GeotectonicsGeotectonicsГеотектоника0016-853X3034-4972The Russian Academy of Sciences68133510.31857/S0016853X24060059RWGFUMArticlesСтатьиResearch ArticleSeismotectonics of Central and Southern Uzbekistan and Assessment of Seismic Hazard of Its TerritoryСейсмотектоника и сейсмическая опасность территории Центрального и Южного УзбекистанаIbragimovR. S.ИбрагимовР. С.
Uzbekistan
ibrroma@yandex.ruIbragimovaT. L.ИбрагимоваТ. Л.
Uzbekistan
ibrroma@yandex.ruNurmatovU. A.НурматовУ. А.
Uzbekistan
ibrroma@yandex.ruSadykovYu. M.СадыковЮ. М.
Uzbekistan
ibrroma@yandex.ruMirzaevM. A.МирзаевМ. А.
Uzbekistan
ibrroma@yandex.ruAshurovS. Kh.АшуровС. Х.
Uzbekistan
ibrroma@yandex.ruMavlyanov Institute of Seismology of the Academy of Sciences of the Republic of UzbekistanИнститут сейсмологии им. Г. Мавлянова Академии наук Республики Узбекистан15122024612214229052025Copyright ©; 2024, Russian Academy of SciencesCopyright ©; 2024, Российская академия наук2024Russian Academy of SciencesРоссийская академия наукhttps://journals.eco-vector.com/0016-853X/article/view/681335

The seismotectonic position of the territory of Central and Southern Uzbekistan is analyzed. It is shown that the territory is characterized by a layered-block structure. Four large blocks of the earth’s crust are distinguished. Two blocks belong to the Turan microplate, the remaining blocks belong to the West Tian- Shan and Afghan–Tajik microplates. Positive and negative morphostructures of each geodynamic block are described. Active faults of the earth’s crust in three different directions are distinguished. In the central part of Uzbekistan, the most active are faults of the north-west strike. These faults are characterized by a long history of development, complex internal structure, high values of the amplitudes of neotectonic movements. Fault troughs are confined to such faults. Newly emerged faults of the north-east direction complicated the structure of large regional structures. If within Central Uzbekistan these faults were of secondary importance in the formation of the modern deformation structure of the earth’s crust in the study region, then in the territory of Southern Uzbekistan faults of this direction are the main ones and control modern seismicity. A probabilistic analysis of the seismic hazard of the territory of Central and Southern Uzbekistan is carried out. Three types of calculation models of seismic vibrations sources are considered: quasi-homogeneous seismological provinces, active faults of the earth’s crust and seismogenic zones. Parameterization of seismic source models is carried out, including the determination of seismic potential, recurrence parameters of earthquakes of various magnitudes, the predominant kinematic type of slip in the foci of earthquakes of each source.

The calculation of seismic impacts is carried out using several attenuation dependencies developed for the Central Asian region. The weights for the attenuation dependencies are selected based on the ranking procedure according to the degree of applicability to the study area. An assessment of seismic hazard in engineering parameters of seismic vibrations was carried out. Taking into account the recurrence periods of seismic impacts, probabilistic maps of detailed seismic zoning of the territory of Central and Southern Uzbekistan were developed.

Проведен анализ сейсмотектонической позиции территории Центрального и Южного Узбекистана. Показано, что территория характеризуется слоисто-блоковым строением. Выделено четыре крупных блока земной коры. Два блока относятся к Туранской микроплите, остальные блоки относятся к Западно-Тянь-Шаньской и Афгано-Таджикской микроплитам. Проведено описание положительных и отрицательных морфоструктур каждого геодинамического блока. Выделены активные разломы земной коры трех различных направлений. В Центральной части Узбекистана наиболее активными являются разломы северо-западного простирания. Эти разломы характеризуются длительной историей развития, сложным внутренним строением, высокими значениями амплитуды неотектонических движений. К таким разломам приурочены приразломные прогибы. Вновь возникшие разломы северо-восточного направления усложнили строение крупных региональных структур. Если в пределах Центрального Узбекистана эти разломы имели второстепенное значение при формировании современной деформационной структуры земной коры региона исследования, то на территории Южного Узбекистана разломы этого направления являются основными и контролируют современную сейсмичность. Проведен вероятностный анализ сейсмической опасности территории Центрального и Южного Узбекистана. Рассмотрено три типа расчетных моделей источников сейсмических колебаний: квази-однородные сейсмологические провинции, активные разломы земной коры и сейсмогенные зоны. Проведена параметризация моделей сейсмических источников, включающая определение сейсмического потенциала, параметров повторяемости землетрясений различных магнитуд, преобладающего кинематического типа подвижки в очагах землетрясений каждого источника.

Расчет сейсмических воздействий проведен с использованием нескольких зависимостей затухания, разработанных для Центрально-Азиатского региона. Вес к зависимостям затухания подобран на основе процедуры ранжирования по степени применимости к исследуемой территории. Проведена оценка сейсмической опасности в инженерных параметрах сейсмических колебаний. С учетом периодов повторения сейсмических воздействий разработаны вероятностные карты детального сейсмического районирования территории Центрального и Южного Узбекистана.

active faultsseismotectonicsseismic hazardmacroseismic intensitykinematics of movementslayered block structureseismic zoningактивные разломысейсмотектоникасейсмическая опасностьмакросейсмическая интенсивностькинематика подвижекслоисто-блоковая структурасейсмическое районированиеФонд сейсмологии, обеспечения сейсмостойкости сооружений и сейсмической безопасности при Кабинете Министров Республики УзбекистанFoundation for Seismology, Earthquake Resistance of Structures and Seismic Safety under the Cabinet of Ministers of the Republic of UzbekistanАртиков Т.У., Ибрагимов Р.С., Зияудинов Ф.Ф. Сейсмическая опасность территории Узбекистана. – Отв. ред. К.Н. Абдуллабеков – Ташкент: Фан, 2012. 254 с.Артиков Т.У., Ибрагимов Р.С., Ибрагимова Т.Л., Кучкаров К.И., Мирзаев М.А. Количественные характеристики сейсмической опасности территории Узбекистана в максимальных значениях скоростей колебаний грунта и в их спектральных амплитудах // Геодинамика и тектонофизика. 2018. Т. 9. № 4. С.1173‒1188. Doi: https://doi.org/10.5800/GT-2018-9-4-0389Артиков Т.У., Ибрагимов Р.С., Ибрагимова Т.Л., Мирзаев М.А. Модели макросейсмического поля землетрясений Центральной Азии и их влияние на результирующие оценки сейсмической опасности // Геодинамика и тектонофизика. 2020. Т. 11. № 3. С. 606‒623. Doi: https://doi.org/10.5800/GT-2020-11-3-0494Артиков Т.У., Ибрагимов Р.С., Фадина Р.П. Оценка сейсмической опасности территории Узбекистана. ‒ В сб.: Сейсмическое районирование и прогноз землетрясений в Узбекистане. – Отв. ред. К.Н. Абдуллабеков – Ташкент: ГП “Институт ГИДРОИНГЕО”, 2002. С. 37–58.Бабаев А.Г., Надыршин Р.И. Мезо-Кайнозойский этап. ‒ В сб.: Геология СССР. – Т. ХХ111 ‒ Кн. 2 ‒ Узбекская ССР. ‒ Под ред. А.В.Сидоренко ‒ М.: Наука, 1972. С. 325‒346.Бабаев А.М., Мирзабоев К.М. Сейсмогенные зоны Таджикистана. ‒ В сб.: Сейсмотектоника некоторых районов юга СССР. ‒ Отв. ред. И.Е. Губин ‒ М.: Наука, 1976. С. 105‒118.Бачманов Д.М., Кожурин А.И., Трифонов В.Г. База данных активных разломов Евразии // Геодинамика и тектонофизика. 2017. Т. 8. № 4. С. 711–736. Doi:10.5800/GT-2017-8-4-0314Бутовская Е.М., Фленова М.Г., Атабаев Х.А. Региональные сейсмологические исследования. ‒ В сб.: Земная кора Узбекистана. ‒ Отв. ред. И.Х. Хамрабаев ‒ Ташкент: Фан, 1974. С. 21‒37.Горбунова И.В. Построение карт активности с постоянной точностью. ‒ В сб.: Экспериментальная сейсмика. ‒ Под ред. Ю.В. Ризниченко – М.: АН СССР, 1964. С. 138‒147.Губин И.Е. Закономерности сейсмических проявлений на территории Таджикистана. – Отв. ред. Е.Ф. Саваренский, Д.А. Туголесов – М.: АН СССР, 1960. 464 с.Гумбель З. Статистика экстремальных значений. – Под ред. Д. М. Чибисова (перевод с английского) ‒ М.: Мир, 1965. 451 с.Давлятов Ш. Д. Тектоника нефтегазоносных районов Западного Узбекистана. – Под ред. А.М. Акрамходжаева ‒ Ташкент: Фан, 1971. 176 с.Зияудинов Ф.Ф., Садыков Ю.М. Количественная оценка сейсмической опасности Западного Узбекистана по геолого-геофизическим данным. – Отв. ред. Р.Н. Ибрагимов ‒ Ташкент: Фан, 1987. 152 с.Зуннунов Ф.Х. Литосфера Средней Азии по сейсмическим данным. – Под ред. Н.И. Павленковой ‒ Ташкент: Фан, 1985. 106 с.Ибрагимов Р.Н., Нурматов У.О., Ибрагимов О.Р. Сейсмотектонический метод оценки сейсмической опасности и вопросы сейсмического районирования. ‒ В сб.: Сейсмическое районирование и прогноз землетрясений в Узбекистане. – Отв. ред. К.Н. Абдуллабеков – Ташкент: ГП “Институт ГИДРОИНГЕО”, 2002. С. 59‒74.Ибрагимов Р.С., Ибрагимова Т.Л., Мирзаев М.А., Ашуров С.Х. Вероятностные оценки сейсмической опасности территории Узбекистана в показателях макросейсмической интенсивности, основанные на ранжировании законов затухания сейсмических воздействий с расстоянием // Проблемы сейсмологии. 2023. Т. 5. № 1. С. 5‒17.Ибрагимова Т.Л., Ибрагимов Р.С., Мирзаев М.А., Ребецкий Ю.Л. Современное напряженное состояние земной коры территории Узбекистана по данным сборного каталога механизмов очагов землетрясений// Геодинамика и тектонофизика. 2021. Т. 12. № 3. C. 435‒454. Doi: https://doi.org/10.5800/GT-2021-12-3-0532Мокрушина М.Г., Вакарчук Р.Н., Татевосян Р.Э. О некоторых сильных землетрясениях Средней Азии во второй половине XIX в. // Вопросы инженерной сейсмологии. 2020. Т. 47. № 2. С. 45‒63. https://static.ifz.ru/10.21455/VIS2020.2-3Национальный атлас Узбекистана. Охрана природных условий и ресурсов, экологии и окружающей среды Республики Узбекистан. – Под ред. А.А. Абдухаитов – Ташкент: Кадастровое агентство при Государственном налоговом комитете Республики Узбекистан, 2020. Т. 1. 192 с.Писаренко В.Ф. Статистическое оценивание максимально возможных землетрясений // Физика Земли. 1991. № 9. С. 38‒47.Раутиан Т.Г. Энергия землетрясений. – В сб.: Методы детального изучения сейсмичности. – Под ред. Ю.В. Ризниченко ‒ М.: АН СССР, 1960. С. 75–114.Ребецкий Ю.Л. Тектонические напряжения и прочность пpиродных горных массивов. – Под ред. М.В. Грачева ‒ М.: Академкнига, 2007. 406 с.Резвой Д.П., Алексеенко А. В. Развитие глубинных разломов в течение мезозоя–палеогена и неогена-антропогена. – В сб.: Глубинные разломы Южного Тянь-Шаня. ‒ Под ред. Д.П. Резвого ‒ Львов: ЛьвовскГУ, 1973. С. 78‒90.Ризниченко Ю.В. Проблемы сейсмологии. ‒ Отв. ред. С.Л. Соловьев ‒ М.: АН СССР, 1985. 407 с.Таль-Вирский Б.Б. Геофизическая поля и тектоника Средней Азии. ‒ Под ред. В.Н. Никитиной ‒ М.: Недра, 1982. 271 с.Фленова М.Г., Иванова Е.Г. Сейсмический режим Западного и Южного Узбекистана – В сб.: Сейсмичность территории Узбекистана. – Отв. ред. К.Н. Абдуллабеков. – Ташкент: Фан, 1990. С. 130‒141.Шебалин Н.В. Методы использования инженерно-сейсмологических данных при сейсмическом районировании. ‒ В сб.: Сейсмическое районирование СССР. – Под ред. С.В. Медведева ‒ М.: Наука, 1968. С. 95–111.Шебалин Н.В. О предельной магнитуде и предельной балльности землетрясений // Физика Земли. 1971. № 6. С. 12‒20.Штейнберг В.В., Пономарева О.Н. О размерах очагов сильных землетрясений // Вопросы инженерной сейсмологии. 1987. Вып.28. C. 63‒72.Якубов Д. Х., Ахмеджанов М.А., Борисов О.М. Региональные разломы Срединного Южного Тянь-Шаня. ‒ Под ред. Г.А. Мавлянова ‒ Ташкент: Фан, 1976. 146 с.Якубов М.С., Соколов М.В. Анализ эффективности сети сейсмических станций Узбекистана на основных этапах ее развития. ‒ В сб.: Сейсмичность территории Узбекистана. – Отв. ред. К.Н. Абдуллабеков – Ташкент: Фан, 1990. С. 19‒28.Abrahamson N.A., Silva W.J., Kamai R. Summary of the ASK14 ground motion relation for active crustal regions // Earthquake Spectra. 2014. Vol. 30. No. 3. P. 1025‒1055.Anderson, J.G., Luco, J.E. Consequences of slip rate constants on earthquake occurrence relations // Bull. Seism. Soc. Am. 1983. Vol. 73. P. 471–496.Artikov T.U., Ibragimov R.S., Ibragimova T.L., Mirzaev M.A. Study of modern seismic zoning maps’ accuracy (case for Eastern Uzbekistan) // Geodes. Geodynam. 2016. Vol. 7. No. 6. P. 416‒424. Doi: https://doi.org/10.1016/j.geog.2016.04.015Artikov T.U., Ibragimov R.S., Ibragimova T.L, Mirzaev M.A. Complex of general seismic zoning maps OSR-2017 of Uzbekistan // Geodes. Geodynam. 2020. Vol. 11. Is. 4. P. 273‒294. Doi: https://doi.org/10.1016/j.geog.2020.03.004Atkinson G.M., Boore D.M. Earthquake ground-motion prediction equations for Eastern North America // Bull. Seism. Soc. Am. 2006. Vol. 96. No. 6. P. 2181–2205. Doi: https://doi.org/10.1785/0120050245Bindi D., Parolai S., Oth A., Abdrahmatov K., Muraliev A., Zschau J. Intensity prediction equations for Central Asia // Geophys. J. Int. 2011. Vol.187. P. 327‒337. Doi: 10.1111/j.1365-246X.2011.05142.x.Bungum H. Numerical modelling of fault activities // Comp. Geosci. 2007. Vol. 33. Is. 6. P. 808‒820.Campbell K.W., Bozorgnia Y. NGA-West2 Ground Motion Model for the average horizontal components of PGA, PGV, and 5 % damped linear acceleration response spectra // Earthquake Spectra. 2014. Vol. 30. No. 3. P. 1087–1115.Chen Y-S., Weatherill G., Pagani M., Cotton F. A transparent and data-driven global tectonic regionalization model for seismic hazard assessment // Geophys. J. Int. 2018. Vol. 213. Is.2. P. 1263–1280. Doi: https://doi.org/10.1093/gji/ggy005Chiou B. S., Youngs R. R. Update of the Chiou and Youngs NGA model for the average horizontal component of peak ground motion and response spectra // Earthquake Spectra. 2014. Vol. 30. No. 3. P. 1117‒1153.Cornell C.A. Engineering seismic risk analysis // Bull. Seism. Soc. Am. 1968. Vol. 58. P. 1583‒1606.Hanks T. C., Bakun W. H. M-logA observations for recent large earthquakes // Bull. Seism. Soc. Am. 2008. Vol. 98. No. 1. P. 490–494. Doi:10.1785/0120070174Ibragimov R.S., Ibragimova T.L., Mirzaev M.A., Ashurov S.H. Comparison of seismic hazard assessments obtained within the probabilistic and probabilistic-deterministic approaches for the territory of Uzbekistan // Seism. Instruments. 2022. Vol. 58. No. S1. P.21‒35. Doi: 10.3103/S0747923922070040Kanamori H., Anderson D.L. Amplitude of the earth’s free oscillations and long-period characteristics of the earthquake source // J Geophys Res. 1975. Vol. 80. No. 8. P. 1075‒1078. Doi: 10.1029/JB080i008p01075Knopoff L., Gardner J. Is the sequence of earthquakes in Southern California with aftershocks removed poissonian? // Bull. Seism. Soc. Am. 1974. Vol. 64. No. 5. P.1363‒1367.Kovesligethy R. Seismischer Starkegral und Intensität der Beben. // Gerlands Beiträge zur Geophysik. 1907. Vol. 8. P. 22–29.Leonard M. Earthquake Fault scaling: Self-consistent relating of rupture length, width, average displacement, and moment release // Bull. Seism. Soc. Am. 2010. Vol. 100. Is. 5A. P. 1971‒1988. Doi:10.1785/0120090189Leonard M. Self-consistent earthquake fault-scaling relations: update and extension to stable conti- nental strike-slip faults // Bull. Seism. Soc. Am. 2014. Vol. 104. Is. 6. P. 2953–2965.McGuire, R. K. Seismic Hazard and Risk Analysis. ‒ Ed.by M.S. Agbabian, (EERI Publ., Earthquake Engineer. Res. Inst., Oakland, California, USA. 2004), 240 p.Mikhailova N.N., Mukambayev A. S., Aristova I. L., Kulakova G., Ullah S, Pilz M., Bindi B. Central Asia earthquake catalogue from ancient time to 2009 // Ann. Geophys. 2015. Vol. 58. No. 1. Art. S0102. Doi:10.4401/ag-6681Nowroozi A. Empirical relations between magnitude and fault parameters for earthquake in Iran // Bull. Seism. Soc. Am. 1985. Vol. 75. No. 5. Р. 1327‒1338.Ordaz M., Aguilar A., Arboleda J. CRISIS2007. ‒ Program for Computing Seismic Hazard. ‒(Institute of Engineering UNAM, Mexico, 2007), URL: www.iingen.unam.mx (Accessed March 2016).Poggi V., Silacheva N., Ischuk A., Ibragimov R., Ismailov V., Abdrakhmatov K., Kobuliev Z., Karayev J., Parolai S., Bazzurro P. Development of an improved PSHA model for Central Asia. ‒ In: Proc. 3rd Europ. Conf. on Earthquake Engineering and Seismology (ECEES) Sept. 4-9 2022, Bucharest, Romania. P. 3900‒3905.Rautian T.G., Khalturin V.I., Fujita K., Mackey K.G., Kendall A.D. Origins and methodology of the Russian energy K-class system and its relationship to magnitude scales // Seism. Res. Lett. 2007. Vol. 78. No. 6. P. 579–590.Rebetsky Yu.L., Ibragimova T.L., Ibragimov R.S., Mirzaev M.A. Stress state of Uzbekistan’s seismically active areas // Seism. Instruments. 2020. Vol. 56. P. 679–700. Doi: https://doi.org/10.3103/S0747923920060079.Scherbaum F., Cotton F., Smit P. On the use of response spectral-reference data for the selection of ground-motion models for seismic hazard analysis: The case of rock motion // Bull. Seism. Soc. Am. 2004. Vol. 94. No. 6. P. 341‒348.Scherbaum F., Delavaud E., Riggelsen, C. Model selection in seismic hazard analysis: An information-theoretic perspective // Bull. Seism. Soc. Am. 2009. Vol. 99. P. 3234‒3247.Shebalin N.V. Macroseismic data as information on source parameters of large earthquakes // Phys. Earth and Planet. Interiors. 1972. Vol. 6. No. 4. P. 316–323. Doi: https://doi.org/10.1016/0031-9201(72)90016-7.Ullah Sh., Bindi D., Pilz M., Danciu L., Weatherill G., Zuccolo E., Ischuk A., Mikhailova N., Abdrakhmatov K., Parolai S. Probabilistic seismic hazard assessment for Central Asia // Ann. Geophys. 2015. Vol.58. Spec. Is. 1. Art. S0103. Doi:10.4401/ag-6687.Ulomov V.I. Seismic hazard of Northern Eurasia // Ann. Geophys. 1999. Vol. 42. No. 6. P. 1023–1038. Doi: https://doi.org/10.4401/ag-3785Wells D.L., Coppersmith K.J. New empirical relationships among magnitude, rupture length, rupture width, rupture area and surface displacement // Bull. Seism. Soc. Am. 1994. Vol. 84. No. 4. P. 974‒1002.Youngs R.R., Coppersmith K.J. Implications of fault slip rates and earthquake recurrence models to probabilistic seismic hazard estimates // Bull. Seism. Soc. Am. 1985. Vol. 75. P. 939–964.Catalog of Earthquakes in Uzbekistan and Adjacent Territories, http://smrm.uz/jamlanma (Accessed May 1, 2024).GMPE, https://docs.gempa.de/sigma/current/base/sigma-gmpes.html (Accessed May 1, 2024).GMPE, http://www.gmpe.org.uk/ (Accessed May 1, 2024).AFEAD, http://neotec.ginras.ru/index/mapbox/database_map.html (Accessed May 5, 2022).