Вариации 234U/238U в подземных водах Мондинского полигона как отклики землетрясений на окончании Тункинской долины в Байкальской рифтовой системе

Высокие отношения активностей ²³⁴U/²³⁸U (ОА4/8), выявленные в подземных водах Еловско-Култукской и Ниловско-Мондинской инверсионных секций окончаний Тункинской долины, совпадают с участками концентрации землетрясений. Для обоснования подхода к прогнозу землетрясений на западном окончании долины были определены пространственные вариации этого параметра в природных водах и его временные вариации в 2013–2017 гг. в водах скважины Mon‐D в Мондинской впадине. Задокументированное ступенчатое снижение значений ОА4/8 в воде этой скважины, одновременно с подготовкой и реализацией землетрясения с энергетическим классом К=13.9 на севере оз. Хубсугул, отразило последовательное закрытие трещин, препятствовавшее проникновению глубинных вод в Тумелик-Мондинской асейсмичной зоне. В подземных водах ее восточного окончания, в районе пос. Култук, снижение значений ОА4/8 сменялось их резким возрастанием и переходом к малоамплитудным вариациям. Соответственно закрытие трещин сменялось открытием, способствовавшим циркуляции глубинных вод и реализации землетрясений. Нивелирование Мондинской аномалии Тумелик-Мондинской асейсмичной зоны с продолжением активности Туранской и Ниловской аномалий внутренней части Ниловско-Мондинской секции подчеркнуло ее особую роль как связующего звена между Хубсугульским сегментом радиальных рифтов, образовавшихся во фронте Хангайского орогена, и наиболее крупной центральной впадиной Тункинской долины. Проявление Култукской, Зактуйской и Северо-Торской аномалий ОА4/8 и землетрясений по периферии Еловско-Култукской секции обозначило границы Хамардабанского литосферного блока, расплющенного у края фундамента Сибирской платформы.

1. Arzhannikova A.V., Melnikova V.I., Radziminovich N.A., 2007. Late Quaternary and current deformation in the western Tunka system. Russian Geology and Geophysics 48 (4), 305–311. https://doi.org/10.1016/j.rgg.2007.03.001.

2. Bornyakov S.А., Ма J., Miroshnichenko A.I., Guo Y., Salko D.V., Zuev F.L., 2017. Diagnostics of meta-instable state of seismically active fault. Geodynamics & Tectonophysics 8 (4), 989–998. https://doi.org/10.5800/GT-2017-8-4-0328.

3. Чалов П.И., Тузова Т.В., Алехина В.М. Изотопные параметры вод разломов земной коры в сейсмически активной зоне. Фрунзе: Илим, 1980. 105 с.

4. Chebykin E.P., Goldberg E.L., Kulikova N.S., Zhuchenko N.A., Stepanova O.G., Malopevnaya Y.A., 2007. A method for determination of the isotopic composition of authigenic uranium in Baikal bottom sediments. Russian Geology and Geophysics 48 (6), 468–477. https://doi.org/10.1016/j.rgg.2007.06.008.

5. Chebykin E.P., Rasskazov S.V., Vodneva E.N., Ilyasova A.M., Chuvashova I.S., Bornyakov S.A., Seminsky A.K., Snopkov S.V., 2015. First results of 234U/238U monitoring in water from active faults on the western coast of South Baikal. Doklady Earth Sciences 460 (2), 142–145. https://doi.org/10.1134/S1028334X15020075.

6. Чердынцев В.В. Уран-234. М.: Атомиздат, 1969. 308 с.

7. Чувашова И.С., Рассказов С.В. Источники магматизма в мантии эволюционирующей Земли. Иркутск: Изд-во ИГУ, 2014. 291 с.

8. Delouis B., Déverchère J., Melnikova V., Radziminovitch N., Loncke L., Larroque C., Ritz J.F. and San’kov V., 2002. A reappraisal of the 1950 (Mw 6.9) Mondy earthquake, Siberia, and its relationship to the strain pattern at the south-western end of the Baikal rift zone. Terra Nova 14 (6), 491–500. https://doi.org/10.1046/j.1365-3121.2002.00445.x.

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. Finkel R.C., 1981. Uranium concentrations and 234U/238U activity ratios in fault-associated groundwater as possible earthquake precursors. Geophysical Research Letters 8 (5), 453–456. https://doi.org/10.1029/GL008i005p00453.

11. Флоренсов Н.А. Мезозойские и кайнозойские впадины Прибайкалья. М.–Л.: Изд-во Академии наук СССР, 1960. 258 с.

12. Тектоника и вулканизм юго-западной части Байкальской рифтовой зоны / Ред. Н.А. Флоренсов. Новосибирск: Наука, 1973. 136 с.

13. Golenetskii S.I., 1998. Seismicity of the region of the Tunka basins on the southwestern flank of the Baikal rift in the light of experimental observations carried out in the second half of the XX century. Geologiya i Geofizika (Russian Geology and Geophysics) 39 (2), 260–270.

14. Голенецкий С.И. Проблема изучения сейсмичности Байкальского рифта // Геодинамика внутриконтинентальных горных областей / Ред. Н.А. Логачев. Новосибирск: Наука, 1990. С. 228–235.

15. Kashik S.A., Mazilov V.N., 1994. Main stages and paleogeography of Cenozoic sedimentation in the Baikal rift system (Eastern Siberia). Bulletin des Centres de Recherches Exploration-Production Elf Aquitaine 18 (2), 453–461.

16. Логачев Н.А. Саяно-Байкальское становое нагорье. Нагорья Прибайкалья и Забайкалья. М.: Наука, 1974. 359 c.

17. Сейсмотектоника и сейсмичность Прихубсугулья / Ред. Н.А. Логачев. Новосибирск: Наука, Сибирская издательская фирма, 1993. 184 с.

18. огачев Н.А., Рассказов С.В., Иванов А.В., Леви К.Г., Бухаров А.А., Кашик С.А., Шерман С.И. Кайнозойский рифтогенез в континентальной литосфере // Литосфера Центральной Азии / Ред. Н.А. Логачев. Новосибирск: Наука, 1996. С. 57–80.

19. Карта эпицентров последних десяти землетрясений. Байкальский филиал Геофизической службы, 2017]. Available from: http://www.seis-bykl.ru/index.php?ma=1.

20. Mel’nikova V.I., Gileva N.A., Aref’ev S.S., Bykova V.V., Masal’skii O.K., 2012. The 2008 Kultuk earthquake with Mw=6.3 in the south of Baikal: Spatial-temporal analysis of seismic activation. Izvestiya, Physics of the Solid Earth 48 (7–8), 594–614. https://doi.org/10.1134/S1069351312060031.

21. Мельникова В.И., Гилёва Н.А., Радзиминович Я.Б., Дреннова Н.Н., Радзиминович Н.А. Хойтогольское землетрясение 17 сентября 2003 года с MPSP=4.8, КР=13.8, I0=6–7 (Прибайкалье) // Землетрясения Северной Евразии, 2003 год. Обнинск: ГС РАН, 2009. С. 310–325.

22. Мишарина Л.А. Напряжения в земной коре в рифтовых зонах. М.: Наука, 1967. 135 с.

23. Мишарина Л.А., Мельникова В.И., Балжинням И. Юго-западная граница Байкальской рифтовой зоны по данным о механизме очагов землетрясений. Вулканология и сейсмология. 1983. № 2. С. 74–83.

24. Парфеевец А.В., Сань-ков В.А. Напряженное состояние земной коры и геодинамика юго-западной части Байкальской рифтовой системы. Новосибирск: Академическое изд-во «Гео», 2006. 151 c.

25. Рассказов С.В. Плиоцен-четвертичный надвиг на юге Окинского плоскогорья (Восточный Саян). Геология и геофизика. 1990. Т. 31. № 5. С. 134–138.

26. Рассказов С.В. Магматизм Байкальской рифтовой системы. Новосибирск: Наука, Сибирская издательская фирма, 1993. 288 с..

27. Рассказов С.В., Чебыкин Е.П., Ильясова А.М., Воднева Е.Н., Чувашова И.С., Борняков С.А., Семинский А.К., Снопков С.В., Чечельницкий В.В., Гилева Н.А. Разработка Култукского сейсмопрогностического полигона: вариации (234U/238U) и 87Sr/86Sr в подземных водах из активных разломов западного побережья Байкала // Геодинамика и тектонофизика. 2015. Т. 6. № 4. С. 519–553]. https://doi.org/10.5800/GT-2015-6-4-0192.

28. Rasskazov S., Ilyasova A., Bornyakov S., Chuvashova I., Chebykin E., 2018. Responses of a 234U/238U activity ratio in groundwater to earthquakes of the South Baikal basin, Siberia. Journal of Environmental Radioactivity (in press).

29. Rasskazov S.V., Logachev N.A., Ivanov A.V., 1998. Correlation of Late Cenozoic tectono-magmatic events between the Baikal rift system and the Southeastern Eurasian plate. Geotectonics 32 (4), 272–285.

30. Рязанов Г.В. Поля напряжений и условия формирования структур юго-западного фланга Байкальской рифтовой зоны // Доклады АН СССР. 1978. Т. 243. № 1. С. 183–186.

31. Семенов Р.М., Кашковский В.В., Лопатин М.Н. Модель подготовки и реализации тектонического землетрясения и его предвестников в условиях растяжения земной коры // Геодинамика и тектонофизика. 2018. Т. 9. № 1. С. 165–175. https://doi.org/10.5800/GT-2018-9-1-0343.

32. Seminsky K.Z., Rasskazov S.V., Seminsky A.K., Mikheeva E.A., 2014. Radon in “nonradonic” ground waters of the Baikal region: Spatial and temporal variations. Doklady Earth Sciences 457 (2), 991–996. https://doi.org/10.1134/S1028334X14080169.

33. Seredkina A.I., Melnikova V.I., 2014. Seismic moment tensor of Pribaikalye earthquakes from the surface-wave amplitude spectra. Izvestiya, Physics of the Solid Earth 50 (3), 403–414. https://doi.org/10.1134/S1069351314030094.

34. Шерман С.И., Леви К.Г. Трансформные разломы Байкальской рифтовой зоны. Доклады АН СССР. 1977. Т. 233. № 2. С. 454–464].

35. Sherman S.I., Lysak S.V., Gorbunova E.A., 2012. A tectonophysical model of the Baikal seismic zone: testing and implications for medium-term earthquake prediction. Russian Geology and Geophysics 53 (4), 392–405.

36. Солоненко А.В., Солоненко Н.В., Мельникова В.И., Козьмин Б.М., Кучай О.А., Суханова С.С. Напряжения и подвижки в очагах землетрясений Сибири и Монголии // Сейсмичность и сейсмическое районирование Северной Евразии. Вып. 1. М.: ОИФЗ РАН, 1993. C. 113–122.

37. Сейсмотектоника и сейсмичность юго-восточной части Восточного Саяна / Ред. В.П. Солоненко. Новосибирск: Наука, 1975. 134 с..

38. The Global Centroid-Moment-Tensor (CMT) Project, 2018. Available from: http://www.globalcmt.org.

39. Тресков А.А., Флоренсов Н.А. Мондинское землетрясение 1950 г. // Бюллетень совета по сейсмологии АН СССР. № 2А. М.: Изд-во АН СССР, 1952. С. 6–18.

40. Зорин Ю.А. Новейшая структура и изостазия Байкальской рифтовой зоны и сопредельных территорий. М.: Наука, 1971. 168 с.

41. Зверев В.Л., Долидзе Н.И., Спиридонов А.И., Чешко А.Л., Чхенкели Ш.М. Аномалия четных изотопов урана в подземных водах сейсмоактивных районов Грузии // Геохимия. 1975. № 11. С. 1720–1724.