gtcrustГеодинамика и тектонофизикаGeodynamics & Tectonophysics2078-502XInstitute of the Earth's crust of the Russian Academy of Sciences, Siberian Branch10.5800/GT-2010-1-1-0005gtcrust-96Research ArticleТЕКТОНОФИЗИКАTECTONOPHYSICSИССЛЕДОВАНИЯ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕКТОНИЧЕСКИХ НАПРЯЖЕНИЙ В КУРИЛО-КАМЧАТСКОЙ ЗОНЕINVESTIGATIONS OF REGULARITIES IN DISTRIBUTION OF TECTONIC STRESSES IN THE KURIL-KAMCHATKA ZONEЗлобинТимофей КонстантиновичZlobinTimofei K.

докт. геол.-мин. наук, с.н.с., зав. лабораторией, 693010, Южно-Сахалинск, а/я 53;

693008, Южно-Сахалинск, ул. Ленина, 290

Doctor of Geology and Mineralogy, Senior Researcher, Head of Laboratory, 693022, Yuzhno-Sakhalinsk, Nauka str., 1b;

693008, Yuzhno-Sakhalinsk, Lenin str., 290

t.zlobin@mail.ruПолецАнастасия ЮрьевнаPoletsAnastasia Yu.

м.н.с.,  693022, Южно-Сахалинск, ул. Науки, 1 б;

693008, Южно-Сахалинск, ул. Ленина, 290

Junior Researcher, 693022, Yuzhno-Sakhalinsk, Nauka str., 1b;

1b Nauki street, Yuzhno-Sakhalinsk 693022

polec84@mail.ruИнститут морской геологии и геофизики ДВО РАН; Сахалинский государственный университетРоссияInstitute of Marine Geology and Geophysics, Far East Branch of RAS; Sakhalin State UniversityRussian Federation201012092015113654Copyright © Злобин Т.К., Полец А.Ю., 20152015Злобин Т.К., Полец А.Ю.Zlobin T.K., Polets A.Y.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.gt-crust.ru/jour/article/view/96

Указана важность исследований землетрясений на Сахалине и Курилах, а также вызванных ими сейсмодислокаций и тектонических подвижек. Показано, что они могут быть выполнены на основе изучения механизмов очагов землетрясений. Поскольку большое значение при решении фундаментальных вопросов геотектоники и геодинамики имеют данные об очагах землетрясений и о глубинном строении земной коры, особый интерес представляет их совместное рассмотрение и сопоставление в зоне перехода от Евроазиатского континента к Тихому океану.

По профилю «Шантары – Матуа» рассмотрено строение земной коры и распределение землетрясений, он проложен от западного борта Татарского пролива (побережья Приморья), через Южный Сахалин и Охотское море до о. Матуа. На основе каталога NEIC в полосе шириной 200 км в обе стороны от профиля «Шантары – Матуа» был построен глубинный разрез гипоцентров землетрясений. Это позволило совместно рассмотреть особенности глубинной структуры земной коры и положения очагов землетрясений в земной коре и верхней мантии по единому профилю (рис. 1, а, б).

Данные о катастрофических землетрясениях с магнитудой 8.3 и 8.1, произошедших 15.11.2006 г. и 13.01.2007 г. в районе острова Симушир, сопоставлены с результатами наземно-морских глубинных сейсмических исследований методами ГСЗ, КМПВ, МОВЗ и МОВ в районе Средних Курил. На основе этого совместно рассмотрено строение земной коры и очаговые зоны этих землетрясений (рис. 2–8). Установлена цикличность в смене характера напряженного состояния литосферы и соответствующих ему сейсмодислокациях в очаговой зоне катастрофического землетрясения (Шикотанского 4.10.1994 года с магнитудой 8.1) на глубинах 0–150 км (табл. 1, рис. 9).

Для оценки напряженного состояния земной коры в районе Шикотанского землетрясения нами был применен метод катакластического анализа (МКА) разрывных нарушений, лежащий в основе нового направления экспериментального изучения тектонического напряженно-деформированного состояния и свойств массивов горных пород в их естественном залегании. Реконструкция напряженного состояния выполнялась на основе данных СМТ (тензоров моментов центроидов) – решений для землетрясений, взятых из каталогов NEIC (рис. 10– 15). Выполненная реконструкция параметров современного напряженного состояния земной коры и верхней мантии Южных Курил позволила установить, что для этого района, с одной стороны, характерно наличие обширных областей устойчивого поведения параметров тензора напряжений, а с другой – присутствие локальных участков аномально быстрого изменения этих параметров.

The article highlights the importance of researching earthquake which occurred in the Sakhalin and Kuril Islands in combination with studies of seismic dislocations and tectonic movements caused by such earthquakes. It is shown that seismic dislocations and tectonic movements can be studied from focal mechanisms of earthquakes. Data on the crustal structure and earthquake sources are valuable for finding solutions of fundamental problems of geotectonic and geodynamics; therefore, it is challenging to juxtapose such data while studying the transition zone from the Eurasian continent to the Pacific Ocean.

The crustal structure and distribution of earthquake are considered along the Shantar-Matua profile which runs from the western border of the Tatarsky Strait (the Primorie coast) through South Sakhalin and the Okhotsk Sea up to the Matua Island. Based on the NEIC catalogue, a depth profile showing earthquake hypocenters is constructed for a zone which widths on both sides of the Shantar-Matua profile amounted to 200km. This allows us to consider specific features of the deep structure of the crust and positions of the earthquake sources in the crust and in the upper mantle along the uniform profile (Fig. 1, a, b).

Data on catastrophic earthquakes with magnitudes of 8.3 and 8.1 that occurred on 15 November 2006 and 13 January 2007 in the region of the Simushir Island are collated with results of onshore and marine deep seismic researches by DSS, CMRW, MSWE, MEW methods in the region of the Middle Kurils. The structure of the crust and focal zones of these earthquakes are considered in conjunction (Figures 2–8).

Cyclic changes in the state of stresses of the lithosphere and corresponding seismic dislocations in the focal zone of the catastrophic Shikotan earthquake of 04 October 1994 (M=8.1, depths 0-150km) are revealed (Table 1, Fig. 9).

We apply the method of cataclastic analysis (MCA) of fractures to assess the state of stresses of the crust in the area of the Shikotan earthquake. This method is the basis for new experimental studies of the state of tectonic stresses and deformations and properties of rocks in their natural bedding. The method of reconstruction of tectonic stresses was designed by Yu.L. Rebetsky. Stresses are reconstructed from Centroid Moment Tensor data (СМТ), i.e. solutions for earthquakes recorded in NEIC catalogues (Figures 10–15). Based on reconstructed parameters of the recent state of stresses of the crust and the upper mantle of the Southern Kurils, there are grounds to conclude that spacious areas of stable stress tensor parameters are present in the region under studies, along with local sites wherein these parameters are subject to anomalously fast changes.

строение земной корысейсмотектониказемлетрясениеСахалинКурилыcrustal structureseismotectonicsearthquakeSakhalinKurilsReferencesАносов Г.И., Аргентов В.В., Петров А.В., Злобин Т.К., Снеговской С.С., Киктев Ю.В. Новые сейсмические данные о строении земной коры центрального звена Курило-Камчатской островной дуги // Тихоокеанская геология. – 1988. – № 1. – С. 10–18.Аносов Г.И., Аргентов В.В., Петров А.В., Злобин Т.К., Снеговской С.С., Киктев Ю.В. Новые сейсмические данные о строении земной коры центрального звена Курило-Камчатской островной дуги // Тихоокеанская геология. – 1988. – № 1. – С. 10–18.Землетрясения Северной Евразии в 1994 году. – М.: ГС РАН, 2000. – С. 292–297.Землетрясения Северной Евразии в 1994 году. – М.: ГС РАН, 2000. – С. 292–297.Злобин Т.К. Строение земной коры и верхней мантии Курильской островной дуги (по сейсмическим данным). – Владивосток: ДВНЦ АН СССР, 1987. – 150 с.Злобин Т.К. Строение земной коры и верхней мантии Курильской островной дуги (по сейсмическим данным). – Владивосток: ДВНЦ АН СССР, 1987. – 150 с.Злобин Т.К. Западная граница Охотской литосферной плиты // Общие вопросы геотектоники: Тезисы докладов 7-й международной конференции по тектонике плит им. Л.П. Зоненшайна. – М., 2001. – С. 373–374.Злобин Т.К. Западная граница Охотской литосферной плиты // Общие вопросы геотектоники: Тезисы докладов 7-й международной конференции по тектонике плит им. Л.П. Зоненшайна. – М., 2001. – С. 373–374.Злобин Т.К. Строение земной коры Охотского моря и ее нефтегазоносность в северо-восточной (прикамчатской) части (по сейсмическим данным). – Южно-Сахалинск: Изд-во СахГУ, 2002. – 97 с.Злобин Т.К. Строение земной коры Охотского моря и ее нефтегазоносность в северо-восточной (прикамчатской) части (по сейсмическим данным). – Южно-Сахалинск: Изд-во СахГУ, 2002. – 97 с.Злобин Т.К., Бобков А.В. Встречные сейсмофокальные зоны Охотской литосферной плиты // Доклады АН. – 2001. – Т. 381, № 5. – С. 677–680.Злобин Т.К., Бобков А.В. Встречные сейсмофокальные зоны Охотской литосферной плиты // Доклады АН. – 2001. – Т. 381, № 5. – С. 677–680.Злобин Т.К., Злобина Л.М. Строение земной коры Курильской островной системы // Тихоокеанская геология. – 1991. – № 6. – С. 24–35.Злобин Т.К., Злобина Л.М. Строение земной коры Курильской островной системы // Тихоокеанская геология. – 1991. – № 6. – С. 24–35.Злобин Т.К., Костюкевич А.С., Злобина Л.М. Структура земной коры Средних Курил по данным сейсмического моделирования // Тихоокеанская геология. – 1998. – № 2. – С. 115–121.Злобин Т.К., Костюкевич А.С., Злобина Л.М. Структура земной коры Средних Курил по данным сейсмического моделирования // Тихоокеанская геология. – 1998. – № 2. – С. 115–121.Злобин Т.К., Левин Б.В., Полец А.Ю. Первые результаты сопоставления катастрофических Симуширских землетрясений 15 ноября 2006 г. (М=8.3) и 13 января 2007 г.(М=8.1) и глубинного строения земной коры Средних Курил // Доклады АН. – 2008. – Т. 420, № 1. – С. 111–115.Злобин Т.К., Левин Б.В., Полец А.Ю. Первые результаты сопоставления катастрофических Симуширских землетрясений 15 ноября 2006 г. (М=8.3) и 13 января 2007 г.(М=8.1) и глубинного строения земной коры Средних Курил // Доклады АН. – 2008. – Т. 420, № 1. – С. 111–115.Злобин Т.К., Полец А.Ю. Сейсмодислокации и разломы земной коры в западной части Охотского моря по профилю Шантары – Северный Сахалин – Поднятие АН СССР // Тектоника и актуальные вопросы наук о Земле. К 40-летию создания М.В. Гзовским лаборатории тектонофизики в ИФЗ РАН: Тезисы докладов всероссийской конференции. – М., 2008. Т. 2. – С. 255–257.Злобин Т.К., Полец А.Ю. Сейсмодислокации и разломы земной коры в западной части Охотского моря по профилю Шантары – Северный Сахалин – Поднятие АН СССР // Тектоника и актуальные вопросы наук о Земле. К 40-летию создания М.В. Гзовским лаборатории тектонофизики в ИФЗ РАН: Тезисы докладов всероссийской конференции. – М., 2008. Т. 2. – С. 255–257.Злобин Т.К., Поплавская Л.Н., Левин Б.В., Сафонов Д.А., Полец А.Ю., Рудик М.И. Вариации поля упругих напряжений и основные сейсмодислокации в очаговой зоне Шикотанского землетрясения 4(5) октября 1994 года // Доклады АН. – 2008. – Т. 419, № 6. – С. 820–823.Злобин Т.К., Поплавская Л.Н., Левин Б.В., Сафонов Д.А., Полец А.Ю., Рудик М.И. Вариации поля упругих напряжений и основные сейсмодислокации в очаговой зоне Шикотанского землетрясения 4(5) октября 1994 года // Доклады АН. – 2008. – Т. 419, № 6. – С. 820–823.Курильские острова (природа, геология, землетрясения, вулканы, история, экономика) / Под ред. Т.К. Злобина и М.С. Высокова. – Южно-Сахалинск: Сах. кн. изд-во, 2004. – 227 с.Курильские острова (природа, геология, землетрясения, вулканы, история, экономика) / Под ред. Т.К. Злобина и М.С. Высокова. – Южно-Сахалинск: Сах. кн. изд-во, 2004. – 227 с.Объяснительная записка к тектонической карте Охотоморского региона масштаба 1:2500000. – М.: ИЛОВМ РАН, 2000. – 193 с.Объяснительная записка к тектонической карте Охотоморского региона масштаба 1:2500000. – М.: ИЛОВМ РАН, 2000. – 193 с.Полец А.Ю., Злобин Т.К. Анализ разрезов гипоцентров афтершоков Симуширских землетрясений 15.11.2006 и 13.01.2007 гг // Природные катастрофы: изучение, мониторинг, прогноз: материалы Третьей Сахалинской молодежной научной школы. – Южно-Сахалинск: Ин-т морской геологии и геофизики ДВО РАН, 2008. – С. 80–81.Полец А.Ю., Злобин Т.К. Анализ разрезов гипоцентров афтершоков Симуширских землетрясений 15.11.2006 и 13.01.2007 гг // Природные катастрофы: изучение, мониторинг, прогноз: материалы Третьей Сахалинской молодежной научной школы. – Южно-Сахалинск: Ин-т морской геологии и геофизики ДВО РАН, 2008. – С. 80–81.Полец А.Ю., Злобин Т.К. Глубинный разрез земной коры, гипоцентры землетрясений и их механизмы по профилю Шантары – Матуа // Тектоника и глубинное строение востока Азии. Четвертые Косыгинские чтения: доклады всероссийской конференции. – Хабаровск: ИТиГ им. Ю.А. Косыгина ДВО РАН, 2009. – С. 268–271.Полец А.Ю., Злобин Т.К. Глубинный разрез земной коры, гипоцентры землетрясений и их механизмы по профилю Шантары – Матуа // Тектоника и глубинное строение востока Азии. Четвертые Косыгинские чтения: доклады всероссийской конференции. – Хабаровск: ИТиГ им. Ю.А. Косыгина ДВО РАН, 2009. – С. 268–271.Ребецкий Ю.Л. Тектонические напряжения и прочность природных горных массивов. – М.: ИКЦ Академкнига, 2007. – 406 с.Ребецкий Ю.Л. Тектонические напряжения и прочность природных горных массивов. – М.: ИКЦ Академкнига, 2007. – 406 с.Структура и динамика литосферы и астеносферы Охотоморского региона / В.В. Харахинов, И.К. Туезов, В.А. Бабошина и др. – М.: Национальный геофизический комитет РАН, 1996. – 337 с.Структура и динамика литосферы и астеносферы Охотоморского региона / В.В. Харахинов, И.К. Туезов, В.А. Бабошина и др. – М.: Национальный геофизический комитет РАН, 1996. – 337 с.Тараканов Р.З., Левый Н.В. Полиастеносферная модель верхней мантии Земли по сейсмологическим данным // Доклады АН СССР. – 1967. – Т. 176, № 8. – С. 571–574.Тараканов Р.З., Левый Н.В. Полиастеносферная модель верхней мантии Земли по сейсмологическим данным // Доклады АН СССР. – 1967. – Т. 176, № 8. – С. 571–574.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.