Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА I. АНАЛИЗ КИНЕМАТИЧЕСКИХ ОСОБЕННОСТЕЙ Р ВОЛН ДЛЯ
СЕЙСМОЛОГИЧЕСКОЙ ПРАКТИКИ И ОБЗОР ИССЛЕЩОВАНИЙ
СТРОЕНИЯ ЗЕМНОЙ КОРЫ КАВКАЗА 8
1.1. Отклонение времен пробега Р волн от стандартного годографа как основа изучения кинематических особенностей сейсмических волн. . 8
1.2. Годографы Кавказа II
1.3. Глубинное строение Кавказа .21
Выводы 29
ГЛАВА 2. СИСТЕМАТИЗАЦИЯ КИНЕМАТИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ Р ВОЛН ДЛЯ АРМЯНСКОГО НАГОРЬЯ В СИСТЕМЕ ' СЕЙСМИЧЕСКИХ НАБЛЮДЕНИЙ КАВКАЗА 31
2.1. Методика 31
2.2. Характеристика наблюдательного материала ... 37
2.3. Станционные невязки Р волн по отношению к стандартному годографу Джеффриса-Буялена ... 38
2.3.1. Параметры функции плотности распределения невязок всей выбранной совокупности землетрясений ..... 40
2.3.2. Регионализация Армянского нагорья 44
2.4. Азимутально-дистанционные характеристики станционных поправок 53
Выводы 63
ГЛАВА 3. ОСРЕДНЕННЫЙ РЕГИОНАЛЬНЫЙ ГОДОГРАФ АРМЯНСКОГО НАГОРЬЯ (ОРГАН) 64
3.1. Учет эпицентрального эффекта 64
3.2, Осредненная скоростная модель на основании выбранной совокупности землетрясений и системы наблюдений 65
3.3; Результаты применения ОРГАНа в сейсмологической практике ............... 73
3,4. К вопросу о состыковке времен пробега сейсмических волн в ближней и телесейсмичес кой зонах .......... .82
Выводы 84
ГЛАВА 4. АНОМАЛИЙ ВРЕМЕН ПРОБЕГА Р ВОЛН . 86
4.1. Станционные невязки Р волн по отношению к ОРГАНу 86
4.1.1. Региональный эффект 87
4.1.2. Станционный эффект 90
4.1.3. Зональный эффект . 94
4.2. Кинематические параметры как основа выбора сейсмических наблюдении при определении координат гипоцентров 102
4.3. Результаты определения параметров гипоцентров землетрясений Армянского нагорья .... 109 Выводы 118
ГЛАВА 5. ИНТЕРПРЕТАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ 120
5.1. О связи станционных поправок с различными геолого-геофизическими полями на Кавказе . . . 120
5.1.1. Станционные поправки и граница Мохоро-вичича 120
5.1.2. Станционные поправки и рельеф земной поверхности 125
5.1.3. Станционные поправки и различные геофизические параметры 129
5.2. Скоростное поле Р волн на Кавказе 132
5.3. О глубинных разломах Тавро-Кавказского сектора Альпийской складчатой системы .... 141
Выводы 148
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 151
ЛИТЕРАТУРА 152
ПРИЛОЖЕНИЕ
- Отклонение времен пробега Р волн от стандартного годографа как основа изучения кинематических особенностей сейсмических волн.
- Станционные невязки Р волн по отношению к стандартному годографу Джеффриса-Буялена
- Учет эпицентрального эффекта
- Станционные невязки Р волн по отношению к ОРГАНу
- О связи станционных поправок с различными геолого-геофизическими полями на Кавказе
Отклонение времен пробега Р волн от стандартного годографа как основа изучения кинематических особенностей сейсмических волн
Основополагающую работу по годографам сейсмических волн выполнил Г.Джеффрис, который в 1930 г., приняв за исходные таблицы Цепритца-Тернера, осуществил их уточнение путем многократной, итерации с использованием метода однородной редукции (y ffeeifs Н. , 1931). Далее совместно с К.Е.Булленом, применяя специально разработанные методы математической статистики ( cff eys Н. , 1933; 1935; 1936; J #Le 5 ff , &utUn К.Е., 1933,1935), в 1940 г. Джеффрис совместно с Булленом построил стандартный годограф для земного шара ( Я $ # » uCltn IC.E., 1940); соответствующие таблицы времен пробега сейсмических волн используются в настоящее время в сейсмологической практике определения основных параметров гипоцентров землетрясений. Земная кора в соответствии с этим годографом состоит из слоев:Ht- - 3 км ("гранитный") со скоростыо продольной волны Vp = 5,57 км/с; Н2 = 18 - 4 км ("базальтовый")с Vp. =6,5 км/с; скорость на границе земной коры - VPn = 7,77 км/с
На необходимость введения поправок к этим таблицам, в связи с различиями в геологической структуре и особенностями строения земной коры и верхней мантии, указал и сам Днеффрис ( Я 6 & 1939). Он писал - "дальнейшее развитие,повидимому,не приведет к замене какой-нибудь одной части таблиц. Более вероятно введение поправок с различными знаками, которые могут быть применены к настоящим таблицам...". И действительно, начиная с 1948 г. определение поправок к стандартному годографу Дясеффриса-Буллена (Д-Б) проводилось различными авторами,.в том числе и Ддеффрисом (Коган С.Д., I960; Кондорская Н.В., 1954,1970; Кондорская Н.В и др., 1966,1973; Кондорская Н.В., Славина Л.Б.,1969; Славина Л.Б., 1970; Сагскг t. S. , 1964; Неегіл . , 1X7,1968; Це22іп В. and Tctflezt j., 1962, 1968; HuseSye E. S.} 1965; yeefoeus //. ,1963,1966; KondozsKayct N. V. f 1959; KondozsKaya N.V. at I978; Lekmctna 1, 1955,1964).
Во всех перечисленных выше работах приведены поправки, т.е. статистически осредненные величины отклонений от годографа Д-Б или новые годографы, осредненные вне зависимости от района эпицентра и станции.
Существенным этапом в изучении особенностей времен первых вступлений сейсмических волн явилось установление их зональности, т.е. наличия определенной зависимости этих особенностей от района очага землетрясения. Причины аномалий времен пробега сейсмических волн объяснялись особенностями строения земной коры и мантии ( НаСе-s Я. і. ei d. ,1968; Otsufca /У. ,1966; Husdue. . 5. , 1965; бгее/? Я V. В. , Hates Я. і. , 1968; Lehman 1, 1962,1964; Niaai М., findezson t . Lt 1965).
- 10 -Естественно, что отсутствие учета станционных поправок к ос редненному годографу приводит к существенным ошибкам в определении параметров гипоцентров, особенно, в случае одностороннего расположения станций (Кондорская Н.В., Славина Л.Б., 1969; Кон-дорская Н.В. и др., 1973; Славина Л.Б., 1971).
Приведенные исследования для телесейсмических расстояний выявили следующие закономерности: существование отрицательных величин поправок для станций, расположенных в районах щитов и Тихого океана, и положительных их величин в подвижных и приподнятых зонах континентальных районов: Кордильеры, Анды, Карпаты, Кавказ и т.д.
Станционные невязки Р волн по отношению к стандартному годографу Джеффриса-Буялена
Учет эпицентрального эффекта
Согласно предложенной выше методике, на первом этапе осуществляется расчет j по отношению к стандартному годографу Д-Б. Поиск f в нашем случае проводился путем многократ-ных переборов tp. для глубин с шагом 5 км. В результате выяснилось, что fL 1 получается при сопоставлении наблюдаемых ірі с рассчитанными для глубин залегания очага к - 0 км. Этот результат был получен для каждого из 474 землетрясений, хотя это не означает, что глубина этих землетрясений была равнои нулю, а указывает на то, что на величину jL глубина гипоцентра не оказывает существенного влияния, и поэтому jL мы будем рассматривать как параметр, характеризующий станционные аномалии в первом приближении. Отметим.здесь лишь тот факт, что расчет и анализ / для ряда взрывов и землетрясений, глубины которых, определенные способом, независящим от ГОДОГра-фа оказались 10-20 км показал, что во всех случаях у. оказались при сопоставлении с годографом Д-Б для глубины к- = 0 км. Считая f"1 для отдельных станций исходными кинематическими параметрами, далее проводится анализ функции плотности распределения Р ( у І ) и ее параметров ОІ , Ь , у« для всей совокупности землетрясений для выбранного региона и для землетрясений отдельных зон.
Станционные невязки Р волн по отношению к ОРГАНу
Таким образом, мы продолжаем этапы цикла по изучению кинематических особенностей Р волн, которые приведены в главе 2. В качестве исходных параметров нами были взяты уточненные параметры гипоцентров по ОРГАНу вместо данных сейсмологических бюллетеней, которые были использованы на первом этапе работы. Изу-чение /. было основано на данных 31 станций Кавказа от 474 землетрясений Армянского нагорья, количество экспериментальных данных составило 8467. В связи с тем, что теперь для каждого землетрясения выбранной совокупности была определена глубина гипоцентра, мы могли определить f. путем сопоставления наблюденных и рассчитанных времен пробега для соответствующих глубин.
В связи с тем, что рассчитанные на этом этапе j. , в ос-новном, варьируют теперь в пределах - 2 с VB отличии от j. варьирующими в пределах І 5 с, глава 2), то для изучения Р ( j. ) статистический ряд наблюденных j- был составлен с интервалами 0,5 с.
Региональный эффект
Рассмотрим прежде всего зависимость станционных невязок (по отношению к рассчитанному ооредненному годографу) от глубины залегания очага. Дня этой цели для всех рассмотренных землетрясений и станций рассчитывались невязки орган для соответствующих глубия. Далее определялись средние значения невязок ( ) для различных интервалов глубин с шагом 5 км. Расчет -f. показал, что в пределах погрешностей (І 0,2 с) они совпадают (fLAs0 = 0,04 с; Цк = 0,01 с; jlh=/0 = 0,03 с; i ih,l5 = - 0,06 с; f . zo = - 0,11 с; j ch-_Z5 = -0,09с). Поэтому далее, при расчете и анализе Р ( ) мы использовали всю совокупность наблюдений без дифференциации по глубинам.
Для всего региона по всем станциям параметры Р ( jL ) оказались следующими: сС = -0,02 ± 0,02 с;б"= 1,10 с; = 0,41 с"2; = 0,89; /" = 0,07;"? = 0,93; v/ = 0,448; /V = 8467.
Сравнения кривых распределения { (по ОРГАНу) и //"" (по годографу Д-Б) приведены на фиг.4.1. Как видно, распределение Р ( ) имеет моду вблизи нуля;случайные ошибки намного уменьшились; увеличилась резкость кривой.
О связи станционных поправок с различными геолого-геофизическими полями на Кавказе
Для выявления зависимости станционных поправок ( & ) от мощности земной коры (Н) нами были использованы значения станционных поправок тех станций, для которых мы располагали данными о мощности земной коры; Анализ всего материала геофизических наблюдений о строении земной корьгша Кавказе позволил выбрать такие станции, в местах расположения которых имелись данные ГСЗ с одной стороны, и с другой стороны, эти станции были бы удалены от эпицентральных зон более чем на 250 км, когда первыми на станции записываются волны, диффрагированные на границе Мохоровичича (М). Таких станций оказалось 10.
Данные ГСЗ были заимствованы из работ (Гаджиев P.M.,1965; Давыдова Н.И. и др. ,1966; Косминская И.П., 1958; Краснопевцева Г.В., 1966,1978; Краснопевцева Г.В. и др., 1967,1970,1977; Раджабов М#Н.,1978; Твалтвадзе Г.К. и др.,1957; Трегуб Ф.С., 1968,1971; Юров Ю.Г.,1963)
Рассчитывались величины ( Д.Щ ) где Н - средняя мощность земной коры на Кавказе, в соответствии с полученными нами данными (48 км), а НІ - мощность земной коры под станцией по данным ГСЗ (фиг,5,1),
Зависимость оС = F ( ДНі ) аппроксимируется полиномом первой степени с коэффициентом корреляции 1 - 0,982 и со среднеквадратичес-кой ошибкой 6 = 0,094,
Используя найденное корреляционное соотношение, мы оценили мощность земной коры (Н) под сейсмическими станциями Кавказа, для которых выше были определены станционные поправки. Значения мощности земной коры под 30 станциями Кавказа приведены в таблице 5;Т. Как видно глубина Мохоровичича под станциями Кавказа варьирует в пределах 39 53 км.
Используя найденные значения мощности земной коры под станциями были построены изолинии поверхности Мохоровичича для Кавказа (фиг,5,2), В некоторых местах, в основном, Большого Кавказского хребта (расстояние медцу станциями большое) учитывались литературные данные (Акопян Ц.Г., 1967; Баграмян АД., 1974; Балавадзе БД., Шенгелая Г.Ш., 1961; Краснопевцева Г.В. и др., 1967; Юров Ю,Г.,1963), Изолинии проводились с шагом 5 км, что в два раза перекрывает среднюю ошибку определения мощности земной коры под станциями.
Большой экспериментальный материал о станционных поправках на Кавказе (станции располагаются по всей территории Кавказа) позволил получить более детальную карту границы М для Кавказа,
