НЕКОТОРЫЕ ОСОБЕННОСТИ СОВРЕМЕННЫХ ТЕХНОГЕННЫХ ДВИЖЕНИЙ ЗЕМНОЙ КОРЫ

В работе рассматриваются зарегистрированные авторами техногенные эффекты, связанные с эксплуатацией крупных водохранилищ и месторождений полезных ископаемых в Сибири. Рассмотрена история измерений смещений и деформаций и связанных с ними явлений с помощью различных методов. Начало таких исследований связано с классическими методами – нивелированием и высокоточной наклонометрией. В настоящее время мониторинг современных процессов выполняется методами космической геодезии и абсолютной гравиметрии, что позволяет как получать кинематические характеристики (скорость опускания или подъема, скорость и величину горизонтального смещения поверхности), так и отслеживать движение флюида в земной коре, а это дает возможность регулировать процесс добычи полезных ископаемых. Анализируются современные техногенные явления в районе Усть-Балыкского и Заполярного нефтегазовых месторождений Западной Сибири, в зоне водохранилища Саяно-Шушенской гидроэлектростанции (СШГЭС) и шахт Кузбасса. Представлены полученные скорости движений земной коры в зонах эксплуатации крупных техногенных объектов в отдельные эпохи измерений. По нашим наблюдениям, для гидротехнических сооружений они достигают 5 мм/год. В зоне эксплуатации нефтегазовых месторождений на севере Западной Сибири в начале 2000-х гг. скорость опускания составила 20–25 мм/год, что подтверждается высокоточными абсолютными измерениями силы тяжести, показывающими увеличение значения на 6–7 микрогал/год. Обсуждается возможность триггерного эффекта для возникновения слабой сейсмичности, связанного с высокой скоростью накопления напряжений (1 КПа/час) в зоне водохранилища СШГЭС, расположенной в Западно-Саянском регионе. В работе проанализирована связь земного прилива и техногенных событий. Результаты наблюдений, выполненных в сентябре 2017 г., свидетельствуют о том, что подземные ядерные взрывы в КНДР не приводят к значимым смещениям земной поверхности на юге Приморья.

1. Адушкин В.В., Турунтаев С.Б. Техногенные процессы в земной коре (опасности и катастрофы). М.: ИНЭК, 2005. 254 с.

2. Ардюков Д.Г., Калиш Е.Н., Носов Д.А., Сизиков И.С., Смирнов М.Г., Стусь Ю.Ф., Тимофеев В.Ю., Кулинич Р.Г., Валитов М.Г. Измерения абсолютного значения ускорения силы тяжести на мысе Шульца // Гироскопия и навигация. 2015. № 3 (90). С. 13–18.

3. Arnautov G.P., 2005. Results of International Metrological Comparison of Absolute Laser Ballistic Gravimeters. Optoelectronics, Instrumentation and Data Processing 41 (1), 126–136.

4. Arnautov G.P., Kalish E.N., Smirnov M.G., Stus’ Yu.F., Tarasyuk V.G., 1994. Laser Ballistic Gravimeter GABL-M and Gravity Observation Results. Optoelectronics, Instrumentation and Data Processing 3, 3–11.

5. Баранов В.Н., Кутени Д.А. Определение профиля поверхности оседания на территории нефтедобычи при проектировании геодезических наблюдений // Вестник СГУГиТ. 2018. Т. 23. № 2. С. 5–17.

6. Болт Б. Землетрясения: Общедоступный очерк. М.: Мир, 1981. 256 с.

7. Добрынина А.А., Предеин П.А., Саньков В.А., Тубанов Ц.А., Санжиева Д.П., Горбунова Е.А. Пространственные вариации затухания сейсмических волн в Южнобайкальской впадине и прилегающих областях (Байкальский рифт) // Геодинамика и тектонофизика. 2019. Т. 10. № 1. С. 147–166. https://doi.org/10.5800/GT-2019-10-1-0408.

8. Ferguson J.F., Klopping F.J., Chen T., Seibert J.E., Hare J.L., Brady J.L., 2008. The 4D Microgravity Method for Waterflood Surveillance: Part 3–4D Absolute Microgravity Surveys at Prudhoe Bay, Alaska. Geophysics 73 (6), 1ND–Z105. https://doi.org/10.1190/1.2992510.

9. Гольдин С.В., Тимофеев В.Ю., ван Раумбеке М., Ардюков Д.Г., Лаврентьев М.Е., Седусов Р.Г. Приливная модуляция слабой сейсмичности для южной части Сибири // Физическая мезомеханика. 2008. Т. 11. № 4. С. 81–93.

10. Гриднев Д.Г., Сарычева Ю.К., Тимофеев В.Ю. Наклоны земной поверхности в районе водохранилища Иркутской ГЭС // Геология и геофизика. 1989. № 3. С. 116–122.

11. Herring T.A., King R.W., McClusky S.C., 2006a. GAMIT Reference Manual. GPS analysis in MIT. Release 10.3. Massachusetts Institute of Technology, USA, 87 p.

12. Herring T.A., King R.W., McClusky S.C., 2006b. Global Kalman Filter VLBI and GPS Analysis Program. Release 10.3. Massachusetts Institute of Technology, USA, 87 p.

13. Имаева Л.П., Гусев Г.С., Имаев В.С., Ашурков С.В., Мельникова В.И., Середкина А.С. Геодинамическая активность новейших структур и поля тектонических напряжений северо-востока Азии // Геодинамика и тектонофизика. 2017. Т. 8. № 4. С. 737–768. https://doi.org/10.5800/GT-2017-8-4-0315.

14. Кукал З. Скорость геологических процессов. М.: Мир, 1987. 246 с.

15. Формирование берегов Ангаро-Енисейских водохранилищ // Труды ИГиГ АН СССР / Ред. Г.С. Золотарёв, В.С. Кусковский. Новосибирск: Наука, 1988. Вып. 725. 113 с.

16. Кузьмин Ю.О. Современная геодинамика и оценка геодинамического риска при недропользовании. М.: Агентство экономических новостей, 1999. 220 с.

17. Кузьмин Ю.О. Актуальные вопросы использования геодезических измерений при геодинамическом мониторинге объектов нефтегазового комплекса // Вестник СГУГиТ. 2020. Т. 25. № 1. С. 43–54. https://doi.org/10.33764/2411-1759-2020-25-1-43-54.

18. Leskova E.V., Emanov A.A., 2013. Hierarchical Properties of the Tectonic Stress Field in the Source Region of the 2003 Chuya Earthquake. Russian Geology and Geophysics 54 (1), 87–95. https://doi.org/10.1016/j.rgg.2012.12.008.

19. Марчук А.Н., Марчук Н.А. Плотины и геодинамика. М.: Изд-во ИФЗ РАН, 2006. 156 с.

20. Мельхиор П. Земные приливы. М.: Мир, 1968. 482 с.

21. Melchior P., 1983. The Tides of the Planet Earth. Second Edition, Pergamon Press, Oxford, 641p.

22. Мельникова В.И., Радзиминович Н.А. Механизм очагов землетрясений Байкальского региона за 1991–1996 гг. // Геология и геофизика. 1998. Т. 39. № 11. С. 1598–1607.

23. Молоденский С.М. Приливы, нутация и внутреннее строение Земли. М.: Изд-во ИФЗ АН СССР, 1984. 215 с.

24. Никонов А.А. Современные техногенные движения земной коры // Известия АН СССР. Серия геологическая. 1976. № 12. С. 135–150.

25. Островский А.Е. Деформации земной поверхности по наблюдениям наклонов. М.: Наука, 1978. 184 с.

26. Ramos E.G., de Torres C.B., Calderon A.C., 1985. Earth Tide Influence on the Recent Activities of Mayon Volcano. Philippine Journal of Volcanology 2 (1–2), 172–190.

27. Саньков В.А., Парфеевец А.В., Мирошниченко А.И., Бызов Л.М., Лебедева М.А., Саньков А.В., Добрынина А.А., Коваленко С.Н. Позднекайнозойское разломообразование и напряженное состояние юго-восточной части Сибирской платформы // Геодинамика и тектонофизика. 2017. Т. 8. № 1. С. 81–105. https://doi.org/10.5800/GT-2017-8-1-0233.

28. Shestakov N.V., Gerasimenko M.D., Takahashi H., Kasahara M., Bormotov V.A., Bykov V.G., Kolomiets A.G., Gerasimov G.N. et al., 2011. Present Tectonics of the Southeast of Russia as Seen from GPS Observations. Geophysical Journal International 184 (2), 529–544. https://doi.org/10.1111/j.1365-246X.2010.04871.x.

29. Сидоров В.А., Багдасаров М.В., Атанасян С.В., Бурова Е.Г., Авраменко Н.Д., Александров С.И., Богино В.А., Булыга В.Х. Современная геодинамика и нефтегазоносность. М.: Наука, 1989. 200 с.

30. Сидоров В.А., Кузьмин Ю.О. Современные движения земной коры осадочных бассейнов. М.: Наука, 1989. 183 с.

31. Спиридонов Ю.В. Комплекс геодезических наблюдений за общими перемещениями плотины Саяно-Шушенской ГЭС // Гидротехническое строительство. 1998. № 9. C. 55–58.

32. Стефаненко Н.И. Совершенствование системы геодезического мониторинга арочно-гравитационной плотины Саяно-Шушенской ГЭС: Дис. … канд. тех. наук. Новосибирск, 2010. 128 с.

33. Szostak-Chrzanowski A., Chrzanowski A., Ortiz A., 2006. Modeling of Ground Subsidence in Oil Fields. Canadian Centre for Geodetic Engineering 9, 133–146.

34. Tanka S., Ohtake M., Sato H., 2002. Evidence for Tidal Triggering of Earthquakes as Revealed from Statistical Analysis of Global Data. Journal of Geophysical Research: Solid Earth 107 (В10). https://doi.org/10.1029/2001JB001577.

35. Тимофеев В.Ю., Ардюков Д.Г., Тимофеев А.В., Бойко Е.В. Современные движения земной поверхности Горного Алтая по GPS-наблюдениям // Геодинамика и тектонофизика. 2019. Т. 10. № 1. С. 123–146. https://doi.org/10.5800/GT-2019-10-1-0407.

36. Timofeev V.Yu., Ardyukov D.G., Timofeev A.V., Boiko E.V., Kalish E.N., Stus Y.F., Nosov D.A., Sizikov I.S., 2018. Gravity and Displacement Variations in the Areas of Strong Earthquakes in the East of Russia. Izvestiya. Physics of the Solid Earth 54 (3), 430–443. https://doi.org/10.1134/S1069351318030084.

37. Тимофеев В.Ю., Ардюков Д.Г., Тимофеев А.В., Бойко Е.В., Семибаламут В.М., Фомин Ю.Н., Панов С.В., Парушкин М.Д. Применение деформографов в исследовании колебательных процессов в широком частотном диапазоне // Сейсмические приборы. 2020. Т. 56. № 1. C. 5–24. https://doi.org/10.21455/si2020.1-1.

38. Timofeev V.Yu., Timofeev A.V., Ardyukov D.G., Boyko E.V., 2020b. Quartz Tiltmeters and Their Use in Geophysical Studies. Seismic Instruments 56, 134–151. https://doi.org/10.3103/S0747923920020115.

39. Timofeev V.Yu., Valitov M.G., Ardyukov D.G., Timofeev A.V., Ducarme B., Kulinich R.G., Kolpashchikova T.N., Proshkina Z.N., Boyko E.V., Naymov S.B., 2020c. Ocean Tidal Models and Tidal Gravity Observation. Oceanology 60 (1), 29–39. https://doi.org/10.1134/S0001437020010221.

40. Van Ruymbeke M., Beauducel Fr., Somerhausen A., 2001. The Environmental Data Acquisition System (EDAS) Developed at the Royal Observatory of Belgium. Journal of the Geodetic Society of Japan 47 (1), 40–46. https://doi.org/10.11366/sokuchi1954.47.40.

41. Юзефович А.П. Поле силы тяжести и его изучение: Учебное пособие. М.: Изд-во МИИГАиК. 2014. 194 с.