УДК 551.331

Питання детального сейсмічного районування

території Східних Карпат та Північно-Західного Причорномор'я

для цілей сейсмічного мікрорайонування м. Одеса

У статті розглянуті питання щодо сейсмічної активності Східних Карпат. Проведене розподілення на зони виникнення вогнищ землетрусів (ВВЗ) за сейсмологічними та геолого-тектонічними критеріями. Проведені розрахунки максимально можливих значень інтенсивності землетрусів у районі м. Одеса від виділених зон ВВЗ.

Ключові слова: сейсмічна активність, зони виникнення вогнищ землетрусів, приріст сейсмічної бальності, землетрус, сейсмічне мікрорайонування.

Оцінка ступеня сейсмічної небезпеки проектованої під будівництво або вже забудованої площі виробляється на підставі комплексу досліджень, що складає з трьох елементів: загального сейсмічного районування, детального сейсмічного районування і сейсмічного мікрорайонування [1].

Сейсмічна небезпека території Одеського регіону, визначається в основному наявністю глибоких вогнищ у Східних Карпатах. Вона характеризується наявністю неглибоких вогнищ у всіх тектонічних зонах і сильних глибоких вогнищ з епіцентрами в масиві гір Вранча, Східні Карпати (рис. 1). Карпатські землетруси, виникаючи на великих глибинах (100-150 км)(рис. 2), відчуваються на великій території, розповсюджуючись на сотні кілометрів від епіцентру (з М = 5 відчуваються на 200-300 км, з М = 7,3 більш ніж на 1800 км). Усього з 984 року відмічено біля 90 сильних землетрусів. А для аналізу сейсмічності використовувалися дані про 4000 землетрусів і поштовхів з магнитудою більше за 2 (рис. 1).

Це дані Кишинівської сейсмостанції, каталоги землетрусів в СРСР, дані Геологічної служби США (USGS), Esri і інші.

Спектральний аналіз сейсмічної активності Східних Карпат дозволив виділити 35-40 літні періоди підвищення сейсмічної активності.

Частота землетрусів з М біля 6-6,5 один раз в десять років, з М - 7-7,5 один раз в 30-70 років і з магнитудою 4,5-5,5 один раз в 2-5 років (рис. 3). Для розрахунку використовувалися дані про 3000 землетруси з 18 віку до 2001 року.

У геологічному плані зона гір Вранча відповідає області різкої зміни простягань альпійських гірсько-складчастих споруд Східних Карпат з північно-західних на південно-західні напрями [2].

Основна частка сейсмічної енергії звільняється з глибоких вогнищ більше за 100 км. Інтенсивність максимальних землетрусів становить 9-10 балів (1802, 1940 рр.).

Сильні землетруси з магнитудою більше за 6.5 тут повторюються часто. Для глибоких Карпатських землетрусів характерна не тільки значна інтенсивність (до 9-10 балів), але і величезні площі струсу, що охоплюють території країн розташованих за тисячі кілометрів від епіцентрів району Вранча.

Виділення зон найбільш ймовірного виникнення вогнищ сильних землетрусів (зон ВВЗ), уточнення границь цих зон і їхньої диференціації по магнитуді максимальних поштовхів (Mmax) мають істотне значення для сейсмічного районування [2,4] і детальної оцінки сейсмічної небезпеки регіону.

Зони виникнення землетрусів – це ділянки земної кори або верхньої мантії, у яких накопичилась значна потенційна енергія пружних напружень [2].

Виділення сейсмічно активних зон і зон ВВЗ проводилося на підставі комплексу геолого-геофізичних характеристик. Основні з них це: питома щільність вогнищ землетрусів, максимальні магнитуди, глибинності вогнищ землетрусів, частота землетрусів і глибинна будівля літосфери.

У межах досліджуваної території (Східні, Південні, Центральні Карпати, північно-західне Причорномор’я) виділені 53 сейсмічні зони, з них 22 зони ВВЗ (рис. 1, табл. 1). Сейсмічні зони при цьому не являють собою зони високого ступеня скупчення вогнищ землетрусів. Вогнища землетрусів у межах даних зон розсіяні, середня кількість вогнищ межах зон – 20, середнє значення магнитуд – 4. Для зручності аналізу до сейсмічних зон віднесені і сейсмолінеаментні зони, тобто протяжні лінійні зони підвищеної сейсмоактивності.

Виділено 9 зон з Mmax > 6, 20 зон з Mmax > 5, і 33 зони з Mmax < 5.

З них найбільш небезпечними є зони, розташовані в межах округів Румунії: Бузау, Вранча, Іаломіта, Ловеч, Сату Маре, Васлуе (рис. 1).

Для кожної із сейсмічних зон (у т.ч. зон ВВЗ) оцінені параметри, що характери

зують: магнитуди, глибини вогнищ, характеристики шарів літосфери, висоти рельєфу, координати і їхня площа (табл. 1).

Загальні сейсмічні умови в межах території Одеського регіону визначаються максимальною можливою інтенсивністю землетрусів в 6 балів - СР-1978р., СР-1981р., і за даними сейсмічного районування Північної Євразії [3], виконаного в 1997 році ІФЗ РАН - 7 балів (карти B-C) і 6 балів карта А.

Так за даними вивчення інтенсивності і глибин вогнищ землетрусів, а також ступеня впливу найближчих вогнищ землетрусів територію північно-східного Причорномор'я можна розділити на 3 зони. Перша зона розташована в межах ЮЗ частини Одеської області, має широтний напрямок і знаходиться в межах Придобруджинського прогину і його границі зі складчастою зоною Добруджа. У межах даної зони зафіксовано близько 10 сейсмічних подій з магнитудою 2-4 і глибиною 110-150 км. Причому групи епіцентрів вогнищ землетрусів орієнтовані у північно-східному напрямку, як і мантійні розлами , виділені за даними ГСЗ Соллогубом, 1985р.. Друга зона розташована в межах північно-заходу Одеської області і є продовженням зони з центральної і північно-східної Молдови. Глибинність вогнищ та ж (110-150 км). Дана зона в межах Одеської області має північно-східний напрямок. У межах даної зони зафіксовано близько 20 сейсмічних подій. 3-я зона розташована в межах центральної, північної частин досліджуваного регіону, де зафіксовано близько 5 сейсмічних подій з магнитудою 2-3 і глибиною 20-40 км. Зона має північно-східний напрямок.

Таким чином, виділені зони мають північно-східний напрямок, як і рельєф поверхні астеносфери і мантійних розламів, що говорить про верхньомантийні вогнища даних сейсмічних явищ у межах першої і другої зон і корових у межах південного схилу УЩ (третя зона).

Встановлено, що для землетрусів зони Вранча з магнитудами 6.5-7.5 максимальна інтенсивність землетрусів в м. Одесі для середніх ґрунтових умов, що розрахована нами по рівняннях макросейсмічного поля, може становити до 6.2 балів - 1802 р., а з урахуванням приросту сейсмічного бала - 6,5-7 балів (до 7,5), при середній повторюваності таких землетрусів один раз в 30-50 років (до 1 разу в 10-20 років за етап 1940 –1995рр).

Для цілей СМР м. Одеса були використані детальні дані про геологічну будову, інженерно-геологічні, гідрогеологічні умови території м. Одеси і прилеглих територій, що дозволило з достатньою мірою детальності вивчити особливості приросту сейсмічної бальності на основі теоретичних і експериментальних даних.

Отриманий максимальний приріст сейсмічного бала для території м. Одеси склав - 1.75, мінімальний - -0.5, при середньому прирості в 1 бал, а на 25% території вихідний бал може бути збережений.

Обробка і аналіз даних проводилася в геоінформаційних системах ArcView 3.1 (модуль Spatial Analyst), Microstation/J, Microstation Descartes 7.0, ArcInfo 7.1.2 і інш. на основі цифрового моделювання і аналізу характеристик, що вивчаються, шляхом їх опису рівномірними сітками значень (растрове моделювання - Grid Modeling) з використанням цифрових висотних моделей (Digital Elevation Model).

Висновки

Встановлено, що для землетрусів зони Вранча з магнитудами 6.5-7.5 максимальна інтенсивність землетрусів в м. Одесі для середніх ґрунтових умов, що розрахована нами по рівняннях макросейсмічного поля [2], може становити до 6.2 балів - 1802 р., а з урахуванням приросту сейсмічного бала - 6,5-7 балів (до 7,5), при середній повторюваності таких землетрусів один раз в 30-50 років (до 1 разу в 10-20 років за етап 1940 –1995рр).

Також виділені крупні зони виникнення вогнищ землетрусів з в районі округів Румунії: Бузау, Іаломита, Ловеч, Сату Маре.

Література

1. Оценка влияния грунтовых условий на сейсмическую опасность: методическое руководство по сейсмическому микрорайонированию. (В.И. Джурик, В.В. Севастьянов, В.А. Потапов). АН СССР, М: Наука, 1988.

2. Сейсмическое районирование территории СССР. Методические основы и региональное описание карты 1978 г. М.: Наука, 1980.

3. Общее сейсмическое районирование территории России и прилежащих стран – ОСР – 97. И.Уломов. Объединенный ин-т физики Земли Российской АН. Москва. 1997.

4. Тектоника и сейсмичность Причерноморья и Черноморской впадины. Кишинев, из-во: «Штиинца», 1974.

А.В. Фесенко

Одесский национальный университет, кафедра инженерной геологии и гидрогеологии, ул. Дворянская, 2, Одесса, 65026, Украина

Вопросы детального сейсмического районирования территории Восточных Карпат и северо-западного Причерноморья для целей сейсмического микрорайонирования г. Одесса

Резюме

В статье рассмотрены проблемы сейсмической активности Восточных Карпат, описаны результаты среднемасштабного детального сейсмического районирования территории Восточных Карпат, охарактеризованы сейсмические и геолого-тектонические характеристики зон возникновения очагов землетрясений. Проведена попытка оценки максимальных возможных значений интенсивности сейсмических воздействий в г. Одессе от крупнейших зон ВОЗ.

Ключевые слова: детальное сейсмическое районирование, сейсмические условия, зоны возникновения очагов землетрясений, сейсмическое районирование, сейсмическое микрорайонирование.

A.V. Fesenko

Odessa National University, pulpit of engineering geology and hydrogeology, str. Dvorynskay, 2, Odessa, 65026, Ukraine

Problems of detailed seismic zoning territory of Eastern Carpathians and northwest part of Black Sea Region for the purposes of seismic microzoning of c. Odessa
Summary

In the article are construed the problems of seismic activity of Eastern Carpathians , the results of detailed seismic zoning territory of Eastern Carpathians. The attempt of an estimation of maximal probable values intensity of seismic affectings in Odessa from the largest seysmic zones.

Keywords: detailed seismic zoning, seismic conditions, zones of rise of the centers of earthquakes, seismic zoning, seismic microzoning.