FEATURES OF SEISMICITY TRIGGERED BY RIPPLE-FIRED EXPLOSIONS AT THE KOROBKOVSKOYE IRON ORE DEPOSIT
- Authors: Ostapchuk A.A.1,2, Morozova K.G.1, Besedina A.N.1, Gridin G.A.1,2, Grygoryeva A.V.1,3, Pavlov D.V.1
-
Affiliations:
- Institute of Geosphere Dynamics (IDG RAS)
- Moscow Institute of Physics and Technology (State University)
- Institute of Geology of Ore Deposits Petrography Mineralogy and Geochemistry
- Issue: Vol 24, No 5 (2024)
- Pages: ES5013
- Section: Articles
- URL: https://journals.rcsi.science/1681-1208/article/view/286189
- DOI: https://doi.org/10.2205/2024es000941
- EDN: https://elibrary.ru/lepixg
- ID: 286189
Cite item
Full Text
Abstract
About the authors
Aleksey Andreevich Ostapchuk
Institute of Geosphere Dynamics (IDG RAS); Moscow Institute of Physics and Technology (State University)
ORCID iD: 0000-0001-9505-4025
candidate of physical and mathematical sciences
Kseniya G. Morozova
Institute of Geosphere Dynamics (IDG RAS)
Email: morozovaxg@gmail.com
ORCID iD: 0000-0003-2507-3006
candidate of physical and mathematical sciences
Alina Nikolaevna Besedina
Institute of Geosphere Dynamics (IDG RAS)
ORCID iD: 0000-0002-1245-8241
Grigorii Aleksandrovich Gridin
Institute of Geosphere Dynamics (IDG RAS); Moscow Institute of Physics and Technology (State University)
ORCID iD: 0000-0001-7580-2110
Antonina Vladimirovna Grygoryeva
Institute of Geosphere Dynamics (IDG RAS); Institute of Geology of Ore Deposits Petrography Mineralogy and Geochemistry
Dmitry Vyacheslavovich Pavlov
Institute of Geosphere Dynamics (IDG RAS)
ORCID iD: 0000-0002-6633-9352
References
- Беседина А. Н., Кишкина С. Б., Кочарян Г. Г. и др. Характеристики слабой сейсмичности, индуцированной горными работами на Коробковском месторождении Курской магнитной аномалии // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. — 2020. — № 3. — С. 12—24. — doi: 10.15372/ftprpi20200302.
- Востриков В. И., Усольцева О. М., Цой П. А. и др. Особенности развития процессов деформирования и микросейсмической эмиссии при нагружении образцов горных пород до разрушения // Интерэкспо Гео-Сибирь. — 2016. — Т. 2, № 3. — С. 45—49. — EDN: VXLLAX.
- Гиляров В. Л., Дамаскинская Е. Е., Кадомцев А. Г. и др. Анализ статистических параметров данных геоакустического мониторинга на месторождении «Антей» // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. — 2014. — № 3. — С. 40—45. — EDN: SMIDIP.
- Гридин Г. А., Остапчук А. А., Григорьева А. В. и др. Вариации структурных и физико-механических свойств тектонического разлома в приповерхностной зоне // Физика Земли. — 2025. — № 1. — В печати.
- Захаров В. Н. Сейсмоакустическое прогнозирование и контроль состояния и свойств горных пород при разработке угольных месторождений. — Москва : ИГД им. А. А. Скочинского, 2002. — 172 с.
- Змушко Т. Ю., Турунтаев С. Б. и Куликов В. И. Связь шахтной сейсмичности с режимом горных работ на шахтах Воркуты // Динамические процессы в геосферах. — 2011. — № 2. — С. 75—88. — EDN: TMYUCR.
- Кейлис-Борок В. И. Исследование механизма землетрясений. — Москва : АН СССР, 1957. — 148 с.
- Кочарян Г. Г. Геомеханика разломов. — Москва : ГЕОС, 2016. — 432 с.
- Кочарян Г. Г., Беседина А. Н., Гридин Г. А. и др. Трение как фактор, определяющий излучательную эффективность подвижек по разломам и возможность их инициирования. Состояние вопроса // Физика Земли. — 2023. — № 3. — С. 3—32. — doi: 10.31857/S0002333723030067.
- Кочарян Г. Г., Будков А. М. и Кишкина С. Б. Об инициировании тектонических землетрясений при подземной отработке месторождений // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. — 2018. — № 4. — С. 34—44. — doi: 10.15372/FTPRPI20180405.
- Кочарян Г. Г., Куликов В. И. и Павлов Д. В. О влиянии массовых взрывов на устойчивость тектонических разломов // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. — 2019. — № 6. — doi: 10.15372/FTPRPI20190605.
- Лавров А. В. и Шкуратник В. Л. Акустическая эмиссия при деформировании и разрушении горных пород (обзор) // Акустический журнал. — 2005. — Т. 51. — С. 6—18. — EDN: HSIMXL.
- Лобацкая Р. М. Зоны динамического влияния разломов по анализу сопутствующих разрывов // Геология и геофизика. — 1983. — № 6. — С. 53—61.
- Ловчиков А. В. Сильнейшие горно-тектонические удары и техногенные землетрясения на рудниках России // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. — 2013. — № 4. — С. 68—73. — EDN: RADOWD.
- Морозова К. Г., Остапчук А. А., Беседина А. Н. и др. Классификация сейсмических событий, сопровождающих взрывной способ разработки массива горных пород // Сейсмические приборы. — 2022. — Т. 58, № 4. — С. 97— 110. — doi: 10.21455/si2022.4-6.
- Опарин В. Н., Усольцева О. М., Семенов В. Н. и др. О некоторых особенностях эволюции напряженнодеформированного состояния образцов горных пород со структурой при их одноосном нагружении // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. — 2013. — № 5. — С. 3—19. — EDN: RFSKVN.
- Патонин А. В., Шихова Н. М., Пономарев А. В. и др. Модульная система непрерывной регистрации акустической эмиссии для лабораторных исследований разрушения горных пород // Сейсмические приборы. — 2018. — Т. 54, № 3. — С. 35—55. — doi: 10.21455/si2018.3-3.
- Смирнов В. Б., Пономарев A. B. и Завьялов А. Д. Структура акустического режима в образцах горных пород и сейсмический режим // Физика Земли. — 1995. — № 1. — С. 38—58. — EDN: XGWLWZ.
- Шебалин П. Н., Гвишиани А. Д., Дзебоев Б. А. и др. Почему необходимы новые подходы к оценке сейсмической опасности? // Доклады Российской академии наук. Науки о Земле. — 2022. — Т. 507, № 7. — С. 91—97. — doi: 10.31857/S2686739722601466.
- Шерман C. И., Борняков C. A. и Буддо B. Ю. Области динамического влияния разломов. — Новосибирск : Наука, 1983. — 112 с.
- Шкуратник В. Л. и Вознесенский А. С. Акустическая эмиссия ультразвукового диапозона частот как инструмент решения задач горной геофизики // Горный журнал. — 2009. — № 1. — С. 54—57. — EDN: LHOUDT.
- Adushkin V. V. Technogenic tectonic seismicity in Kuzbass // Russian Geology and Geophysics. — 2018. — Vol. 59, no. 5. — P. 571–583. — doi: 10.1016/j.rgg.2018.04.010.
- Arrowsmith S. J., Arrowsmith M. D., Hedlin M. A. H., et al. Discrimination of Delay-Fired Mine Blasts in Wyoming Using an Automatic Time-Frequency Discriminant // Bulletin of the Seismological Society of America. — 2006. — Vol. 96, no. 6. — P. 2368–2382. — doi: 10.1785/0120060039.
- Bolton D. C., Shokouhi P., Rouet-Leduc B., et al. Characterizing Acoustic Signals and Searching for Precursors during the Laboratory Seismic Cycle Using Unsupervised Machine Learning // Seismological Research Letters. — 2019. — Vol. 90, no. 3. — P. 1088–1098. — doi: 10.1785/0220180367.
- Boulton C., Carpenter B. M., Toy V., et al. Physical properties of surface outcrop cataclastic fault rocks, Alpine Fault, New Zealand // Geochemistry, Geophysics, Geosystems. — 2012. — Vol. 13, no. 1. — doi: 10.1029/2011GC003872.
- Brune J. N. Tectonic stress and the spectra of seismic shear waves from earthquakes // Journal of Geophysical Research. — 1970. — Vol. 75, no. 26. — P. 4997–5009. — doi: 10.1029/JB075i026p04997.
- Buijze L., Guo Y., Niemeijer A. R., et al. Effects of heterogeneous gouge segments on the slip behavior of experimental faults at dm scale // Earth and Planetary Science Letters. — 2021. — Vol. 554. — P. 116652. — doi: 10.1016/j.epsl.2020.116652.
- Carpinteri A., Xu J., Lacidogna G., et al. Reliable onset time determination and source location of acoustic emissions in concrete structures // Cement and Concrete Composites. — 2012. — Vol. 34, no. 4. — P. 529–537. — doi: 10.1016/j.cemconcomp.2011.11.013.
- Chalumeau C., Agurto-Detzel H., Rietbrock A., et al. Seismological evidence for a multifault network at the subduction interface // Nature. — 2024. — Vol. 628, no. 8008. — P. 558–562. — doi: 10.1038/s41586-024-07245-y.
- Chester F. M., Chester J. S., Kirschner D. L., et al. 8. Structure of Large-Displacement, Strike-Slip Fault Zones in the Brittle Continental Crust // Rheology and Deformation of the Lithosphere at Continental Margins. — Columbia University Press, 2004. — P. 223–260. — doi: 10.7312/karn12738-009.
- Collettini C., Barchi M. R., De Paola N., et al. Rock and fault rheology explain differences between on fault and distributed seismicity // Nature Communications. — 2022. — Vol. 13, no. 1. — doi: 10.1038/s41467-022-33373-y.
- Collettini C., Tesei T., Scuderi M. M., et al. Beyond Byerlee friction, weak faults and implications for slip behavior // Earth and Planetary Science Letters. — 2019. — Vol. 519. — P. 245–263. — doi: 10.1016/j.epsl.2019.05.011.
- Dieterich J. H. Modeling of rock friction: 1. Experimental results and constitutive equations // Journal of Geophysical Research: Solid Earth. — 1979. — Vol. 84, B5. — P. 2161–2168. — doi: 10.1029/JB084iB05p02161.
- Dixon N., Smith A., Flint J. A., et al. An acoustic emission landslide early warning system for communities in lowincome and middle-income countries // Landslides. — 2018. — Vol. 15, no. 8. — P. 1631–1644. — doi: 10.1007/s10346-018-0977-1.
- Emanov A. F., Emanov A. A., Fateev A. V., et al. The technogenic Bachat earthquake of June 18, 2013 (ML = 6.1) in the Kuznetsk Basin-the world’s strongest in the extraction of solid minerals // Seismic Instruments. — 2017. — Vol. 53, no. 4. — P. 333–355. — doi: 10.3103/S0747923917040041.
- Fagereng A. and Sibson R. H. Mélange rheology and seismic style // Geology. — 2010. — Vol. 38, no. 8. — P. 751–754. — doi: 10.1130/G30868.1.
- Foulger G. R., Wilson M. P., Gluyas J. G., et al. Global review of human-induced earthquakes // Earth-Science Reviews. — 2018. — Vol. 178. — P. 438–514. — doi: 10.1016/j.earscirev.2017.07.008.
- Gibowicz S. J. and Kijko A. Introduction to Mining Seismology / ed. by R. Dmowska. — Elsevier Science & Technology Books, 2013.
- Hanks T. C. and Kanamori H. A moment magnitude scale // Journal of Geophysical Research: Solid Earth. — 1979. — Vol. 84, B5. — P. 2348–2350. — doi: 10.1029/JB084iB05p02348.
- Ikari M. J., Marone Ch. and Saffer D. M. On the relation between fault strength and frictional stability // Geology. — 2011. — Vol. 39, no. 1. — P. 83–86. — doi: 10.1130/g31416.1
- Kanamori H. The energy release in great earthquakes // Journal of Geophysical Research. — 1977. — Vol. 82, no. 20. — P. 2981–2987. — doi: 10.1029/JB082i020p02981.
- Kocharyan G., Qi Ch., Kishkina S., et al. Potential triggers for large earthquakes in open-pit mines: A case study from Kuzbass, Siberia // Deep Underground Science and Engineering. — 2022. — Vol. 1, no. 2. — P. 101–115. — doi: 10.1002/dug2.12028.
- Kocharyan G. G., Ostapchuk A. A., Pavlov D. V., et al. The Effects of Weak Dynamic Pulses on the Slip Dynamics of a Laboratory Fault // Bulletin of the Seismological Society of America. — 2018. — Vol. 108, 5B. — P. 2983–2992. — doi: 10.1785/0120170363.
- Kwiatek G., Plenkers K. and Dresen G. Source Parameters of Picoseismicity Recorded at Mponeng Deep Gold Mine, South Africa: Implications for Scaling Relations // Bulletin of the Seismological Society of America. — 2011. — Vol. 101, no. 6. — P. 2592–2608. — doi: 10.1785/0120110094.
- Li B., Li N., Wang E., et al. Discriminant Model of Coal Mining Microseismic and Blasting Signals Based on Waveform Characteristics // Shock and Vibration. — 2017. — Vol. 2017. — P. 1–13. — doi: 10.1155/2017/6059239.
- Locchi M. E., Scognamiglio L., Tinti E., et al. A large fault partially reactivated during two contiguous seismic sequences in Central Italy: The role of geometrical and frictional heterogeneities // Tectonophysics. — 2024. — Vol. 877. — P. 230284. — doi: 10.1016/j.tecto.2024.230284.
- Lu C.-P., Liu Y., Zhang N., et al. In-situ and experimental investigations of rockburst precursor and prevention induced by fault slip // International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences. — 2018. — Vol. 108. — P. 86–95. — doi: 10.1016/j.ijrmms.2018.06.002.
- Ma J., Zhao G., Dong L., et al. A Comparison of Mine Seismic Discriminators Based on Features of Source Parameters to Waveform Characteristics // Shock and Vibration. — 2015. — Vol. 2015. — P. 1–10. — doi: 10.1155/2015/919143.
- Ostapchuk A., Morozova K., Markov V., et al. Acoustic Emission Reveals Multiple Slip Modes on a Frictional Fault // Frontiers in Earth Science. — 2021. — Vol. 9. — doi: 10.3389/feart.2021.657487.
- Oye V. Source Parameters and Scaling Relations for Mining-Related Seismicity within the Pyhasalmi Ore Mine, Finland // Bulletin of the Seismological Society of America. — 2005. — Vol. 95, no. 3. — P. 1011–1026. — doi: 10.1785/0120040170.
- Richardson E. Seismicity in Deep Gold Mines of South Africa: Implications for Tectonic Earthquakes // Bulletin of the Seismological Society of America. — 2002. — Vol. 92, no. 5. — P. 1766–1782. — doi: 10.1785/0120000226.
- Scholz C. H. Large Earthquake Triggering, Clustering, and the Synchronization of Faults // Bulletin of the Seismological Society of America. — 2010. — Vol. 100, no. 3. — P. 901–909. — doi: 10.1785/0120090309.
- Sibson R. H. Thickness of the Seismic Slip Zone // Bulletin of the Seismological Society of America. — 2003. — Vol. 93, no. 3. — P. 1169–1178. — doi: 10.1785/0120020061.
- Smith S. A. F., Bistacchi A., Mitchell T. M., et al. The structure of an exhumed intraplate seismogenic fault in crystalline basement // Tectonophysics. — 2013. — Vol. 599. — P. 29–44. — doi: 10.1016/j.tecto.2013.03.031.
- Tinti E., Casarotti E., Ulrich T., et al. Constraining families of dynamic models using geological, geodetic and strong ground motion data: The Mw 6.5, October 30th, 2016, Norcia earthquake, Italy // Earth and Planetary Science Letters. — 2021. — Vol. 576. — P. 117237. — doi: 10.1016/j.epsl.2021.117237.
- Volpe G., Pozzi G. and Collettini C. Y-B-P-R or S-C-C’? Suggestion for the nomenclature of experimental brittle fault fabric in phyllosilicate-granular mixtures // Journal of Structural Geology. — 2022. — Vol. 165. — P. 104743. — doi: 10.1016/j.jsg.2022.104743.
- Walsh F. R. and Zoback M. D. Probabilistic assessment of potential fault slip related to injection-induced earthquakes: Application to north-central Oklahoma, USA // Geology. — 2016. — Vol. 44, no. 12. — P. 991–994. — doi: 10.1130/G38275.1.
- Wiemer S. A Software Package to Analyze Seismicity: ZMAP // Seismological Research Letters. — 2001. — Vol. 72, no. 3. — P. 373–382. — doi: 10.1785/gssrl.72.3.373
Supplementary files
