ОПРЕДЕЛЕНИЕ ФОКАЛЬНЫХ МЕХАНИЗМОВ СЛАБЫХ ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЙ И СОВРЕМЕННАЯ ГЕОДИНАМИКА ЮГА ИРАНА

Южный Иран в районе Загроса и границ Аравийской и Евразийской плит является сейсмически активной территорией, на которой находятся крупные промышленные объекты. В этой связи понятна актуальность изучения современной геодинамики региона. В работе представлена небольшая часть исследований, выполненных в процессе проведения изысканий сейсмологической экспедиции ИФЗ РАН под руководством д.ф.-м.н. С.С. Арефьева в 1999–2001 гг. Работы были связаны с изучением сейсмической обстановки в районе строительства АЭС Бушер. Главным результатом, обсуждаемым в статье, являются решения фокальных механизмов, полученных по данным сейсмической сети ИФЗ РАН. Сеть была развернута в области сопря­жения тектонических провинций Фарс и Дезфул (к северу от АЭС Бушер) и охватывала область 100´100 км. Особенностью сейсмических сетей локальных станций является ее нацеленность, прежде всего, на точность локации эпицентров землетрясений определенного участка коры. При этом немногочисленность станций таких локальных сетей и существовавшие в то время методы не позволяли определять механизмы очагов землетрясений. Эта задача была решена на основе комплексирования сейсмологических и тектонофизических методов. В ходе анализа был использован тектонофизический подход, который обычно применялся при реконструкции напряжений по данным о зеркалах скольжения. Он основан на специфическом алгоритме кинематического метода О.И. Гущенко, используемом в случае отсутствия знаков в направлении скольжения. Это дало возможность в дополнение к небольшому числу знаков по первым вступлениям P-волны (1–2 уверенных знака) использовать данные о направлении поляризации S-волны. Применение алгоритма метода О.И. Гущенко к таким данным позволило на единичной полусфере достаточно достоверно локализовать области выходов осей P и T при определении механизмов очагов. Полученные фокальные решения для 72 землетрясений соответствуют Казерун-Боразджанской зоне сдвигов и в то же время показывают наличие взрезовых механизмов для коры полуострова Бушер. Обобщение этих данных, а также данных о фокальных механизмах из базы «Global CMT Project» свидетельствует о том, что п-ов Бушер расположен вблизи западной границы зоны сдвигов, простирающейся с севера (Загрос) на юг (Персидский залив) и расширяющейся в виде конского хвоста. В коре побережья Персидского залива интенсивность компоненты сдвига в механизмах очагов землетрясений минимальна, здесь преимущественно возникают землетрясения с механизмами надвигового, взбросового и даже взрезового типа.

1. Balakina L.M., Vvedenskaya A.V., Golubeva N.V., Misharina L.A., Shirokova E.I., 1972. The Field of Elastic Stresses of the Earth and Earthquake Focal Mechanisms. Nauka, Moscow, 191 p. (in Russian) [Балакина Л.М., Введенская A.B., Голубева Н.В., Мишарина Л.А., Широкова Е.И. Поле упругих напряжений Земли и механизм очагов землетрясений. М.: Наука, 1972. 191 с.].

2. Berberian M., 1983. Continental Deformation in the Iranian Plateau (Contribution to the Seismotectonics of Iran, Part IV). Geological Survey of Iran. Report 52. 625 p.

3. DeMets C., Gordon R.G., Argus D.F., Stein S., 1990. Current plate motion. Geophysical Journal International 101 (2), 425–478. https://doi.org/10.1111/j.1365-246X.1990.tb06579.x.

4. Gushchenko O.I., 1975. The kinematical principle of reconstruction of directions of major stresses (from geological and seismological data). Doklady AN SSSR 225 (3), 557–560 (in Russian) [Гущенко О.И. Кинематический принцип реконструкции направлений главных напряжений (по геологическим и сейсмологическим данным) // Доклады АН СССР. 1975. Т. 225. № 3. С. 557–560].

5. Gushchenko O.I., 1979. The method of kinematic analysis of destruction structures in reconstruction of tectonic stress fields. In: Fields of stress and strain in the lithosphere. Nauka, Moscow, 7–25 (in Russian) [Гущенко О.И. Метод кинематического анализа структур разрушения при реконструкции полей тектонических напряжений // Поля напряжений и деформаций в литосфере. М.: Наука, 1979. С. 7–25].

6. Gushchenko O.I., 1987. Determination of tectonic stress fields by the kinematic analysis of fracture structures in relation to seismic hazard forecasting. In: M.A. Sadovsky (Ed.), Nature and methodology for determining tectonic stresses in the upper crust. Kola Branch of the USSR Acad. Sci., Apatity, p. 35–52 (in Russian) [Гущенко О.И. Определение тектонических полей напряжений методом кинематического анализа структур разрушения в связи с прогнозом сейсмической опасности // Природа и методология определения тектонических напря¬жений в верхней части земной коры / Ред. М.А. Садовский. Апатиты: Кольский филиал АН СССР, 1987. С. 35–52].

7. Gushchenko O.I., Kuznetsov V.A., 1979. Determination of principal stress orientations and ratios from the combinations of directions of strike-slip tectonic displacements. In: A.S. Grigoriev, D.N. Osokina (Eds.), Fields of stress and deformation in the lithosphere. Nauka, Moscow, p. 60–66 (in Russian) [Гущенко О.И., Кузнецов В.А. Определение ориентаций и соотношения величин главных напряжений по совокупности направлений сдвиговых тектонических смещений // Поля напряжений и деформаций в литосфере / Ред. А.С. Григорьев, Д.Н. Осокина. М.: Наука, 1979. С. 60–66].

8. Herrmann R.B., 2013. Computer programs in seismology: An evolving tool for instruction and research. Seismological Research Letters 84 (6), 1081–1088. https://doi.org/10.1785/0220110096.

9. Kostrov B.V., 1975. Mechanics of Tectonic Earthquake Source. Nauka, Moscow, 176 p. (in Russian) [Костров Б.В. Механика очага тектонического землетрясения. М.: Наука, 1975. 176 с.].

10. Kreemer C., Holt W.E., Haines A.J., 2003. An integrated global model of present-day plate motions and plate boundary deformation. Geophysical Journal International 154 (1), 8–34. https://doi.org/10.1046/j.1365-246X.2003.01917.x.

11. Lee W.H.K., Lahr J.C., 1975. HYPO71: A Computer Program for Determining Hypocenter, Magnitude, and First Motion Pattern of Local Earthquakes. U.S. Geological Survey Open File Report 75-311. California, Menlo-Park, 113 p.

12. McClusky S., Reilinger R., Mahmoud S., Ben Sari D., Tealeb A., 2003. GPS constraints on Africa (Nubia) and Arabia plate motions. Geophysical Journal International 155 (1), 126–138. https://doi.org/10.1046/j.1365-246X.2003.02023.x.

13. Rebetsky Yu.L., 1996. I. Stress-monitoring: Issues of reconstruction methods of tectonic stresses and seismotectonic deformations. Journal of Earthquake Prediction Research 5 (4), 557–573.

14. Rebetsky Yu.L., 1997. Reconstruction of tectonic stresses and seismotectonic strains: Methodical fundamentals, current stress field of Southeastern Asia and Oceania. Transactions (Doklady) of the Russian Academy of Sciences / Earth Science Sections 354 (4), 560–563.

15. Rebetsky Yu.L., 2003. The Stress-Strain State and Mechanical Properties of Natural Massifs from Earthquake Focal Mechanism Data and Structural-Kinematic Characteristics of Fractures. PhD Thesis (Doctor of Physics and Mathematics). United Institute of Physics of the Earth of RAS, Moscow, 455 p. (in Russian) [Ребецкий Ю.Л. Напряженно-деформированное состояние и механические свойства природных массивов по данным о механизмах очагов землетрясений и структурно-кинематическим характеристикам трещин: Дис. … докт. физ.-мат. наук. М.: ОИФЗ РАН, 2003. 455 с.].

16. Seismic studies in the regional and sub-regional scale for the Block 2 site of the Bushehr Nuclear Power Plant, 2001. Report. Institute of Physics of the Earth of RAS, Moscow, Vol. 2, 179 p. (in Russian) [Проведение сейсмологических работ в региональном и субрегиональном масштабах для площадки блока 2 АЭС «Бушер». Отчет. M.: ИФЗ РАН, 2001. Т. 2. 179 с.].

17. Sokos E.N., Zahradník J., 2008. ISOLA a Fortran code and a Matlab GUI to perform multiple-point source inversion of seismic data. Computers & Geosciences 34 (8), 967–977. https://doi.org/10.1016/j.cageo.2007.07.005.

18. Sokos E.N., Zahradník J., 2013. Evaluating centroid‐moment‐tensor uncertainty in the new version of ISOLA software. Seismological Research Letters 84 (4), 656–665. https://doi.org/10.1785/0220130002.

19. Stauder W., Udías A., 1963. S-wave studies of earthquakes of the North Pacific, Part II: Aleutian Islands. Bulletin of the Seismological Society of America 53 (1), 59–77.

20. Udias A., 1964. A least squares method for earthquake mechanism determination using S-wave data. Bulletin of the Seismological Society of America 54 (6A), 2037–2047.

21. Vernant P., Nilforoushan F., Hatzfeld D., Abbassi M.R., Vigny C., Masson F., Nankali H., Martinod J., Ashtiani A., Bayer R., Tavakoli F., Chéry J., 2004. Present-day crustal deformation and plate kinematics in the Middle East constrained by GPS measurements in Iran and Northern Oman. Geophysical Journal International 157 (1), 381–398. https://doi.org/10.1111/j.1365-246X.2004.02222.x.

22. Vvedenskaya A.V., 1969. Investigation of Stresses and Ruptures in Earthquake Foci by the Theory of Dislocations. Nauka, Moscow, 136 p. (in Russian) [Введенская А.В. Исследование напряжений и разрывов в очагах землетрясений при помощи теории дислокаций. М.: Наука, 1969. 136 с.].

23. Yunga S.L., 1977. On the definition of earthquake mechanism from arrivals of longitudinal and transverse seismic waves. Doklady AN SSSR 233 (6), 1076–1078 (in Russian) [Юнга С.Л. Об определении механизма землетрясения по вступлениям продольных и поперечных сейсмических волн // Доклады АН СССР. 1977. Т. 233. № 6. С. 1076–1078].