После двух пятибалльных землетрясений в Алматы 23 января и 4 марта т.г. в СМИ появилась серия статей, посвященных сейсмическим условиям Алматы и тектоническим разломам в городе. Читателей интересует уровень сейсмической опасности территории города, откуда появилось множество разломов на карте, безопасно ли жизнь на разломе и т.д.
Ниже представлены результаты оценки сейсмической опасности территории Алматы на разных этапах исследований, а также информация о тектонических разломах.
В геолого-структурном отношении территория города Алматы принадлежит к различным по строению и истории геологического развития тектоническим блокам: Алматинской впадине, Боролдайскому поднятию и приподнятой ступени предгорных прилавков. Своеобразие тектонической позиции города и высокая степень сейсмической опасности региона требует обратить особое внимание на проектирование и размещение объектов жилищного и промышленного строительства, а также при составлении Генплана развития города с учетом сейсмической опасности.
Для этого составляется карта сейсмического микрорайонирования (СМР), которая является одним из видов оценки сейсмической опасности и при которой учитывается влияние местных грунтовых условий на интенсивность сейсмических колебаний, определяются поправки, уменьшающие или увеличивающие сейсмичность района, задаваемую картой общего сейсмического районирования.
Об истории исследований по СМР
История составления карты сейсмического микрорайонирования территории Алматы берет свое начало с начала 50-х годов прошлого столетия. Впервые такие работы в республике были начаты в 1953 году и завершились созданием «Временных указаний по застройке города Алма-Аты».
В 1962 году С.В. Медведевым (г. Москва) была составлена схема сейсмического микрорайонирования по инженерно-геологическим данным, где территория города была разделена на 9- и 10-балльные зоны. Чуть позже аналогичная карта была создана в Институте геологических наук АН КазССР (Д.Н. Казанли, Э.М. Антоненко), послужившая основой для первого нормативного документа, утвержденного Госстроем КазССР – РСН-10-62.
Работы по уточнению карты СМР Алма-Аты продолжались в 1965-1967 гг. с привлечением других организаций, и в 1970 году вышел уточненный вариант карты СМР, который вошел в РСН-10-70.
В связи с высокой степенью сейсмической опасности территории города, в дальнейшем работы по сейсмическому микрорайонированию были продолжены с применением более широкого комплекса исследований и с привлечением организации Министерства геологии КазССР.
Здесь следует отметить, что город тогда был относительно «небольшим» по площади и «тихим» в ночное время, что позволило провести геофизические наблюдения с установкой приборов высокой чувствительности. По результатам этих исследований в 1970 г. был составлен новый вариант карты сейсмического микрорайонирования (РСН 10-70). В нем впервые были показаны уверенно выделяемые на территории города зоны разломов (разломы первого порядка) и зоны предполагаемых разломов. Но в строительных нормах (РСН) никаких ограничений по строительству в зонах разломов не вводилось.
В 1976 году в составе АН КазССР образован Институт сейсмологии, в связи с чем исследования в области сейсмического микрорайонирования получили дальнейшее развитие. В методическом плане впервые был предложен принципиально новый подход, суть которого заключается в суммировании приращений балльности с плавно убывающей исходной балльностью.
В результате проведенных комплексных исследований в 1981 году была составлена новая карта сейсмического микрорайонирования Алма-Аты и пригородов, которая вошла в РСН-10-83. Впервые в РСН-10-83 был введен пункт, запрещающий в зонах возможного проявления тектонических разломов на поверхности размещение новых, реконструкцию существующих зданий и сооружений.
В 1995 г. карта сейсмического микрорайонирования была переиздана с некоторыми дополнениями КазГИИЗ, на основе которой были утверждены строительные нормы СН РК Б.2.2-7-95 «Застройка г. Алматы и прилегающих территорий с учетом сейсмического микрорайонирования».
Практически со времени выхода карты СМР в 1983 г. вплоть до 2012 г. город строился без новой карты (только с учетом точечных дополнений КазГИИЗ). Попытки составления новой карты предпринимались неоднократно (в 2012 и 2014 гг.), однако работы прерывались из-за отсутствия полноценного финансирования работы. Только в 2018 г. в связи присоединением новых участков к городу была начата работа по созданию новой карты.
В 2021 г. новая карта сейсмического микрорайонирования Алматы (СП РК 2.03-30-2021 «Застройка территории города Алматы с учетом сейсмического микрозонирования») была введена в эксплуатацию взамен карты 1983 г.
В комплект карт СМР входит 14 карт. В т.ч. карта активных тектонических разломов на территории Алматы и в окрестностях. Отличительной особенностью новой карты по сравнению с предыдущей (РСН-10-83) явился рост общей площади карты в связи с присоединением новых участков, и соответственно площади 9- и 10-балльных зон. И самое главное – увеличилось число тектонических разломов до 27.
О тектонических разломах на территории города
На карте через Алматы проходит 27 тектонических разломов, вдоль которых шириной 300 метров специалисты рекомендовали исключить застройку (исключение составляет Заилийская зона разломов шириной 500 метров).
В классической геологической литературе под разломами (разрывами) понимают тектоническое нарушение сплошности горных пород с перемещением разделенных разрывом частей друг относительно друга (иначе говоря, зоны сочленения или границы блоков земной коры). Они играют важнейшую роль в геологической истории не только отдельно взятого региона, но и всей планеты в целом. Разломы присутствуют везде и всюду, а земная кора представляет собой что-то похожее на разбитую тарелку.
Разломы сильно различаются своими размерами: протяженностью, шириной, глубиной проникновения, а также сейсмической активностью. Они бывают локальными, региональными, глубинными.
- Локальные разломы в большинстве отражаются только в осадочном покрове и характеризуются небольшой глубиной.
- Региональные разломы прослеживаются на многие километры в глубь земной коры вплоть до базальтового слоя.
- Глубинные разломы образуют разрыв сплошности горных пород и уходят в верхнюю часть мантии.
- Сейсмическую активность (сейсмогенность) разлома, как правило, определяет приуроченность к нему очагов землетрясений. В большинстве случаев это относится к региональным и глубинным разломам, протяженностью в сотни и шириной в десятки километров, которые могут служить сейсмогенерирующими структурами.
Что касается локальных разломов, то учитывая их размеры и небольшую глубину, они практически не бывают сейсмогенными.
Как проявляются локальные разломы во время землетрясений?
В литературе информации об этом очень мало. Известно лишь об образовании разлома (сдвиг) длиной более 29 км, пересекшего поселок Кум-Даг (Туркменистан) во время землетрясения в 1983 г. с магнитудой М=5,4. При интенсивности на территории поселка Кум-Даг, равной 8 баллам в зоне разлома (полосе длиной около 100 м), интенсивность увеличилась на 0,5 балла. Что касается ширины зон возможного влияния разломов, то об этом вообще отсутствует информация.
Напрашивается вопрос, стоит ли показывать такие локальные разломы на карте СМР и ограничить застройки в их пределах. На этот вопрос нет однозначного ответа. Негативное отношение к тектоническим разрывам при СМР нашло отражение в научных публикациях, рекомендательных и нормативных документах.
Исследователи отмечают, что важно при этом оценить степень инженерной опасности каждого конкретного разлома. К сожалению, на местности, тем более, на застроенных территориях, это очень трудно, порой невозможно оценить.
Следует отметить, что очень важно при СМР изучать так называемые тектонические узлы (пересечения разломов). Именно они обладают аномальными сейсмическими и инженерно-геологическими свойствами и могут привести к образованию сейсмодислокации и активизировать процессы, опасные для сооружений. Такие явления встречались при изучении последствий Верненского 1887 г. и Кеминского 1911 г. землетрясений на территории города Верного, где интенсивность сотрясений превышала 9 баллов, а местами из трещин забила фонтаном вода.
Резюме
- Показанные на последней карте СМР Алматы (СП РК 2.03-30-2021) 9- и 10-балльные зоны рассчитаны по общепринятой методике с использованием имеющихся экспериментальных инженерно-геологических и сейсмологических данных.
- Большинство тектонических разломов, показанных на карте СМР Алматы, относится к локальным разломам, и приуроченность к ним очагов слабых и микроземлетрясений на сегодняшний день никем не доказана. Кроме того, нет никаких оснований полагать, что в случае сильного землетрясения по ним произойдут большие подвижки.
Исключение составляет Алматинский разлом, пересекающий территорию города в субширотном направлении и подтвержденный по комплексу методов. Хотя сейсмогенность его тоже не доказана, но он проявивил себя во время разрушительных землетрясений прошлых лет.
А также Заилийский разлом, ограничивающий зону подвижных прилавков. По ряду признаков (протяженность, глубина проникновения, приуроченность к ним очагов слабых землетрясений) они относятся к региональным разломам, способным генерировать сильные землетрясения. Именно к нему приурочен очаг Верненского землетрясения 1887 г.
- Таким образом, выделенные на карте разломы и их зоны влияния, в пределах которых ограничены застройки, вызывают сомнения. Многие из них нуждаются в подтверждении. В связи с поручением Президента РК провести в Алматы «Специальное сейсмологическое исследование» предлагается включить в него пункт «Об уточнении положений тектонических разломов на территории города с использованием современных методов и технологий».
- Считаю необходимым по материалам дополнительных исследований разгрузить карту СМР Алматы, исключив из нее все локальные разломы, не представляющие опасности для города.
Алкуат НУРМАГАМБЕТОВ, доктор геолого-минералогических наук, профессор, Алматы
