СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ НОВЕЙШЕЙ ГЕОДИНАМИКИ БАЛТИЙСКОЙ СИНЕКЛИЗЫ И СЕВЕРНОГО СКЛОНА ВОРОНЕЖСКОЙ АНТЕКЛИЗЫ

В статье изложены результаты сравнительного анализа новейшей геодинамики Балтийской синеклизы и северной части Воронежской антеклизы, для проведения которого использованы структурно-геоморфологическое дешифрирование, обработка цифровой модели рельефа (ЦМР) в программе LESSA [Zlatopolsky, 2011], анализ сейсмичности и компьютерное геодинамическое моделирование. Оба региона относятся к сейсмоактивным областям Восточно-Европейской платформы. Автоматизированный анализ ЦМР показал, что в их пределах преобладают линеаменты северо-западного направления, ориентированные вкрест простирания оси растяжения на новейшем этапе. Компьютерные модели новейшей геодинамики предполагают, что рассматриваемые области развиваются в сдвиговой обстановке при ориентировке оси сжатия в северо-западных румбах. Другим значимым результатом моделирования является численная корреляция между энергией землетрясений, интерполированной на всю территорию Балтийской синеклизы, и вероятностью формирования трещин отрыва: коэффициент корреляции Пирсона составляет 0.58 для осадочного чехла и 0.42 для фундамента. Для северной части Воронежской антеклизы установлена корреляция между плотностью эпицентров землетрясений и параметром «Fracture regions», по которому выделены области возможного формирования новых разрывов малой протяженности (коэффициент корреляции Пирсона 0.41). Этот параметр информативен для оконтуривания сейсмоактивных участков, поскольку в области возможного формирования новых разрывов, занимающих 39 % площади северной части Воронежской антеклизы, попадает 71 % эпицентров землетрясений. По данным структурно-геоморфологического дешифрирования установлена высокая степень взаимосвязи между рельефом и активными разломами, выделяемыми как «слабые» зоны. К последним приурочено большинство эпицентров землетрясений. Таким образом, оба изучаемых региона отличаются высокой для областей развития плитного чехла сейсмической активностью, развиваются в сдвиговом поле напряжений при ориентировке оси сжатия в северо-западном направлении и характеризуются сходными ориентировками линейных элементов рельефа и «слабых» зон. Анализ графиков повторяемости землетрясений показывает существенные различия сейсмических режимов северной части Воронежской антеклизы и Балтийской синеклизы, а также разный характер сейсмичности в чехле и фундаменте последней. Возможно, эти отличия связаны с тем, что на напряженное состояние Воронежской антеклизы влияют активные структуры Урала и Кавказа, а испытывающий воздымание Фенноскандинавский щит во многом обусловливает новейшие деформации Балтийской синеклизы. Прикладное значение исследования заключается в выделении нами зон возможных очагов землетрясений.

1. Агибалов А.О., Зайцев В.А., Сенцов А.А., Девяткина А.С. Оценка влияния современных движений земной коры и активизированного в новейшее время докембрийского структурного плана на рельеф Приладожья (юго-восток Балтийского щита) // Геодинамика и тектонофизика. 2017. Т. 8. № 4. С. 791–807. https://doi.org/10.5800/GT-2017-8-4-0317.

2. Analysis Package Reservoir Modelling System (RMS), 2012. User Guide. Available from: www.geodisaster.ru/index.php?page=uchebnye-posobiya-2 (Last Accessed December 1, 2019).

3. Ефременко М.А. Современные геодинамически активные зоны Воронежского кристаллического массива по геологическим, геофизическим и сейсмологическим данным: Автореф. дис. … канд. геол.-мин. наук. М., 2011. 23 с.

4. Ежова И.Т., Ефременко М.А., Трегуб А.И. Сейсмическая активность и неотектоника Воронежского кристаллического массива // Вестник ВГУ. Серия: Геология. 2010. № 1. С. 229–232.

5. Garetsky R.G., Aizberg R.E., Karabanov A.K., Palienko V.P., Sliaupa A.I., 1999. Neotectonics and Neogeodynamics of Central Europe. Geotectonics 33 (5), 343–352.

6. Сейсмотектоника плит древних платформ в области четвертичного оледенения / Ред. Р.Г. Гарецкий, С.А. Несмеянов. М.: Книга и Бизнес, 2009. 288 с.

7. Gutenberg B., Richter C.F., 1956. Earthquake Magnitude, Intensity, Energy and Acceleration (Second Paper). Bulletin of the Seismological Society of America 46 (2), 105–145. https://doi.org/10.1785/BSSA0460020105.

8. Guterch В., Levandowska-Marciniak Н., 2002. Seismicity and Seismic Hazard in Poland. Folia Quanternaria 73, 85–99.

9. Иванов С.Н., Иванов К.С. Реологическая модель строения земной коры (модель третьего поколения) // Литосфера. 2018. Т. 18. № 4. С. 500–519. https://doi.org/10.24930/1681-9004-2018-18-4-500-519.

10. Jubitz K.-B., 1983. Tectonic Map of South-West Border of the East European Platform. Scale 1: 1 500 000. Potsdam, Germany.

11. Keiding M., Kreemer C., Lindholm C.D., Gradmann S., Olesen O., Kierulf H.P., 2015. Comparison of Strain Rates and Seismicity for Fennoscandia: Depth Dependency of Deformation from Glacial Isostatic Adjustment. Geophysical Journal International 202 (2), 1021–1028. https://doi.org/10.1093/gji/ggv207.

12. King G.C.P., Cocco M., 2001. Fault Interaction by Elastic Stress Changes: New Clues from Earthquake Sequences. Advances in Geophysics 44, 1–38. https://doi.org/10.1016/S0065-2687(00)80006-0.

13. Kopp M.L., 2000. The Recent Deformations of the Scythian and Southern East European Platforms as a Result of Pressure form the Arabian Plate. Geotectonics 34, 106–120.

14. Копп М.Л. Мобилистская неотектоника платформ Юго-Восточной Европы // Труды ГИН РАН. М.: Наука, 2004. Вып. 552. 340 с.

15. Костенко Н.П. Геоморфология. М.: Изд-во МГУ, 1999. 379 с.

16. Левков Э.А., Карабанов А.К. Неотектоника Беларуси // Лiтасфера. 1994. № 1. С. 119–126.

17. Лутиков А.И., Юнга С.Л., Кофф Г.Л., Гутер Б. Информационные основы и предпосылки уточнения исходной сейсмичности Южной Прибалтики // Прикладная геоэкология, чрезвычайные ситуации, земельный кадастр и мониторинг. М., 2005. Вып. 6. С. 106–111.

18. Макаров В.И. Региональные особенности новейшей геодинамики платформенных территорий в связи с оценкой их сейсмической активности // Недра Поволжья и Прикаспия. 1996. Вып. 13. С. 53–60.

19. Макарова Н.В., Макеев В.М., Дорожко А.Л., Суханова Т.В., Коробова И.В. Геодинамические системы и геодинамически активные зоны Восточно-Европейской платформы // Бюллетень МОИП. Отдел Геологический. 2016. Т. 91. Вып. 4–5. С. 9–26.

20. Макеев В.М. Структурно-геодинамические условия устойчивости особо опасных и технически сложных объектов на древних платформах: Автореф. дис. ... докт. геол.-мин. наук. М., 2015. 50 с.

21. Мардиа К. Статистический анализ угловых наблюдений. М.: Наука, 1978. 240 с.

22. Надежка Л.И., Пивоваров С.П., Ефременко М.А., Семенов А.Е. О землетрясениях на территории Воронежского кристаллического массива // Вестник ВГУ. Серия: Геология. 2010. № 1. С. 233–242.

23. Новый каталог сильных землетрясений на территории СССР с древнейших времен до 1975 года. М.: Наука, 1977. 536 с.

24. Никонов А.А. Голоценовые и современные движения земной коры. М.:. Наука, 1977. 240 с.

25. Nikonov A.A., 2008. Seismicity Pattern and Thermal Anomalies in the Southern Baltic Region before and during the Kaliningrad Earthquakes of 2004. Izvestiya, Physics of the Solid Earth 44, 915–926. https://doi.org/10.1134/S1069351308110050.

26. Панина Л.В. Новейшие структурные формы и рельеф Земли. М.: Перо, 2019. 115 с.

27. Панина Л.В., Зайцев В.А., Агибалов А.О., Мануилова Е.А., Бардышев Г.П. Основные черты новейшей геодинамики Северо-Западного и Центрального Кавказа // Вестник МГУ. Серия 4. Геология. 2021. № 1. С. 3–14.

28. Панина Л.В., Зайцев В.А., Мануилова Е.А., Агибалов А.О., Сенцов А.А. Новейшая тектоника Восточно-Европейской платформы как отражение деформаций фундамента // Актуальные проблемы динамической геологии при исследовании платформенных территорий: Материалы II научной конференции, посвященной 110-летию со дня рождения Н.И. Николаева и А.Ф. Якушевой. М.: Перо, 2017. С. 22–26.

29. Раскатов Г.И. Геоморфология и неотектоника территории Воронежской антеклизы. Воронеж: Изд-во ВГУ, 1969. 164 с.

30. Рогожин Е.А. Очерки региональной сейсмотектоники. М.: Изд-во ИФЗ РАН, 2012. 340 с.

31. Рогожин Е.А., Овсюченко А.Н., Горбатиков А.В., Лутиков А.В. Оценка сейсмической опасности г. Калининграда в детальном масштабе // Сейсмостойкое строительство. Безопасность сооружений. 2014. № 4. С. 19–27.

32. Рогожин Е.А., Овсюченко А.Н., Горбатиков А.В., Лутиков А.И., Новиков С.С., Мараханов А.В., Степанова М.Ю., Андреева Н.В., Ларьков А.С. Детальная оценка сейсмической опасности территории Калининграда и тектонический анализ землетрясений 2004 г. // Инженерные изыскания. 2014. № 12. С. 26–38.

33. Рогожин Е.А., Овсюченко А.Н., Новиков С.С., Мараханов А.В. Сейсмотектоническая позиция очагов калининградских землетрясений 21 сентября 2004 года с Мw=4.6 и 4.8, I0=6 и 6–7 (запад России) // Землетрясения Северной Евразии в 2004 году. Обнинск: ФИЦ ЕГС РАН, 2010. С. 364–369.

34. Rudenko M.V., Ryazheva T.I., 2004. New Bathymetric Chart of the Baltic Sea. Oceanology 44 (3), 445–448.

35. Seismic Catalogues and Bulletin FRS GS RAS, 2020. Available from: http://www.ceme.gsras.ru/cgi-bin/new/catalog.pl (Last Accessed September 5, 2020).

36. Сенцов А.А. Современная геодинамика и зоны возможных очагов землетрясений территории Фенноскандинавского щита, установленные с помощью компьютерного моделирования // Проблемы тектоники континентов и океанов: Материалы LI тектонического совещания (29 января – 2 февраля 2019 г.). М.: ГEOC, 2019. Т. 2. С. 228–233.

37. Сенцов А.А., Агибалов А.О. Выделение зон возможных очагов землетрясений в Фенноскандии по данным анализа сейсмичности и компьютерного геодинамического моделирования // Вестник МГУ. Серия 4. Геология. 2021. № 1. С. 15–22.

38. Землетрясения и микросейсмичность в задачах современной геодинамики Восточно-Европейской платформы / Ред. Н.В. Шаров, А.А. Маловчинко, Ю.К. Щукин. Петрозаводск: КарНЦ РАН, 2007. Кн. 1. 381 с.

39. Шик С.М., Борисов Б.А., Заррина Е.П. Проект региональной стратиграфической схемы неоплейстоцена Европейской России // Бюллетень Комиссии по изучению четвертичного периода. 2004. № 65. С. 102–114.

40. Sim L., Bryatseva G., Karabanov A., Aizberg R.Y., 1995. The Neotectonic Stress of Belarus and the Baltic Countries. Technika Poszukiwań Geologicznych. Geotermia, Zrównoważony Rozwój 34 (3), 53–57.

41. Соколов С.А. Структурно-геоморфологическое строение и неотектоническое районирование территории Воронежского кристаллического массива: Автореф. дис. … канд. геол.-мин. наук. М., 2013. 24 с.

42. Государственная геологическая карта Российской Федерации. Серия Центрально-Европейская. Масштаб 1:1000000. Лист N-37 (Москва): Объяснительная записка. СПб.: Изд-во ВСЕГЕИ, 2015. 462 с.

43. Сторчеус А.В. Заметки к методике расчета сейсмической энергий землетрясений и взрывов // Материалы конференции, посвященной Дню вулканолога (27–29 марта 2008 г.). Петропавловск-Камчатский: ИВиС ДВО РАН, 2008. С. 274–281.

44. Storcheus A.V., 2011. Calculating the Seismic Energy of Earthquakes and Explosions. Journal of Volcanology and Seismology 5 (5), 341–350. https://doi.org/10.1134/S0742046311050071.

45. Трегуб А. И. Неотектоническая структура и поля напряжений территории Воронежского кристаллического массива // Вестник ВГУ. Серия: Геология. 2001. Вып. 11. С. 33–46.

46. Трегуб А.И. Неотектоника территории Воронежского кристаллического массива: Дис. … докт. геол.-мин. наук. Воронеж, 2005. 329 с.

47. Трегуб А.И., Трегуб С.А., Шевцов Д.Е. Неотектоника Шумилинско-Новохоперской зоны разломов (Воронежский кристаллический массив) // Вестник ВГУ. Серия: Геология. 2015. № 4. С. 171–173.

48. USGS Earthquake Hazards Program, 2019. Available from: https://earthquake.usgs.gov/ (Last Accessed December 1, 2019).

49. Uski M., Pelkomen E., 2004. Earthquakes in Northern Europe. Report R. Institute Seismology, University Helsinki, Sweden, 206 p.

50. Юдахин Ф.Н., Щукин Ю.К., Макаров В.И. Глубинное строение и современные геодинамические процессы в литосфере Восточно-Европейской платформы. Екатеринбург: Изд-во УрО РАН, 2003. 299 с.

51. Зайцев В.А., Панина Л.В., Мануилова Е.А., Сенцов А.А. Современные методы и результаты изучения неотектоники центральной части Восточно-Европейской платформы // Актуальные проблемы динамической геологии при исследовании платформенных областей: Труды Всероссийской научной конференции (24–26 мая 2016 г.). М.: Перо, 2016. С. 49–54.

52. Зайцев В.А., Панина Л.В., Сенцов А.А. Структурно-геоморфологические исследования центральной части Русской плиты // Тектоника современных и древних океанов и их окраин: Материалы XLIX тектонического совещания, посвященного 100-летию академика Ю.М. Пущаровского (31 января – 4 февраля 2017 г.). М.: ГЕОС, 2017. Т. 2. С. 177–180.

53. Закашанский М.С. О нефтепоисковых работах в Калининградской области // Геология нефти и газа. 1963. № 2. С. 42–44.

54. Захаров В.С., Смирнов В.Б. Физика Земли. М.: ИНФРА-М, 2016. 328 с.

55. Златопольский А.А. Новые возможности технологии LESSA и анализ цифровой модели рельефа. Методический аспект // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2011. Т. 8. № 3. С. 38–46.

56. Зыков Д.С. Структурно-кинематическая модель неотектонических деформаций юга Восточно-Европейской платформы // Бюллетень МОИП. Отдел Геологический. 2004. Т. 79. Вып. 4. С. 11–17.

57. Зыков Д.С., Полещук А.В. Взаимодействие геодинамических систем на Восточно-Европейской платформе // Бюллетень МОИП. Отдел Геологический. 2016. Т. 91. Вып. 1. С. 3–14.