях (тепловой поток, гравитационные аномалии, скорости сейсмических волн и др.), позволяют корректно решать одну из обратных задач геофизики - задачу создания моделей деформационных процессов крупных тектонических структур земной коры. Одновременно с этой фундаментальной проблемой геофизики данные о полях тектонических напряжений играют первостепенную роль и в решении ряда прикладных задач. Так, сегодня уже очевидно, что работы по проблеме долговременного прогноза землетрясений, так же как и задача сейсмического районирования, должны базироваться на информации о действующих в земной коре полях современных напряжений, отслеживании изменений параметров тензора напряжений.
Актуальность задачи изучения напряженно- деформированного состояния земной коры и литосферы в целом подкрепляется необходимостью решения практических задач по оценке сейсмической опасности мест проектируемого строительства гидротехнических, промышленных и гражданских сооружений, исключительных по своей масштабности и народнохозяйственному значению, задачами разработки и эксплуатации крупных месторождений твердых полезных ископаемых, нефти и газа. Помимо чисто прикладного интереса эти исследования имеют большое научное значение для теории эволюции Земли и геотектоники, развития представлений о природе и причинах сейсмичности. Первостепенное значение имеет развитие этих исследований в горных областях Тянь-Шаня, характеризующихся, с одной стороны, высоким уровнем сейсмичности и высокой для горной местности плотностью населения и промышленных объектов с другой.
Представления о природе действующих в недрах Земли сил получили развитие во многих разделах наук о Земле. Однако не будет преувеличением отметить, что данные по механизму очагов землетрясений поставляют едва ли не основную часть информации о напряженном состоянии земных недр. Длительное время проблема изучения тектонических напряжений в сейсмологии ошибочно считалась тождественной задаче определения механизма очага землетрясения как такового. Развитие представлений о фундаментальной

Пусть в упругом напряженном массиве пород, подверженном в целом равномерному сдвиговому напряжению т, имеется трещина длиной / в одном направлении и размером Ь, Ь»1, — в другом, так что приближенно реализуются так называемые условия плоской деформации (рис. 2.8). Литостатическое давление предполагается уравновешенным поровым давлением, силой сцепления считается возможным пренебречь. Распространение трещины сопровождается увеличением ее свободной поверхности. В условиях плоской задачи размерность далее везде снижена на единицу, что соответствует выбору шкалы измерения с Ь — 1. В соответствии с подходом Гриффитса, вводятся представления о поверхностной энергии хрупкого тела, и формулируется принцип, согласно которому трещина станет лавинообразно распространяться, только если высвобождение упругой энергии за счет продвижения концов трещины превзойдет прирост ее поверхностной энергии, т.е.
жи>2у8 (2.14)
Здесь Д£/ - высвобожденная величина энергии упругой деформации всей области вследствие образования трещины размером I и снятия касательных напряжений на ее берегах; А и - изменение величины за счет продвижения каждого из краев трещины на 31; у-поверхностная энергия единицы свободной поверхности, прирост которой равен 51.
Рис. 2.8. Неустойчивость деформации тела, ослабленного трещинным включением.
Вид зависимости высвобожденной энергии АII от длины трещины I, напряжения т и модуля сдвига /л можно попытаться установить исходя из качественных рассуждений и соображений размерности. Энергия упругой деформации, приходящаяся на единицу объема упругого тела, пропорциональна г2///. При образовании трещины размером I разгружается от напряжений область с характерным объемом ~ I2, так что величина высвобожденной энергии оказывается равной
А11=к:0Т212 />, (2.15)