Проект «Камбарата-2»

  В преддверии готовящегося взрыва по созданию плотины на Камбаратинской ГЭС-2 на реке Нарын было принято решение об использовании представившейся уникальной возможности для проведения собственных сейсмологических, электромагнитных и геомагнитных наблюдений.

  Сейсмологические наблюдения осуществлялись по субмеридиональному профилю, проходящему от пункта взрыва до Алайской долины. Длина профиля составила 250 км. Регистрация сейсмического поля выполнялась цифровыми широкополосными трехкомпонентными сейсмическими станциями REF TEK 130 совместно с сеймодатчиками Streceisen STS-2 (пункты 05, 09, 11, 13) и сейсмостанциями CUB (пункты 08,12), фиксирующими вертикальную компоненту сейсмического поля, которые были предоставлены Потсдамским научным центром (Германия).

Схема сети наблюдений.

  В 2008 г. на территории Ошской и Джалал - Абадской областей Киргизии Потсдамским научным центром была установлена сеть широкополосных сейсмических станций. На профиль попали три станции этой сети: 20Р, 6Р и 11Р.

Схема расположения сейсмических станций

004, 006 и 010 в ближней зоне взрыва.

  Кроме профильных станций, вблизи пункта взрыва (от 260 м до 470 м) силами Центрально-Азиатского института прикладных исследований Земли (ЦААИЗ) были установлены 8 однокомпонентных станций CUB вдоль второго (субширотного) профиля. Результаты наблюдений были объединены в общую базу данных.

  По результатам сейсмологических наблюдений по паре станций, в предположении, что скорость сейсмической волны на малых расстояниях одинакова для станций, установленных в ближней зоне, и не зависит от азимута, был вычислен момент взрыва.

  При детальном анализе сейсмограмм на пункте 010, находящемся в зоне Южного разлома, были отмечены серии достаточно коротких импульсов, пришедших в пункт наблюдения после взрыва. Аналогичная картина наблюдалась на пунктах 004 и 006. Наличие импульсных сигналов, произошедших после взрыва, свидетельствует об активизации Южного разлома в виде подвижек, в том числе и в вертикальной плоскости.

Запись сейсмического сигнала

(вертикальная компонента) в пункте 010

  По результатам сейсмических наблюдений на станциях, установленных вдоль субмеридионального профиля, получены сейсмограммы хорошего качества. В записях присутствует также сигнал от землетрясения, произошедшего после взрыва в районе между станциями 06 и 05, инициированный, по всей видимости, Камбаратинским взрывом.

Графики временного ряда ΔТ: a – полный ряд наблюдений (16000 с);

b – участок временного ряда с 6000 с по 6400 с

Примеры сейсмических записей Камбаратинского взрыва на сейсмических станциях,

установленных вдоль субмеридионального профиля.

  Наличие высококачественного материала позволило построить годографы первых вступлений продольных волн на расстоянии до 230 км. Известно, что взрывные годографы – большая редкость. Они необходимы как для обработки сейсмологических данных, так и для исследования строения земной коры. Новые данные позволили существенно уточнить прежний годограф, полученный ещё в 1975 г. на базе промышленного взрыва при создании плотины Токтогульской ГЭС.

Годографы первых вступлений поперечной (S) и продольной (P) волн

на расстоянии 230 км от Камбаратинского взрыва 22 декабря 2009 г.

  Электромагнитные наблюдения выполнялись совместно с лабораторией ЛГМИ с целью выявления эффектов от взрыва в естественном электрическом поле Земли и возможного изменения верхней части геоэлектрического разреза в ближней зоне. Работы, касающиеся ЛКИ, выполнялись с использованием электромагнитной станции ИС-1, разработанной в НС.

Схема наблюдений электромагнитных и геомагнитных эффектов

от взрыва на Камбарате-2 22 декабря 2009 г.

  Дискретность наблюдений составила 800 измерений в секунду в полосе 0 – 10 Гц, динамический диапазон – 140 dB. С помощью станции выполнялась регистрация горизонтальных компонент естественного электрического поля Земли (Ex и Ey). В качестве датчиков была использована система ортогональных электрических диполей длиной около 220 м. В качестве электродов использовались латунные стержни длиной 1 м. Третий канал станции использовался для регистрации огибающей вертикальной компоненты электромагнитного поля Земли в атмосфере с целью фиксации точного времени взрыва (Т₀) в очаге. В этих целях вход измерительного канала был подсоединен к специальному широкополосному (30 КГц – 10 МГц) приемнику с пиковым детектором на выходе. Записи по всем каналам станции ИС-1 проводились синхронно.

Результат регистрации северной компоненты электрического поля станцией ИС-1:

а) полный сеанс записи компоненты Ех – 4000 с;

b) детальный участок записи с 1230 с по 1250 с;

с) детальный участок записи огибающей высокочастотного электромагнитного поля (30 КГц – 10МГц) в атмосфере, поляризация антенны вертикальная.

  По результатам наблюдений выявлена большая задержка реакции электромагнитного поля на взрыв в атмосфере ~ 13 c. В настоящее время не ясно возникновение подобной задержки и соответственно источника, породившего этот сигнал. Ожидалось, что электромагнитные эффекты в атмосфере от взрыва могут иметь задержку в пункте наблюдений не более 20 мксек.

  Геомагнитные наблюдения проводились с целью выяснения наличия пьезомагнитного или электрокинетического эффектов от взрыва в слабомагнитных средах.

  Регистрация магнитного поля выполнялась до, в момент и после Камбаратинского взрыва протонными магнитовариационными станциями МВ-07 с разрешением 0.01 нТл. На станциях измерялась величина модуля полного вектора Т магнитного поля Земли. Дискретность измерений была выбрана максимальной для этого типа станций и составила 1 измерение в 4 секунды. Одна магнитовариационная станция находилась в 5.6 км от пункта взрыва (координаты: 41° 43,425’ С.Ш., 73° 20,022’ В.Д.). Базовая станция располагалась на стационарной станции «Аксу» Бишкекского геодинамического полигона (координаты: 42° 36,618’ С.Ш., 74° 00,594’ В.Д.).

  Как видно из рисунка, во временном ряде ΔТ отсутствуют какие-либо эффекты, обусловленные взрывом.

  Другими словами, при наблюдениях на слабомагнитых породах не отмечаются ни пьезомагнитные, ни электрокинетические эффекты от деформационных возмущений. По этой причине при проведении прогностических наблюдений и интерпретации вариаций магнитного поля над слабомагнитными породами для объяснения аномальных вариаций следует искать другие механизмы их возникновения.