CC BY
13УДК 550.3
Джумабаева А. Б., Байкулов С., Тилек кызы Гулкайыр
Институт сейсмологии НАН КР, г. Бишкек, Кыргызстан
ПАЛЕОСЕЙСМИЧОСТЬ ИССЫК-КУЛЬСКОГО РЕГИОНА В ГОЛОЦЕНЕ
Аннотация. Статья содержит анализ опубликованных палеосейсмологических и археологических исследований и приведён абсолютный возраст древних и исторических землетрясений с магнитудой М > 7.0 ([л > VII) Иссык-Кульского региона в голоценовое время. Хронология сильных палеоземлетрясений отражают периоды активизации и затишья сейсмического фона на протяжении 10 тысяч лет.
Ключевые слова: палеосейсмология, палеоземлетрясение, метод «тренчинга», абсолютный возраст, активный разлом.
Кыскача мазмуну. Макалада палео жана археосейсмологиялык ыкмалар менен аныкталган байыркы жер титирeeлeрдYн убактысына анализ жYргYЗYлeт. ИзилдeeнYн негизинде кYчтYY палеожертитирeeлeрдYн (М > 7.0; Io > VII), акыркы 10 миц жыл ичиндеги сейсмикалык активдYYЛYктYн кайталануусу Ыссык-Кeл аймагында байкалат.
Негизги сездер: палео-жертитирeeлeр, палеосейсмика, «тренчинг» ыкмасы, абсолюттук убакыт, кыймылдуу жер жарацкалары.
PALEOSEISMICITY OF THE ISSYK-KUL REGION IN HOLOCENE
Abstract. The paper contains an analysis of published paleoseismological and archaeological studies and gives the absolute age of ancient and historical earthquakes with magnitude M > 7.0 (Io > VII) of the Issyk-Kul region in the Holocene time. The chronology of strong earthquakes reflects periods of activation and lull of the seismic background over ten thousand years.
Keywords: paleoseismology, paleoearthquake, "trenching" method, absolute age, active fault.
Новые методы палео- и археосейсмологии широко применяется в Иссык-Кульском региона для определения абсолютного возраста палеоземлетрясений. Об этом свидетельствует огромное количество научных публикаций в различных, в том числе и в ведущих мировых изданиях [1-14]. Полученные абсолютные датировки произошедших палеоземлетрясений с М > 7.0 дают возможность рассмотреть более длительную историю сейсмичности региона и используются для описания сейсмогенных зон при вероятностной оценке сейсмической опасности.
В северной части Иссык-Кульской области выделены активные разломы: Западно-Кунгейский с двумя сегментами - Западный (I) длиной 50 км и Восточный (Ia)- до 100 км, генерирующие землетрясения c максимальной магнитудой Mw = 7.077.44 и Восточно-Кунгейский (II) длиной 170 км, Mw = 7.72 (рисунок 1) [15].
По протяжённости Западного сегмента в междуречье Кыяматкуркол-Сарыбулак закартирован сейсмоуступ длиной около 2 км и высотой 4.5 -5 м, который был вскрыт поперечной траншей. В разрезе траншеи датируется одно палеоземлетрясение с возрастом в интервале 7990-7830 л. н. (кал.) [1, 3].
ГОЛОЦЕН УБАГЫНДАГЫ ЫССЫК-К0Л АИМАГЫНЫН ПАЛЕОСЕЙСМИКАЛЫК АБАЛЫ
На основании работ, проведённых группой исследователей под руководством А.М. Корженкова [4] в долине р. Ийри-Талдыбулак (Западный сегмент), были получены данные о двух сейсмических событий. Первое палеоземлетрясение, разорвавшее высокую пойму долины р. Ийри-Талдыбулак, произошло в конце VII в. н.э. - начале VIII в. н. э.; второе, в результате которого была разорвана поверхность раннеголоценовой террасы, - в конце IX в н.э.- начале X вв. н.э. Магнитуда этих палеоземлетрясений оценивается как 7.4. Кроме того, археологическое исследование разрушенной стенки строения Таш-Коро, расположенного на высокой пойме, свидетельствует о катастрофическом событии, имевшем место в VII-X вв. н.э., что дополняет выводы об описанных сейсмособытиях.
Морфологические профилирования террас вместе с опорными абсолютными датировками, проведённые в долине р. Тору-Айгыр - восточная оконечность Западного сегмента (Актекинский разлом), позволили получить возраст палеоземлетрясения, также произошедшего на протяжении VII век н. э. [5].
Археосейсмологические работы на Тору-Айгырском городище привели к заключению о сейсмическом событии, которое произошло в XIV веке н. э. [1].
Таким образом, на Западном сегменте выявлено пять землетрясений в течение последних 8 тыс. лет, магнитуда которых оценивается выше М > 7.0, интенсивность 8.0 по шкале МСК-64.
Восточный сегмент Западно-Кунгейского активного разлома (рис. 1) протягивается от долины р. Торуайгыр на восток до долины р. Чон-Ак-Суу, ограничивая Центрально-Кунгейскую хребет с юга.
В зоне разлома на участке урочища Чет-Койсуу на позднеплейстоценовой делювиально-пролювиальной поверхности закартирован сейсмогенный уступ, длиной 1.6 км и высотой около 4 - 6 м, через который была заложена сейсмологическая траншея. В стенках траншеи обнаружен и задокументирован разрыв с подвижкой в 1.6 м, вышедший на поверхность. По данным исследователей [1] он деформировал тюрско-караханидский курган - VII-XШ вв. н.э., расположенный во фронте сейсмогенного уступа.
Археосейсмологические исследования мегалитического памятника (каменного круга) в урочище Чет-Койсуу и подводных построек в озере Иссык-Куль у села Курское, а также опускание Змеиного полуострова в данный бассейн приводит к предположению о проявлении двух сильных землетрясений, произошедших не ранее, чем VII в. до н.э. и в конце XV - начале XVI вв. н.э., магнитудой Мs > 7.0 и интенсивностью колебаний Ъ > 9 баллов [1].
Восточно-Кунгейский разлом, протяжённостью около 170 км, расположен у южного подножия Восточно-Кунгейского хребта. Западная его часть была сильно активизирована при Кебинском землетрясении (1911г., Мs = 8.2, Ь = X-XI), образуя большое количество первичных и вторичных сейсмодислокаций [6 - 9].
С целью определения возраста и периода повторяемости сильных землетрясений в данном разломе (долина р. Чон-Аксу) проводились палеосейсмологические исследования с проходкой траншей. По данным [1, 9] указывается, что вдоль этой части разлома в позднем плейстоцене - голоцене фиксируются периоды длительного сейсмического затишья, разделённые произошедшими сильными землетрясениями или их кластерами на рубежах 19500-20000, 12700, 4000-3000 лет назад, моложе 850 лет (включая Кеминское 1911 г.).
Археологические исследования древних памятников (городище Курменты, катакомбы Заячьего полуострова и Каменская средневековая крепость), расположенные в центральной части зоны разлома, выявили исторические землетрясения, произошедшие в начале VII в. н.э. и первой половины XII века с интенсивность не менее !о=8 баллов и выше по шкале МСК-64 [1, 10, 11].
К восточной части Восточно-Кунгейского разлома приурочено четыре эпицентра современных землетрясений магнитудой от 4.9 до 7.4 [16].
Рисунок 1. Сейсмогенерирующие разломы и их сегменты Иссык-Кульской впадины и его горного обрамления по данным 2019 г. 1-Западно-Кунгейский (Западный сегмент), 1а -Западно-Кунгейский (Восточный сегмент), П-Восточно-Кунгейский, Ш-Северо-Терскейский, ГУ-Тегерек-Коконадырский, У-Кызыломпулький. Чёрные точки указывает места палео- и археосейсмологических исследований с номерами палеземлетрясений, приведёнными в таблице 1 по данным [1-15].
Южная часть Иссык-Кульской впадины ограничивается с востока на запад -Северо-Терскейским, Тегерек-Коконадырским, Кызылчокуйским, Кызыломпульским активными сейсмогенерирующими разломами (рисунок 1) [15].
По Северо-Терскейскому разлому в долине р. Чон-Кызылсуу был выявлен большой оползень, сошедший во время четырёх голоценовых землетрясений: около 3990 лет назад, около 3080 лет назад, приблизительно 2760 лет назад и около 2190 лет назад. Сейсмическая интенсивность событий была не менее I = 7 баллов по шкале МСК-64 [1].
По Тегерек-Коконадырскому разлому в бассейнах рек Каджи-Саз и Тоссор обнаружены следы двух сейсмических событий. Возраст последнего сейсмического события, приведшего к обновлению скальных оползней (сейсмосрыв), находившихся на левом склоне долины ручья Тегерек (левого притока реки Тоссор), и сейсморва на правом склоне долины сухого руч. Тегерек соответствует периоду 1Х-Х1 вв. н.э.
Археосейсмологические исследования Каджи-Сазского и Тоссорского городищ выявили следы двух сейсмических событий. Первое событие произошло около XI в. н.э. Этот возраст сейсмособытий совпадает (в пределах ошибки радиоуглеродного метода) с возрастом последнего сильного землетрясения, произошедшего в долине ручья Тегерек. Второе событие (или их серия), как предполагается, произошло в XVI веке. Магнитуды этих землетрясений были не менее М > 7.0, а сейсмическая интенсивность колебаний составляла 10 > 9 баллов [1, 12, 13].
Палеосейсмологические и археосейсмологические исследования в Алабаш-Конгуроленской впадине также выявили следы древних событий. По данным радиоуглеродного датирования имели место четыре сильных голоценовых
землетрясения, которые произошли во временные интервалы: 1771 - 1785 гг. н.э., 14401515 гг. н.э., а также вероятно в 2310 - 745 гг. до н.э. и в 6400 - 5300 гг. до н.э. Судя по параметрам разрывов/сейсмоуступов, их магнитуда была М > 7.0, а сейсмическая интенсивность составила 10 > 9 баллов по шкале MSK-64 [1, 14].
Таблица 1. Список палеоземлетрясений в зоне активных разломов Иссык-Кульского региона в голоцене.
№п/п Активные разломы Сегменты Тип разлома Месторасположение исследованных участков №п/п Возраст палеоземлетрясений Магнитуда Ссылки
I Западно-Кунгейский Западный Взброс долина рек Кыяматкуркол- Сарыбулак 1 7990-7830 л.н. 7.1 [3]
долина р. Ийри- Талдыбулак 2 VП-VШ вв. н.э. 7.4 [4]
3 вв. н.э.
долина р. Торуайгыр 4 VII в. н.э. >7.0 [5]
5 XIVв. н.э.
Восточ ный долина р. Чет-Койсу 6 ранее чем VII до н.э. >7.0 (М X) [1]
7 XV-XVI вв.н.э.
II Восточно-Кунгейский Взброс долина р. Чон-Аксуу 8 4000-3000 л.н. [1,9]
9 моложе 850 лет
Каменская средневековая крепость 10 первой половине XII в. н.э. 7.4 (М Х-Х) [10]
Городища Курменты 11 VII в. н.э. (Ь^ III) [11]
III Северо-Терскей ский Взброс долина р. Чон-Кызылсуу 12 ~3990 л. н (Ь^ II) [1] [1 2, 13]
13 ~3080 л.н.
14 ~2760 л.н.
15 ~2190 л.н.
IV Тегерек-Коконадырский Взброс Каджи-Саз - Тоссорский участок 16 ГС-Ш вв. н.э. >7.0 (Io=I X)
городищ Кажи-Саз и Тосор 17 -XVI в.н.э.
Алабаш-Конуролёнг-ская впадина 18 ~6400-5300 гг. до нашей эры 6,56,9 [14, 15]
19 -2310-745 гг. до нашей эры >7.0
20 1440-1515 гг. нашей эры
21 1771-1785 гг.
V нашей эры
22 1501-1600 гг.н.э.
Кызылом-пульский о о г. Кызыл-Омпул 23 3000 л.н. 6.66.8 [3]
б з т Городища Сары -Булун 24 XII в .н.э. (Ь= VIII)
По Кызыломпульскому разлому (северо-восточную часть поднятие Кызыл-Омпул) Деев и др., 2018 [3], закартировали сейсмоуступ длиной около 10 км. Проходка траншеи на уступе показало смещение по падению около 4.5 м, которое совокупно смещению 2-х сейсмособытий: возраст более древнего палеоземлетрясения около 13000 лет назад, второго - около 3000 лет назад.
При археосейсмологических исследованиях на городище Сары-Булун выявлены ряд деформаций в строениях, которые свидетельствуют об их сейсмогенной природе. Возраст сейсмического события - конец XII в.н.э. - начало XIII в. н.э. Судя по степени разрушений, сила древнего землетрясения была не менее I > VIII баллов по шкале МСК-64 [1, 3].
Выводы
На основе вышеизложенных данных проведён анализ и составлены таблица (1) абсолютных датировок сейсмосыбытий, произошедших на протяжении голоценовой эпохи, и пространствненно-временая диаграмма (рисунок 2), иллюстрирующая хронологию землетрясений и их распределение по времени.
Полученные данные о палеоземлетрясениях свидетельствуют, что активность разломов в течение последних 10 тыс. лет укладывается в рамках эпизодической модели, согласно которой продолжительный период затишья 1000-3000 лет сменяется периодами сейсмической активизации около 1500 лет, когда происходят сильные землетрясения с магнитудой М > 7.0 (рисунок 2).
Рисунок 2. Пространственно-временная диаграмма сильных палеоземлетрясений на территории Иссык-Кульского региона за последние 10 тыс. лет назад (по
данным [1-15]). Выделенные 3 горизонтальные области (голубой цвет) отражают предполагаемый период сейсмической активности, продолжительностью около 1500 лет; неокрашенные области - периоды затишья, продолжительностью в 1000 и 3000 лет.
Литература
1. Сильные исторические и палеоземлетрясения Прииссыккулья и их положение в структуре Северного Тянь-Шаня / А.М. Корженков, С.В. Абдиева, А.Р. Агатова и др.; Под ред А.В. Николаева. - М. ИФЗ РАН, 2018. - 174 с.: ил.
2. Корженков и др. Палеосейсмичность вдоль адырных разломов (на примере Коконадыр-Тегерекского разлома в Юго-Западном Прииссыккулья, Тянь-Шань) // Вулканология и Сейсмология, 2019, №5, С. 36-53.
3. Deev et al., 2018. Large ancient earthquakes in the western Issyk-Kul basin (Kyrgyzstan, northern Tien Shan) //Journal of Asian Earth Sciences 166, 48-65
4. Корженков А.М., Абдиева С.В., Вахрамеева П.С., Джумабаева А.Б., Мамыров Э., Морозова Е.А., Орлова Л.А., Фортуна А.Б. Сильные исторические землетрясения на Северо-Западе Иссык-Кульской впадины (Северный Тянь-Шань) // Геология и геофизика, 2011. т. 52. № 9. С. 1276-1286.
5. Корженков А.М., Поволоцкая И.Э., Мамыров Э. Морфологическое выражение четвертичной деформации в северо-западных предгорьях Иссыккульской впадины Тянь-Шаня // Геотектоника, 2007, № 2, с. 53-72.
6. Дельво Д., Абдрахматов К.Е., Лемзин И.Н., Стром А.Л. Оползни и разрывы Кеминского землетрясения 1991 г. с Мs 8.2 в Киргизии // Геология и геофизика. - 2001- Т. 42. - № 10. - С. 1667-1677.
7. Deev E.V. and Korzhenkov A.M. 2016. Paleoseismological studies in the epicentral area of the 1911 Kemin earthquake (northern Tien Shan) // Russian Geology and Geophysics, vol. 57, p. 207-226.
8. Arrowsmith J.R., Crosby C.J., Korjenkov A.M., Mamyrov E., and Povolotskaya I.E. Surface rupture of 1911 Kebin (Chon-Kemin) earthquake, Northern Tien Shan, Kyrgyzstan // Eos Trans. AGU, 2005, 86 (52), Fall Meet. Suppl., Abstract T51F-05.
9. Абдрахматов К.Е., Стром А.Л., Дельво Д., Хавенит Х.В., Виттори Е. Временная кластеризация сильных землетрясений Северного Тянь-Шаня // Вестник Института сейсмологии НАН КР. 2013. №1. С. 3-9.
10. Корженков А.М., Мамыров Э., Поволоцкая И.Э., Табалдиев К., Эрроусмит Р. Сейсмический генезис разрушений Каменской средневековой крепости, Северное Прииссыккулье // Изв. вузов. - 2004. -№ 6. - С. 32-36.
11. Корженков А.М., В.А. Кольченко, Д.В. Лужанский, Е.А. Рогожин, М. Казмер, Й.В. Мажейка, Е.В. Деев, А.Б. Фортуна, Д. Шен, А.С. Юдахин, С.В. Абдиева, С.Н. Родина. Археосейсмологическое исследование Курментинского средневекового городища (Северо-Восточное Прииссыккулье, Кыргызстан). //Вопросы и инженерной сейсмологии. - 2015, т. 42. - № 1. - С. 70-81.
12. Корженков А.М., Абдиева С.В., Мажейка Й., Муралиев А.М., Фортуна А.Б., Чаримов Т.А., Юдахин А.С. О неизвестных сильных голоценовых землетрясениях на юге Иссык-Кульской котловины, Тянь-Шань // Вопросы инженерной сейсмологии, 2014. Т. 41. № 2. С. 30-40.
13. Корженков А.М. В.А. Кольченко, Д.В. Лужанский, С.В. Абдиева, Е.В. Деев, Й.В. Мажейка, Е.А. Рогожин, С.Н. Родина, М.В. Родкин, А.Б. Фортуна, Т.А. Чаримов, А.С. Юдахин. Археосейсмологические исследования и структурная позиция средневековых землетрясений на юге Иссык-Кульской впадины (Тянь-Шань) // Физика Земли, 2016, № 2, с. 71-86.
14. Корженков А. М., Абдиева С. В., Гладков А. С., Деев Е. В., Люб, Ц. Й., МажейкаВ., Рогожин Е. А., Родкин М. В., Сорокин А. А., Турова И. В., Фортуна А.Б. Палеосейсмичность вдоль адырных разломоа (на примере Коконадыр-Тегерекского разлома в юго-западном Прииссыккулье, Тянь-Шань). // Вулканология и сейсмология, 2019, №5, с. 36-53.
15. Deev E.V., Turova I.V., Korzhenkov A.M., Luzhansky D.V., Gladkov A.S., Rodkin M.V., Abdieva S.V., Mazeika J.V., Rogozhin E.A., Fortuna A.B., Muraliev A.M., Charimov T.A., Yudakhin A.S., 2016. Paleoseismological and archaeoseismological data from the western Alabash-Konurolen intramontane basin (southern Lake Issyk-Kul area, Kyrgyzstan). Russ. Geol. Geophys. 57, 1090-1098.
16. Абдрахматов К.Е., Бегалиев У.Т, Омуралиев М., Омуралиева А. Сейсмическая опасность населённых пунктов и стратегических сооружений Кыргызской Республики. -Б.: ОСОО «Триада Принт», 2019., -98с.
17. Каталог землетрясений с энергетическим классом K > 6.0 Центра Данных Института сейсмологии НАН КР c исторических времен по 2019 год.
Рецензент: д-р г.-мин. наук, профессор К. Е. Абдрахматов
