Доклады Российской академии наук. Науки о Земле, 2020, T. 493, № 2, стр. 78-82

В районе Баргузинского залива Байкальская рифтовая система (БРС) разделяется на Северо-Байкальскую ветвь и ветвь, уходящую на СВ через Баргузинскую впадину. Распределение сейсмичности в центральной части БРС как индикатора деформаций в земной коре показывает на формирование единой сейсмоактивной тектонической структуры, протягивающейся вдоль второй ветви [1] и характеризует переход от “сосредоточенного” рифтинга к диффузному распределению деформаций [1–3]. Была попытка обозначить зону перехода от Южно-Байкальской впадины к Баргузинской как субширотную левосдвиговую трансформную зону [4], однако, она подверглась критике со стороны Л.П. Зоненшайна и Л.А. Савостина [5], указывающих на несовпадение векторов смещений в очагах землетрясений простиранию разломов. Тем не менее, в дальнейшем эта зона была выделена как Усть-Баргузинская трансферная зона, характеризующаяся разломами сбросового типа [3]. И действительно, по сейсмологическим и геодезическим данным установлено, что в настоящее время центральная часть Южно-Байкальской впадины находится в режиме растяжения земной коры. Скорость дивергенции Забайкальского блока относительно стабильной Сибирской платформы, между которыми расположена впадина, по данным GPS-измерений оценивается в 3.4 ± 0.7 мм/год [6]. Направление дивергенции (130°) согласуется с СЗ–ЮВ-ориентацией осей растяжения в фокальных механизмах землетрясений, при этом доминирует сбросовый тип смещений в очагах по плоскостям СВ-простирания с углами падения 30°–70° (“байкальский” тип механизма очага). Ориентация нодальных плоскостей совпадает с простиранием основных геологических структур и разломов.

Однако, анализ фокальных механизмов землетрясений, произошедших в районе Южно-Байкальской впадины, примыкающем к восточному борту Центрального Байкала в пределах Усть-Баргузинской трансферной зоны, показал относительно большое число решений отличных от “байкальского” типа. Самым ярким примером служит Максимихинское землетрясение 2008 г. с M_w 5.3, механизм очага которого характеризовался сдвиговой подвижкой с небольшой сбросовой составляющей (рис. 1). Землетрясение сопровождалось многочисленными афтершоками, а также вызвало сейсмическую активизацию в данном районе, продолжавшуюся более 5 лет. Борт впадины, рядом с которым произошла Максимихинская последовательность, характеризуется блоковым строением и контролируется Турка-Усть-Баргузинским разломом СВ-простирания [7, 8]. В пределах непосредственно впадины выделенные разломы (по результатам сейсмического профилирования и батиметрическим данным) также ориентированы ЮЗ–СВ. Однако, нодальные плоскости в фокальном решении главного толчка и некоторых афтершоков ориентированы меридионально и субширотно [9]. Ось растяжения в очагах ориентирована типично для байкальских землетрясений: СЗ–ЮВ при субгоризонтальном погружении.

Рис. 1.

Карта эпицентров землетрясений Центрального Байкала и прилегающей территории с 2000 по 2015 гг. с Кр ≥ 7.6 по каталогу Байкальского филиала ФИЦ ЕГС РАН. Условные обозначения: 1 – разломы (по схеме, представленной в [3], с упрощениями); 2 – эпицентры землетрясений с размером кружка от меньшего диаметра к большему, соответствующего энергетическим классам: 7.6–10.9, 11.0–13.9, ≥14.0; 3 – эпицентр Максимихинского землетрясения 20.05.2008 г. с M_w 5.3; 4 – стереограмма фокального механизма Максимихинского землетрясения (в нижней полусфере); 5 – Усть-Баргузинская трансферная зона.

Мы провели анализ параметров механизмов очагов землетрясений и инверсию стресс тензора для рассматриваемого района и его окрестностей. Для реконструкции поля напряжений использовалось два подхода. Стресс тензор для событий локальной выборки “Максимиха” определялся модифицированным методом правого диэдра с оптимизацией решения вращением [10], реализованного в программе Tensor [11]. Для получения сглаженной картины пространственной изменчивости ориентации осей напряжений использовалась программа Satsi [12], в которой заложена процедура дампинга стресс-тензоров, определяемых для соседних объемов земной коры. Она была применена к фокальным механизмам землетрясений Южно-Байкальской впадины (за исключением южной оконечности) и примыкающим к ней Северо-Байкальской и Баргузинской впадинам.

Фокальные механизмы были взяты из соответствующих публикаций [9, 13, 14]. Следует отметить, что выборка состояла из землетрясений произошедших как до, так и после землетрясения 2008 г. Локальная выборка “Максимиха” содержит 31 решение механизма очагов землетрясений в диапазоне энергетических классов Кр 9.6–14.3. В распределении простирания нодальных плоскостей выделяется субмеридиональное, северо-восточное и, в меньшей степени, субширотное направление (рис. 2). Углы падения преимущественно наклонные 40°–60° и субвертикальные 80°–90°. Ориентация осей сжатия и растяжения в очагах достаточно стабильна: СЗ–ЮВ для оси Т и СВ–ЮЗ для оси Р, однако в углах наклонах оси сжатия наблюдается изменчивость от субгоризонтального до вертикального положения. Стресс-тензор показывает на транстенсивный режим (extensive strike-slip) с коэффициентом R = 0.91 и стресс-индексом R' = 1.09. Восстановленные оси главных напряжений по простиранию Южно-Байкальской впадины также стабильны по ориентации (рис. 2). Ось наименьшего сжатия горизонтальна и развернута ортогонально к простиранию структур, что приводит к режиму растяжения и сбросообразованию по плоскостям СВ-простирания. Такая же картина получена для землетрясений Баргузинской впадины и Северо-Байкальской. Однако, в рассматриваемом локальном районе ось максимального сжатия также становится субгоризонтальной, что приводит к режиму транстенсии.

Рис. 2.

Ориентация осей главных напряжений (наименьшего и наибольшего сжатия) по результатам сглаженной инверсии фокальных механизмов и реконструкции стресс-тензора методом правого диэдра для локальной выборки “Максимиха” (в левом верхнем углу). В нижнем правом углу рисунка показано распределение азимутов простирания нодальных плоскостей (STK) и ориентация осей сжатия (Р) и растяжения (Т) в очагах землетрясений локальной выборки.

Полученные результаты подтверждают доминирование режима растяжения в рассматриваемом регионе, и показывают локальное поле напряжений типа транстенсии вблизи восточного борта Центрального Байкала. Это соответствует геолого-структурным данным: поля напряжений, восстановленные по данным о трещиноватости, в том числе в плейстоцен-голоценовых осадках, указывают на то, что Турка-Усть-Баргузинский разлом формировался в условиях сдвига с растяжением, а Усть-Баргузинскому разломному узлу присуще сдвиговое поле [8, 22 ]. Кроме того, сейсмологические данные подтверждают вывод, основанный на результатах GPS измерений [3] о возможности реализации сдвиговых подвижек по разломам (правосторонним по плоскостям меридиональной ориентации и левосторонним по широтным плоскостям) в Усть-Баргузинской трансферной зоне. Все это может свидетельствовать об участии сдвиговых смещений в передаче деформаций между сегментами рифтовой зоны.