Рудольф Михайлович Семенов, докт. геол.-мин. наук, профессор, в.н.с.
Иркутск.
Rudolf M. Semenov, Doctor of Geology and Mineralogy, Professor, Lead Researcher.
Виктор Владимирович Кашковский, докт. техн. наук, профессор, с.н.с.
Иркутск.
Victor V. Kashkovsky, Doctor of Technical Sciences, Professor, Senior Researcher.
Irkutsk.
Максим Николаевич Лопатин, преподаватель.
Иркутск.
Maxim N. Lopatin, Lecturer Irkutsk State University.
В связи с изменением напряженно-деформированного состояния земной коры горные породы подвергаются различным физико-механическим процессам, вплоть до их разрушения, которые сопровождаются тектоническими землетрясениями. В зависимости от механизмов и скоростей геодинамических процессов, землетрясения характеризуются различными моделями их подготовки и реализации. Одна из моделей соответствует процессам растяжения земной коры, характеризующим формирование рифтовых структур. Для моделирования используют образцы горных пород, которые растягивают на специальной лабораторной установке до их разрушения. Благодаря лабораторному моделированию были выявлены стадии разрушения образцов, интерпретируемые как этапы подготовки и реализации очагов землетрясений, причем стадии подготовки подземных толчков, как правило, проявляются в их различных временных (долго-, средне- и краткосрочных) предвестниках. Главным недостатком микромоделирования является то, что при малых размерах исследуемых образцов невозможно выявить взаимосвязь между пластическим удлинением горных пород, которое происходит в гипоцентре землетрясения, и их разрывом. Пластичность горных пород – это их способность необратимо изменять без нарушения сплошности свою форму и размеры под действием внешних усилий. Для того чтобы учесть влияние пластической деформации горных пород на процесс подготовки и реализации землетрясений, предлагается использовать в качестве микромодели не диаграммы растяжения образцов горных пород, а типовую диаграмму растяжения металла при испытании металлического стержня на разрыв (рис. 1). Таким образом, диаграмму растяжения металла в функции от относительного удлинения, в некоторой степени приближения и с учетом коэффициента пластичности, можно рассматривать как модель подготовки и реализации очага землетрясения при рифтогенезе. Энергия, выделяющаяся в период, непосредственно предшествующий землетрясению, способствует возникновению его предвестников. В статье рассматриваются различные предвестники землетрясения на примере энергетической модели подготовки и реализации тектонического землетрясения в условиях растяжения земной коры.
In connection with changes in the stress-strain state of the Earth's crust, various physical and mechanical processes, including destruction, take place in the rocks and are accompanied by tectonic earthquakes. Different models have been proposed to describe earthquake preparation and occurrence, depending on the mechanisms and the rates of geodynamic processes. One of the models considers crustal stretching that is characteristic of formation of rift structures. The model uses the data on rock samples that are stretched until destruction in a special laboratory installation. Based on the laboratory modeling, it is established that the samples are destroyed in stages that are interpreted as stages of preparation and occurrence of an earthquake source. The preparation stage of underground tremors is generally manifested by a variety of temporal (long-, medium- and short-term) precursors. The main shortcoming of micro-modeling is that, considering small sizes of the investigated samples, it is impossible to reveal a link between the plastic extension of rocks (taking place in the earthquake hypocenter) and the rock rupture. Plasticity is the ability of certain rocks to change shape and size irreversibly, while the rock continuity is maintained, in response to applied external forces. In order to take into account the effect of plastic deformation of rocks on earthquake preparation and occurrence, we propose not to refer to the diagrams showing stretching of the rock samples, but use a typical diagram of metal stretching, which can be obtained when testing a metal rod for breakage (Fig. 1). The diagram of metal stretching as a function of the relative elongation (to some degree of approximation and taking into account the coefficient of plasticity) can be considered as a model of preparation and occurrence of an earthquake source in case of rifting. The energy released in the period immediately preceding the earthquake contributes to the emergence of its precursors. This article discusses various earthquake precursors with reference to the energy model of tectonic earthquake preparation and occurrence in conditions of crustal stretching.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.