1. Введение

На основе выполненного автором анализа состояния региональной сейсмичности в Кузбассе [1], [3], [5], [7] установлено:

1. Публикационная активность указанной тематики со стороны местных региональных и столичных ученых.

2. Рост сейсмической активности в XXI веке.

3. Доминирование исследований сейсмической активности на основе сети сейсмостанций.

4. Отсутствие продолжительных рядов инструментальных наблюдений геофизическими и геодезическими методами.

Детализация изучения региональной сейсмичности Кузбасса позволила автору выделить три этапа:

· первый – асейсмичность территории (до 2005 года);

· второй – рост сейсмической активности и развитие сети сейсмологических станций (с 2006 года);

· третий – настоящее время переход к фундаментальным исследованиям региональной сейсмичности.

Кроме этого, по мнению автора, в Кузбассе необходимо развивать фундаментальные исследования на основе комплексного и многоуровенного мониторинга природных и техногенных геодинамических и сейсмических процессов, что возможно обеспечить в настоящее при современном уровне развития науки, техники и технологий. Традиционными моделями только сейсмическим методом сложно найти такое решение. Ключевым направлением формирования указанного подхода является его нацеленность на изучение региональных закономерностей сейсмичности путем постановки комплексных продолжительных высокоточных рядовинструментальных наблюдений, регистрирующие кинематику параметров фундаментальных процессов. В условиях сложившейся проблемной ситуации в Кузбассе между передовыми технологическими возможностями геофизической и геодезической науки и недостаточностью полноценных теоретических разработок и моделей в области получения, сбора, регистрации, обработки и анализа информации об изменении состояния земной коры и формировании очагов сейсмических событий требуется разработка методики изучения региональных закономерностей сейсмичности региона на основе реализации высокоточных, комплексных и продолжительных инструментальных наблюдений. Теоретическое обоснование предложенной методики выполнено на основе моделирования изменения состояния блока земной коры, что обеспечивает связь его геодинамической и сейсмической активности и является решением научной задачи, имеющей важное социально-экономическое значение в области геодинамической и сейсмической безопасности при освоении недр, снижения риска и уменьшения последствий геодинамических катастроф природного и техногенного характера. Следовательно, тема исследований актуальна и имеет научный и практический интерес

2. Методы и принципы исследования

Установленные особенности, по мнению автора, должны стать основой изучения региональных закономерностей сейсмичности Кузбасса. Поэтому целью исследований является разработка методики изучения региональных закономерностей сейсмичности Кузбасса на основе реализации высокоточных, комплексных и продолжительных инструментальных наблюдений. Объектом исследования является сейсмичность, а предметом – её региональные особенности. Задачи исследования:

· установить проблемную ситуацию в изучении сейсмичности Кузбасса;

· обосновать разработку методику реализации комплексных и продолжительных инструментальных наблюдений для изучения региональных закономерностей сейсмичности в Кузбассе;

· изучить приуроченность землетрясений к блочной структуре земной коры.

Анализ по данным сейсмических каталогов Алтае-Саянского региона [8] и Международного сейсмологического центра (ISC), выполненный автором. Свидетельствует о том, что сейсмические события в начале нынешнего века с магнитудой М более 3,5 (табл.1) приурочены к определенным блокам земной коры III-го ранга.

Детальный анализ сейсмических событий в указанных блоках земной коры, выполненный автором, приведен в таблице 1. Его результаты свидетельствуют об их концентрации в блоке земной коры 400, согласно результатам геодинамического районирования в [9].

3. Основные результаты

Предложенный автором подход решения сложной задачи отличается как комплексностью исследований, так и изучением иерархии геодинамической и сейсмической активности. Изучение иерархии геодинамической и сейсмической активности планируется как блока земной коры III-го ранга 400, так и блоков земной коры IV-го ранга 400-1 и 400-2 (табл. 3) (блоки земной коры V-го и VI-го рангов будут рассмотрены в последующих публикациях).

Связь геодинамической и сейсмической активности блоков земной коры, по мнению авторов, оценивается изменением плотности потенциальной энергии их деформирования, которая рассчитывается по полученным компонентам изменений во времени деформаций. Результаты моделирования, выполненные на основе разработанной авторами программы для ПК «BM» [10], и, приведенные в таблице 3, свидетельствуют о том, что геодинамическая активность исследуемых блоков земной коры III-го и IV-го рангов проявляется при скоростях его движения более 3,5 мм/год, а формирование очага сейсмического события (достижение плотности потенциальной энергии не менее 12 кг·м/м) – при 25,5 мм/год.

4. Обсуждение

В преддверии роста добычи угля в пятидесятых годах прошлого века были проведены фундаментальные исследования поисковых и разведочных работ. Сегодня спустя 70 лет, на пороге освоения второго Кузбасса, должен быть решен вопрос о генезисе сейсмичности и роли антропогенного воздействия без ответа, на который изучение региональных закономерностей сейсмичности не сможет развиваться дальше. При этом реализация предлагаемого решения ориентируется на поэтапный подход, начиная с указанных блоков земной коры III-го и IV-го рангов. Отсрочка начала предлагаемых фундаментальных исследований изучения региональных закономерностей сейсмичности в ближайшем будущем обусловить умножение проблем промышленной, экологической и сейсмической безопасности к средине и концу XXI века. Неоспоримым фактором предлагаемых фундаментальных исследований изучения региональных закономерностей сейсмичности в Кузбассе является их комплексность, которая отражена спектром предлагаемых методов, который включает: картографический; геоморфологический; геологический; геофизический; геодезический; геомеханический и моделирование [11]. Предложенная комплексность исследований:

· обосновывает методику их проведения;

· обеспечивает научно-методические основы;

· является многоаспектной и многофункциональной;

· реализует интегральный подход.

5. Заключение

На основании выполненных исследований сделаны следующие выводы:

1. Отмечено, что увеличение количества сейсмостанций в полной мере не обеспечат изучение региональных закономерностей сейсмичности на территории Кузбасса.

2. Предложено установление взаимосвязи сейсмической и геодинамической активности в рамках перехода к фундаментальным исследованиям региональных закономерностей сейсмичности путем контроля изменения во времени плотности потенциальной энергии на основе многолетних инструментальных наблюдений, что является не только реализацией комплексного и иерархического подхода, но и решением сложной научной задачи.

The additional file for this article can be found as follows: