Cмена уровней сейсмической опасности в полном 12-летнем сейсмогеодинамическом цикле Южно-Байкальской впадины: результаты гидроизотопного (²³⁴U/²³⁸U) мониторинга

Автор(ы)

С.В. Рассказов^1,2, Е.П. Чебыкин^1,3 А.М. Ильясова¹, С.В.Снопков², С.А. Борняков¹, И.С. Чувашова^1,2

¹Институт земной коры СО РАН, г. Иркутск, Россия

²Иркутский государственный университет, г. Иркутск, Россия

³Лимнологический институт СО РАН, г. Иркутск, Россия

Об авторах

Рассказов Сергей Васильевич,

доктор геолого-минералогических наук, профессор, зав. лабораторией,

664033 Иркутск, ул. Лермонтова, д. 128,

Институт земной коры СО РАН,

664003 Иркутск, ул. Ленина, д. 3,

Иркутский государственный университет, геологический факультет,

зав. кафедрой,

email: rassk@crust.irk.ru.

Чебыкин Евгений Павлович,

кандидат химических наук,

664033 Иркутск, ул. Лермонтова, д. 128,

Институт земной коры СО РАН,

664033 Иркутск, ул. Улан-Баторская, 3,

Лимнологический институт СО РАН,

старший научный сотрудник,

email: epcheb@yandex.ru.

Ильясова Айгуль Маратовна,

кандидат геолого-минералогических наук,

664033 Иркутск, ул. Лермонтова, д. 128,

Институт земной коры СО РАН,

ведущий инженер,

email: ila@crust.irk.ru.

Снопков Сергей Викторович,

кандидат геолого-минералогических наук, доцент,

664003 Иркутск, ул. Ленина, д. 3,

Иркутский государственный университет, геол.факультет,

email: snopkov_serg@mail.ru.

Борняков Сергей Александрович,

кандидат геолого-минералогических наук,

664033 Иркутск, ул. Лермонтова, д. 128,

Институт земной коры СО РАН,

старший научный сотрудник,

email: bonyak@crust.irk.ru.

Чувашова Ирина Сергеевна,

кандидат геолого-минералогических наук,

664033 Иркутск, ул. Лермонтова, д. 128,

Институт земной коры СО РАН,

старший научный сотрудник, доцент,

664003 Иркутск, ул. Ленина, д. 3,

Иркутский государственный университет, геологический факультет,

email: chuvashova@crust.irk.ru.

Аннотация. В западной части Южно-Байкальской впадины пространственно-временное распределение эпицентров землетрясений характеризуется квазипериодическими сейсмическими активизациями. Наиболее сильные землетрясения произошли в 1999 г. (Южно-Байкальское, Мw = 6.0), 2008 г. (Култукское, Мw = 6.3) и 2020 г. (Кударинское, Мw = 5.4). С 2013 г. нами проводился мониторинг отношения активностей ²³⁴U/²³⁸U (ОА4/8) в подземных водах как показателя раскрытия/закрытия трещин, способствующего/препятствующего циркуляции воды в активных разломах впадины. По результатам мониторинга мы определили понятие полного сейсмогеодинамического цикла как смены сжатия растяжением коры, происходившего в течение 12 лет с последовательным возрастанием уровней сейсмической опасности.

Ключевые слова: ²³⁴U/²³⁸U, подземные воды, землетрясение, активный разлом, Байкал

С. 7–21

Литература

Boldina S.V., Kopylova G.N. Effects of the January 30, 2016, Mw=7.2 Zhupanovsky earthquake on the water level variations in wells YuZ-5 and E-1 in Kamchatka // Geodynamics & Tectonophysics. 2017. V. 8, N 4. P. 863–880. doi:10.5800/GT-2017-8-4-0321.

Chalov P.I. Isotopic fractionation of natural uranium // Frunze: Ilim, 1975. 236 p. [Чалов П.И. Изотопное фракционирование природного урана / Фрунзе: Илим, 1975. 236 с.]

Chebykin E.P., Goldberg E.L., Kulikova N.S., Zhuchenko N.A., Stepanova O.G., Malopevnaya Yu.A. Method of determination of the isotopic composition of authigenic uranium in the bottom sediments of Lake Baikal // Russian Geology and Geophysics. 2007. V. 48, N 6. P. 604–616.

Chebykin E.P., Rasskazov S.V., Vodneva E.N., Ilyasova A.M., Chuvashova I.S., Bornyakov S.A., Seminsky A.K., Snopkov S.V. First results of 234U/238U monitoring in waters from active faults on the western coast of Southern Baikal // Reports of the Academy of Sciences. 2015. V. 460, No. 4. P. 464–467. [Чебыкин Е.П., Рассказов С.В., Воднева Е.Н., Ильясова А.М., Чувашова И.С., Борняков С.А., Семинский А.К., Снопков С.В. Первые результаты мониторинга234U/238U в водах из активных разломов западного побережья Южного Байкала // Доклады академии наук. 2015. Т. 460, № 4. С. 464–467.]

Cherdyntsev V.V. Uranium-234 // M.: Atomizdat, 1969. 308 p. [Чердынцев В.В. Уран–234 // М.: Атомиздат, 1969. 308 с.]

Chia Y., Chiu J.J., Chiang Y.-H., Lee T.-P., Liu C.-W. Spatial and temporal changes of groundwater level induced by thrust faulting // Pure and Applied Geophysics. 2008. V. 165, N 1. P. 5–16. https://doi.org/10.1007/s00024-007-0293-5.

Claesson L., Skelton A., Graham C., Dietl C., Mörth M., Torssander P., Kockum I. Hydrogeochemical changes before and after a major earthquake // Geology. 2004. V. 32, N 8. P. 641–644. doi: 10.1130/G20542.1

Chuvashova I., Rasskazov S., Sun Yi-min, Yang Chen Origin of melting anomalies in the Japan-Baikal corridor of Asia at the latest geodynamic stage: evolution from the mantle transition layer and generation by lithospheric transtension // Geodynamics & Tectonophysics. 2017. V. 8. № 3. P. 435–440. Doi.org/10.5800/GT-2017-8-3-0256.

Florensov N.A. Baikal rift zone and some problems of its study / Baikal rift. Moscow, Nauka, 1968. P. 40–56.

Johnson A.G., Covach R.L., Nur A. Fluid-pressure variations and fault creep in Central California // Tectonophysics. 1974. V. 23. P. 257–266.

King C.-Y., Koizumi N., Kitagawa Y. Hydrogeochemical anomalies and the 1995 Kobe Earthquake // Science. 1995. V. 269. P. 38–39.

Logatchev N.A. History and geodynamics of the Baikal Rift // Geology and Geophysics. 2003. V. 44, No. 5. P. 391–406. [Логачев Н.А. История и геодинамика Байкальского рифта // Геология и геофизика. 2003. Т. 44, № 5. С. 391–406.]

Melnikova V.I., Gileva N.A., Arefiev S.S., Bykova V.V., Masalskiy O.K. The Kultuk earthquake in 2008 with Mw = 6.3 in the south of Lake Baikal: spatial-temporal analysis of seismic activity // Izvestiya, Physics of the Solid Earth. 2012. V. 48, 11. V. 44–62.

Mordvinova V.V., Kobelev M.M., Khritova M.A., Turutanov E.Kh., Kobeleva E.A., Trynkova D.S., Tsydypova L.R. Deep velocity structure of the southern margin of the Siberian craton and Baikal Rift // Reports of the Academy of Sciences. 2019. V. 484, No. 1. P. 93–97. [Мордвинова В.В., Кобелев М.М., Хритова М.А., Турутанов Е.Х., Кобелева Е.А., Трынкова Д.С., Цыдыпова Л.Р. Глубинная скоростная структура южной окраины Сибирского кратона и Байкальский рифтогенез // Доклады академии наук. 2019. Т. 484, № 1. С. 93–97.]

Radziminovich N.A., Melnikova V.I., Sankov V.A., Levi K.G. Seismicity and seismotectonic deformation of crust in the South Baikal basin // Izvestiya, Physics of the Solid Earth. 2006. V. 42, N 11. P. 44–62.

Rasskazov S.V., Chuvashova I.S. Volcanism and transtension in the northeast of the Baikal rift system. Novosibirsk: Academic publishing house "Geo", 2018. 383 p. [Рассказов С.В., Чувашова И.С. Вулканизм и транстенсия на северо-востоке Байкальской рифтовой системы. Новосибирск: Академическое изд-во «Гео», 2018. 383 с.]

Rasskazov S.V., Chebykin E.P., Ilyasova A.M., Vodneva E.N., Chuvashova I.S., Bornyakov S.A., Seminsky A.K., Snopkov S.V., Chechelnitsky V.V., Gileva N.A. The development of the Kultuk seismic prognostic polygon: (²³⁴U/²³⁸U) and ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr variations in groundwater from active faults on the western coast of the Baikal // Geodynamics and Tectonophysics. 2015. V. 6, No. 4. P. 519–554 [Рассказов С.В., Чебыкин Е.П., Ильясова А.М., Воднева Е.Н., Чувашова И.С., Борняков С.А., Семинский А.К., Снопков С.В., Чечельницкий В.В., Гилева Н.А. Разработка Култукского сейсмопрогностического полигона: вариации (²³⁴U/²³⁸U) и ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr в подземных водах из активных разломов западного побережья Байкала // Геодинамика и тектонофизика. 2015. Т. 6, № 4. С. 519–554.]

Rasskazov S., Ilyasova A., Bornyakov S., Chuvashova I., Chebykin E. Responses of a 234U/238U activity ratio in groundwater to earthquakes in the South Baikal Basin, Siberia // Front. Earth Sci. 2020. V. 14, N 4. P. 711–737; doi.org/10.1007/s11707-020-0821-5

Rasskazov S., Chuvashova I., Yasnygina T., Saranina E., Gerasimov N., Ailow Y., Sun Y.-M. Tectonic generation of pseudotachylytes and volcanic rocks: Deep-seated magma sources of crust-mantle transition in the Baikal Rift System, Southern Siberia // Minerals. 2021. V. 11. No. 5. P. 487.

Rasskazov S.V., Yasnygina T.A., Chuvashova I.S., Mikheeva E.A., Snopkov S.V. The Kultuk Volcano: spatial–temporal change of magmatic sources at the western terminus of the South Baikal basin between 18 and 12 Ma // Geodynamics & Tectonophysics. 2013. V. 4, N 2. P. 135–168. doi:10.5800/GT2013420095.

Reddy D.V., Nagabhushanam, P., Sukhija, B.S., 2011. Earthquake (M 5.1) induced hydrogeochemical and δ18O changes: validation of aquifer breaching-mixing model in Koyna, India. Geophys. J. Int. 184, 359–370. doi: 10.1111/j.1365-246X.2010.04838.x

Ruzhich V.V. Seismotectonic destruction in the crust of the Baikal rift zone. Publishing House of SB RAS, Novosibirsk, 1997. 144 pp.

Sherman S.I. A tectonophysical model of a seismic zone: experience of development based on the example of the Baikal rift system // Izvestiya, Physics of the Solid Earth. 2009. V. 45, N 11. P. 938–941. http://dx.doi.org/10.1134/S1069351309110020.

Sherman S.I. Deformation waves as a trigger mechanism of seismic activity in seismic zones of the continental lithosphere // Geodynamics & Tectonophysics. 2013. V. 4, N 2. P. 83–117. doi:10.5800/GT-2013-4-2-0093.

Sherman S.I. The seismic process, and earthquake prediction: tectonophysical concept. Novosibirsk Academic Publishing House "Geo", 2014. 359 pp.

Shi Z., Wang G., Manga M., Wang C.Y. Mechanism of co-seismic water level change following four great earthquakes – insights from co-seismic responses throughout the Chinese mainland // Earth Planet. Sci. Letters. 2015. V. 430. P. 66–74. https://doi.org/10.1016/j.epsl.2015.08.012.

Solonenko V.P. Seismogeology and the problem of prediction of earthquakes // Geology and geophysics. 1974. V. 5. P. 168–178.

Sukhija B.S., Reddy D.V., Nagabhushanam P., Kumar B. Significant temporal changes in13C in dissolved inorganic carbon of groundwater related to reservoir-triggered seismicity // Seismological Research Letters. 2010. V. 81, N 2. P. 218–224. doi:10.1785/gssrl.81.2.218

Timofeev V.Y., Kalish E.N., Stus Y.F., Ardyukov D.G., Arnautov G.P., Smirnov M.G., Timofeev A.V., Nosov D.A., Sizikov I.S., Boyko E.V., Gribanova E.I. Gravity variations and modern geodynamics southwestern part of the Baikal region // Geodynamics & Tectonophysics. 2013. V. 4, N 2. P. 135–168. doi:10.5800/GT2013420094.

Tsunogai U., Wakita H. Precursory chemical changes in ground water: Kobe Earthquake, Japan // Science. 1995. V. 269. P. 61–63.

Ссылка для цитирования

Рассказов С.В. Cмена уровней сейсмической опасности в полном 12-летнем сейсмогеодинамическом цикле Южно-Байкальской впадины: результаты гидроизотопного (²³⁴U/²³⁸U) мониторинга [Электронный ресурс] / С.В. Рассказов, Е.П. Чебыкин, А.М. Ильясова, С.В. Снопков, С.А. Борняков, И.С. Чувашова // Геология и окружающая среда.— 2022.— Т. 2, № 2.— С. 7–21. DOI 10.26516/2541-9641.2022.2.7
Режим доступа: http://geoenvir.ru/archive/g&e22-2-2/rasskazov22-2.htm (30.06.2022).

Полный текст статьи (английский) | Здесь |