СРЕДНЕКЕДРОВАЯ ПАЛЕОСЕЙСМОДИСЛОКАЦИЯ В БАЙКАЛЬСКОМ ХРЕБТЕ: СТРУКТУРА И ОЦЕНКА СМЕЩЕНИЙ ПО ДАННЫМ ГЕОРАДИОЛОКАЦИИ

Для уточнения сейсмического потенциала Северобайкальского разлома и выявления особенностей строения активных нарушений северо‐западного побережья озера Байкал нами проведено картирование сейсмогенных разрывов и крупных сейсмогравитационных проявлений в районе Среднекедровой палеосейсмодислокации – одной из самых примечательных сейсмотектонических структур в Байкальском регионе. Одновременно мы испытывали возможности применения георадара ОКО‐2 с антенным блоком АБДЛ Тритон для изучения разрезов в условиях крутых склонов Байкальского хребта, покрытых стланиковыми соснами и осыпями, значительная часть которых преобразована в курумники. Впервые изученная в 1964–1965 гг. под руководством В.П. Солоненко Среднекедровая палеосейсмодислокация стала в некоторой степени эталонным объектом, который в силу своей выразительности требует более тщательного изучения в связи с новыми методическими возможностями. В результате выполненных работ нами на основе полевых наблюдений и дешифрирования спутниковых снимков высокого разрешения, предоставляемых американской компанией DigitalGlobe и доступных через программу SAS.Планета, составлена новая схема сейсмогенных нарушений, ассоциированных с палеосейсмодислокацией Среднекедровой. Общая протяженность видимых на поверхности разрывов составила не менее 29.5 км. Некоторые из них отстоят друг от друга на расстоянии от первых десятков метров до первых километров. Наибольшая ширина зоны разрывов составляет 1.9 км. Длина отдельных трещин изменяется от 5 м до 2.7 км. Морфологически Среднекедровая палеосейсмодислокация представлена уступами и рвами, нередко формирующими сложные грабены, которые нарушают коренные породы и склоновые отложения. Разломная структура зоны типична для обстановки ортогонального или чуть косого растяжения, но по‐разному проявляется на отдельных ее сегментах. В целом для нее характерно сочетание крутопадающих и листрических сбросов, прослеженных до глубины 13 м. В плане они образуют системы субпараллельных разрывов с преобладающим простиранием 30°. Полученные высоты сейсмогенных уступов и вертикальные смещения по данным георадиолокации линейно связаны между собой. Значения первых больше величин подвижек, измеренных на радарограммах, на 0.5–2.0 м, что отражает, по‐видимому, величину расширения уступа вверх по осыпному склону. Максимальная и средняя арифметическая вертикальные амплитуды сброса по зоне главного сместителя, совпадающей с главным уступом, имеют значения 8.3 и 4.93 м, соответственно. По отдельным сместителям смещения колеблются от 0.4 до 4.6 м. Оценки магнитуд палеоземлетрясения, рассчитанные по разным зависимостям с использованием объема сейсмообвала, длины разрыва и смещений, колеблются от 6.8 до 7.6. Изучение Среднекедровой палеосейсмодислокации подтвердило, что листрическое сбросообразование широко распространено вдоль западного борта Северобайкальской впадины, что является косвенным свидетельством различных условий накопления и реализации сейсмической энергии на западном и восточном побережье озера Байкал. В то же время в изученном близповерхностном слое земной коры некоторый вклад в движение блоков рыхлого материала по пологим плоскостям может вносить гравитационное скольжение, которое усиливается под воздействием криогенных процессов в условиях крутых склонов Байкальского хребта.

палеосейсмогенная зона разрывов, структура, листрический разлом, георадиолокация, Байкальская рифтовая зона

1. Chipizubov A.V., Mel'nikov A.I., Stolpovskii A.V., Baskakov V.S., 2003a. Segmentation of paleoseismic dislocations in the North Baikal fault zone. Doklady Earth Sciences 388 (1), 77–80.

2. Chipizubov A.V., Mel'nikov A.I., Stolpovskii A.V., Baskakov V.S., 2003b. Paleoseismic dislocations and paleoearthquakes within the Baikal-Lena Reserve (zone of the Severobaikalsky fault) // Proceedings of Baikal-Lena State Nature Reserve. Issue 3. Irkutsk, p. 6–18 (in Russian) [Чипизубов А.В., Мельников А.И., Столповский А.В., Баскаков В.С. Палеосейсмодислокации и палеоземлетрясения в пределах Байкало-Ленского заповедника (зона Северобайкальского разлома) // Труды Государственного природного заповедника «Байкало-Ленский». Вып. 3. Иркутск: РИО НЦ РВХ ВСНЦ СО РАМН, 2003. С. 6–18].

3. Clifton A.E., Schlische R.W., Withjack M.O., Ackermann R.V., 2000. Influence of rift obliquity on fault-population systematics: results of experimental clay models. Journal of Structural Geology 22 (10), 1491–1509. https://doi.org/10.1016/S0191-8141(00)00043-2.

4. Corti G., Bonini M., Innocenti F., Manetti P., Mulugeta G., 2001. Centrifuge models simulating magma emplacement during oblique rifting. Journal of Geodynamics 31 (5), 557–576. https://doi.org/10.1016/S0264-3707(01)00032-1.

5. Daniels D.J., 2004. Ground Penetrating Radar. Second edition. The Institution of Electrical Engineers, London, UK, 734 p.

6. Davis J.L., Annan A.P., 1989. Ground penetrating radar for high-resolution mapping of soil and stratigraphy. Geophysical Prospecting 37 (5), 531–551. https://doi.org/10.1111/j.1365-2478.1989.tb02221.x.

7. Donskaya T.V., Bibikova E.V., Gladkochub D.P., Mazukabzov A.M., Bayanov T.B., De Waele B., Didenko A.N., Bukharov A.A., Kirnozova T.I., 2008. Petrogenesis and age of the felsic volcanic rocks from the North Baikal volcanoplutonic belt, Siberian craton. Petrology 16 (5), 422–447. https://doi.org/10.1134/S0869591108050020.

8. Donskaya T.V., Gladkochub D.P., Kovach V.P., Mazukabzov A.M., 2005. Petrogenesis of Early Proterozoic postcollisional granitoids in the Southern Siberian craton. Petrology 13 (3), 253–279.

9. Doser D.I., 1991. Faulting within the western Baikal rift as characterized by earthquake studies. Tectonophysics 196 (1–2), 87–107. https://doi.org/10.1016/0040-1951(91)90291-Y.

10. Imaev V.S., Imaeva L.P., Smekalin О.P., Koz'min B.M., Grib N.N., Chipizubov А.V. 2015. A seismotectonic map of Eastern Siberia. Geodynamics & Tectonophysics 6 (3), 275–287 (in Russian) [Имаев В.С., Имаева Л.П., Смекалин О.П., Козьмин Б.М., Гриб Н.Н., Чипизубов А.В. Карта сейсмотектоники Восточной Сибири // Геодинамика и тектонофизика. 2015. Т. 6. № 3. С. 275–287]. https://doi.org/10.5800/GT-2015-6-3-0182.

11. Imaeva L.P., Imaev V.S., Smekalin O.P., Grib N.N., 2015. A seismotectonic zonation map of Eastern Siberia: new principles and methods of mapping. Open Journal of Earthquake Research 4 (4), 115–125. https://doi.org/10.4236/ojer.2015.44011.

12. Le Gall B., Tiercelin J.-J., Richert J.-P., Gente P., Sturchio N.C., Stead D., Le Turdu C., 2000. A morphotectonic study of an extensional fault zone in a magma-rich rift: the Baringo Trachyte Fault System, central Kenya Rift. Tectonophysics 320 (2), 87–106. https://doi.org/10.1016/S0040-1951(00)00069-X.

13. Levi K.G., Babushkin S.M., Badardinov A.A., Buddo V.Yu., Larkin G.V., Miroshnichenko A.I., San'kov V.A., Ruzhich V.V., Wong H.K., Delvaux D., Coleman S., 1995. Active Baikal tectonics. Geologiya i Geofizika (Russian Geology and Geophysics) 36 (10), 154–163 (in Russian) [Леви К.Г., Бабушкин С.М., Бадардинов А.А., Буддо В.Ю., Ларкин Г.В., Мирошниченко А.И., Саньков В.А., Ружич В.В., Вонг Х.К., Дельво Д., Колман С. Активная тектоника Байкала // Геология и геофизика. 1995. Т. 36. № 10. С. 154–163].

14. Levi K.G., Miroshnichenko A.I., San’kov V.A., Babushkin S.M., Larkin G.V., Badardinov A.A., Wong H.K., Coleman S., Delvaux D., 1997. Active faults of the Baikal Basin. Bulletin Centre de Recherches Exploration Production Elf-Aquitaine 21 (2), 399–434.

15. Logachev N.A. (Ed.), 1984. Geology and Seismicity of the BAM Zone. Neotectonics. Nauka, Siberian Branch, Novosibirsk, 207 p. (in Russian) [Геология и сейсмичность зоны БАМ. Неотектоника / Ред. Н.А. Логачев. Новосибирск: Наука. СO, 1984. 207 с.].

16. Logachev N.A., 2003. History and geodynamics of the Baikal rift. Geologiya i Geofizika (Russian Geology and Geophysics) 44 (5), 391–406.

17. Lunina O.V., 2001. Lithospheric stress field as a control over seismogenic fault parameters and earthquake magnitudes. Geologiya i Geofizika (Russian Geology and Geophysics) 42 (9), 1389–1398.

18. Lunina O.V., 2002. Influence of the Lithosphere State of Stresses on the Relationships of the Parameters and Inner Structure of Seismically Active Faults. Ph.D. Thesis, Institute of the Earth’s Crust, Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences, Irkutsk, 223 p. (in Russian) [Лунина О.В. Влияние напряженного состояния литосферы на соотношение параметров и внутреннюю структуру сейсмоактивных разломов: Дис. … канд. геол.-мин. наук. Иркутск: ИЗК СО РАН, 2002. 223 с.].

19. Lunina O.V., 2016. The digital map of the Pliocene-Quaternary crustal faults in the southern East Siberia and the adjacent Northern Mongolia. Geodynamics & Tectonophysics 7 (3), 407–434 (in Russian) [Лунина О.В. Цифровая карта разломов для плиоцен-четвертичного этапа развития земной коры юга Восточной Сибири и сопредельной территории Северной Монголии // Геодинамика и тектонофизика. 2016. Т. 7. № 3. С. 407–434]. https://doi.org/10.5800/GT-2016-7-3-0215.

20. Lunina O.V., Andreev A.V., Gladkov A.A., 2014. Geologic hazards associated with seismogenic faulting in southern Siberia and Mongolia: forms and location patterns. Russian Geology and Geophysics 55 (8), 1028–1042. https:// doi.org/10.1016/j.rgg.2014.07.010.

21. McCalpin J.P. (Ed.), 2009. Paleoseismology. Second Edition. Elsevier, Amsterdam, 613 p. Rogozhin E.A., 2012. Essays in Regional Seismotectonics. IPE RAS, Moscow, 340 p. (in Russian) [Рогожин Е.А. Очерки региональной сейсмотектоники. М.: ИФЗ РАН, 2012. 340 с.].

22. Sherman S.I., Seminsky K.Zh., Bornyakov S.A., Buddo V.Yu., Lobatskaya R.M., Adamovich A.N., Truskov V.A., Babichev A.A., 1992. Faulting in the Lithosphere. Tensile Stress Zones. Nauka, Siberian Branch, Novosibirsk, 227 p. (in Russian) [Шерман С.И., Семинский К.Ж., Борняков С.А., Буддо В.Ю., Лобацкая Р.М., Адамович А.Н., Трусков В.А., Бабичев А.А. Разломообразование в литосфере. Зоны растяжения. Новосибирск: Наука. Сибирское отделение, 1992. 227 с.].

23. Smekalin O.P., Chipizubov A.V., Imayev V.S., 2010. Paleoearthquakes in Pribaikalie: methods and results of dating. Geodynamics & Tectonophysics 1 (1), 55–74 (in Russian) [Смекалин О.П., Чипизубов А.В., Имаев В.С. Палеоземлетрясения Прибайкалья: методы и результаты датирования // Геодинамика и тектонофизика. 2010. Т. 1. № 1. С. 55–74]. https://doi.org/10.5800/GT-2010-1-1-0006.

24. Solonenko V.P. (Ed.), 1968. Seismotectonics and Seismicity of the Rift System of Pribaikalie. Nauka, Moscow, 220 p. (in Russian) [Сейсмотектоника и сейсмичность рифтовой системы Прибайкалья / Ред. В.П. Солоненко. М.: Наука, 1968. 220 с.].

25. Solonenko V.P. (Ed.), 1977. Seismic Zoning of Eastern Siberia and Its Geological and Geophysical Base. Nauka, Novosibirsk, 301 p. (in Russian) [Сейсмическое районирование Восточной Сибири и его геолого-геофизические основы / Ред. В.П. Солоненко. Новосибирск: Наука, 1977. 301 с.].

26. Twiss R.J., Moores E.M., 1992. Structural Geology. W.N. Freeman and Company, New York, 532 p.]. Ufimtsev G.F., 2001. Investigation around Baikal. Nauka v Rossii (Science in Russia) (3), 62–71. (in Russian) [Уфимцев Г.Ф. Исследования вокруг Байкала. Наука в России. 2001. № 3. С. 62–71].

27. Ufimtsev G.F., 2013. Small hollows in the Baikal rift zone. Geography and Natural Resources 34 (4), 323–330. https://doi.org/10.1134/S1875372813040045.

28. Vladov V.L., Starovoytov A.V., 2004. Introduction to Ground-penetrating Radar. MSU Publishing House, Moscow, 153 p. (in Russian) [Владов М.Л., Старовойтов А.В. Введение в георадиолокацию. М.: Изд-во МГУ, 2004. 153 c.].

29. Wells D.L., Coppersmith K.J., 1994. New emprical relationship among magnitude, rupture length, rupture width, rupture area and surface displacement. Bulletin of the Seismological Society of America 84 (4), 974–1002.