ХАРАКТЕРИСТИКИ САМОПОДОБИЯ СЕЙСМИЧНОСТИ И РАЗЛОМНОЙ СЕТИ СИХОТЭ‐АЛИНЬСКОГО ОРОГЕННОГО ПОЯСА И ПРИЛЕГАЮЩИХ ТЕРРИТОРИЙ

Проведен комплексный анализ характеристик самоподобия сейсмичности и сети разломов в пределах Сихотэ‐Алиньского орогенного пояса и прилегающих территорий. Установлено, что основные осо‐ бенности сейсмичности определяются коровыми землетрясениями. Дифференциация исследуемой территории по плотности эпицентров и величине фрактальной размерности поля эпицентров (De) показывает, что наиболее активные участки земной коры связаны с Харпийско‐Курско‐Приамурской зоной, с северной частью Буреинского массива и Монголо‐Охотской складчатой системой. Анализ значений наклона графика повторяемости землетрясений (b) показывает, что наибольшие его величины соответствует районам наибольшей сейсмической активности: северной части Буреинского массива и, в меньшей степени, – Монголо‐Охотской системе. Повышенные значения фрактальной размерности разломной сети (Df) соответствуют складчатым системам (Сихотэ‐Алиньской и Монголо‐Охотской), а пониженные – впадинам и прогибам (Среднеамурская, Удский и Торомский). Сопоставление результатов фрактального анализа сети разломов с данными по современному напряженно‐деформированному состоянию показывает их общую приуроченность к областям интенсивного современного сжатия. Соответствие поля параметра b для верхнекоровых землетрясений и поля размерности сети разломов Df указывает на общую согласованность самоподобного распределения магнитуды (энергии) землетрясений и фрактального распределения размеров разрывных нарушений. Полученные результаты показывают, что параметры самоподобия являются важной количественной характеристикой в сейсмотектонике и могут использоваться при неотектоническом и геодинамическом анализе.

1. Ashurkov S.V., San’kov V.A., Serov M.A., Luk’yanov P.Yu., Grib N.N., Bordonskii G.S., Dembelov M.G., 2016. Evaluation of present-day deformations in the Amurian Plate and its surroundings, based on GPS data. Russian Geology and Geophysics 57 (11), 1626–1634. https://doi.org/10.1016/j.rgg.2016.10.008.

2. Ben-Zion Y., 2008. Collective behavior of earthquakes and faults: Continuum-discrete transitions, progressive evolutionary changes, and different dynamic regimes. Reviews of Geophysics 46 (4), RG4006. https://doi.org/10.1029/2008RG000260.

3. Caneva A., Smirnov V., 2004. Using the fractal dimension of earthquake distributions and the slope of the recurrence curve to forecast earthquakes in Colombia. Earth Sciences Research Journal 8 (1), 3–9.

4. Chen C.-C., Wang W.-C., Chang Y.-F., Wu Y.-M., Lee Y.-H., 2006. A correlation between the b-value and the fractal dimension from the aftershock sequence of the 1999 Chi-Chi, Taiwan, earthquake. Geophysical Journal International 167 (3), 1215–1219. https://doi.org/10.1111/j.1365-246X.2006.03230.x.

5. CRUST 2.0. A New Global Crustal Model at 2x2 Degrees. Available from: http://igppweb.ucsd.edu/~gabi/crust2.html.

6. Didenko A.N., Kaplun V.B., Malyshev Yu.F., Shevchenko B.F., 2010. Lithospheric structure and Mesozoic geodynamics of the eastern Central Asian Fold Belt. Russian Geology and Geophysics 51 (5), 492–506. https://doi.org/10.1016/j.rgg.2010.04.006.

7. Didenko A.N., Zakharov V.S., Gil’manova G.Z., Merkulova T.V., Arkhipov M.V., 2017. Formalized analysis of crustal seismicity in the Sikhote Alin Orogen and adjacent areas. Russian Journal of Pacific Geology 11 (2), 123–133. https://doi.org/10.1134/S1819714017020026.

8. Earthquakes in Russia, 2006–2013. Available from: http://www.gsras.ru/new/public/ (in Russian).

9. Earthquakes in the USSR, 1962–1991. Available from: http://www.wdcb.ru/sep/seismology/cat_USSR.ru.html (in Russian).

10. Earthquakes of North Eurasia, 1992–2013. Available from: http://www.gsras.ru/new/public/ (in Russian).

11. Goebel T.H.W., Kwiatek G., Becker T.W., Brodsky E.E., Dresen G., 2017. What allows seismic events to grow big? Insights from b-value and fault roughness analysis in laboratory stick-slip experiments. Geology 45 (9), 815–818. https://doi.org/10.1130/G39147.1.

12. Горелов П.В., Шкабарня Н.Г., Нагорнова Н.А. Анализ сейсмической активности и разрывных нарушений Приморского края // Международный научно-исследовательский журнал. 2016. № 7 (49). Часть 4. С. 146–149. https://doi.org/10.18454/IRJ.2016.49.068.

13. Горяинов П.М., Иванюк Г.Ю. Самоорганизация минеральных систем. М.: ГЕОС, 2001. 312 с.

14. Карта новейшей тектоники Северной Евразии. Масштаб: 1:5000000 / Ред. А.Ф. Грачев. МПР РФ, Российская Академия наук, 1997.

15. Kasahara K., 1981. Earthquake Mechanics. Cambridge University Press, Cambridge, 272 p.

16. Геодинамика, магматизм и металлогения востока России / Ред. А.И. Ханчук. Владивосток: Дальнаука, 2006. 981 с.

17. Ключевский А.В., Зуев Ф.Л., Ключевская А.А. Патент на изобретение № 2625627. Способ определения показателя самоподобия поля эпицентров землетрясений. 2017.

18. Новый каталог сильных землетрясений на территории СССР с древнейших времен до 1975 г. / Ред. Н.В. Кондорская, Н.В. Шебалин. М.: Наука, 1977. 536 с.

19. Konovalov A.V., Sychev A.S., 2014. A calibration curve of local magnitude and intermagnitude relations for Northern Sakhalin. Journal of Volcanology and Seismology 8 (6), 390–400. https://doi.org/10.1134/S0742046314060050.

20. Кособоков В.Г., Некрасова А.К. Общий закон подобия для землетрясений: глобальная карта параметров // Анализ геодинамических и сейсмических процессов / Ред. В.И. Кейлис-Борок, Г.М. Молчан. Вычислительная сейсмология. Вып. 35. М.: ГЕОС, 2004. С. 160–175.

21. Левин Б.В., Ким Чун Ун, Нагорных Т.В. Сейсмичность Приморья и Приамурья в 1888–2008 гг. // Вестник ДВО РАН. 2008. № 6. С. 16–22.

22. Lukhnev A.V., San'kov V.A., Miroshnichenko A.I., Ashurkov S.V., Calais E., 2010. GPS rotation and strain rates in the Baikal-Mongolia region. Russian Geology and Geophysics 51 (7), 785–793. https://doi.org/10.1016/j.rgg.2010.06.006.

23. Mandelbrot B.B., 1983. The Fractal Geometry of Nature. W.H. Freeman and Company, New York, 468 p.

24. Munafo I., Malagnini L., Chiaraluce L., 2016. On the relationship between Mw and ML for small earthquakes. Bulletin of the Seismological Society of America 106 (5), 2402–2408. https://doi.org/10.1785/0120160130.

25. Nava F.A., Márquez-Ramírez V.H., Zúñiga F.R., Ávila-Barrientos L., Quinteros C.B., 2017. Gutenberg-Richter b-value maximum likelihood estimation and sample size. Journal of Seismology 21 (1), 127–135. https://doi.org/10.1007/s10950-016-9589-1.

26. Nekrasova A.K., Kossobokov V.G., 2005. Temporal variations in the parameters of the unified scaling law for earthquakes in the eastern part of Honshu Island (Japan). Doklady Earth Sciences 405 (9), 1352–1356.

27. Nekrasova A.K., Kossobokov V.G., Parvez I.A., 2015. Seismic hazard and seismic risk assessment based on the unified scaling law for earthquakes: Himalayas and adjacent regions. Izvestiya, Physics of the Solid Earth 51 (2), 268–277. https://doi.org/10.1134/S1069351315010103.

28. Николаев В.В. Танлу-Курский разлом: структура фундамента и сейсмичность // Проблемы тектоники, энергетические и минеральные ресурсы. Хабаровск: Приамурский филиал Географического общества СССР, ДВО РАН, 1992. С. 81–92.

29. Öncel A.O., Wilson T.H., Nishizawa O., 2001. Size scaling relationships in the active fault networks of Japan and their correlation with Gutenberg‐Richter b values. Journal of Geophysical Research: Solid Earth 106 (B10), 21827–21841. https://doi.org/10.1029/2000JB900408.

30. Ovsyuchenko A.N., Trofimenko S.V., Novikov S.S., Didenko A.N., Imaev V.S., 2018. The problems of seismic risk prediction for the territory of the Lower Amur Region: paleoseismogeological and seismological analysis. Russian Journal of Pacific Geology 12 (2), 135–150. https://doi.org/10.1134/S1819714018020045.

31. Petrov V.A., Anfu N., Smirnov V.B., Mostryukov A.O., Zhixiong L., Ponomarev A.V., Zaisen J., Xuhui S., 2008. Field of tectonic stresses from focal mjechanisms of earthquakes and recent crustal movements from GPS measurements in China. Izvestiya, Physics of the Solid Earth 44 (10), 846–855. https://doi.org/10.1134/S1069351308100121.

32. Rasskazov I.Yu., Saksin B.G., Petrov V.A., Shevchenko B.F., Usikov V.I., Gil’manova G.Z., 2014. Present-day stress-strain state in the upper crust of the Amurian lithosphere plate. Izvestiya, Physics of the Solid Earth 50 (3), 444–452. https://doi.org/10.1134/S1069351314030082.

33. Rautian T.G., Khalturin V.I., Fugita K., Mackey K.G., Kendall A.D., 2007. Origins and methodology of the Russian energy K-class system and its relationship to magnitude scales. Seismological Research Letters 78 (6), 579–590. https://doi.org/10.1785/gssrl.78.6.579.

34. Robertson M.C., Sammis C.G., Sahimi M., Martin A.J., 1995. Fractal analysis of three‐dimensional spatial distributions of earthquakes with a percolation interpretation. Journal of Geophysical Research: Solid Earth 100 (B1), 609–620. https://doi.org/10.1029/94JB02463.

35. Sadovnichy V., Tikhonravov A., Voevodin V., Opanasenko V., 2013. “Lomonosov”: supercomputing at Moscow State University. In: Contemporary High Performance Computing. Chapman and Hall/CRC, Boca Raton, USA, p. 283–307.

36. Садовский М.А. Избранные труды: Геофизика и физика взрыва. М.: Наука, 2004. 439 c.

37. Садовский М.А., Писаренко В.Ф. Сейсмический процесс в блоковой среде. М.: Наука, 1991. 96 с.

38. Сафонов Д.А. Сейсмическая активность Приамурья и Приморья // Геосистемы переходных зон. 2018. Т. 2. № 2. С. 104–115. https://doi.org/10.30730/2541-8912.2018.2.2.104-115.

39. Шерман С.И. Нестационарная тектонофизическая модель разломов и ее применение для анализа сейсмического процесса в деструктивных зонах литосферы // Физическая мезомеханика. 2005. Т. 8. № 1. С. 71–80.

40. Шерман С.И. Деструкция литосферы: разломно-блоковая делимость и ее тектонофизические закономерности // Геодинамика и тектонофизика. 2012. Т. 3. № 4. С. 315–344. https://doi.org/10.5800/GT-2012-3-4-0077.

41. Шерман С.И. Сейсмический процесс и прогноз землетрясений: тектонофизическая концепция. Новосибирск: Академическое изд-во «ГЕО», 2014. 359 с.

42. Sherman S.I., Sorokin A.P., Cheremnykh A.V., 2001. A new approach to tectonic regionalization of the Amur Region based on the fractal dimension of crustal faults. Doklady Earth Sciences 381A (9), 1020–1024.

43. Stakhovsky I.R., 2004. Interrelation between spatial and energy scalings of the seismic process. Izvestiya. Physics of the Solid Earth 40 (10), 849–855.

44. Stakhovsky I.R., 2017. Scale invariance of shallow seismicity and the prognostic signatures of earthquakes. PhysicsUspekhi 60 (5), 472–489. https://doi.org/10.3367/UFNe.2016.09.037970.

45. Stepashko A.A., Merkulova T.V., Didenko A.N., 2018. Geodynamics and regularities of seismicity in the eastern segment of the Amurian Plate. Russian Journal of Pacific Geology 12 (4), 263–277. https://doi.org/10.1134/S1819714018040061.

46. Torabi A., Berg S.S., 2011. Scaling of fault attributes: A review. Marine and Petroleum Geology 28 (8), 1444–1460. https://doi.org/10.1016/j.marpetgeo.2011.04.003.

47. Turcotte D.L., 1997. Fractals and Chaos in Geology and Geophysics. 2nd edition. Cambridge University Press, Cambridge, 398 p.

48. . Уломов В.И. К оценке сейсмической опасности территории Приморского края // Инженерные изыскания. 2009. № 1. С. 40–47.

49. Zabrodin V.Yu., 2017. Tectonics and evolution of the northeastern extremity of the East-Asian Rift Belt. Russian Journal of Pacific Geology 11 (3), 155–162. https://doi.org/10.1134/S1819714017030071.

50. Забродин В.Ю., Рыбас О.В., Гильманова Г.З. Разломная тектоника материковой части Дальнего Востока России. Владивосток: Дальнаука, 2015. 132 с.

51. Zakharov V.S., 2011. Analysis of the characteristics of self similarity of seismicity and the active fault network of Eurasia. Moscow University Geology Bulletin 66 (6), 385–392. https://doi.org/10.3103/S0145875211060123.

52. Zakharov V.S., 2012. Preliminary analysis of the self-similarity of the aftershocks of the Japanese earthquake on March 11, 2011. Moscow University Geology Bulletin 67 (2), 133–137. https://doi.org/10.3103/S0145875212020081.

53. Zhao D., Tian Y., 2013. Changbai intraplate volcanism and deep earthquakes in East Asia: a possible link? Geophysical Journal International 195 (2), 706–724. https://doi.org/10.1093/gji/ggt289.