ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЕ 27 СЕНТЯБРЯ 2003 Г. В ГОРНОМ АЛТАЕ

С.Г. Платонова

Алтайский государственный университет, г. Барнаул

Горный Алтай, расположенный в западной части Алтае-Саяно-Монгольской орогенной области, является регионом, обладающим высоким сейсмическим потенциалом. Накопленный к началу XXI века теоретический и полевой материал позволяет говорить о том, что сильнейшие землетрясения, вызвавшие формирование сейсморазрывов и сейсмогравитационных структур, неоднократно происходили здесь в течение голоцена (Рогожин С.Г., Платонова С.Г., 2002).

Горный Алтай, расположенный в западной части Алтае-Саяно-Монгольской орогенной области, является регионом, обладающим высоким сейсмическим потенциалом. Накопленный к началу XXI века теоретический и полевой материал позволяет говорить о том, что сильнейшие землетрясения, вызвавшие формирование сейсморазрывов и сейсмогравитационных структур, неоднократно происходили здесь в течение голоцена (Рогожин С.Г., Платонова С.Г., 2002).

В структурном отношении эпицентры главного толчка и афтершоков проявились в пределах Чуйской эпицентральной зоны и приурочены к субширотной восточной ветви Чарышско-Теректинского разлома и северо-западному Северо-Чуйскому разлому.

Остаточные нарушения земной поверхности, возникшие в результате землетрясения, были зафиксированы в пределах Курайской и Чуйской межгорных впадин, в юго-восточной части Сарулукульской впадины, на склонах Южно-Чуйского, Северо-Чуйского и Курайского хребтов. Они представлены первичными сейсморазрывами и вторичными деформациями (дислокациями): оползнями, обвалами, осыпями и камнепадами, сейсмогравитационными отседаниями склонов, выбросами разжиженного преимущественно песчано-глинистого материала и компенсационными проседаниями земной поверхности.

Очаг землетрясения 27.09.03 г. вышел на поверхность в виде протяженной (около 20 км) S-образной в плане зоны сейсморазрывов северо-западного простирания, имеющей характер правого сдвига, строение которой на разных участках описано Геодаковым А.Р. с коллегами (2003). Наиболее значительные макросейсмические проявления землетрясения 27.09.03 г. отмечались в урочище Узюк, расположенном в 13,0-15,0 км к западу от пос. Бельтир (Кызыл-Маны), на водоразделе рек Кускуннур - Талтура.

Сейсморазрыв, вышедший на поверхность в урочище Узюк, имеет западно-северо-западное (Аз. 110-290o) простирание и представлен крутопадающим (угол падения 70-75o) на юг правосторонним сдвигом с амплитудой смещения порядка 0,5 м, определённой по смещению отдельных микроформ рельефа. В общем плане правосдвиговой зоны по аналогии со структурными схемами зон скалывания он может быть охарактеризован как обратное косое нарушение Скемптона (обратный косой синтетический скол) (Стоянов С.С., 1977).

Строение сейсморазрыва урочища представлено в виде системы подставляющих друг друга зияющих сейсморвов в полосе примерно 200-250 м на участке расширения приподнятой части водораздела на протяжении 2,5-3,0 км (рис. 1). Отдельные сейсморвы имеют длину до 50 м, ширину от 0,5 до 5 м и видимую глубину до 10-12 м. Направленность движения по закону правого сдвига отмечалась в смещении элементов отдельных рвов и по горизонтальной штриховке, отмеченной в отложениях делювиального шлейфа в пределах зоны.

На участках транспрессионного изгиба зияющие сейсморвы, которые являются структурами растяжения, сменяются структурами сжатия, представленными буграми вспучивания грунтов и наползанием почвы. На участках антитетических сколов (сопряжённых сколов Риделя) отмечались левосдвиговые подвижки с амплитудой 1,0-1,2 м, имеющие резко подчинённое значение по отношению к основным сколам зоны.

Переходя на склоны седловины, сейсморазрыв разветвляется, образуя два рва, которые зажимают между собой просевший блок (микрограбен). На восточном борту седловины ширина такого микрограбена составляет 25-30 м, а амплитуда опускания 0,5-1,0 м. На восточном продолжении, на левом берегу р. Талтуры, характер зоны изменяется. Ширина полосы разрывов в вершинной части окружающих сопок сужается до 10-20 м и представляет собой тонкую, тянущуюся по склону трещину, вдоль которой расположенные выше по склону грунты надвинуты на нижние с амплитудой смещения первые сантиметры (5 см).

Вторичные сейсмогравитационные дислокации землетрясения 27.09.03 г. в районе урочища Узюк представлены многочисленными проявлениями склоновых процессов. Но наиболее впечатляющим является гигантский оползень озёрно-ледниковых отложений, произошедший в месте сочленения субширотного и северо-западного разломов, в 7 км к западу от пос. Бельтир на правом склоне долины р. Талтура. Тело оползня имеет ширину около 1 км, высоту - 15-20 м, объём - около 20 млн3 (данные М.С. Достоваловой).

Следует отметить, что очаг землетрясения 27.09.03 г. является достаточно стабильной структурой, многократно проявлявшей сейсмическую активность в голоцене и, видимо, в верхнем плейстоцене. По образцам палеопочвы в радиоуглеродной лаборатории Института географии РАН О.А. Чичаговой получены 14С-датировки двух, видимо, наиболее близких по времени проявления сильных сейсмических событий с выходами очага на поверхность, относительно которых современный сейсморазрыв сместился к северу на несколько десятков метров (см. рис. 1). Наиболее хорошо заметны в рельефе следы в виде линейных депрессий, оставленные палеоземлетрясением, происшедшим 1280 ± 30 лет назад (ИГАН-2818). В стенках современных нарушений они выражены в виде системы древних надвигов, с заполненными палеопочвой карманами под козырьком.

Более ранние сейсморвы, возраст которых по образцу почвы определён как 3340 ± 30 лет (ИГАН-2817), не выражены в рельефе. Первичные деформации здесь также представлены системой надвигов, сместители которых падают на юго-восток (Аз. пд. 120o) под осевую часть седловины. Надвиги смещены более поздними сбросами с амплитудой 3-4 см. По информации, предоставленной А.М. Малолетко, молодые надвиговые деформации были отмечены по данным бурения в районе с. Бельтир.

Исследования долин и междуречья рек Талтура и Кускуннур позволяют говорить о том, что и названные сейсмические события были не единственными, произошедшими в этой эпицентральной зоне. Об этом свидетельствуют оползневые и обвальные деформации фронтального типа, развитые в бортах эрозионных уступов и на тектонических склонах долин рек Талтура и Чаган. Одно из этих землетрясений привело к оползню циркообразного типа в правом борту р. Талтура, расположенного к востоку от гигантского оползня, образованного в результате сейсмического толчка 29.09.2003 г. и сопоставимого с первым по объёму оползших масс. Прослеживая миграцию положения выхода очага, можно говорить, что речь идёт о сейсмическом событии более раннем, чем имевшее место примерно 3340 лет назад. А достаточно хорошая выраженность в рельефе аккумулятивного тела позволять установить нижнюю временную рамку границей голоцена, т.е. не ранее 10000 лет.

Заслуживающим внимания из последствий землетрясения 27.09.03 г. являются выбросы и разливы разжиженных песка и грязи в виде грифонов или грязевых вулканчиков. Приурочены они в основном к низменным, кое-где заболоченным участкам, в геологическом строении которых принимают участие тонкодисперсные водонасыщенные рыхлые породы (глины, суглинки, пески пылеватые), способные при динамических воздействиях разжижаться до текучего состояния и изливаться на поверхность сообразованием характерных конических или воронкообразных форм песчанно-глинистых грязевых "вулканчиков", трещин со следами излияния песчанно-глинистой грязевой массы и компенсационных проседаний земной поверхности. Этот процесс имеет приповерхностный характер и обычно развивается на глубине не более 20-30 м. В данном случае нижней границей развития указанного процесса является верхняя граница вечной мерзлоты, фиксируемая на глубине 6-10 м - в районе Бельтира, 9-13 м - в районе Кош-Агача, 2-3 м - в урочище Узюк, и имеющая мощность- от 45-75 м до 400 м. Огромная энергия, выделенная при землетрясении, не только привела в движение подземные воды, но и растопила какое-то количество линз льда. В результате их выброса в районе Бельтира образовались грязевые озера.

Заслуживающим внимания из последствий землетрясения 27.09.03 г. являются выбросы и разливы разжиженных песка и грязи в виде грифонов или грязевых вулканчиков. Приурочены они в основном к низменным, кое-где заболоченным участкам, в геологическом строении которых принимают участие тонкодисперсные водонасыщенные рыхлые породы (глины, суглинки, пески пылеватые), способные при динамических воздействиях разжижаться до текучего состояния и изливаться на поверхность сообразованием характерных конических или воронкообразных форм песчанно-глинистых грязевых "вулканчиков", трещин со следами излияния песчанно-глинистой грязевой массы и компенсационных проседаний земной поверхности. Этот процесс имеет приповерхностный характер и обычно развивается на глубине не более 20-30 м. В данном случае нижней границей развития указанного процесса является верхняя граница вечной мерзлоты, фиксируемая на глубине 6-10 м - в районе Бельтира, 9-13 м - в районе Кош-Агача, 2-3 м - в урочище Узюк, и имеющая мощность- от 45-75 м до 400 м. Огромная энергия, выделенная при землетрясении, не только привела в движение подземные воды, но и растопила какое-то количество линз льда. В результате их выброса в районе Бельтира образовались грязевые озера.

По геофизическим данным сейсмотектоническую обстановку в пределах субширотной ветви Чарышско-Теректинского разлома в двадцатом веке определяли два сейсмических толчка: 14 сентября 1923 года с М=6,0 и 20 сентября 1960 с М=5,1, макросейсмические проявления которых не известны (Информационное..., 2003).

По геофизическим данным сейсмотектоническую обстановку в пределах субширотной ветви Чарышско-Теректинского разлома в двадцатом веке определяли два сейсмических толчка: 14 сентября 1923 года с М=6,0 и 20 сентября 1960 с М=5,1, макросейсмические проявления которых не известны (Информационное:, 2003).

Сейсмогеологические работы, проведённые в 1990-х гг. (Рейснер Г.И., Иогансон Л.И., 1996; Рогожин Е.А. и др. 1995, 1996, Рогожин Е.А., Платонова С.Г., 2002 и др.), позволили говорить о высоком сейсмическом потенциале этой части Горного Алтая, и выделить зоны, в пределах которых определялась возможность сильных сейсмических событий. Хотя, надо отметить, что сейсмогеологические исследования в эпицентральной зоне землетрясения 27.09.03 г. не проводились. А следы более ранних землетрясений, широко представленных в пределах долин рек Талтура и Кускуннур и описанных выше по тексту, изучались уже после последнего землетрясения.

В 1998 году нами совместно с В.В. Скрипко отмечалось аномально большое количество селей и площадных смещений грунта в устьевой части долины р. Карагем - правого притока р. Аргут. При учёте, что они имели место вне зависимости от экспозиции, степени залесённости и отмечались в год, характеризуемый средними количественными показателями годовых осадков. Проявление этих склоновых процессов затухало по удалению от условного центра зоны Чарышско-Теректинского разлома - долины р. Карагем. К сожалению, на этой территории в последнее десятилетие не проводились мониторинговые исследования развития склоновых процессов. И выводы об аномальности их проявления основаны на анализе геологических разрезов, а точнее, доли отложений катастрофического характера в пределах террас левого берега р. Карагем.

В этот же год А.Н. Куприяновым, И.А. Хрусталёвой было отмечено появление новых оползневых деформаций на другом участке Чарышско-Теректинского разлома, расположенного примерно в 90 км к восточнее от устья р. Карагем - в долине р. Чаган-Узун (левого притока р. Чуи).

В этот же год А.Н. Куприяновым, И.А. Хрусталёвой было отмечено появление новых оползневых деформаций на другом участке Чарышско-Теректинского разлома, расположенного примерно в 90 км к восточнее от устья р. Карагем - в долине р. Чаган-Узун (левого притока р. Чуи).

В качестве метода долгосрочного прогноза, "сработавшего" при подготовке землетрясения 27.09.03 г., следует отметить геодезический. В зоне влияния Чарышско-Теректинского разлома (в районе Ортолыка) в период 1978-1993 гг. по данным повторного нивелирования резко обозначилась отрицательная аномалия скоростей поднятия Чуйского тракта (2,5 мм/год по сравнению с 7,84-8,0 мм/год на соседних участках) (Рогожин Е.А., Платонова С.Г., 2002).

Все эти данные в скором времени должны быть проанализированы и на основании их выработаны комплексные критерии прогноза потенциальных землетрясений для Горного Алтая. И в этом плане, землетрясение 27.09.2003 г. предоставило уникальный материал для изучения и анализа. Уже сегодня по аналогии с ним по нашим наблюдениям за проявлением склоновых процессов и геодезическим данным мы можем предположить возможность готовящего сейсмического события в пределах долины р. Байлюкем (междуречье рек Чуя и Башгкаус на границе Р. Тывы) и районе урочища Чаган-Бургазы (на границе с Монголией).


Авторы выражают благодарность главе администрации Кош-Агачского района А. Ж. Джаткамбаеву, главе администрации Бельтира Р.Ч. Кыдатову, А.М. Тайташеву за помощь при проведении полевых работ. Работы выполнены при частичной поддержке ФЦП "Интеграция науки и высшего образования России на 2002 - 2006 годы" (проект N Э 0179/939).

Литература

  1. Геодаков А.Р., Овсюченко А.Н., Платонова С.Г., Рогожин Е.А. Материалы предварительного изучения сильного землетрясения 2003 г. на Горном Алтае // Вестник отделения наук о Земле РАН (Электронный научно-информационный журнал), 2003. N 1.(21). 22 с.
  2. Информационное сообщение об Алтайском землетрясении 27 сентября 2003 года // http//www-ceme.gsras.ru. 2003-09-30.
  3. Рейснер Г.И., Иогансон Л.И. Оценка сейсмического потенциала Алтая с применением внерегионального сейсмотектонического метода // Федеральная система сейсмологических наблюдений и прогноза землетрясений. - Инф.-анал. бюллетень. - М.: ОИФЗ РАН, 1996. Т 3. - N 1-2.
  4. Рогожин Е.А., Богачкин Б.М., Иогансон Л.И., Рейснер Г.И., А.Баясгалан, В.М.Кочетков, Р.А.Курушин. Опыт выделения и прослеживания сейсмогенерирующих зон методами геолого-тектонического анализа на территории Западной Монголии и Зайсано-Алтайской складчатой области // Сейсмичность и сейсмическое районирование Северной Евразии. - М.: ОИФЗ РАН, 1995. Вып. 2-3. - С. 132-152.
  5. Рогожин Е.А., Богачкин Б.М., Нечаев Ю.В., Платонова С.Г., Чичагов В.П. Неизвестные сильные землетрясения Горного Алтая // Федеральная система сейсмологических наблюдений и прогноза землетрясений. Информационно- аналитический бюллетень. - М.: ОИФЗ РАН, 1996. Т. 3. - N 1-2. - С. 96-106.
  6. Рогожин Е.А., Платонова С.Г. Очаговые зоны сильных землетрясений Горного Алтая в голоцене. М.: ОИФЗ РАН, 2002. 130 с.
  7. Стоянов С.С. Механизм формирования разрывных зон. М.: Недра, 1977. 114 с.