Итоговый отчет по проекту № 17-45-388049 «Затухание сейсмических волн в литосфере Байкальского рифта по данным подземных ядерных взрывов»

Сформирована база данных, содержащая оцифрованные исторические записи подземных взрывов, произведенные в течение 1976 - 1987 гг. в бывшем Советском Союзе на территории Иркутской области и Забайкальского края (Восточная Сибирь) и Республики Саха. Получены региональные годографы основных сейсмических фаз (прямые и отраженные от границы Мохо продольные и поперечные волны). Определены скорости сейсмических волн в земной коре и верхней мантии для всего исследуемого региона и для трех основных тектонических блоков, входящих в его состав: Сибирской платформы, Байкало-Патомского поднятия и Забайкальского блока Амурской литосферной плиты, а также для территории Центральной и Северной Монголии.Получены пониженные значения скоростей сейсмических волн в мантии Байкальской рифтовой системы относительно кратона, которые могут быть отражением процессов активных деформаций в зоне межплитной границы между Евразийской и Амурской литосферными плитами, что согласуется с данными глубинного сейсмического зондирования, а также результатами исследования затухания сейсмических волн под корой северо-восточного фланга Байкальского рифта. Проведены работы по верификации критериев дискриминации землетрясений и взрывов. Методами спектрального и спектрально-временного анализа на примере слабых землетрясений и промышленных взрывов в районе Восточно-Бейского каменноугольного месторождения показано, что для взрывов характерно более быстрое затухание высокочастотной составляющей излучения по сравнению с землетрясениями. Анализ пространственных вариаций затухания в Южнобайкальской впадине и на прилегающих территориях показал существенное увеличение затухания для локального района Забайкалья, где в качестве источников сейсмических волн анализировались не только землетрясения, но и промышленные карьерные взрывы. В целом, при известных фоновых региональных значениях сейсмической добротности резкое увеличение затухания может использоваться в качестве одного из критериев дискриминации слабых землетрясений и промышленных взрывов. Получены детальные оценки затухания прямых объемных S-волн и коды в земной коре и верхней мантии Южнобайкальской впадины, входящей в состав Байкальской рифтовой системы. Проведена оценка вклада двух компонент затухания - внутреннего затухания (Qi) и затухания вследствие рассеяния на неоднородностях среды (QSC) в общее затухание. Пространственное положение областей повышенного и пониженного затухания в Южнобайкальской впадине определяется различиями в свойствах земной коры и верхней мантии: локализация области пониженного затухания сейсмических волн хорошо согласуется с областью повышенной плотности верхней коры, в то время как область высокого затухания расположена в южной части впадины, где по данным сейсмотомографии выявлен выступ аномальной мантии. Сравнительный анализ поля затухания сейсмических волн с геолого-геофизическими характеристиками среды показывает существование прямой связи между затуханием и активными процессами в земной коре и мантии региона. Оценка вклада внутреннего затухания (Qi) и затухания вследствие рассеяния сейсмических волн на неоднородностях среды (QSC) в общее затухание для рассматриваемого региона в целом выявила доминирующую роль внутреннего затухания. В то же время для областей крупных активных разломов наблюдается увеличение вклада рассеянной компоненты затухания QSC. Изучены характеристики излучения и частотный состав продольных и поверхностных волн. Отмечено увеличение вклада поверхностных волн в общее сейсмическое излучение с ростом мощности взрыва. Наблюдается также тренд к понижению частоты колебаний Р-волн с ростом энергии взрыва. Анализ пространственного распределения пиковых частот показал, что для области континентального массива характерны высокие и средние значения частот, а в переходной зоне между океанической и континентальной корой наблюдаются низкие частоты сейсмических волн. Размеры очага взрыва и области связанных с ним деформаций горного массива, оцененные по сейсмическим данным, согласуются с размерами области обрушения и максимальных деформаций, установленных по геодезическим данным. Результаты рекомендуется учитывать при проведении сейсмического мониторинга, построении карт общего и микросейсмического районирования исследуемой территории.