Отправить статью по E-mail 
Оценка области повторных толчков по первым афтершокам на месторождениях Хибин
- Авторы: Моторин А.Ю.1,2, Баранов С.В.1
-
Учреждения:
- Кольский филиал Единой геофизической службы РАН
- Кировский филиал АО “Апатит”
- Выпуск: № 6 (2024)
- Страницы: 164-177
- Раздел: Статьи
- URL: https://journals.rcsi.science/0002-3337/article/view/282350
- DOI: https://doi.org/10.31857/S0002333724060115
- EDN: https://elibrary.ru/RFWQTL
- ID: 282350
Цитировать
Открытый доступ
Доступ предоставлен
Аннотация
В работе рассматривается построение области афтершоковой активности в условиях природно-техногенной сейсмичности по информации о первых афтершоках. Район исследования – апатит-нефелиновые месторождения, расположенные в южной части Хибинского массива. Было исследовано значительное число вариантов областей афтершоков, различающихся формой, местоположением, ориентацией. Размер области определялся методом шкалирования по физическим и статистическим характеристикам, рассчитанным как по основному толчку, так и по первым афтершокам. С помощью критерия, основанного на использовании диаграммы ошибок, было количественно сопоставлено значительное число разных “вариантов”. В результате выбран оптимальный вид области, который показал наилучшие результаты количественного теста по данным о сейсмичности района исследований за 1996–2022 гг. Методика может быть использована для прогнозирования области распространения афтершоковой активности на месторождениях Хибинского массива после природно-техногенного землетрясения по данным оперативной обработки.
Ключевые слова
Полный текст
Об авторах
А. Ю. Моторин
Кольский филиал Единой геофизической службы РАН; Кировский филиал АО “Апатит”
Email: bars.vl@gmail.com
Россия, Апатиты, 184209; Кировск, 184250
С. В. Баранов
Кольский филиал Единой геофизической службы РАН
Автор, ответственный за переписку.
Email: bars.vl@gmail.com
Россия, Апатиты, 184209
Список литературы
- Адушкин В.В. Сейсмичность взрывных работ на территории европейской части России // Физика Земли, 2013, N 2. C. 110–130. doi: 10.7868/8000233371301002Х
- Баранов С.В., Жукова С.А., Корчак П.А., Шебалин П.Н. Продуктивность техногенной сейсмичности // Физика Земли. № 3. 2020. С. 40–51. doi: 10.31857/S0002333720030011
- Баранов С.В., Шебалин П.Н. О прогнозировании афтершоковой активности. 2. Оценка области распространения сильных афтершоков // Физика Земли. 2017. № 3 C. 43–61. doi: 10.7868/S0002333717020028
- Воробьева И.А., Шебалин, Гвишиани А.Д., Дзебоев Б.А., Дзеранов Б.В. Параметры сейсмического режима восточного сектора Арктической зоны Российской Федерации // Физика Земли. 2024. № 5. С. 38–56.
- Козырев А.А., Панин В.И., Семенова И.Э., Федотова Ю.В., Рыбин В.В. Геомеханическое обеспечение технических решений при ведении горных работ в высоконапряженных массивах // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. 2012. № 2. С. 46–55.
- Козырев А.А., Семенова И.Э., Рыбин В.В., Панин В.И., Федотова Ю.В., Константинов К.Н., Сальников И.В., Гадючко А.В., Белоусов В.В., Корчак П.А., Стрешнев А.А. Указания по безопасному ведению горных работ на месторождениях, склонных и опасных по горным ударам (Хибинские апатит-нефелиновые месторождения). Апатиты: ООО “Апатит-Медиа”. 2016. 112 с.
- Корчак П.А., Жукова С.А., Меньшиков П.Ю. Становление и развитие системы мониторинга сейсмических процессов в зоне производственной деятельности АО “Апатит” // Горный журнал. 2014. № 10. С. 42–46.
- Марков Г. Напряженность пород в Хибинских рудниках и ее связь с современными тектоническими движениями земной коры. Исследования строения и современных движений земной коры на Кольском геофизическом полигоне. 1972. C. 147–152.
- Приказ Ростехнадзора от 08.12.2020 № 505. Редакция от 08.12.2020. Контур. Норматив. URL: https://normativ.kontur.ru/document?moduleId=1&documentId=384179 (дата обращения: 02.04.2024).
- Раутиан Т.Г. Энергия землетрясений. Методы детального изучения сейсмичности. М.: изд-во АН СССР. 1960. С. 75–114. Тр. ИФЗ АН СССР; № 9(176).
- Семенова И.Э. Исследование трансформации напряженно-деформированного состояния Хибинской апатитовой дуги в процессе крупномасштабной выемки полезных ископаемых // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2016. № 4. С. 300–313.
- Шебалин П.Н., Баранов С.В. О прогнозировании афтершоковой активности. 5. Оценка длительности опасного периода // Физика Земли. 2019. № 5. С. 22–37. doi: 10.31857/S0002-33372019522-37
- Arzamastsev A.A., Arzamastseva L.V., Zhirova A.M., Glaznev V.N. Model of formation of the Khibiny-Lovozero ore-bearing volcanic-plutonic complex // Geology of Ore Deposits. 2013. V. 55. P. 341–356. doi: 10.1134/S1075701513050024
- Baiesi M., Paczuski M. Scale-free networks of earthquakes and aftershocks // Phys. Rev. E. 2004. V. 69 (6). P. 066106-1–066106-8. doi: 10.1103/PhysRevE.69.066106
- Ivanyuk G.Y., Yakovenchuk V.N., Pakhomovsky Y.A. Where are new minerals hiding? The main features of rare mineral localization within alkaline massifs. Minerals as advanced materials II. 2012. P. 13–24. doi: 10.1007/978-3-642-20018-2_2
- Gutenberg B., Richter C. F. Earthquake magnitude, intensity, energy, and acceleration: (Second paper) // Bulletin of the seismological society of America. 1956. V. 46. № 2. P. 105–145.
- Kanamori H., Anderson D.L. Theoretical Basis of Some Empirical Relations in Seismology // Bulletin of the Seismological Society of America. 1975. V. 65. P. 1073–95. doi: 10.1785/BSSA0650051073
- Kozyrev A.A., Semenova I.E., Zhukova S.A., Zhuravleva O.G. Factors of seismic behavior change and localization of hazardous zones under a large-scale mining-induced impact // Russian Mining Industry. 2022. V. 6. P. 95–102. doi: 10.30686/1609-9192-2022-6-95-102
- Molchan G. M., Dmitrieva O. E. Aftershock identification: methods and new approaches // Geophys. J. Int. 1992. V. 109. Is. 3. P. 501–516.
- Molchan G. Space-time earthquake prediction: the error diagrams // Pure Appl. Geophys. 2010. V. 167. № 8–9. P. 907–917. doi: 10.1007/s00024-010-0087-z
- Molchan G. Structure of optimal strategies in earthquake prediction // Tectonophysics. 1991. V. 193. P. 267–276.
- Motorin A., Baranov S. Distribution of Strongest Aftershock Magnitudes in Mining-Induced Seismicity // Frontiers in Earth Science. 2022. V. 10. P. 902812. 10.3389/feart.2022.902812
- Plenkers K., Kwiatek G., Nakatani M., Dresen G., Group J. Observation of Seismic Events with Frequencies f > 25 kHz at Mponeng Deep Gold Mine, South Africa // Seismological Research Letters. 2010. V. 81. P. 467–478. doi: 10.1785/gssrl.81.3.467
- Shebalin P., Narteau C., Holschneider M., Zechar J. Combining earthquake forecast models using differential probability gains // Earth, Planets and Space. 2014. V. 66. № 37. P. 1–14.
- Shebalin P.N., Narteau C., Baranov S.V. Earthquake Productivity Law // Geophysical Journal International. 2020 V. 222. P. 1264–1269. doi: 10.1093/gji/ggaa252
- Zaliapin I., Ben-Zion, Y. A global classification and characterization of earthquake clusters // Geophys. J. Int. 2016. V. 207. P. 608–634.
- Zechar J.D., Jordan T.H. Testing alarm-based earthquake predictions // Geophys J Int. 2008. V. 172. P. 715–724.
Дополнительные файлы
Доп. файлы
Действие
1.
JATS XML
2.
Рис. 1. Сеть сейсмического мониторинга (а) и сейсмичность апатит-нефелиновых месторождений южной части Хибинского массива за 1996–2022 гг. (б); (а) – расположение сейсмических датчиков (белые треугольники); на врезке прямоугольником показано местоположение района исследований; римскими цифрами обозначены территории Кировского и Расвумчоррского рудников; (б) – эпицентры сейсмических событий с M ≥ 1.5 за период с 1996 по 2022 гг. по данным сети мониторинга КФ АО “Апатит”; цифрами обозначены: 1 – Кукисвумчоррское месторождение; 2 – Юкспорское месторождение (отрабатывает Кировский рудник); 3 – месторождение “Апатитовый Цирк” (Расвумчоррский рудник); 4 – плато Расвумчорр (отрабатывает – Восточный рудник).
Скачать (1MB)
3.
Рис. 2. Оптимальные области стадион, круг (а) и эллипс (б), рассчитанные для афтершоков, инициированных горно-тектоническим ударом 09.01.2018 г., M = 2.6; координаты заданы относительно основного толчка (1 – основной толчок; 2 – граница обучающей области (круг диаметром 10RL с центром в основном толчке); 3 – события с M ≥ 0 из обучающего множества; 4 – целевые афтершоки с M ≥ 0.6; 5 – разрыв; 6 – прогнозные эллипс и стадион; 7 – прогнозный круг).
Скачать (257KB)
4.
Рис. 3. Диаграмма ошибок (а) и функция потерь γ (б), рассчитанные для оптимальной области афтершоков в виде стадиона (строка 1, табл. 2). Кружками показаны точки, соответствующие 0 – “нейтральной”, 1 – “мягкой”, и 2 – “жесткой” стратегиям прогноза (см. табл. 3); на панели (а) тонкими прямыми показаны касательные к траектории ошибок (жирная кривая) в предельных точках.
Скачать (164KB)
5.
Рис. 4. Пример оптимальной области постсейсмической активности в виде стадиона (строка 1, табл. 1), рассчитанных для афтершоков c M ≥ 0.6, вызванных горно-тектоническим ударом 01.09.2018 г., M = 2.6; 1 – основной толчок; 2 – события с M ≥ 0 из обучающего множества; 3 – целевые афтершока с M ≥ 0.6; 4 – разрыв длинны RL = 0.12 км, совпадающий с длинной стадиона; 5, 6, 7 – оптимальные стадионы шириной 0.6RL, 1.18RL, 3.26RL, соответствующие предельным (“мягкой”, “нейтральной” и “жесткой”) стратегиям прогноза.
Скачать (259KB)
6.
Рис. 5. Диаграмма ошибок (а) и функция потерь γ (б), рассчитанные по сериям, у которых есть хотя бы один целевой афтершок, для области афтершоков виде круга с центром в основной точке. Кружками показаны точки, соответствующие 0 – “нейтральной”, 1 – “мягкой”, и 2 – “жесткой” стратегиям прогноза; на панели (а) тонкими прямыми показаны касательные к траектории ошибок (жирная кривая) в предельных точках.
Скачать (172KB)
