31 проявление сейсмичности в северо-западной части припятского прогиба

Начиная с 1983 г. прошлого столетия, начаты регулярные инструментальные наблюдения за сейсмичностью на территории Солигорского горнопромышленного района. Сейсмологический мониторинг исследуемой территории обеспечивает сеть сейсмических станций [1― 3]. Современные технические средства наблюдений состоят из измерительного оборудования ― сейсмометров, воспринимающих движения почвы, возникающие в результате распространения сейсмических волн, и регистрирующего оборудования. Результатом обработки записей землетрясений является станционный сейсмологический бюллетень и каталог землетрясений.

Основная часть зарегистрированных сейсмических событий приурочена к северо-западной части Припятского прогиба, включая и Солигорский горнопромышленный район, где ежегодно фиксируется около 50 сейсмических толчков энергетического класса К= 4― 9. За весь период наблюдений в этой зоне произошло четыре землетрясения, которые имели ощутимый характер [4― 6]. 10 мая 1978 г. произошло землетрясение с магнитудой 3, 0 в районе д. Кулаки вблизи г. Солигорска. Интенсивность сотрясений в эпицентре достигала 4― 5 баллов. Ощущался гул, дребезжали оконные стекла, раскачивались висячие предметы, слышался скрип мебели и полов на первых этажах деревянных зданий. В шахте калийного комбината произошел обвал кровли штрека. 1 декабря 1983 г. произошло землетрясение с магнитудой 2, 8 в 3 км к югу от н. п. Повстынь и в 40 км к северо-востоку от г. Солигорска. Интенсивность сотрясений в эпицентре достигала 4― 5 баллов. Ощущался гул, дребезжание стекол, раскачивание висячих предметов, скрип полов, мебели, образовались отдельные трещины в штукатурке. 17 октября 1985 г. произошло землетрясение с магнитудой 3, 1 в 10 км к западу от г. Глуска и в 70― 80 км восточнее г. Солигорска. Интенсивность сотрясений достигала 3― 4 баллов. Ощущались колебания земли, раскачивание висящих предметов, цветов. 16 марта 1998 г. произошло землетрясение с магнитудой 1, 9 в районе п. Погост Солигорского района. Оно ощущалось с интенсивностью 4― 5 баллов. Опрос населения показал, что наблюдалось дребезжание стекол, самопроизвольное открывание дверей, передвижение мебели, скрип пола, многие спящие просыпались. На стенах потрескалась штукатурка, имеющиеся трещины стали больше, кое-где оторвалась кафельная плитка. Радиус зоны сотрясений составил 1, 5― 2, 0 км. Эти факторы свидетельствуют о небольшой глубине события. Можно также предположить, что это сейсмическое событие могло спровоцировать внезапное обрушение лавы, что в совокупности с основным событием, вызвало ощутимый эффект.

Рис. Карта эпицентров сейсмических событий северо-западной части Припятского прогиба за 1983― 2008 гг.: 1 ― магнитуда землетрясений; 2 ― столица; 3 ― дата землетрясения

Всего на исследуемой территории инструментально зарегистрировано и обработано 1135 сейсмических событий. На основе этих данных составлена карта сейсмичности северо-западной части Припятского прогиба, которая представлена на рисунке. Размер окружностей на карте соответствует землетрясениям с магнитудой М от 0, 6 до 3, 5. На карте показана дата ощутимых и удаленных сейсмических событий исследуемого региона. В 2008 г. в этом районе зарегистрировано и обработано 35 сейсмических событий с магнитудой М = 0, 5― 2, 3. Из них три наименьших событий с М = 0, 5 произошли соответственно 19 июля в 07^ч 52^м, 14 августа в 23^ч 49^м и 25 октября в 13^ч 23^м, а наибольшее с М = 2, 3 21 февраля в 08^ч 22^м. Ощутимых землетрясений не зарегистрировано. В 2008 г. наблюдается соответствие общего числа событий зарегистрированным в 2007 г. (N = 34), но остается ниже относительно среднего многолетнего значения (N = 45) за 25 лет наблюдений в 1, 3 раза.

При длительной разработке Солигорского месторождения калийных солей были нарушены равновесные условия, что вызвало критическое перераспределение напряжений в разрабатываемых пластах и вмещающих породах. Технологические процессы, связанные с интенсивной добычей калийных солей, приводят к нарушению геодинамического равновесия в земных недрах. Это способствует просадкам, образованию трещин, возникновению газодинамических явлений. Подземные воды под давлением могут проникать в трещины и приводить к избыточному порово-трещинному давлению, что является своеобразной смазкой в зонах нарушения сплошности среды. Энергия возникающих сейсмических событий зависит от свойств пород коллектора и окружающего горного массива, их напряженного состояния, от степени дискретности среды и наличия в ней неоднородностей, от темпов и интенсивности разработки месторождения.

Таким образом, сейсмические события, являющиеся следствием естественных деформационных процессов, несут важную информацию о пространственном расположении активно деформирующихся областей горного массива Солигорского горнопромышленного района. Установлено, что крупномасштабное перераспределение горных масс в сочетании с особенностями тектонической обстановки региона, в пределах которого находится это месторождение, стало причиной возникновения местной сейсмичности наведенного характера. В результате эволюции сейсмического процесса область проявления сейсмичности со временем расширяется. Для получения достоверной оценки развития сейсмодеформационных процессов в Солигорском горнопромышленном районе необходима длительность регистрации сейсмических событий в режиме непрерывного мониторинга.

_ 34 проблемы сейсмотектоники припятского прогиба

Введение. Проблемы изучения сейсмичности и сейсмотектонического районирования сейсмической опасности Припятского прогиба основаны, прежде всего, на прогнозной оценке сейсмического потенциала, выделении зон возникновения очагов землетрясений (ВОЗ) и учете исторических и инструментально зарегистрированных землетрясений в пределах исследуемой территории. Проблемы определения зон ВОЗ и сейсмотектонического потенциала требуют особенно тщательного системного подхода. Он включает анализ и обобщение геолого-геофизических данных, отражающих главные особенности проявления новейших или современных тектонических процессов, пространственное размещение активных и пассивных разломов, очагов землетрясений, теоретическую (формализованную) оценку максимальной магнитуды землетрясений в пределах конкретных зон [1, 2].

Тектоника Припятского прогиба. Припятский прогиб расположен между Белорусской и Воронежской антеклизами и разделяющей их Жлобинской седловиной на севере и Украинским щитом на юге и включает Припятский грабен и Северо-Припятское плечо. Он протягивается в западно-северо-западном, близком к широтному направлении на 280 км и имеет ширину до 150 км. От Украинского щита прогиб отделен Южно-Припятским краевым разломом, представляющим собой зону сбросов общей амплитудой по поверхности фундамента до 2― 4 км. Северной границей прогиба на западе и грабена на востоке является Северо-Припятский краевой разлом, состоящий из серии кулисообразно подставляющих друг друга разрывов типа сбросов с суммарной амплитудой до 2, 0― 3, 5 км. На востоке северной границей Припятского прогиба служит Жлобинский и Малиновско-Глазовский разломы, отделяющие Северо-Припятское плечо от Жлобинской седловины. Полесская седловина отделяет Припятский прогиб от Подлясско-Брестской впадины на западе, а Брагинско-Лоевская седловина ― от Днепровско-Донецкого прогиба на    востоке [3].

Сейсмичность. Особенности пространственного распределения землетрясений в зоне сочленения северо-западной части Припятского прогиба и Белорусской антеклизы, изучены на основе данных о землетрясения с энергетическим классом К = 4― 9. Ежегодно в этой зоне фиксируется до 50 сейсмических толчков. Сопоставление пространственно-временного распределения очагов землетрясений с тектонической характеристикой региона показывает, что большинство разломов здесь высокоактивны в сейсмическом отношении [4].

Зоны возможных очагов землетрясений в пределах Припятского прогиба. При проведении комплексного сейсмотектонического анализа в пределах Притяского прогиба были рассмотрены потенциально активные структуры. Основным критерием отнесения их к сейсмогенерирующим, которые можно отождествлять с зонами ВОЗ, было установление в их пределах эпицентров землетрясений. Зоны ВОЗ были выделены на основе сейсмогеологических данных с одной стороны и с прогнозной оценкой их сейсмотектонического потенциала М_max ― с другой. В результате была определена окончательная оценка М_max для каждой сейсмогенной зоны и уточнены границы зон ВОЗ. При этом величина М_max для каждой зоны определялась следующим образом: по магнитуде наиболее сильного землетрясения для данной структуры (при наличии землетрясений); по аналогии со сходными геоструктурами данного региона (при отсутствии зафиксированных землетрясений); на основе расчетных методов [5]. За М_max принималось максимальное значение магнитуды, выделенное в пределах данной зоны. Протяженность сейсмогенерирующих зон определена по длине активной части разлома, либо по размерам сейсмотектонической зоны на карте. Ширина таких зон выявлена расчетным путем [6, 7]: ортогонально к осевой линии сейсмогенерирующей структуры откладывалось расстояние, равное удвоенному радиусу очаговой зоны для данного максимального значения магнитуды. Глубина возможного очага землетрясения с М_max для каждой зоны определялась исходя из особенностей геологического строения, преобладающих глубин возникновения сильных землетрясений в сходных тектонических условиях других древних платформ, вертикальных размеров очаговой области (при условии невыхода разрыва на дневную поверхность Земли, что характерно для коровых землетрясений с М≤ 5, 5 на платформах), либо по годографу для инструментально зарегистрированных землетрясений. В конечном счете, определялось наиболее вероятное значение глубины возникновения землетрясения с М_max для данной зоны ВОЗ. Применение такого комплексного методического подхода позволило выделить в пределах Припятского прогиба нелинейную надзону ВОЗ.  

Припятская нелинейная надзона. Основным фактором для выделения Припятской надзоны ВОЗ послужила ее приуроченность к Припятско-Днепровско-Донецкой палеорифтовой сейсмотектонической провинции. Эта надзона включает в себя ряд зон и подзон, имеет изометричную форму и является наиболее обширной и самой активной среди зон ВОЗ в пределах Беларуси. Подобные структуры обладают повышенной сейсмичностью и на других древних платформах. Сильные землетрясения обычно возникают в краевых частях структур, более слабые ― в центральной части прогиба. В основном они связаны с продольными разломами, фрагменты которых активны на новейшей стадии тектонического развития.

Северо-Припятская зона состоит из трех сейсмогенных подзон: Любаньской, Березинской и Гомельской. Все эти подзоны выделены в качестве активных по комплексу геолого-геофизических показателей, проявляются в фундаменте, отражены смещениями по поверхности фундамента и в осадочном чехле. В пределах Любаньской подзоны отмечен эпицентр землетрясения 1985 г. Она совпадает с участком повышенного значения сейсмотектонического потенциала, однако слабо проявляется в изолиниях суммарных амплитуд неотектонических деформаций.

Следует отметить, что сопредельная с Припятским палеорифтом северо-восточная часть Днепровско-Донецкого палеорифта характерна большой неотектонической активностью. Параллельно северо-восточной зоне краевых разломов Припятско-Днепровской системы грабенов простирается зона повышенных значе

В настоящее время установлена высокая активность многих тектонических зон Припятского грабена и выявлено преобладание диагонального (северо-западного и юго-восточного) сжатия на современной стадии. В таком случае, именно в северо-восточной части Припятского прогиба должны накапливаться и проявляться максимальные напряжения. Это проявляется и при анализе полей неотектонических напряжений. Здесь отмечается узел пересечения зон разломов разного ранга и простирания. Вблизи этого тектонического узла установлены повышенные значения теплового потока до 70― 80 мВт/м², значительно превышающие фоновые значения. Северо-Припятская и Лоевская зоны проступают на космотектонической карте в виде линейных морфоаномалий, соответствующих разрывным нарушениям. Березинская подзона частично, а Гомельская в основном совпадают с зоной активных разломов северо-западного направления, и обрамляется с востока северной частью субмеридионального Лоевского разлома.

Таким образом, по степени тектонической активности, набору необходимых формальных признаков перечисленные подзоны ВОЗ можно расположить следующим образом: средней активности ― Любаньская подзона, с сейсмотектоническим потенциалом М_max= 4, 0; H = 5 км; активная - Березинская подзона, М_max= 4, 5; H = 10 км; высокой активности ― Гомельская подзона, М_max= 4, 5; H = 10 км.

Южно-Припятская зона отличается одинаковыми сейсмотектоническими параметрами на всем протяжении и приурочена к Южно-Припятской системе разломов. Эта зона состоит из фрагментов дизъюнктивов, которые выявлены геолого-геофизическими методами в фундаменте и чехле, а также частично совпадают с зонами новейших активных разломов. К ним относится южная часть субмеридионального Лоевского разлома и восточная часть широтного Южно-Припятского разлома, входящих в состав Словечненской сейсмогенной подзоны со следующими характеристиками: М_max= 4, 5; H = 10 км. В целом Южно-Припятская зона составляет более или менее однородную сейсмотектоническую структуру, за исключением ее западной части. Она выделена как Туровская потенциально-сейсмогенная подзона, которая связана с малоамплитудными разрывными нарушениями и проявляется в фундаменте и низах чехла и совпадает с территорией повышенного сейсмотектонического потенциала. Это позволило выделить рассматриваемую подзону в качестве потенциально сейсмогенерирующей с сейсмотектоническими характеристиками, примерно соответствующими Любаньской подзоне Северо-Припятской зоны. Сейсмотектонический потенциал зоны: М_max= 4, 0; H = 5 км.

Центрально-Припятская зона. Центральная часть Припятского прогиба расчленена большим количеством протяженных, широтно-ориентированных разрывных нарушений с высокой вертикальной амплитудой смещения по большей части чехла, в ряде мест рассеченных диагональными и субмеридиональными разрывами. Центрально-Припятская зона совпадает с территорией повышенного сейсмотектонического потенциала с М_max= 3, 5. В южной части этой зоны отмечается мощная широтная Наровлянская система активных разломов, в пределах которой произошло землетрясение 1983 г. Эту территорию можно рассматривать как палеорифтовую зону с одинаковым сейсмотектоническим потенциалом. Западной границей зоны является линия, оконтуривающая участки синрифтовых разломов. К этой границе приурочен градиент резкого сокращения мощности осадочной толщи по сравнению с центральным и восточным сегментами палеорифта. Сейсмотектонический потенциал зоны: М_max= 3, 5; H = 5 км.

Заключение. При проведении сейсмотектонического районирования Припятского прогиба выделена Припятская нелинейная надзона, включающая: Северо-Припятскую зону с сейсмотектоническим потенциалом (М_max= 4, 5; H = 10 км), Центрально-Припятскую зону (М_max= 3, 5; H = 5 км) и Южно-Припятскую зону (М_max= 4, 0; H =5 км). Их размеры определены с учетом морфологии и кинематики активных разломов, преобладающих глубин возникновения очагов землетрясений и максимальных размеров очаговых ареалов. Максимально возможная магнитуда землетрясений определена по данным расчета сейсмотектонического потенциала или принята реальная максимальная магнитуда, зафиксированная в пределах данной зоны ВОЗ.

Исследования выполнены при финансовой поддержке Белорусско-российского фонда фундаментальных исследований (БРФФИ), проект № Х08Р-206.