Seismotectonic setting of the earthquake of august 7, 2016 and its aftershocks

Abstract


An earthquake with magnitude 4.8 hit the vicinity of Mariupol close to the southern boundary of the East European Platform (EEP) on August 7, 2016. The main event was followed by the aftershocks with magnitudes ranging from 2.2 to 3.9 which lasted for five days. The region experiences external influence from the neotectonically active Alpine zone resulting in intraplate deformations, horizontal and vertical movements of the Earth’s surface, and seismicity. The sources of the main shock and aftershocks are located within the block bounded by the neotectonically active Maloyanisol, Kalmius, and Primorsky faults. A seismogenic structure traced by the submeridional Kalchik lineament zone is identified in the axial part of the block by the combined analysis of geological and geophysical data and visual interpretation of the satellite image. This neotectonically active zone hosts the epicenters of the main event and most of the aftershocks.


ВВЕДЕНИЕ

07.08.2016 вблизи г. Мариуполь произошло землетрясение с магнитудой Ms = 4.8 (Global CMT Catalog – GCMT), приуроченное к южной периферийной части Восточно-Европейской платформы (ВЕП). В геолого-структурном отношении регион находится в зоне сочленения Украинского щита и Причерноморской впадины (микроплиты), которые характеризуются разнонаправленными вертикальными движениями. Наличие глубинных разноориентированных разломов обуславливает блоковое строение территории исследований [Гинтов и др., 2014]. Активность основных морфоструктур региона на неотектоническом этапе выражается в особенностях ландшафта и геофизических полей. На основе визуального дешифрирования космоснимка выделена сейсмогенная субмеридиональная линеаментная зона.

При рассмотрении карт общего сейсмического районирования Украины (ОСР 2004 А, В) район исследований отнесен к шестибалльной зоне сейсмической опасности по шкале MSK-64. По макросейсмическим данным вдоль северного побережья Азовского моря отмечены четыре исторических землетрясения в XIX–XX вв. [Никонов, Шварев, 2011]. По инструментальным данным в 1990 и 1997 гг. зарегистрированы землетрясения в северной части Азовского моря [Пустовитенко и др., 2012]. В 2006 г. в районе г. Бердянск и в 2016 г. в районе г. Мариуполь произошли землетрясения с магнитудами 3.6 и 4.8, соответственно.

Последнее землетрясение сопровождалось 12 афтершоками с ML = 2.2÷3.9 в течение 5 дней. Три афтершока были определены на записях трехкомпонентных станций ФИЦ ЕГС РАН на Северном Кавказе и на записях сейсмических групп с использованием полосовой фильтрации, остальные – выделены только на записях сейс­мических групп с применением метода кросс-корреляции волновых форм (ККВФ) [Адушкин и др., 2017; Китов и др., 2017].

РЕЗУЛЬТАТЫ РЕГИСТРАЦИИ

По данным ФИЦ ЕГС РАН основное событие – землетрясение 07.08.2016 г. в 08 час 15 мин вблизи г. Мариуполь зарегистрировано на 172 сейсмических станциях Российской и международных сетей на расстояниях от 2.3 до 82.2° [Сейсмологический..., 2017]. Оценки магнитуд по различным волнам составили: MPSP = 4.8 (магнитуда по Р-волне на короткопериодном канале), Ms = 3.8–4.0 (магнитуда по поверхностной волне Релея).

Параметры этого землетрясения по данным разных центров приводятся в табл. 1.

 

Таблица 1. Основные параметры Мариупольского землетрясения 07.08.2016 г. по инструментальным данным и различным сейсмологическим центрам

№ п/п

 

Время в очаге
чч: мин: сс (GMT)

 

Широта, град

 

Долгота, град

 

Глубина, км

 

К-во станций

 

Ms/N

 

mb/N MPSP

 

I0, балл

 

GAP, град

 

ЦЕНТР*

 

1

 

08:15:03.8

 

47.17

 

37.52

 

10

 

49

 

 

 

4.8/12

 

4–4.5

 

56

 

ССД

 

2

 

08:15:04.9

 

47.14

 

37.50

 

19

 

172

 

3.8/20

 

4.8/48

 

 

11

 

Сейсмологический бюллетень

 

3

 

08:15:05.5

 

47.06

 

37.64

 

14

 

66

 

КР = 12.3
МLHпересч = 4.6
Mw = 4.8 Ms
(Vmax) = 4.0

 

 

5

 

248

 

Региональный каталог Северного Кавказа

 

4

 

08:15:05.3

 

47.17

 

37.56

 

10

 

260

 

 

 

4.8

 

 

 

21

 

CSEM

 

5

 

08:15:05.6

 

47.09

 

37.52

 

10

 

92

 

 

 

4.8

 

 

 

43

 

NEIC

 

6

 

08:15:04.8

 

47.35

 

37.74

 

10

 

91

 

 

 

4.7

 

 

 

 

 

GFZ

 

7

 

08:15:04.9

 

47.0013

 

37.5427

 

0 f

 

39

 

ML = 4.4
Ms = 3.7

 

4.5

 

 

 

51

 

REB IDC

 

*Примечание: ССД и Сейсмологический бюллетень ФИЦ ЕГС РАН, 2017 – данные Службы срочных донесений и уточненные данные Информационно-обрабатывающего центра Единой геофизической службы РАН; Региональные данные (совместная обработка станций Крыма и Северного Кавказа) ФИЦ ЕГС РАН; CSEM – Европейско-Средиземноморский сейсмологический центр; NEIC – Национальный центр информации о землетрясениях Геологической службы США; GFZ – Немецкий исследовательский центр наук о Земле; REB IDC – уточненный вариант бюллетеня автоматической обработки Международного центра данных, Австрия, Вена.

 

Для выделения афтершоков и их локации использовались записи следующих станций: временной сейсмической группы ИДГ РАН – RDON (Ростов‑Дон, Россия), станции KBZ (Хабаз, Кавказ, Россия) и двух сейсмических групп, входящих в Международную сеть IMS CTBTO – AKASG (Малин, Украина), BRTR (Бельбаши, Турция), и сейсмической группы MHVAR (Михнево, ИДГ РАН, Россия), расположенных на расстояниях от 3.28° до 7.96° (табл. 2).

 

Таблица 2. Параметры станций и сейсмических групп

Код группы и станции

 

RDON

 

KBZ

 

AKASG

 

BRTR

 

MHVAR

 

Расстояние, град

 

3.28

 

5.00

 

6.62

 

7.81

 

7.96

 

Азимут на станцию, град

 

81

 

129

 

307

 

201

 

5

 

Апертура группы, км

 

1

 

 

25

 

 

1.5

 

Количество датчиков вертикальных

 

7

 

1

 

23

 

6

 

10

 

Частота регистрации, Гц

 

200

 

40

 

40

 

20–40

 

200

 

 

Как известно, малоапертурные сейсмические группы позволяют лучше выделять и лоцировать события с бóльшей точностью, чем одиночные сейсмические станции. Эти возможности групп иллюстрируют рис. 1а, 1б, 1в, на которых приведены сейсмические записи на вертикальных каналах групп MHVAR и RDON и пример совместной локации главного толчка. Координаты события, полученные по результатам совместной локации по данным групп, практически совпадают с результатами локации по данным 49 трехкомпонентных станций, полученным в ССД ФИЦ ЕС РАН. Данные координаты были в дальнейшем использованы как стартовые для определения местоположения афтершоков с применением метода кросс-корреляции волновых форм.

Пример записи одного из афтершоков, зарегистрированных сейсмическими группами MHVAR и RDON, произошедшего 11.08.2016 г. в 21:59:30 магнитудой 2.9 приведен на рис. 2а, 2б.

Применение метода кросс-корреляции волновых форм позволило выделить по двум и более станциям дополнительно еще 12 афтершоков (№№ 2–13) в течение 5 дней после главного события (№ 1) ([Китов и др., 2017], табл. 3).

 

Таблица 3. Основное событие и афтершоки

 

Дата

 

Время

 

Координаты

 

RM

 

RMS RM

 

час

 

мин

 

сек

 

шир. град

 

долг., град

 

1

 

07.08.2016

 

8

 

15

 

3.941

 

47.17

 

37.52

 

0

 

0

 

2

 

07.08.2016

 

8

 

18

 

10.887

 

47.157

 

37.432

 

–0.92

 

0.305

 

3

 

07.08.2016

 

8

 

22

 

32.982

 

47.107

 

37.569

 

–1.86

 

0.12

 

4

 

07.08.2016

 

8

 

24

 

28.203

 

47.191

 

37.569

 

–1.82

 

0.233

 

5

 

07.08.2016

 

8

 

53

 

59.494

 

47.114

 

37.527

 

–2.29

 

0.095

 

6

 

07.08.2016

 

9

 

29

 

15.582

 

47.257

 

37.386

 

–2.33

 

0.035

 

7

 

07.08.2016

 

14

 

49

 

23.492

 

47.219

 

37.485

 

–2.64

 

0.25

 

8

 

07.08.2016

 

16

 

14

 

39.645

 

47.137

 

37.552

 

–2.04

 

0.342

 

9

 

07.08.2016

 

16

 

40

 

56.691

 

47.257

 

37.532

 

–2.38

 

0.273

 

10

 

09.08.2016

 

13

 

12

 

26.254

 

47.197

 

37.569

 

–4.16

 

0.388

 

11

 

11.08.2016

 

11

 

46

 

53.672

 

47.257

 

37.386

 

–2.30

 

0.195

 

12

 

11.08.2016

 

14

 

15

 

29.617

 

47.257

 

37.386

 

–1.95

 

0.120

 

13

 

11.08.2016

 

21

 

59

 

27.328

 

47.122

 

37.557

 

–1.91

 

0.343

 

Примечание: RM – относительная магнитуда, RMS RM – стандартное отклонение относительной магнитуды.

 

Рис. 1. Примеры исходных записей на вертикальных каналах сейсмических групп: стационарной MHVAR (а) и временной RDON (б) землетрясения 07.08.2016 г., время в очаге 08:15:06; названия каналов приведены слева, шкала амлитудной за-писи – справа, величины даны в отсчетах АЦП. Коэффициенты пересчета: для MHVAR – 7.45 ‧ 10–6 мкм/с, для RDON – 3.16 ‧ 10–3 мкм/с; (в) – показан пример совместной локации данного события по двум группам. Координаты эпицентра даны на врезке.

 

Рис. 2б. Примеры записей на сейсмических группах: стационарной MHVAR (а) и временной RDON (б) афтершока, произо-шедшего 11.08.2016 г., время в очаге 21:59:30. Записи отфильтрованы в полосе 1–5 Гц, каналы вертикальные, названия каналов приведены слева, шкала амлитудной записи – справа, величины даны в отсчетах АЦП. Коэффициенты пересчета: для MHVAR – 7.45 ‧ 10–6 мкм/с, для RDON – 3.16 ‧ 10–3 мкм/с.

 

ГЕОДИНАМИЧЕСКАЯ ОБСТАНОВКА РЕГИОНА

Общая геодинамическая обстановка района Мариупольского землетрясения, сопровождаемого серией афтершоков, определяется его положением на южной границе древней Восточно-Европейской платформы и молодой Скифской плиты. Региональное поле напряжений характеризуется режимом субмеридионального сжатия [Адушкин и др., 2013]. Оно обусловлено давлением с юга на Скифскую плиту Восточно-Черноморской микроплиты [Гончар и др., 2007], которая представляет собой жесткий блок с субокеанической корой и холодной литосферной мантией (рис. 3).

Керченско-Таманская ветвь, в которой происходит поддвиг Восточно-Черноморской микроплиты в северном направлении, и Южнобережная зона, характеризующаяся инденторным механизмом, разделены областью рассеянной сейсмичности в районе максимального изгиба пододвигающейся плиты. Зона сдвиговых деформаций, ограничивающих с запада область подвига, ассоциируется с Западно-Крымским разломом и подтверждается ветвью гипоцентров землетрясений, прослеженных от западного побережья Крымского полуострова. На границе Скифской плиты и Приазовского блока Украинского щита за областью максимального изгиба зоны столкновения Восточно-Черноморской микроплиты образуется зона сжатия, определяющая деформации далеко на север, по-видимому, включая Донбасс. В этой области активизируются древние разломы с кинематикой, соответствующей современному полю напряжений (рис. 4 [Копп, 2005]).

Район расположения сейсмических событий приурочен к южно-украинской моноклинали, расположенной на южном склоне Украинского щита. Основной толчок Мариупольского землетрясения и все афтершоки локализуются в пределах неотектонически активного блока треугольной формы [Санина и др., 2017].

На юго-западе блок ограничен активизированным на неотектоническом этапе Малоянисольским глубинным разломом, на юго-востоке – Кальмиусской неотектонически активной зоной древних разломов. Между ними проходит Приморский глубинный разлом, являющийся северной границей блока, в пределах которого также отмечаются признаки неотектонической активности.

 

Рис. 3. Геодинамическая схема: 1–3 – границы (1 – микроплит, 2 – Скифской плиты, 3 – девонского палеорифта); 4 – орогены (I – Крымский, II – Кавказский); 5 – направление давления Восточно-Черноморской микроплиты; 6 – эпицентр землетрясения вблизи г. Мариуполь 07.08.2016 г.

 

Рис. 4. Компиляционная схема неотектонических разломов и линеаментов: 1–2 – неотектонические разломы (по материалам [Государственная..., 2012]): 1 – основные, 2 – второстепенные; 3 – линеаменты; 4 – Кальчикская линеаментная зона; 5 – эпицентр землетрясения 07.08.2016 г. (а) и его афтершоки (б); цифра – номер; цифры в кружках – номера разломов; 1 – Малоянисольский, 2 – Кальмиусский, 3 – Приморский.

 

При дешифрировании космоснимка Landsat по линейным элементам ландшафта выделены линеаменты и линеаментные зоны, большинство из которых совпадают с активными на неотектоническом этапе разломами. Рассматриваемый блок разбит разломами различной протяженности и направлений на более мелкие блоки, пронизан интрузивными образованиями, которые обуславливают гетерогенность (мозаич­ность) его строения. Внутри блока выделена субмеридиональная Кальчикская линеаментная зона шириной 5 км, вытянутая вдоль долины р. Кальчик.

В северо-западной и центральной частях блока отмечено неглубокое залегание кристаллического фундамента. На востоке преимущественное развитие получают отложения неогена, распространение которых контролируется субмеридиональной Кальчикской линеаментной зоной.

ТЕХНОГЕННАЯ НАГРУЗКА НА ГЕОЛОГИЧЕСКУЮ СРЕДУ

В пределах рассматриваемого региона выделены районы с различной техногенной нагрузкой от слабой до интенсивной ([Государственная..., 2012], рис. 5). Геологическая среда максимально нагружена на территории населенных пунктов и промышленных зон. Наиболее сильное воздействие на ландшафты оказывают горнодобывающие предприятия, в том числе представленные среднемеханизированными карьерами по добыче камня, песка, щебня. В их состав входят два средних карьера площадью 0.5–1 км 2 и несколько десятков мелких, количество которых ежегодно увеличивается. На исследуемой территории находятся Кальчикское и Кальмиусские водохранилища. Изменившаяся в последние годы структура водоснабжения характеризуется увеличением доли подземных вод. Большую нагрузку на среду оказывает комбинат Азовсталь.

Значительная техногенная нагрузка, связанная с наличием крупного промышленного центра – Мариуполя, водохранилищ в среднем течении рек Кальчик и Кальмиус (Павловское водохранилище) и длительной разработкой гранитных карьеров с применением взрывных технологий, может влиять на деформационные и прочностные свойства сложнопостроенной геологической среды.

Значительные изменения ландшафта, связанные с формированием локальных участков с техногенным рельефом, осложненных карьерами, отвалами, полигонами отходов и др., обуславливают сложность выделения природных линеаментов в условиях высокой антропогенной нагрузки на геологическую среду.

СЕЙСМОТЕКТОНИЧЕСКАЯ ОБСТАНОВКА

Геодинамическая обстановка и сейсмотектонические условия южной периферийной части Восточно-Европейской платформы (ВЕП) обуславливают развитие сейсмического процесса. Сейсмическая активность рассматриваемого ре­гиона подтверждена наличием очагов исторических землетрясений. История геологического развития региона связана с тектоно-магматическими циклами, включая незавершенный в настоящее время альпийский этап активизации, предопределивший сложное гетерогенно-блоковое строение: наличие долгоживуших глубинных разломов, разновозрастных интрузивных массивов.

 

Рис. 5. Схема экологического районирования: районы с различной техногенной нагрузкой: 1 – слабая; 2 – средняя; 3 – ин-тенсивная; 4–7 – техногенные объекты: 4 – металлургический комбинат; 5 – шламонакопитель; 6 – карьер; 7 – города; 8 – эпицентр землетрясения 07.08.2016 г. (а) и его афтершоки (б), цифра – номер (составлена на основе [Государственная…, 2012].

 

При анализе пространственно-временного распределения эпицентров основного землетрясения и его афтершоков отмечены особенности их локализации с учетом погрешности определения координат эпицентров, оцененной как ±5 км. События 3 и 9, 4 и 12 приурочены к границам Кальчикской линеаментной зоны. События 5, 10, 11 сгруппированы в зоне структурообразующего Малоянисольского разлома (рис. 5).

Основное событие и остальные афтершоки проявились в виде одиночных. Землетрясение 07.08.2016 г. и афтершоки 7 и 8 находятся в пределах субмеридиональной линеаментной зоны. Событие 2 расположено на участке сочленения Кальмиусской зоны с Кальчикской линеаментой зоной. Событие 6 приурочено к зоне динамического влияния западной границы Кальчикской линеаментной зоны, событие 1 – к зоне динамического влияния Малоянисольского разлома северо-западного простирания.

В пределах рассматриваемого блока субмеридиональная Кальчикская линеаментная зона ассоциируется с зоной малоамплитудных нарушений, выраженной в геофизических полях. На неотектоническом этапе сдвиговая морфокинематика линеаментной зоны отражена в рисунке гидросети. В современном поле напряжений эта зона локализации деформаций проявилась в виде подвижки с механизмом strike-slip основного толчка Мариупольского землетрясения.

По данным Каталога GCMT тип движения в очаге определяется как чистый сдвиг или подвижка по простиранию (рис. 6). По нодальной плоскости NP1 – субмеридиональный (strike = 192°), по нодальной плоскости NP2 – субширотный (strike = 101°). Обе плоскости имеют крутое падение – DPNP188° и DPNP273°. Из двух нодальных плоскостей с ориентировкой выделенной субмеридиональной Кальчикской линеаментной зоны совпадает плоскость NP1.

Природа выделенных афтершоков, произошедших 07, 09 и 11 августа 2016 г., достоверно не определена. На основе комплексного анализа геолого-геофизических данных пространственного распределения афтершоков и техногенной нагрузки может быть высказано предположение о генезисе зарегистрированных событий.

Афтершоки 1, 5, 10 и 11 с магнитудами от 2.5 до 3.9, зарегистрированные в зоне Малоянисольского глубинного разлома за пределами городской агломерации, предположительно, являются тектоническими. К тектоническим событиям также могут быть отнесены афтершоки 3, 6, 8, 9, расположенные севернее г. Мариуполь в пределах сейсмически активного Кальчикского линеамента.

 

Рис. 6. Решение механизма очага в стереографической проекции по данным Гарвардского GCMT: черные квадраты – дви-жение вверх – волна сжатия, белые квадраты – движение вниз – волна растяжения.

 

Афтершок 6 с малой магнитудой 2.2 тяготеет к зоне контакта интрузивного образования с вмещающим докембрийским массивом. Вероятно, приуроченность данного сейсмического события к ослабленной зоне литологического контакта объясняет его низкую магнитуду относительно остальных выделенных афтершоков.

Афтершоки 2, 4, 7 и 12 с магнитудами от 2.5 до 2.9 расположены в пределах градопромышленной агломерации – г. Мариуполь в пределах субмеридиональной Кальчикской линеаментной зоны. Подобное сочетание высокой техногенной нагрузки с наличием неотектонически активных морфоструктур затрудняет однозначную интерпретацию природы зарегистрированных афтершоков и позволяет предположить их техногенно-тектоническую природу. Событие 2 с магнитудой 2.9 находится в узле пересечения Кальмиусской разломной зоны и Кальчикской линеаментной зоны.

Реализация сейсмического процесса происходила в течение 4 суток. Первые 4 афтершока зарегистрированы на протяжении 40 мин после землетрясения 07.08.2016 г. в 8 ч 15 мин в пределах тектонического узла вдоль структурообразующей зоны. Последующие афтершоки в структурном плане приурочены к субмеридиональным и СЗ-ЮВ разломам, сопутствующим основной зоне, на участках их пересечения с границами щелочной интрузии. Наиболее сильные афтершоки с магнитудой более 2.4 (7, 8 и 12), выделенные в конце первых и третьих суток после основного события, локализованы вдоль субмеридиональной Кальчикской линеаментной зоны, активной на неотектоническом этапе.

Генезис афтершоков в пределах городской агломерации может быть определен как техногенно-тектонический в соответствии с исследованными геолого-структурными условиями, геоэкологической обстановкой региона и существующей техногенной нагрузкой. Нельзя исключить вероятность техногенной индукции их тектонической активизации под влиянием повышенной техногенной нагрузки на среду в районе карьеров и промышленных объектов, а также в связи с изменением гидрогеодинамической обстановки (наличием водохранилища, режимом эксплуатации подземных вод в Мариу­польском промышленном узле и т. п.).

ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ

Регистрация любого сейсмического события в слабосейсмичных платформенных территориях нуждается в дополнительном исследовании, направленном на определение его генезиса. Тектоническая природа землетрясения, произошедшего 07.08.2016 г., подтверждена сетевыми и стационарными признаками (дискриминантами). Сетевые дискриминанты описывают сейсмический источник и основаны на таких его параметрах, как магнитуды mb и Ms, местоположение эпицентра, глубина его и механизм, которые оцениваются по совокупности записей, полученных по сети станций. Станционные дискриминанты характеризуют сейсмический сигнал с использованием динамических параметров в частотной, временной и частотно-временной областях, которые могут быть рассчитаны по отдельной записи на станции.

Исследованы два сетевых дискриминанта: магнитудный и механизм очага. Первый из названных связан с определенным соотношением mb (магнитуда по объемной волне Р) и Ms (магнитуда по поверхностной волне) и основан на различной физике процесса при взрывах и землетрясениях. Взрывы возбуждают, главным образом, Р-волны, в отличие от землетрясений, которые сопровождаются Р-волнами и преимущественно поперечными волнами. Поскольку поверхностные волны Релея являются комбинацией волн Р и S, то при землетрясениях они оказываются более интенсивными, чем при взрывах.

По данным ФИЦ ЕГС РАН магнитуда по объемным волнам составила mb = 4.8 (12 станций на расстояниях от ∆ = 20 до ∆ = 59°), значение магнитуды по поверхностным волнам Мs = 3.8–4.0. В Международном центре данных (International Data Centre – IDC) магнитуды этого события определены mb = 4.5, Ms = 3.7, Каталога GCMT – Ms = 4.8, National Earthquake Information Center (NEIC) mb = 4.8. Все эти значения однозначно показывают природу основного события как землетрясения в соответствии с известными пороговыми значениями магнитудного дискриминанта (см. [Mueller, Murphy, 1971; Murphy et al., 1997], рис. 7).

Сопоставление логарифмов отношений спектральных амплитуд волн Pg/Lg, которое обычно используется в качестве станционного дискриминанта вероятностного критерия различия взрывов и землетрясений, также свидетельствует о тектонической природе землетрясения 07.08.2016 г. вблизи г. Мариуполь при сравнении отношений спектральных амплитуд, полученных для взрыва и ряда землетрясений на Украине (рис. 8а, 8б).

 

Рис. 7. График соотношения значений MS и mb для сейсмического события 07.08.2016 г. возле Мариуполя. Черным и серым крестом показаны соотношения магнитуд по данным ГС РАН, GCMT и IDC. Двумя линиями проведены пороговые значения – линии скрининга (по [Mueller, Murphy, 1971]) – сплошная линия; (по [Murphy et al., 1997]) – пунктирная линия, разделяющие землетрясения и взрывы и используемые в качестве порогового значения магнитудного дискриминанта – волна растяжения.

 

Рис. 8. Логарифм спектральных отношений амплитуд волн Pg/Lg по записям центрального пункта станции «Малин» (AKASG) для взрыва в Кривом Роге и исследуемого землетрясения 07.08.2016 г. (а); для нескольких землетрясений на Украине и исследуемого землетрясения 07.08.2016 г. (б).

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Проведенный анализ геодинамической обстановки региона подтвердил неотектоническую активность блока, ограниченного основными структурообразующими разломами. В пределах блока наиболее активной является субмеридиональная Кальчикская линеаментная зона, к которой приурочены эпицентры землетрясения 07.08.2016 г., произошедшего вблизи г. Мариуполь, и ряда афтершоков.

На основе сетевых и стационарных дискриминантов установлена тектоническая природа основного события. Предположительно, наличие афтершоковой эмиссии после землетрясения 07.08.2016 г. связано с постепенной релаксацией напряженного массива на структурных границах разного ранга, приуроченных к геологическим неоднородностям – разрывным нарушениям,  несогласным контактам, границам интрузивных образований.

Значительная техногенная нагрузка на сейсмотектонически активный регион, связанная с наличием крупного промышленного центра – Мариуполя, водохранилищ в среднем течении рек Кальчик и Кальмиус (Павловское водохранилище) и длительной разработкой гранитных карьеров с применением взрывных технологий, может влиять на деформационные и прочностные свойства сложнопостроенной геологической среды.

Работа выполнена при финансовой поддержке РНФ № 16-17-00095.

I. A. Sanina

Institute for Dynamics of Geospheres of the Russian Academy of Sciences; Moscow Institute of Physics and Technology

Author for correspondence.
Email: irina@idg.chph.ras.ru

Russian Federation, 38/6, Leninsky prospect, Moscow ;9, Institutskij, Dolgoprudny, Moscow region, 141701

G. N. Ivanchenko

Institute for Dynamics of Geospheres of the Russian Academy of Sciences

Email: irina@idg.chph.ras.ru

Russian Federation, 38/6, Leninsky prospect, Moscow

E. M. Gorbunova

Institute for Dynamics of Geospheres of the Russian Academy of Sciences

Email: irina@idg.chph.ras.ru

Russian Federation, 38/6, Leninsky prospect, Moscow

N. L. Konstantinovskaya

Institute for Dynamics of Geospheres of the Russian Academy of Sciences

Email: irina@idg.chph.ras.ru

Russian Federation, 38/6, Leninsky prospect, Moscow

M. A. Nesterkina

Institute for Dynamics of Geospheres of the Russian Academy of Sciences

Email: irina@idg.chph.ras.ru

Russian Federation, 38/6, Leninsky prospect, Moscow

I. P. Gabsatarova

Russian Academy of Sciences. Geophysical Servey

Email: irina@idg.chph.ras.ru

Russian Federation, 189, Lenin avenue, Obninsk, Kaluzhsky region, 249035

  1. Адушкин В.В., Бобров Д.И., Китов И.О., Рожков М.В., Санина И.А. Дистанционное обнаружение афтершоковой эмиссии как новый метод сейсмического мониторинга // Докл. РАН. 2017. Т. 473. № 1. С. 83–87.
  2. Адушкин В.В., Санина И.А., Владимирова И.С., Габсатаров Ю.В., Горбунова Э.М., Иванченко Г.Н. Современные геодинамически активные зоны центральной части Восточно-Европейской платформы // Докл. РАН. 2013. Т. 452. № 5. С. 558–561.
  3. Государственная геологическая карта Украины. Цент¬ральноукраинская серия. L-37 VIII (Мариуполь), L-37 IX (Та-ганрог). Масштаб 1:200 000. Пояснительная записка. Киев: ДНВП «Геоинформ Украины. 2012. http://geoinf.kiev.ua/wp/w/Viewer.php?pr1&umpl37-8&fmpkv_l37-8_1.jpg
  4. Гинтов О.Б., Егорова Т.П., Цветкова Т.А., Бугаенко И.В., Муровская А.В. Геодинамические особенности зоны сочленения Евразийской плиты и Альпийско-Гималайского пояса в пределах Украины и прилегающих территорий // Геофизический журнал. № 5. Т. 36. 2014. С. 27–63.
  5. Гончар В.В., Трегубенко В.И., Токовенко В.С. Режимы деформирования и взаимодействие плит Черноморско-Крымской области конвергенции // Геология и полезные ископаемые Мирового океана. 2007. № 2. С. 5–18.
  6. Китов И.О., Санина И.А., Сергеев С.С., Нестеркина М.А., Константиновская Н.Л. Обнаружение, оценка магнитуды и относительная локация слабых афтершоков с помощью кросс-корреляции волновых форм: землетрясение 7 августа 2016 г. в Мариуполе // Сейсмические приборы. 2017. Т. 53. № 2. С. 58–80. doi: 10.21455/si2017.2-4
  7. Копп М.Л. Мобилистическая неотектоника платформ Юго-Восточной Европы. М.: Наука. 2005. 340 с. (Труды ГИН РАН. Вып. 552).
  8. Никонов А.А., Шварев С.В. Землетрясения доисторического периода в системе совершенствования оценок сейсмической опасности/безопасности (Восточно-Европейская платформа и ее обрамление). Инженерные изыскания в строительстве. Материалы седьмой общероссийской конференции изыскательских организаций. М.: ООО «Геомаркетинг». 2011. C. 223–226.
  9. Пустовитенко А.Н., Свидлова В.А., Князева В.С., Бушма¬кина Г.Н., Габсатарова И.П. Две версии изосейст Осипенковского (Бердянского) землетрясения 31 июля 2006 г. с Mw  3.3, I0  5 (Украина, Запорожская обл.). Землетрясения Северной Евразии, 2006 г. Обнинск. 2012. С. 359–366.
  10. Санина И.А., Иванченко Г.Н., Горбунова Э.М. Анализ геолого-структурных условий района Мариупольского землетрясения. Триггерные эффекты в геосистемах (Моск¬ва, 6–9 июня 2017 г.): Материалы IV Всероссийской конференции с международным участием. М.: ГЕОС. 2017. С. 243–250.
  11. Сейсмологический бюллетень ФИЦ ЕГС РАН. 2017.
  12. Mueller R.A., Murphy J.R. Seismic cahracteristics of under ground nuclear detonations. Part I: seismic spectrum scaling // Bull. seism. Soc. Am. 1971. V. 61. Р. 1675–1692.
  13. Murphy J.R., Barker B.W., Marshall M.E. Event screening at the IDC using the Ms/mb discriminant. Tech. rep., final report. Maxwell Technologies. 1997. 23 p.

Supplementary files

Supplementary Files Action
1. Fig. 1a. Examples of source records on vertical channels of seismic groups: stationary MHVAR (a) and temporary RDON (b) earthquake of 07.08.2016, the time in the source zone is 08:15:06; channel names are on the left, the amplitude log is on the right, values are given in ADC readings. Conversion factors: for MHVAR - 7.45 ‧ 10–6 µm / s, for RDON - 3.16 10–3 µm / s; (c) - an example of joint location of this event in two groups is shown. The coordinates of the epicenter are given in the inset. View (85KB) Indexing metadata
2. Fig. 1b. Examples of source records on vertical channels of seismic groups: stationary MHVAR (a) and temporary RDON (b) earthquake of 07.08.2016, the time in the source zone is 08:15:06; channel names are on the left, the amplitude log is on the right, values are given in ADC readings. Conversion factors: for MHVAR - 7.45 ‧ 10–6 µm / s, for RDON - 3.16 10–3 µm / s; (c) - an example of joint location of this event in two groups is shown. The coordinates of the epicenter are given in the inset. View (68KB) Indexing metadata
3. Fig. 1c. Examples of source records on vertical channels of seismic groups: stationary MHVAR (a) and temporary RDON (b) earthquake of 07.08.2016, the time in the source zone is 08:15:06; channel names are on the left, the amplitude log is on the right, values are given in ADC readings. Conversion factors: for MHVAR - 7.45 ‧ 10–6 µm / s, for RDON - 3.16 10–3 µm / s; (c) - an example of joint location of this event in two groups is shown. The coordinates of the epicenter are given in the inset. View (416KB) Indexing metadata
4. Fig. 2a Examples of records on seismic groups: stationary MHVAR (a) and temporary RDON (b) aftershock, which occurred on August 11, 2016, time in the outbreak 21:59:30. The records are filtered in the 1–5 Hz band, the channels are vertical, the channel names are shown on the left, the amplitude recording scale is on the right, the values are given in the ADC readings. Conversion factors: for MHVAR - 7.45 ‧ 10–6 µm / s, for RDON - 3.16 10–3 µm / s. View (120KB) Indexing metadata
5. Fig. 2b. Examples of records on seismic groups: stationary MHVAR (a) and temporary RDON (b) aftershock, which occurred on August 11, 2016, time in the outbreak 21:59:30. The records are filtered in the 1–5 Hz band, the channels are vertical, the channel names are shown on the left, the amplitude recording scale is on the right, the values are given in the ADC readings. Conversion factors: for MHVAR - 7.45 ‧ 10–6 µm / s, for RDON - 3.16 10–3 µm / s. View (93KB) Indexing metadata
6. Fig. 3. Geodynamic scheme: 1–3 — boundaries (1 — microplates, 2 — Scythian plates, 3 — Devonian paleorift); 4 - orogens (I - Crimea, II - Caucasian); 5 - pressure direction of the East Black Sea microplate; 6 - the epicenter of the earthquake near Mariupol 07.08.2016 View (363KB) Indexing metadata
7. Fig. 4. Compilation of neotectonic faults and lineaments: 1–2 - neotectonic faults (according to [State ..., 2012]): 1 - main, 2 - minor; 3 - lineaments; 4 - Kalchik lineament zone; 5 - the epicenter of the earthquake of 07.08.2016 (a) and its aftershocks (b); number - number; numbers in circles - numbers of faults; 1 - Maloyannisolsky, 2 - Kalmiussky, 3 - Primorsky. View (466KB) Indexing metadata
8. Fig. 5. The scheme of ecological zoning: areas with different anthropogenic stress: 1 - weak; 2 - average; 3 - intensive; 4–7 - technogenic objects: 4 - metallurgical plant; 5 - sludge tank; 6 - quarry; 7 - cities; 8 - the epicenter of the earthquake of 07.08.2016 (a) and its aftershocks (b), digit - number (based on [State ..., 2012]. View (203KB) Indexing metadata
9. Fig. 6. Decision of the source mechanism in stereographic projection according to the Harvard GCMT: black squares - moving up - compression wave, white squares - moving down - stretching wave. View (20KB) Indexing metadata
10. Fig. 7. Graph of the ratio of MS and mb values for a seismic event of 07.08.2016 near Mariupol. The black and gray cross shows the ratios of magnitudes according to the data of the GS RAS, GCMT and IDC. The threshold values were drawn by two lines - the screening lines (after [Mueller, Murphy, 1971]) - the solid line; (according to [Murphy et al., 1997]) - the dotted line separating earthquakes and explosions and used as the threshold value of the magnitude discriminant is a stretching wave. View (18KB) Indexing metadata
11. Fig. 8a. The logarithm of the spectral ratios of the amplitudes of the Pg / Lg waves according to the records of the central point of the Malin station (AKASG) for the explosion in Krivoy Rog and the earthquake of August 7, 2016 (a); for several earthquakes in Ukraine and the studied earthquake of 07.08.2016 (b). View (44KB) Indexing metadata
12. Fig. 8b. The logarithm of the spectral ratios of the amplitudes of the Pg / Lg waves according to the records of the central point of the Malin station (AKASG) for the explosion in Krivoy Rog and the earthquake of August 7, 2016 (a); for several earthquakes in Ukraine and the studied earthquake of 07.08.2016 (b). View (73KB) Indexing metadata

Views

Abstract - 47

PDF (Russian) - 90

PlumX

Refbacks

  • There are currently no refbacks.

Copyright (c) 2019 Russian Academy of Sciences