Статические и кинематические основы сейсмической геодинамики очаговых зон землетрясений и пространственно-временного прогнозирования (стр. 2 )

Для целей определения флюидонасыщенности среды введены параметры огибающей энергограммы – отношение амплитуды Amax к Т-периоду огибающей аномалии.

Обработка полученных данных об изученной энергии обуславливается состоянием пласта – коллектора, характером и степенью его флюидонасыщенности, т. е. свойствами самого пласта – коллектора, который будет сказываться на его количественном показателе А/Т Изучение этого показателя представляет практический интерес, этот параметр используется как в разведочной геологии, так и в сейсмологии, его аналог – энергетический класс землетрясений. Для определения фундаментальных соотношений и использования А/Т в качестве признака различия характера и степени флюидонасыщенности пласта – коллектора проведены исследования на основе полученных конечных двух формул, выполнены необходимые расчеты. Для образования диагностического признака существует диагностический подход для А/Т, устанавливаемых индивидуально, в зависимости от конкретных условий.

Методом, ориентированным на изменении глубинных разломов, является метод дифракции. Разработаны специальные кинематические и динамические критерии выявления дифрагированных волн, позволяющих определить положение дифрагирующего объекта – яркой точки, представляющей собой аномалию сейсмических свойств среды. Метод позволяет выделить в вреде кластеры неоднородностей – рассеивателей, представляющих образ геологического объекта, которым могут быть фрагмент залежей нефти/газа, геологический разлом, очаг созревающего землетрясения. В настоящее время метод активно внедряется как в сейсмологию, так и сейсморазведку. Перспективно использовать в сейсмологии новую модификацию метода, которая выявляет не пассивные рассеиватели – неоднородности, а активные микроисточники, источники сейсмоэмисионных колебаний, группирующихся в готовящемся очаге землетрясения и окружающей его среде.

Глава 3. Сейсмические модели деформационных структур среды очаговых зон землетрясений. В этой главе приводятся принципы выбора размеров и границ территории районов в пределах общего единого геодинамического Кавказско-Иранского сейсмоактивного региона. Важное значение при идентификации региональных и локальных структур очаговых зон готовящихся землетрясений приобретают объекты не “точечных” эпицентров, а очагов землетрясений разных магнитуд в соответствии с их размерами ориентацией. В методологическом отношении исследования таких геодинамических структур очаговых зон наиболее детально проводятся по территории Кавказа и в его пределах, в Азербайджане и прилегающей акватории Каспийского моря. Линейные размеры выбранных территорий должны быть сопоставимы с линейными размерами очагов катастрофических землетрясений. При этом необходимо учесть также эффект “кольцевой” сейсмичности, т. е. форшоковую деятельность и то, что моменты возникновения некоторой части землетрясений конкретного региона определяются процессами протекающими далеко за его пределами, а также размерами пятен эпицентров на многолетних картах землетрясений. Такими выбранными очаговыми областями для изучения по более обширным регионам являлись регионы Шемаханских и Джавахетских землетрясений на Кавказе. На территории распространения очаговых областей крупных землетрясений Кавказа и акватории Каспия для изучения глубинного строения земной коры и верхней мантии применялась разная методика полевых сейсмических наблюдений и в довольно большом объеме. Приводится информация о положении системы сейсмических наблюдений, их особенностях при изучении глубинных разломов, а также об объемах отработанных профилей ГСЗ.

Наряду с профильно-площадной съемкой КМПВ в г. в очаговой зоне землетрясений был проведен цикл работ сейсмологическим методом станциями “Черепаха” (Бабазаде), в том числе МОВЗ и СМОВ. Подобные работы параллельно проводились и на территории М. Кавказа, в пределах Араратской и Джавахетской сейсмогенных зон (Попов, Вольвовский, Егоркина и др.). Приводятся также данные о работах МОВЗ и о других видах геофизических работ, выполненных другими организациями. Специальные сейсмические профиля по системе наблюдений КМПВ (№ 16,30) и сейсморазведка отраженными волнами были отработаны в районе ствола и околоскважинного пространства СГ-1, относящегося к периферийной части Шамаханской сейсмоопасной очаговой обласи землетрясений и непосредственно к сейсмоактивным зонам Саатлы-Зардоб-Имишлинских землетрясений. Описание методики наблюдений, аппаратуры и волнового поля приводится в публикациях (Бабазаде, 1996). Общий объем выполненных в пределах Среднекуринской впадины и смежных территорий южного склона Б. Кавказа региональных профилей методом КМПВ составил более 560 тыс. км. С использованием материалов КМПВ и ГСЗ методом преобразований нерегулярных полей отраженных волн прерывистой корреляции в скоростную модель были отработаны старые и новые первичные профилей КМПВ и ГСЗ, в том числе профиль 1-К на Каспии, совпадающий с начальной частью профиля 1-2 ГСЗ в море, профиля ГСЗ №3 Гали-Пойлы и ГСЗ-МОВЗ – Акстафа-Батуми, а также КМПВ Габала-Шамаха-Мараза и еще 3 профиля по простиранию и четыре профиля вкрест простирания основной складчатости Кавказа, покрывающих систему разломных зон южного склона. Обработка массива записей нерегулярного поля отраженных волн осуществлялась по алгоритму и программе МЗК (модель земной коры), предназначенных для построения скоростных моделей на ЭВМ по наблюденному полю отраженных волн прерывистой корреляции при методике продольного профилирования. Внедрены и использовались на Кавказе и структурные модификации сейсмологии, использующие волны, возбуждаемые местными и удаленными землетрясениями. В режимных наблюдениях трех циклов целевых работ в пределах очаговых зон Шамахинских землетрясений, каждый из которых составлял 4-5 месяцев, одновременно участвовало соответственно 3,5 и 9 станций записи АСС-ЗМ. Площадное размещение станций в трех точках наблюдений первого цикла (Пиркули, Ахсу, Буйнуз) образовали трехугольную систему сети, а в пяти точках второго цикла (Пиркули, Шамаха, Падар, Миджан и Тирджан) систему сети правильного параллелограмма из четырех станций с пятой (Тирджан) лежащей внутри этого параллелограмма. Работа третьего цикла проводилась вдоль двух профилей поперек Кавказскому простиранию поверхностных геологических структур. Первый профиль располагался вдоль реки Гырдыманчай от Падара до Лагича, а второй вдоль верхнего течения р. Геокчай. Шаг между станциями каждого цикла составлял соответственно 20-45 км, 15-25 км и 2,5-6 км. С учетом ближайших сейсмологических станций регионального типа, исследуемая площадь с зонами исторически сильных землетрясений и наибольшей современной сейсмической активностью А10 , размещалась внутри площадных расстановок. Установка станций вблизи активных разломов и их пересечений, соизмеримость размеров площади исследований с возможностями аппаратуры, сравнительно высокий частотный диапазон регистрируемых событий, позволил получить весьма ценный материал по слабой сейсмичности в виде продольных и поперечных волн от местных и близких землетрясений. Причиной значимости этого материала, а так же материала по профилю КМПВ – 1 (Габала - Мараза), отработанного в 1979 г. и, пересекающего продольно Шемахинскую очаговую зону в центральной ее части, является то, что он охватывает периоды предшествующие серии довольно сильных событий, случившихся на исследуемой площади в ноябре-декабре 1981 г. Методика наблюдений по изучению глубинной структуры очаговых зон представляет систему из крестов, образованных продольным профилем КМПВ Габала-Мараза и двумя поперечными профилями с использованием станций "Черепаха". Число одновременно работающих станций записи "Черепаха" на профиле вдоль р. Геокчай составило 9 и 7, а на профиле вдоль р. Гирдыманчай – 8 и 7. Шаг между станциями записи составлял от 1,5 до 3 км на первом из профилей и 3-5 км на втором профиле. Длительность циклов наблюдений составляла на расстановках профилей 8-9 дней. Описаны особенности методики и техники наблюдений взрывов и землетрясений. Выбор точек для сейсмических наблюдений в Шамаха-Исмаиллинской эпицентральной зоне осуществлялся также с учетом опыта работ Кавказской экспедиции в предыдущие годы (1952 – 1953 г. г.). Всего за периоды наблюдений 1979 – 1980 г. г. получено 49 обзорных и 754 рабочих сейсмограмм. Из перезаписанных материалов за зимний период (329 событий), 80 % землетрясений с являются местными, около 16 % с – близкими, около 5 % далекими. За летний период зарегистрированных и перезаписанных событий (221) около 70 % местных, 29 % близких и около 4 % взрывов. За период наблюдений 1981 г. перезаписано 39 обзорных и 580 рабочих сейсмограмм. Из общего числа перезаписанных событий (275) местных – %), близких –%) далеких – 3 (1 %) и взрывов –%). Общее число использованных событий в зимний период составило 421. Число же событий для обработки сейсмограмм летнего периода было 142. Для изучения анизотропии скоростей распространения поперечных волн за период 1979 – 1981 г. г. было подвергнуто анализу 1171 сейсмограмм. Число их по зимнему периоду 1979 – 1980 г. г. составило - 299, по летнему – 375, и по 1981 г. – 497. Полученные материалы наблюдений со станциями "Черепаха" с использованием энергии местных землетрясений вдоль профилей были обработаны также сейсмологическим методом отраженных волн, изложенным в 2.6 предыдущей главы. Постановка, организация и проведение экспериментальных работ по системам наблюдений со станциями "Черепаха" в очаговой зоне Шамахинских землетрясений осуществлялась по инициативе, по хоздоговору и под руководством и непосредственным участием Бабазаде. Им же с использованием станций "Черепаха" были выполнены сейсмологические исследования методом СМОВ также в Шеки-Огуз-Мингечаурской очаговой зоне землетрясений () и в западном Кобыстане, к востоку от Шемахи-Мараза. Приводятся данные о работах со станциями типа "Черепаха" М. Кавказе в пределах Армении (Егоркиной и др.), а также на Джавахетском нагорье в Грузии Вольвовским, и др. Объем мониторинговых исследований за вариациями геофизических полей был проведен комплексом электрометрии методом ДОЗ, магнитометрии, геохимических параметров подземных вод и газов проведения газо-геохимической съемки. Режимные наблюдения проводились комплексом электрометрии в 3 точках – 2900 измерений, магнитометрии в 53 точках – 17500 измерений, водоотбор и газоотбор произведен в 27 пунктах – 6300 проб. Указанный комплекс работ выполнен по известным методикам с учетом особенностей геологических условий района исследований и соответствующих корректив в выборе оптимальных вариантов. Результаты режимных наблюдений были подвергнуты статистической обработке, а поиск скрытых периодичностей в их вариациях осуществлен методом Фурье. Пересмотр первичных данных ГСЗ Кавказа с полной переинтерпретацией старых материалов с новых позиций позволило оценить возможные идейные и технические ошибки, которые имели место в старых вариантах интерпретации. Данные разрезов ГСЗ в новой интерпретации сохраняют в неизменном виде лишь положение отражающих площадок и точек дифракций, которые были определены и опубликованы ранее (Бабазаде, 1978). Впервые в истории региональных сейсмических исследований ГСЗбыли получены экспериментальные данные об отраженно-дифрагированных волнах при наблюдениях методом ГСЗ земной на профиле Ахсу-Массалы №4, изучены некоторые особенности годографов этих волн и предложены способы определения глубин дифракции. В последующие годы данные о дифрагированных волнах в комплексе с данными других классов регистрируемых волн позволили выделить блоки в кристаллической толще земной коры и трассировать глубинные разломы, разделяющие эти блоки на всех профилях ГСЗ Азербайджана и Кавказа, в том числе и прошлых лет при разработке двухмерных и трехмерных многопараметрических геофизических моделей среды на основе определения характеристик скоростной модели по полям отраженных, дифрагированных, преломленных волн и последующего нахождения соответствующих уравнений регрессий, связывающего эти характеристики с плотностными и скоростными Vp/Vs параметрами среды. Определенный объем сейсмических работ со станциями “Черепаха” (Бабазаде, ) выполнялся с расстановками на суше по системам пространственных наблюдений отраженных волн от границ осадочной толщи структуры Алаят-море в шельфовой зоне Южного Каспия из двух источников взрывов на острове Булла. Интерпретация данных проводилась по технологии СМОВ. Из других очаговых зон Альпийского сейсмического пояса рассмотрены районы Фриульских землетрясений () в Южных Альпах (М 6,4) на севере Италии и Ирпинского землетрясения 1980 (М 6,7-6,9) в южных Апеннинах. Для исследования особенностей строения и свойств очаговых зон землетрясений Тихоокеанского сейсмического пояса выбраны два сейсмоактивных региона центральной Калифорнии и Японские острова (Канто-Токийская область) - границы плит. В противоположность Калифорнии на Японских островах неизвестны разломы, по которым смещения происходят в результате такого же хорошо выраженного крипа, как в центральной части разлома Сан-Андреас (хотя землетрясение в 1995 г. в Кобе думается, опровергло это мнение). Результаты по сейсмическим исследованиям структур очаговых зон Коалингового землетрясения М=6.5, 1983, а также очагов сильных землетрясений Нагано в 14.09.1984 г. М=6.8, 6.2, 5.6 приводятся в приложении в конце работы. Приводятся результаты построения двух и трехмерных сейсмических моделей структурных границ и региональных разломов земной коры очаговых зон Юго-Восточного Кавказа по многоволновому полю глубинных сейсмических исследований. В отличие от работ прошлых лет, акцент здесь делается на новые данные интерпретации субгоризонтальных или пологонаклонных отражающих границ земной коры очаговых зон. Выделение и изучение разломов производилось поэтапно на основании аномальных особенностей волнового поля, скоростных и структурных признаков. Обнаруживался блок, а затем более детально изучалась контактовая зона или зона стыка двух блоков. Наиболее характерные результаты даются на профилях ГСЗ №4, №3 (Каспийское море – Черное море), №6 (КМПВ), №12 и др. Для сравнительного анализа и подтверждения ряда выводов, рассматриваются полученные в приложении принципиальные сейсмические модели земной коры очаговых зон Италии, Японии и Центральной Калифорнии. Отмечается сходство и отличие особенностей связи сейсмичности структурой коры зон очагов Кавказа и Италии. Конечный этап реализации методики комплексного изучения глубинных разломов на основе использования их признаков, вытекающих из фрактально организованных аномалий гравимагнитных полей по всей площади областей подготовки сильных землетрясений и методов взрывной сейсмологии по профильным сечениям представляется в разделе пространственные модели прогноза глубинных разломов очаговых зон для Азербайджана и Каспийского моря. На основе обобщенной объемной геофизической информации выявляются закономерности конфигурации, размещения и строения разломов, их классификация, геодинамическая активность, а также количественные характеристики их параметров. Впервые удалось выявить и охарактеризовать округлые, дуговые, кольцевые концентрические аналоги геометрических фрактальных блоков и ограничивающие их каркасные глубинные разломы, геодинамически активные, в том числе сейсмические узлы пересечений разломов и их коррелируемость в пространстве с локально-концентрированными зонами повышенной плотности эпицентров и участкам максимальных значений А10 . Последняя взаимосвязь ярко наблюдается в Шемахинской зоне. Высокосейсмичные зоны в пространстве приурочены также к вершинам дугообразных разломных участков округлых структур. Наблюдаемый неодинаковый уровень сейсмической активности в разных узлах, зависит от числа сходящихся разломов, их длины, величины углов схождения, азимутов простирания, глубин очагов землетрясений и т. д. При этом частота сейсмических событий непосредственно связана с уровнем раздробленности земной коры и с районом пересечения систем разломов в интервале острых углов. Вследствие своей жесткости именно эти сегменты являются концентратором напряжений и энергетически выгодным местом для развития неупругих деформаций и образования новых разломов. Более детально и полно в работе представляется пространственная модель глубинного строения очаговых зон Шемаха-Исмаиллинских землетрясений по результатам геофизических исследований. Глубинное строение земной коры Шемаха-Исмаилинской зоны на уровне построения традиционных геолого-геофизических разрезов изучено по субширотным и субмеридиональным профилям КМПВ и электроразведкой МТЗ приводится в (Бабазаде, Велиев1989). При этом привлекались данные скважин параметрического и структурно-картировочного бурения. Построены также структурные схемы по поверхностям М, К, доальпийского фундамента, юрских и меловых границ с использованием материалов КМПВ и ГСЗ прошлых лет в южной части зоны и трансформант гравии - и магнитного полей. Последние в комплексе с данными МОВЗ “Черепаха” использовались для выделения блоковых и разломных структур земной коры под которыми расположены возвышенности Чараган, Мадраса, Сагтиян, Ивановке и далее к северо-западу. Эти прогибы фундамента выполнены мощными отложениями мезо-кайнозоя и являются видимо хорошим вместилищем углеводородов в отложениях позднего сенона, палеогена и неогена. Скоростные неоднородности фундамента разделяются на следующие три диапазона: 6,1-6,4 км/сек; 6,6-6,8 км/сек и 7,0-8,2 км/сек неоднородностей в горизонтальном направлении. Преобладающими в пределах этих диапазонов соответственно равны: 6,2 км/сек; 6,5 км/сек; 8,0 км/сек граничные скорости, диапазоны которых относятся к первого – к кислым породам, второго – к породам смешанного типа с преобладанием промежуточных пород от более средних к основным, а области третьего типа связываются с породами основного и промежуточного состава. Приведены данные подтверждающие Ванданской зоны к эвгеосинклинали Малого Кавказа. Рассматривая взаимоотношения деталей залегания рельефа поверхности и раздела М в Шамахинском блоке, отмечается что имеет место изостатическая компенсация области наиболее глубокого положения поверхности фундамента, соответствуют наименьшие для области глубины залегания поверхности М. Выявлено, что зоны разломов, сопровождаются полосами пониженной скорости волн в очаговых областях на глубинах 15-30 км, т. е. низкоскоростные слои примыкают к поперечным глубинным разломам с западной стороны. Рассмотрены детали полученных структурных особенностей поверхностей “К” и “М”. Более обширный и кондиционный материал получен до глубин 8-10 км, что позволило построить схему структуры доальпийского фундамента. Она представляет интерес для решения проблем, связанных с выяснением природы сложной современной складчатости, метаморфизма и высокой сейсмической активности. Поверхность доюрского комплекса пород, построенная по системам годографов преломленных волн и отождествляемая с фундаментом характеризуется на разрезах КМПВ граничными скоростями 6,1-6,8 км/сек. Имеются участки границ с более высокими значениями скоростей – 7,0-8,2 км/сек. Намечается общее усиление роли высокоскоростных компонент к западу. Характерным здесь является высокоскоростные участки границ фундамента на выходе Буйнузкого интрузивного массива и Исмаиллинской магнитной аномалии. Такие же участки обнаруживаются к югу от г. Исмаилы и восточнее г. Кюдамир. Глубокий прогиб вырисовывают наиболее опущенные участки фундамента Шемаха-Ахсу-Карамарьям-Ивановка. На этих же уровнях глубин в Шемаха-Исмаиллинской зоне происходит сочленение подходящих с юго-запада плоскостей пологопадающих разломов (45°-60°) юго-восточного простирания Верхнечеокчай-Саотлинской зоны и с юга Верхнепирсагагатского (Навагинской) ветви субширотной Среднетертерской-Верхнепирасагатской системы разломов. Здесь образуется структура типа dipping reflector zone, с которой и связывается сейсмичность. Обсуждается природа полого погружающихся через центральную часть Куринской впадины плоскости разломов в коре со стороны СВ части М. Кавказа под складчатую систему Б. Кавказа, где они сочленяются и взаимодействуют с соответственными неоднородностями коры. Получены качественно новые данные о составе и строении глубинных зон земной коры, связанные с возможностями преобразования наблюдаемых геофизических полей в модель, аппроксимирующую реальную среду. Здесь рассматриваются вопросы построения сейсмических моделей, параметры которых являются главными при определении более общих геофизических моделей земной коры. Излагаются результаты применения метода построения двухмерных скоростных моделей по сейсмическому волновому полю при наблюдениях ГСЗ и КМПВ. Опробование этого метода осуществлялось для изучения особенностей распределения пластовых скоростных неоднородностей и структурно физических глубинных границ земной коры в очагах и очаговых зонах Кавказа и Каспия для изучения строения земной коры различных геотектонических элементов. Обоснован подход, позволяющий по сейсмическим данным выделять границы структурного типа. В отличии от традиционного корреляционного приема границы структурного типа в земной коре восстанавливаются или воссоздаются по фактическому распределению скоростных неоднородностей, как уровни определенного скоростного состава. По значениям пластовых скоростей как осадочная, так и консолидированная часть коры расчленяется на скоростные блоки (2,5-7,9 км/сек), изменяющиеся с глубиной и вдоль профиля. Изменение величины скорости происходит по ступенчатому закону с тенденцией к возрастанию при увеличении глубины. По данным некоторых профилей КМПВ и ГСЗ на этом фоне выделяются также зоны инверсии скоростей – локальные блоки с пониженными и повышенными скоростями. Толщина скоростных блоков колеблется в пределах от 3 до 10-15 км и более и также имеет тенденцию к увеличению с возрастанием глубины. Коэффициенты преломления на границах блоков больше чем 0,75. Даются примеры построения моделей земной коры, суммируются результаты и представляются сейсмические модели как совокупность распределяющихся границ и величин пластовых и граничных скоростей. Показана и другая форма представления модели земной коры, основанная только на распределении скоростных параметров по продольным волнам. Такое представление, называемое скоростной моделью является, как показано, содержательным и в общем достаточным, чтобы удовлетворить решение прямой кинематической задачи. Эта модель становится более представительной в дальнейшем дополняемая данными по поперечным волнам. Одним из признаков достоверности построенных моделей является внутренняя непротиворечивость скоростных параметров, определяемых по характеристикам используемых классов волн. Сложность строения в большей части обусловлена особенностями ее мозаичной или блоковой структуры, с комбинациями различных перемежающихся скоростных блоков, по-видимому, разного литолого-петраграфического состава. Обоснованность скоростных моделей земной коры устанавливалась путем сравнения и согласования теоретических значений t, Vэф, вычисленных по параметрам моделей с наблюденными значениями этих же величин. Представляется также параметризация двухмерных скоростных моделей с выделением комплексов пород с преобладающим скоростным составом. Заострено внимание на информацию по результатам построения моделей на основе данных поля отраженных волн на западной части профиля №3 Черное море - Каспийское море от Сухуми до п. Алазани. На всем протяжении депрессии выделяется нижележащий инверсионный слой с мощностью 6-8 км и скоростью 6,2-6,7 км/сек, расположенный непосредственно над поверхностью Мохо. Вместе с тем по данным ГСЗ и КМПВ в восточной части Куринской впадины, а именно в окрестностях района СГ-1 непосредственно над границей Мохо. Залегает более однородный слой с V=7,7-7,9 км/с и мощностью в среднем 10 км. Сейсмические данные позволяют отнести этот слой к переходной зоне между корой и мантией. Данные ГСЗ о наличии на участке СГ-1 приподнятого блока плотных пород базальтов с граничными скоростями 6,7-6,8 км/с качественно хорошо увязываются с данными гравиметрии и магнитометрии. Обоснованы новые и развиты информативные возможности модификаций ЗД сейсмических методов изучения отраженными волнами низкоскоростных дилатансных геодинамических зон и горизонтальных неоднородностей слоев среды землетрясений на основе комплексирования наземных наблюдений со сверхглубоким и глубоким бурением. Обсуждаются данные сейсмических исследований на объекте сверхглубокой Саатлинской скважины (СГ-1) в Азербайджане, имеющей большое значение для разработки решения новой специфичной задачи - оконтуривания площади вокруг скважины, для которой характерен разрез скважины. Использован комплекс сейсмических исследований из модификации отраженных волн с элементами систем наблюдений методов общей глубинной точки (ОГТ), КМПВ, ГСЗ. При решении детальных задач изучения геометрических и физических характеристик среды использованы кинематические особенности поля отраженных волн, включая поле их прерывистой корреляции. При использовании динамических характеристик поля регистрируемых волн, разработана методика энергетического анализа всего волнового поля отраженных волн. Эта методика позволяет по аномалиям огибающих энергограмм получаемых путем преобразования сейсмических трасс временного разреза в энергетические трассы с определенной спектральной характеристикой, прогнозировать вертикальное распределение группы коллекторов в разрезе, намеченной к бурению скважины и ее окрестности. Введен количественный параметр аномалии огибающих энергограмм и получен его алгоритм, выражающий энергетическое состояние пласта-коллектора. Установлены некоторые закономерности в ходе введенного параметра для разных типов пластов-коллекторов, насыщенных в разной степени флюидом. Приведены примеры использования значений введенного параметра для оценки характера и степени флюидонасыщенности разуплотненного пласта дилатансного типа. Дан прогноз геологического разреза бурящихся и проектируемых глубоких скважин на некоторых структурах, а также физических упругих свойств разуплотненных протяженных дилатансных зон верхней части земной коры, в том числе в осадочной толще и над поверхностью кристаллического фундамента. Предложенные сейсмические схемы мониторинговых наблюдений на непродольных профилях секущих проектируемую или бурящуюся скважину в различных сечениях, и использующие контролируемые виброисточники возбуждения колебаний, способны давать детальные данные о дилатансной среде "очагового" и "погранично-приповерхностного" типа с изменяющимися во времени структурно-физическими свойствами в области подготовки очагов землетрясений и в зоне проявления аномальных геофизических полей.

Глава 4. Сейсмический потенциал и сейсмологический мониторинг локальных динамических процессов очаговых зон. Вопрос о возможности определения прогнозных долговременны (за сотни лет и более) значений показателей сейсмичности (g, А, Мmax ) посредством математической корреляции наблюденных за короткое время (годы или десятки лет) значений этих характеристик с показателями геолого-геофизических полей, имеющих более долговременный характер был поставлен еще Ризниченко в 1962 и начал осуществляться позже на Восточном Кавказе и Каспии (Ризниченко, Бабазаде и др. 1973, 1974, 1975). Именно в этих работах задачи определения Мmax путем выяснения и установления взаимосвязей проявлений сейсмичности и параметров сейсмического режима с аномалиями наблюдаемых геофизических полей и особенностями строения в более широком плане для территории Азербайджана ставились впервые. Характеризовалось состояние изученности очаговой сейсмичности, глубинного строения, геофизических полей сейсмоопасных зон. Намечался план программы сейсмологических и геолого-геофизических исследований возможности расчетного установления долговременных средних показателей сейсмичности А и Мmax по максимальному комплексу признаков и реализованный впоследствии для данной территории.

Более полно данные о сейсмичности освещаются в (Бабазаде и др., 1996). Уже к тому времени представлялось иметь дело со слабой сейсмичностью наряду с сильной, исследовать сейсмичность в акватории Каспия. Выделены районы, подверженные разрушительным землетрясениям. Очаги землетрясений в пределах территории Азербайджана располагаются в интервале глубин от 6 до 75 км. Основной максимум соответствует глубине порядка 25 км. – в коре, побочный » 52км. – подкоровые. Сделан вывод также о наличии в земной коре отдельных сейсмотектонических областей Азербайджана сейсмогенных этажей (мощностью 20-40 км.), характеризующихся разным уровнем сейсмической активности. Серия сильнейших землетрясений очаговых зон имеют глубины до 40-100 км. Наклон графика повторяемости в разных местах области и за разные сроки наблюдений изменяется незначительно, за исключением некоторых участков - g 0,57 – 0,6. Выбиралось среднее значение g = 0,5, как и для Кавказа в целом. В работе представлена карта сейсмической активности Азербайджана и прилегающей акватории Каспия, построенная по инструментальным данным за гг., наиболее полно отражающая все известные сейсмоактивные зоны. Значения А10 в этих зонах приводится из серии карт А10 за гг. Все определения Мmax для Азербайджана только по сейсмологическим данным являлись весьма ограниченными. Они явно занижали возможные значения Кmax для большей части территории и не удовлетворяли требованиям получения объективных и полноценных карт сейсмической опасности. Поэтому для устранения недостатков сейсмологической информации и установления средних показателей сейсмичности А и Кmax в очаговых зонах были привлечены косвенные структурированные параметры геолого-геофизических факторов (Бабазаде, 1980, 1990). Комплекс данных вводился в расчеты Кmax вначале путем сопоставления тех или иных факторов (всего до 15) с сейсмической активностью А.

Затем на основе рассчитанной средней «прогнозной» величины А определяли Кmax. Это делалось посредством количественных методов парных и многомерных корреляций с применением надлежащей математической статистики. Из элементов общей программы определения Мmax по широкому комплексу данных в качестве примеров в работе рассматриваются результаты парных корреляций сейсмической активности с показателями моделей рельефа по срезам на уровне 20,30,40 км. ниже уровня поверхности консолидированной коры для территории Азербайджана с рассчитанными на их основе картами теоретической долговременной сейсмической активности. Рассмотрение карт срезов показывает, что зона наибольшей изменчивости по скорости распространения продольных волн и образования в ней инверсии скоростей отмечается в интервале глубин от 20 до 30 км.(Ахсу-Сабирабарская эпицентральная зона). В точке КК сейсмогенной зоны, характеризующейся резкой дифференциацией вещества коры или блоковым дроблением толщиной около 10 км. Гипсометрически эта зона располагается в основном в пределах слоя «Б» в разрезе Куринской впадины. Этот слой, соответствующий сейсмологическому базальту, можно считать наиболее сейсмичным, где возникают и реализуются силы, вызывающие процессы приводящие к землетрясениям. Для сопоставления с параметрами сейсмичности были использованы особенности показателей рельефа «Б», глубины залегания hБ и градиенты глубин /grad hБ /. Карту поверхности слоя «Б» по сейсмическим данным удалось построить только для ограниченной территории ( Кюрдамир – Сальяны – Агджабеды) площадью околокм2. На остальную часть территории Азербайджана карта была наращена по материалам гравиметрии на основе полученного корреляционного графика Δg = Δg (hБ), где Δg – значение силы тяжести. Пересчет градиентов глубин обобщенной поверхности слоя Б для всей территории Азербайджана с методикой построения карты сейсмической активности производился способами постоянной детальности и постоянной точности. Полученная карта градиентов значений глубин и использованные для этого формулы двух соответствующих видов приводятся в работе. Величины градиентов глубин hБ колеблются от 0,03 до 0,9. Корреляция /grad hБ / с АД и АТ проводилась как по всей территории Азербайджана, так и по отдельным областям высокой активности. Представлено корреляционное поле АД ; /grad hБ /. Приводятся уравнения рассчитанных корреляционных связей, описываемых линейными уравнениями регрессии, а также уравнение средней линии вероятной кривой зависимости А10 от /grad hБ /. Сравнительно высокие коэффициенты корреляции 0,55-0,56 получены в пределах отдельных зон (Гянджа-Агдамская зона) и для всей рассматриваемой площади при корреляции /grad hБ / с АТ с коэффициентом r = 0,66. Фактор градиента глубин залегания поверхности слоя «базальта», выделяемый по параметрам скоростной модели, оказался одним из наиболее информативных среди многих геолого-геофизических полей при многомерной их корреляции с сейсмичностью. Придавая большое значение информации о глубинных разломах для определения сейсмической опасности, в работе предложен и реализован корреляционный метод прогнозирования долговременной средней сейсмической активности, основанный на количественной оценке связи сейсмической активности А с различными параметрами (Бабазаде, 1975, 1977, 1978, 1990). Результаты качественной корреляции элементов глубинных разломов Азербайджана по геофизическим аномалиям с данными сейсмологии землетрясений приводились ранее(Бабазаде,1973). В работе для наглядности корреляционной связи значений сейсмической активности А со значением горизонтальных градиентов grad U магнитного поля, отражающего разломы, даны полученные характеристики из работы (Ризниченко и др.,1982). Коэффициенты корреляции, полученные способами определения сопоставляемых величин, колеблются от 0,53÷0,12 до 0,6÷0,12. Для реализации корреляционного метода при исследовании связи показателей разломов с сейсмичностью в качестве исходной использовалась модель пространственного прогноза глубины разломов зон подготовки землетрясений Азербайджана по геофизическим аномалиям и данным сейсмологии взрывов. Предварительно информация о разломах с этой модели для введения в количественное сопоставление с сейсмической активностью изображалось и представлялись изолиниями на картах в числовом виде. Определялись и картировались плотности длин разломов – DL, плотности узлов пересечений разломов - Dуз и плотности разломов с учетом амплитуд смещений по ним - DLH. Процедура картирования указанных показателей разломов сводилась к осреднению исходных данных суммирующими квадратами, а также методами постоянной детальности и точности. Анализ сравнения показателей разломов и параметров сейсмичности осуществлялся на основе отдельно парного и многомерного корреляционного анализа. Корреляция логарифмов величин активности и показателей разломов позволила установить статистические средние зависимости, с использованием которых были определены условия сейсмической активности по каждому соотношению и долговременная сейсмическая активность по их комплексу. При сопоставлении величин активности и показателей разломов, рассчитанных идентично способами постоянной детальности и постоянной точности, значимая связь устанавливается между сейсмичностью и плотностями длин и узлов пересечения разломов. Приводятся линейные уравнения регрессии и величины коэффициентов корреляции. Наиболее высоким оказался коэффициент r =0,63 при корреляции АТ с DL. Связь можно считать полученной на относительно хорошем уровне значений при корреляции АТ и Dуз. В результате расчетов были получены многомерные математические модели связей сейсмической активности с геофизическими и другими комплексными факторами, в том числе рассмотренными в работе. Детали результатов построения прогнозных карт максимально возможных землетрясений за различные интервалы времени, карт сейсмической сотрясаемости, а также карт ДСР получили свое отражение в настоящей работе и в картах СР-1978;1980 и ВСР-1989 (Ризниченко, Сейдузова, Кулиев, 1979; Бабазаде, Гасанов, 1996). Торжество и ограниченность вышеизложенных идей в их дальнейшем развитии подчеркивал Шебалин, 1991. Сами лишь отметим, что в этих идеях и методах используются все землетрясения с равным весом, а среди учтенных преобладающее большинство составляют слабые и умеренные по магнитуде толчки. Поэтому в следующих разделах работы нас будут интересовать сильнейшие сейсмические события.