Загальна характеристика роботи - Характеристики сейсмічності і сейсмотектонічного процесу в зонах Карпатського регіону

Актуальність. Сейсмічні методи досліджень, поряд з іншими геофізичними, геологічними, геоморфологічними, геодезичними, дистанційними (аеро - і космічними), успішно застосовуються для розв'язання фундаментальних і прикладних проблем фізики Землі - вивчення глибинної будови, моніторингу і прогнозування природних (зокрема, землетрусів) і техногенних (обвалів, зсувів, викидів породи і газу в шахтах та ін.) геодинамічних процесів, розвідки родовищ корисних копалин, тощо. Сучасний рівень розвитку цих методів передбачає застосування найновіших високоефективних методик досліджень, цифрової геофізичної апаратури, комп'ютерних засобів обробки даних з використанням для комплексного аналізу експертних систем і цифрових баз даних. Усе це дозволяє вирішувати зазначені проблеми на якісно новому рівні.

Для України, в цілому, і Карпатського регіону, який відзначається помітною сейсмічною активністю, зокрема, важливою з точки зору економіки і екології є проблема запобігання надзвичайним ситуаціям, природним і техногенним катастрофам, яка вимагає детального вивчення характеристик місцевої сейсмічності і сейсмотектонічного процесу. В рамках розв'язання проблеми сейсмічного захисту одними з найактуальніших є задачі підвищення точності визначення гіпоцентральних характеристик карпатських землетрусів і визначення на основі нових, уточнених сейсмічних даних особливостей сучасної сейсмотектонічної активності тектонічних структур регіону, прогнозування максимальних оцінок енергетичних характеристик місцевих землетрусів, комплексна інтерпретація наявних сейсмологічних, геофізичних, геологічних, геоморфологічних, геодезичних та інших даних і визначення на цій основі основних особливостей геодинаміки і сейсмотектонічного процесу в сейсмоактивних зонах регіону. Розв'язанню перерахованих задач стосовно різних зон Карпатського регіону і, в першу чергу, стосовно Закарпаття, як одного з найбільш сейсмоактивних і геофізично найкраще вивчених субрегіонів України, присвячена дана робота.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дослідження за темою дисертаційної роботи виконувались (з 1987 р.) в рамках основних напрямків діяльності Карпатської (м. Львів) дослідно-методичної геофізичної партії (до липня 1991 р. - при Інституті прикладних проблем механіки і математики НАНУ, з липня 1991 р. - при Карпатському відділенні Інституту геофізики НАНУ, а з 1996 р. - у складі Відділу сейсмічності Карпатського регіону ІГФ НАНУ), а частково - також при виконанні конкурсної теми Державного фонду фундаментальних досліджень № 6.3/162 "Експериментальне дослідження ефектів нелінійної взаємодії пружних хвиль в гірських породах" (1994-1995 рр.) та госпдоговорів з Інститутом геофізики АН Грузії "Створення та впровадження в практику сейсмопрогностичних спостережень в Закавказзі автоматичного цифрового геоакустичного комплексу" (1986-1989 рр.)

Мета і задачі досліджень. Метою роботи є визначення та уточнення на основі нових методичних підходів даних про положення вогнищ, енергетичних та інших характеристик землетрусів Карпатського регіону України і дослідження їх зв'язків з геофізичними полями та глибинною будовою літосфери для окремих сейсмоактивних зон, зокрема, Закарпаття та Буковини, і вивчення на цій основі особливостей місцевої геодинаміки та сейсмотектонічного процесу. Для реалізації поставленої мети було визначено такі задачі досліджень:

Розробка та реалізація методики уточнення гіпоцентральних характеристик карпатських землетрусів.

Розробка та реалізація методики уніфікації енергетичних шкал для карпатських землетрусів.

Дослідження особливостей сейсмотектонічного процесу в окремих сейсмоактивних зонах Карпатського регіону України на основі уточнення положення гіпоцентрів землетрусів, їх енергетичних характеристик, комплексного аналізу інших сейсмологічних та геолого-геофізичних даних.

Наукова новизна.

На основі проведеного вперше для Карпатського регіону визначення і врахування усереднених станційних часових нев'язок для конкретних сейсмічних станцій закарпатської мережі по різних сейсмоактивних зонах регіону в 1,5-2 рази зменшено залишкові часові нев'язки для карпатських землетрусів і уточнено координати та глибини гіпоцентрів цих землетрусів.

На основі проведеного вперше для Закарпаття визначення параметрів гіпоцентрів місцевих землетрусів з використанням розрахункових годографів, побудованих на основі усереднення плоскошаруватою швидкісною моделлю швидкісної будови кори регіону, отриманої за даними глибинних сейсмічних зондувань, в 3-5 разів зменшено часові нев'язки для місцевих землетрусів і отримано суттєво уточнені значення координат і глибини гіпоцентрів цих землетрусів.

Вперше для Закарпаття визначено регіональні співвідношення між магнітудами місцевих землетрусів за довжиною запису - МD і магнітудами за амплітудами S-хвиль - MSH, і на цій основі створено уніфіковану регіональну шкалу магнітуд МD, статистично зрівноважену з шкалою MSH.

На основі комплексного аналізу сейсмологічних та геолого-геофізичних даних досліджено особливості сейсмотектонічного процесу в літосфері Буковини і вперше встановлено приуроченість гіпоцентрів частини місцевих землетрусів до субвертикальних розломних структур фундаменту в піднасувній частині кори і те, що вогнища цих землетрусів характеризуються відносно "жорстким" (високочастотним) сейсмічним випромінюванням.

Вперше для району Берегівського горбогір'я в Закарпатті на основі комплексного аналізу сейсмологічних, геолого-геофізичних, геодезичних, геоморфологічних та інших даних визначено особливості геодинаміки місцевої тектонічної структури, як активного в антропогені і в даний час купольного підняття, і розшифровано механізм Берегівського землетрусу 24.10.1965 року. Встановлено, що цей землетрус мав механізм скидо-розсувного типу.

Достовірність результатів забезпечується: залученням до обробки і аналізу значного масиву сейсмічних даних, в тому числі найновіших, отриманих за допомогою сучасної цифрової сейсмічної апаратури; використанням сучасних цифрових даних з мережі сейсмічних та геофізичних спостережень Карпатського регіону (більш, як 10 режимних станцій); залученням великої кількості вхідних даних для отримання статистично значимих результатів, залученням до комплексного аналізу якнайбільшого обсягу геофізичних, геологічних, геодезичних, геоморфологічних та інших даних, порівнянням отриманих результатів з відповідними даними по інших сейсмоактивних регіонах.

Практична цінність. Результати представлених у роботі досліджень є важливими для розв'язання багатьох практичних та теоретичних задач фізики Землі.

Зокрема, визначені автором усереднені станційні часові нев'язки для кожної сейсмічної станції по різних сейсмоактивних зонах регіону, а також побудовані для Закарпаття розрахункові годографи забезпечують значне уточнення параметрів гіпоцентрів місцевих землетрусів і більш детальне вивчення на цій основі геомеханіки окремих тектонічних структур літосфери регіону. Досліджені енергетичні характеристики карпатських землетрусів служать для уточнення та деталізації результатів сейсмічного районування, для розв'язання інженерно-сейсмологічних та геоекологічних задач. Результати комплексного аналізу сейсмологічних та інших геолого-геофізичних даних по різних сейсмоактивних зонах забезпечують поглиблене вивчення місцевих особливостей геодинаміки і сейсмотектонічного процесу, що є важливим для інженерної сейсмології та геоекології. Крім того, результати досліджень будуть використовуватися спеціалістами при прогнозуванні перспектив нафтогазоносності відповідних територій і врахуванні особливих умов при експлуатації родовищ.

Реалізація роботи. Розроблені автором методики і результати проведених наукових досліджень використовуються в діяльності Карпатської дослідно-методичної геофізичної партії (зараз - у складі Відділу сейсмічності Карпатського регіону ІГФ НАНУ), а також фахівцями Карпатського відділення Інституту геофізики НАНУ, Інституту геології і геохімії горючих копалин НАНУ, Західно-Української геофізичної розвідувальної експедиції, інших геологічних та геоекологічних організацій.

Особистий внесок автора. Основні наукові результати, представлені в дисертації, отримані автором особисто. Зокрема, особисто проведено всі роботи (від ідей і постановки задач до створення нових методик та їх варіантів, отримання результатів, їх аналізу та інтерпретації) по визначенню усереднених нев'язок сейсмічних хвиль, побудові розрахункових годографів для Закарпаття, уточненню параметрів гіпоцентрів місцевих землетрусів, порівняльному дослідженню магнітуд карпатських землетрусів, аналізу сейсмологічних даних по різних сейсмоактивних зонах Карпатського регіону, зокрема, по Берегівській зоні Закарпаття та Буковині. З консультативною участю О. В.Кендзери, А. В.Назаревича, З. І.Ковалишина, П. М.Шеремети, Д. Н.Лящука, В. Г.Осадчого проведено комплексний аналіз сейсмологічних та геолого-геофізичних даних по різних сейсмоактивних зонах Карпатського регіону.

Що стосується публікацій, то роботи 6, 25 і 41 (список в кінці реферату) виконані автором самостійно. В спільних публікаціях автору належить аналіз (зокрема, нові методики і результати) та інтерпретація сейсмологічних даних, творча участь в комплексному аналізі та інтерпретації всіх геолого-геофізичних даних (див. список публікацій в кінці автореферату).

Апробація роботи. Основні положення та окремі результати дисертаційної роботи доповідались на більш як 35 наукових конференціях різного рівня, в тому числі: на міжнародних - "Геодинаміка гірських систем Європи" (Яремче, 1994 р.), "Геологічна наука та освіта в Україні на межі тисячоліть: стан, проблеми, перспективи". (Львів, 2000 р.), "Геофізичний моніторинг небезпечних геологічних процесів та екологічного стану середовища" (Київ, 2001 р., 2002 р., 2003 р., 2004 р.), "Вивчення геодинамічних процесів методами астрономії, геодезії і геофізики" (Полтава, 2001 р.), "Геологія горючих копалин України" (Львів, 2001 р.), "The Carpathian geodata" (Яремче, 2002 р.), "Наукова концепція діяльності українсько-польської високогірної обсерваторії на горі Піп-Іван" (Івано-Франківськ, 2002 р.), "Геодинаміка і нафтогазоносні структури Чорноморсько-Каспійського регіону" (Гурзуф, 2002 р.); "Нафта і газ України - 2002" (Київ, 2002 р., 2004 р.), "Сучасні проблеми розвитку топографо-геодезичних та кадастрових робіт" (Львів, 2003 р.), "Кадастр, фотограмметрія, геоінформатика" (Львів, 2003 р.); міжнародних науково-технічних симпозіумах "Геоінформаційний моніторинг навколишнього середовища - GPS I GIS-технології" (Алушта, 1999 р., 2000 р., 2001 р., 2002 р., 2003 р., 2004 р.), на всесоюзних - "Збір і передача даних сейсмопрогностичних спостережень" (Кисловодськ, 1987 р.), семінарах Міжвідомчої ради по сейсмології і сейсмостійкому будівництву СРСР (Ялта, 1987 р., Львів - Мукачеве, 1988 р.); на національних - сесіях Ради "Геодинаміка і прогноз землетрусів" (Київ, 1993-1994 рр.), "Комплексні дослідження геодинаміки земної кори" (Алушта, 1993 р.), "Геоінформаційний моніторинг навколишнього середовища". (Алушта, 1996 р., 1997р.,), науково-технічних симпозіумах "Геомоніторинг-2002" і "Геомоніторинг-2004" (Славськ, 2002 р., 2004 р.); на регіональних - "Науково-технічні розробки Львівщини" (Львів, 2001 р.), щорічних сесіях Наукового товариства ім. Шевченка (Львів, 1993 р., 1999 р., 2000 р., 2002 р., 2003 р., 2004 р.), конференції молодих вчених Інституту прикладних проблем механіки і математики (Львів, 1987 р.) та ін. В цілому робота обговорювалась на науковому семінарі відділу сейсмічності Карпатського регіону Інституту геофізики ім. С. І.Субботіна НАН України, 2004 р.

Публікації. Основний зміст і результати включених в дисертаційну роботу досліджень викладені у 58 публікаціях (в тому числі 1 авторське свідоцтво, 1 патент України, 17 статей (11 з них - у фахових виданнях), 39 тез доповідей), список основних публікацій подано в кінці реферату.

Структура і об'єм роботи. Дисертація складається з вступу, 4-х розділів і висновків (126 сторінок основного тексту), 56 рисунків і діаграм та 13 таблиць (на 70-ти окремих сторінках), списку використаних джерел з 209 найменувань на 24 сторінках, всього - 220 сторінок.

Автор висловлює щиру подяку своєму науковому керівникові - заступнику директора Інституту геофізики ім. С. І.Субботіна НАН України О. В.Кендзері за допомогу, поради і підтримку при виконанні цієї роботи, старшому науковому співробітнику Карпатського відділення Інституту геофізики (м. Львів) А. В.Назаревичу - за консультації з питань геофізики, зав. відділом сейсмічності Карпатського регіону ІГФ НАНУ (м. Львів) С. Т.Вербицькому і всім співробітникам, особливо колишньому начальнику Карпатської дослідно-методичної геофізичної партії Т. З.Вербицькому та своїм колегам - за забезпечення сучасними, в тому числі цифровими сейсмічними даними, співробітнику КВ ІГФ Ю. Т.Вербицькому - за забезпечення програмними пакетами комп'ютерної обробки сейсмічних даних, іншим співробітникам КВ ІГФ та львівським геологам і геофізикам з різних організацій, зокрема, П. М.Шереметі, З. І.Ковалишину, В. Г.Осадчому, Д. Н. Лящуку - за люб'язно надані геофізичні і геологічні матеріали та консультації.

Похожие статьи




Загальна характеристика роботи - Характеристики сейсмічності і сейсмотектонічного процесу в зонах Карпатського регіону

Предыдущая | Следующая