диссертация (Приливные эффекты в высокочастотных сейсмических шумах в сейсмоактивном регионе), страница 44

Шикотан не превышает280300 м. В зону регистрации попадает крупный массив габброидов шикотанскогоинтрузивного комплекса площадью около 25 км2, расположенный восточнеепоселка Малокурильское. В районе Малой Курильской гряды и, в частности, уострова Шикотан по данным сейсмоакустических исследований мощность донныхосадков составляет не более 100 – 150 м, а местами на морское дно выходиткристаллический фундамент преимущественно верхнемелового возраста."Шикотан"0Эпицентральное расстояние, км2006080100120140M4.4204040M5.0M5.2M8.3M4.7Глубина, км6080100120140160180200Рисунок П1.9 – Зависимость “эпицентральное расстояние – глубина” длясейсмичности в радиусе 150 км от пункта “Шикотан” по данным NEIC 1989 – 2008гг.

Отмечены ближайшие к станции землетрясения указанной магнитуды.На о. Шикотан развита сеть разломов, которые образуют системы двухнаправлений: северо-восточные (продольные, расположенные вдоль дуги) исеверо-западные (поперечные, расположенные вкрест дуге). В северо-западнойчасти острова Шикотан установлена система активных субвертикальных разломоввзаимно-перпендикулярного простирания, которые проходят в непосредственнойблизости от сейсмометрической штольни. Установлено, что наиболее интенсивныесовременныевертикальныедвиженияианомальныекороткопериодныегоризонтальные деформации на о. Шикотан происходят в период повышения281сейсмической активности. При этом отдельные блоки наклоняются как вдольпростирания дуги, так и перпендикулярно к ней.

Предполагается, что земнаяповерхность в районе станции, в северо-западной части острова, представляетсобой упругую систему мелких блоков, деформирующихся, в частности, в периодподготовки землетрясений.Приведенные данные иллюстрируют, во-первых, неоднородность строенияи,во-вторых,высокуюподвижность,динамичностьобластисборамикросейсмической информации, ее подверженность внешним воздействиям. Посуществующимпредставлениямсредестакимигеолого-геофизическимихарактеристиками присуща повышенная сейсмоэмиссионная активность.Пункт “Эримо”АппаратураустановленавштольнеГеофизическойобсерваторииУниверситета Хоккайдо, расположенной на юго-восточной оконечности о.Хоккайдо (Япония), в районе мыса Эримо, в двух км от океана (рисунок П1.10).Штольня пройдена горизонтально в обширном интрузивном массиве мезозойскоговозраста.

Удаление от поверхности обеспечивает стабильные условия регистрации.В частности, сезонные колебания температуры в штольне составляют ±0.05C, асуточные − практически отсутствуют.Мыс Эримо расположен в зоне мелкофокусной сейсмичности зонысубдукции(рисунки П1.8, П1.11),чтодопускаетизучениевоздействиятектонических процессов на сейсмическую эмиссию. Наличие пункта комплексныхнаблюдений дает потенциальную возможность рассмотреть связь ВСШ с другимигеофизическими полями.Остров Хоккайдо является местом сочленения двух вулканических дуг –Японской и Курило-Камчатской.

Центральная часть острова от мыса Эримо до егосеверной оконечности принадлежит зоне Хоккайдо-Сахалинского антиклинория[Кропоткин, Шахварстова, 1965]. Системы структур Центрального Хоккайдо,продолжающиеся на острове Сахалин, обособлены как от Курило-Камчатской, таки от главной Японской островной дуги.282абвгРисунок П1.10 – Станция регистрации ВСШ “Эримо”.а – мыс Эримо. б – комплексная геофизическая обсерватория “Эримо”.в – штольня обсерватории.г – сейсмопостамент.

Датчик ВСШ отмечен стрелкой.283"Эримо"0Эпицентральное расстояние, км20020406080100120140M5.0M4.140M5.9M4.9M8.3M6.0M7.4Глубина, км6080M4.5100120140160180200Рисунок П1.11 – Зависимость “эпицентральное расстояние – глубина” длясейсмичности в радиусе 150 км от пункта “Эримо” по данным NEIC 1989 − 2008 гг.Отмечены ближайшие к станции землетрясения указанной магнитуды.284ПРИЛОЖЕНИЕ 2. ОСОБЕННОСТИ СЕВЕРНОЙ ЧАСТИСЕЙСМОФОКАЛЬНОЙ ЗОНЫ КАМЧАТКИКурило-Камчатский регион входит в Тихоокеанский сейсмический пояс ихарактеризуется большой контрастностью и интенсивностью тектоническихдвижений, высокой сейсмической и вулканической активностью, а также сложнымстроением земной коры и верхней мантии.

Полуостров Камчатка, расположенный вузле сочленения Тихоокеанской, Евразийской и Североамериканской литосферныхплит, в плане глубинного строения является одним из сложнейших иинтереснейших районов планеты. Основным геодинамическим элементом ирезультатомглубинногосейсмофокальнаязона.взаимодействияОсобенностиеелитосферныхконфигурацииструктурвявляетсясевернойчастиопределяются пересечением Курило-Камчатской и Алеутской островных дуг(Рисунок П2.1). Более подробно они рассмотрены в работах [Федотов и др., 1985,1987; Gorbatov et al., 1997].

На поверхности ширина этой зоны составляет около200 км. Линия максимальной сейсмичности проходит по восточным полуостровами заливам Камчатки и приурочена к глубинам до 40 км. Именно в районе севернойчасти Кроноцкого полуострова наблюдается изгиб сейсмофокальной зоны иглубоководного желоба к западу, а также смещение цепи вулканов в том женаправлении.В отличие от всей территории полуострова, где преобладает линейнаязональность тектонических сооружений северо-восточного простирания, в районеКроноцкогополуостроваориентации.ЭтовыявленыглубинныеКроноцко-Крутогоровскаязонаструктурысубширотнойглубинныхсубширотныхразломов, картируемая по геофизическим данным и новейшим разломнымнарушениям [Супруненко и др, 1973]. Здесь же зарегистрировано аномальновысокое количество землетрясений с глубинами 150 – 200 км [Федотов и др, 1987].По данным сейсмической томографии [Gorbatov et al., 1999; Гонтовая,Низкоус, 2005; Низкоус и др., 2006] на широте северной части Кроноцкого п-ва наглубинах 150 – 200 км скорость сейсмических волн повышена.

Контрастно285Рисунок П2.1 – а – Схема, отражающая особенности конфигурациисейсмофокальной зоны Камчатки, на которую нанесены эпицентры глубокихсубдукционных землетрясений 16 июня 2003 г. и 10 июня 2004 г. 1 – станциирегистрации ВСШ, 2 – эпицентры землетрясений 16 июня 2003 г. и 10 июня 2004г., 3 – вулканы, 4 – ось глубоководного желоба, 5 – конфигурация субдуцируемойплиты по [Gorbatov et al., 1997], 6 – вулканический пояс, 7 – зона аномальновысокого числа землетрясений с глубинами 150 – 200 км по [Федотов и др., 1985,1987]б – Кроноцко-Крутогоровская зона глубинных субширотных разломов Камчаткипо [Супруненко и др., 1973].

8 – разломы, выделенные по гравиметрическимданным; 9- предполагаемые разломы, полученные при исследовании магнитногополя; 10 – новейшие разломные нарушения.286проявляется расслоенность верхней мантии, взаимоувязываясь с характеромсейсмичности:гипоцентрыприуроченыкнаиболееконтрастнымвысокоскоростным неоднородностям.Еще одной особенностью рассматриваемого района (зоны сочлененияКурило-Камчатской и Алеутской островных дуг) является наличие афтершоковглубоких землетрясений [Saltykov, 2004]. На рисунке П2.2 представлены картыэпицентров камчатских землетрясений за 1962 – 2005 гг. с M ≥ 6.0 и проекциягипоцентров этих землетрясений на вертикальную плоскость.

Афтершоковыепоследовательности выделены из камчатского регионального каталога по методике[Молчан, Дмитриева, 1991] при помощи программы, любезно предоставленнойВ.Б. Смирновым (МГУ, физический факультет). Как видно из рисунка, за времядетальных сейсмических наблюдений на глубинах H ~ 200 км афтершоковыепроцессы не наблюдались. Исключение составляют лишь рассматриваемыесобытия (16 июня 2003 г. M = 6.9 и 10 июня 2004 г.

M = 6.8). Для диапазона глубинот 90 до 200 км афтершоки выделены лишь для двух землетрясений, которые такжепроизошли в сейсмофокальной зоне севернее Кроноцкого полуострова: 22 марта1980 г., М = 6.2, Н = 97 км и 17 августа 1983 г., М = 6.8, Н = 102 км [Гордеев и др.,1987]. Для более мелких сильных землетрясений Камчатки характерно развитиедостаточно интенсивных афтершоковых последовательностей. Отсутствие таковыхдля некоторых событий в районе Командорских островов с большой вероятностьюобъясняетсянеполнотойинформацииинесовершенствомсистемысейсмологических наблюдений в этом районе, удаленном от основной сетикамчатских сейсмостанций.287Рисунок П2.2 – Карты эпицентров землетрясений Камчатки 1962 – 2005 гг.

сM ≥ 6.0 для диапазона глубин от 0 до 100 км (а), от 100 до 250 км (б) и проекциягипоцентров всех приведенных землетрясений на вертикальную плоскость (в),параллельную оси абсцисс рисунков П.2.2 а, б. 1 – эпицентры (гипоцентры)землетрясений, для которых афтершоки по методике [Молчан, Дмитриева, 1991]найдены не были, 2 – эпицентры (гипоцентры) землетрясений, сопровождавшихсяафтершоковым процессом.288ПРИЛОЖЕНИЕ 3. АППАРАТУРНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКСНА БАЗЕ ПРЕССА INOVA: ТЕХНИЧЕСКИЕ ВОЗМОЖНОСТИМОДЕЛИРОВАНИЯ СЛАБОГО ПЕРИОДИЧЕСКОГО ВОЗДЕЙСТВИЯОснову геофизического комплекса [Патонин, 2006] составляет управляемаягидравлическая испытательная машина INOVA, развивающая осевое усилие до1000 кН.

Блок-схема испытательного комплекса представлена на рисунке П3.1.Пресс состоит из верхней и нижней станин, соединенных мощными стальнымиколоннами диаметром 130 мм. Между колоннами образуется рабочее пространстводля размещения камеры всестороннего сжатия (3). В основании пресса находитсяглавный рабочий цилиндр с верхней и нижней камерами.

В камеру всестороннегосжатия с помощью отдельной насосной станции (14) подается обжимающееобразецдавлениемасла.Создаваемоедавлениевпределах0 – 200 МПаподдерживается в системе за счет начальной герметизации соединений исамоуплотняющихся сальников. Другая насосная станция (на общей блок схеме необозначена) создает поровое давление в пределах 0 – 30 МПа, поступающее вобразец через верхний подвижный поршень (7) камеры всестороннего сжатия.Стабилизация этого давления осуществляется специальным компенсатором.Магистральное давление, создаваемое основной насосной станцией пресса (15),поступает в верхнюю (5) и нижнюю (4) части рабочего цилиндра. Баланс этогодавления регулируется сервовентилями, которыми управляет аналоговая стойкаконтроля (16) посредством компьютера (17).

Управление текущим положениемпуансонов пресса и, соответственно, осевой деформацией образца, осуществляетсяна аналоговом уровне. Сигнал с датчика положения (8) поступает в аналоговуюстойку контроля и управления (16). Сюда же подается эталонный (задающий)сигналскомпьютерадифференциальныйуправлениярегулятор(17).аналоговойПропорционально-интегральностойкиконтролявырабатываетразностный сигнал между сигналом положения и задающим сигналом. Этотразностный сигнал управляет работой сервовентилей и изменяет баланс давлений вверхней (5) и нижней (4) камерах главного цилиндра. Это приводит к смещениюположения пуансонов пресса в нужную сторону.289Верхняя станина пресса.14 Всестороннеедавление0-200 МПа.21 Датчик9 Нагрузканагрузки.87Положениепуансонов.10 Интегральнаяакустика.115 Магистральное2давление.311 СкоростиУЗ волн.612 Волновыеформы АЭ.5Сервовентили16Аналоговаястойка контроля ирегулирования.Поршень главногоцилиндра.13Тензометрия.4Главный цилиндр.Нижняя станина пресса.17 Компьютеруправленияпрессом.18 Станция синхронизации19 Тензометрическаястанция АТМ-16.20 Ультразвуковаястанция.Магистраль локальной вычислительной сети.Рисунок П3.1 – Общая блок-схема испытательного комплекса INOVA.1– испытуемый образец, 2– дополнительные датчики осевой нагрузки, 3– камеравысокого давления, 4– нижняя камера главного цилиндра, 5– верхняя камераглавного цилиндра, 6– толкатель главного цилиндра, 7– толкатель камерывысокого давления с компенсатором, 8–индуктивный датчик положения пуансоновпресса, 9– предварительные усилители датчиков осевой нагрузки и положенияпуансонов пресса, 10– предварительный усилитель датчика интегральной акустики,11–предварительные усилители с коммутатором регистратора скоростейультразвуковых волн, 12– предварительные усилители регистратора волновыхформ АЭ, 13– схемы регистратора осевой нагрузки и радиальной деформации, 14–насосная станция камеры всестороннего давления, 15– насосная станциямагистрального давления пресса, 16– аналоговая система контроля пресса иуправления работой сервовентилей, 17– компьютер управления и контроля пресса,18– станция синхронизации и непрерывной записи потока акустической эмиссии,19–тензометрическая станция АТМ–16, 20– ультразвуковая станция регистрациискоростей УЗ волн и волновых форм сигналов АЭ, 21– датчик осевой нагрузкипресса.290Программа управления [Патонин, 2004б] изменяет уровень задающегосигнала дискретно (шаг генератора).