Russian Journal of Earth Sciences Russian Journal of Earth Sciences Russian Journal of Earth Sciences 1681-1208 86486 10.2205/2024ES000947 jtusol ОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИ ORIGINAL ARTICLES ОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИ Structure and Monitoring in the Seismic Activation Zone of the Gorlovskaya Depression of the Altai-Sayan Folded Region According to Electrical Resistivity Tomography Data Строение и мониторинг в зоне сейсмической активизации Горловской впадины Алтае-Саянской складчатой области по данным электротомографии https://orcid.org/0000-0003-3210-5248 Неведрова Нина Николаевна Nevedrova Nina Nikolaevna https://orcid.org/0000-0002-3556-731X Шалагинов Александр Евгеньевич Shalaginov Aleksandr Evgen'evich shalaginovae@ipgg.sbras.ru https://orcid.org/0000-0002-5460-6505 Шапаренко Илья Олегович Shaparenko Il'ya Olegovich https://orcid.org/0000-0002-4523-6661 Санчаа Айдиса Михайловна Sanchaa Aydisa Mihaylovna https://orcid.org/0009-0005-6156-1308 Мариненко Аркадий Вадимович Marinenko Arkadiy Vadimovich Институт нефтегазовой геологии и геофизики им. А.А. Трофимука Сибирского отделения Российской академии наук Россия Trofimuk Institute of Petroleum Geology and Geophysics of Siberian Branch Russian Academy of Sciences Russian Federation Институт нефтегазовой геологии и геофизики им. А.А. Трофимука Сибирского отделения Российской академии наук Новосибирск Россия Trofimuk Institute of Petroleum Geology and Geophysics of Siberian Branch Russian Academy of Sciences Новосибирск Russian Federation Институт нефтегазовой геологии и геофизики им. А.А. Трофимука Сибирского отделения Российской академии наук Россия Trofimuk Institute of Petroleum Geology and Geophysics of Siberian Branch Russian Academy of Sciences Russian Federation Институт нефтегазовой геологии и геофизики им. А.А. Трофимука Сибирского отделения Российской академии наук Россия Trofimuk Institute of Petroleum Geology and Geophysics of Siberian Branch Russian Academy of Sciences Russian Federation Институт нефтегазовой геологии и геофизики им. А.А. Трофимука Сибирского отделения Российской академии наук Россия Trofimuk Institute of Petroleum Geology and Geophysics of Siberian Branch Russian Academy of Sciences Russian Federation 13 11 2024 13 11 2024 24 5 1 13 21 08 2024 25 10 2024 https://rjes.ru/en/nauka/article/86486/view

В последнее десятилетие существенно выросла интенсивность разработки Горловского угольного месторождения, что приводит к формированию сейсмической активизации недр Горловской впадины в ответ на техногенное воздействие. Начиная с 2019 года, в районе месторождения фиксируются землетрясения с магнитудой более 4, ощутимые в г. Новосибирске и его пригородах. Основная цель исследования: по мере накопления данных выявить критерии сейсмических активизаций с использованием одного из методов наземной электроразведки – электротомографии. В статье рассмотрено геоэлектрическое строение Горловской впадины в области перехода от её отложений к Салаирскому кряжу, а также проанализированы результаты мониторинга, выполненного в 2023 г. методом электротомографии по профилю, пересекающему одну из разломных структур. Профиль мониторинговых наблюдений находится на участке, выбранном в ходе опытно-методических работ и расположен всего в нескольких километрах от угледобывающих карьеров и зоны концентрации сейсмических событий. Получено, что выявленные вариации геоэлектрических параметров отражают реакцию геологической среды не только на происходящие за период наблюдений землетрясения, но и на техногенные воздействия (взрывы).

In the last decade, the intensity of development of the Gorlovskoye coal deposit has increased significantly, which leads to the formation of seismic activation of the subsoil of the Gorlovka depression in response to man-made impact. Since 2019, earthquakes with a magnitude of more than 4 have been recorded in the area of the deposit, felt in Novosibirsk and its suburbs. The main objective of the study: as data accumulates, to identify the criteria for seismic activations using one of the methods of ground-based electrical exploration – electrical resistivity tomography. The article considers the geoelectric structure of the Gorlovka depression in the area of the transition from its deposits to the Salair ridge, and also analyzes the results of monitoring carried out in 2023 by the electrical resistivity tomography method along a profile intersecting one of the fault structures. The monitoring observation profile is located on a site selected during experimental and methodological work and is located just a few kilometers from coal quarries and the zone of concentration of seismic events. It was found that the identified variations in geoelectric parameters reflect the reaction of the geological environment not only to earthquakes occurring during the observation period, but also to man-made impacts (explosions).

 Горловская впадина природнo-техногенная сейсмичность геофизический мониторинг электротомография вариации электропроводности методика измерений программные средства инверсия Gorlovskaya depression natural and man-made seismicity geophysical monitoring electrical resistivity tomography electrical conductivity variations measurement techniques software inversion Исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда и правительства Новосибирской области № 23-27-10050, https://rscf.ru/project/23-27-10 050/. The study was supported by a grant from the Russian Science Foundation and the Government of the Novosibirsk Region No. 23-27-10050, https://rscf.ru/project/23-27-10050/.

Адушкин В. В., Турунтаев С. Б. Техногенная сейсмичность – индуцированная и триггерная. — Москва : ИДГ РАН, 2015. — EDN: TXLGWD. Adushkin V. V., Turuntaev S. B. Man-made seismicity – induced and triggered. — Moscow : IDG RAS, 2015. — EDN: TXLGWD. Еманов А. Ф., Еманов А. А., Павленко О. В. и др. Колыванское землетрясение 09.01.2019 г. с 𝑀L = 4.3 и особенности наведенной сейсмичности в условиях Горловского угольного бассейна // Вопросы инженерной сейсмологии. — 2019. — Т. 46, № 4. — DOI: 10.21455/vis2019.4-2. Earthquakes and microseismicity in modern geodynamics problems on the East European platform. Part 2. Microseismicity / ed. by N. V. Sharov, A. A. Malovichko, Y. K. Shchukin. — Petrozavodsk : Karelian Scientific Center of the RAS, 2007. Еманов А. Ф., Еманов А. А., Фатеев А. В. Бачатское техногенное землетрясение 18 июня 2013 г. с 𝑀L = 6.1, 𝐼0 = 7 (Кузбасс) // Российский сейсмологический журнал. — 2020a. — Т. 2, № 1. — С. 48—61. — DOI: 10.35540/2686-7907.2020.1.05. Emanov A. F., Emanov A. A., Fateev A. V. Bachatskiy induced earthquake on June 18, 2013, 𝑀L = 6.1, 𝐼0 = 7 (Kuzbass) // Russian Journal of Seismology. — 2020a. — Vol. 2, no. 1. — P. 48–61. — DOI: 10.35540/2686-7907.2020.1.05. Еманов А. Ф., Еманов А. А., Фатеев А. В. и др. Техногенные сейсмические активизации в Кузбассе и Горной Шории // Вестник Научного центра ВостНИИ по промышленной и экологической безопасности. — 2020b. — Т. 2. — С. 5—18. — DOI: 10.25558/VOSTNII.2020.94.41.001. Emanov A. F., Emanov A. A., Fateev A. V., et al. Technogenic seismic activization in Kuzbass and mountain Shoria // Bulletin of the Scientific Center of VostNII Industrial and Environmental Safety. — 2020b. — Vol. 2. — P. 5–18. — DOI: 10.25558/VOSTNII.2020.94.41.001. Еманов А. Ф., Еманов А. А., Фатеев А. В. и др. Техногенная сейсмическая активизация в районе Горловского угольного бассейна // Фундаментальные и прикладные вопросы горных наук. — 2021. — Т. 8, № 1. — С. 207— 210. — DOI: 10.15372/FPVGN2021080132. Emanov A. F., Emanov A. A., Fateev A. V., et al. Technogenic seismic activation in Gorlovsky coal basin area // Fundamental and applied issues of mining. — 2021. — Vol. 8, no. 1. — P. 207–210. — DOI: 10.15372/FPVGN2021080132. Землетрясения и микросейсмичность в задачах современной геодинамики Восточно-Европейской платформы. Книга 2. Макросейсмичность / под ред. Н. В. Шарова, А. А. Маловичко, Ю. К. Щукина. — Петрозаводск : Карельский научный центр РАН, 2007. Emanov A. F., Emanov A. A., Pavlenko O. V., et al. Kolyvan earthquake 09.01.2019 with 𝑀L = 4.3 and features of induced seismicity in the conditions of the Gorlovsky coal basin // Problems of Engineering Seismology. — 2019. — Vol. 46, no. 4. — DOI: 10.21455/vis2019.4-2. Кишкина С. Б., Кочарян Г. Г., Будков А. М. и др. Воздействие горных работ разрезов Горловского бассейна на очаги землетрясений значительной магнитуды // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. — 2021. — № 4. — С. 11—23. — DOI: 10.15372/FTPRPI20210402. Emanov A. F., Emanov A. A., Pavlenko O. V., et al. Kolyvan Earthquake of January 9, 2019, with 𝑀L = 4.3 and Induced Seismicity Features of the Gorlovsky Coal Basin // Seismic Instruments. — 2020c. — Vol. 56, no. 3. — P. 254–268. — DOI: 10.3103/S0747923920030020. Котельников А. Д., Максиков С. В., Котельникова И. В. и др. Государственная геологическая карта Российской Федерации. Масштаб 1:200 000. Издание второе. Серия Кузбасская. Лист N-44-ХVIII - Черепаново. Объяснительная записка. — Москва : ВСЕГЕИ, 2015. Geophysical Survey of RAS. Last EarthQuake (by Alert Service). — 1993. — (visited on 2024/08/05). http://www.gsras.ru/new/ssd.htm Неведрова Н. Н., Шалагинов А. Е., Мариненко А. В. и др. Развитие программно-алгоритмических средств для обработки и интерпретации данных мониторинга методом электротомографии // Вестник НГУ. Серия: Информационные технологии. — 2023. — Т. 21, № 3. — С. 32—45. — DOI: 10.25205/1818-7900-2023-21-3-32-45. Kishkina S. B., Kocharyan G. G., Budkov A. M., et al. Impact of Open Pit Mining in Gorlovka Coal Basin on Large Earthquakes // Journal of Mining Science. — 2021. — Vol. 57, no. 4. — P. 546–556. — DOI: 10.1134/s1062739121040025. Неведрова Н. Н., Эпов М. И. Электромагнитный мониторинг в сейсмоактивных районах Сибири // Геофизический журнал. — 2012. — Т. 34, № 4. — С. 209—223. Kotelnikov A. D., Maksikov S. V., Kotelnikova I. V., et al. State Geological Map of the Russian Federation. Scale 1:200,000. Second Edition. Kuzbass Series. Sheet N-44-XVIII – Cherepanovo. Explanatory Note. — Moscow : VSEGEI, 2015. Санчаа А. М., Неведрова Н. Н., Бабушкин С. М. и др. Первые результаты исследований Горловской впадины наземными методами электроразведки с контролируемыми источниками // Интерэкспо ГЕО-Сибирь. — 2021. — Т. 2, № 2. — С. 272—279. — DOI: 10.33764/2618-981X-2021-2-2-272-279. Nevedrova N. N., Epov M. I. Electromagnetic monitoring in seismically active regions of Siberia // Geophysical Journal. — 2012. — Vol. 34, no. 4. — P. 209–223. Сотников В. И., Федосеев Г. С., Кунгурцев Л. В. и др. Геодинамика, магматизм, и металлогения Колывань-Томской складчатой зоны. — Новосибирск : СО РАН, НИЦ ОИГГМ, 1999. Nevedrova N. N., Shalaginov A. E., Marinenko A. V., et al. Software and Algorithmic Tools Development for Processing and Interpretation Electrotomography Monitoring Data // Vestnik NSU. Series: Information Technologies. — 2023. — Vol. 21, no. 3. — P. 32–45. — DOI: 10.25205/1818-7900-2023-21-3-32-45. ФИЦ ЕГС РАН. Информация Службы срочных донесений. — 1993. — URL: http://www.gsras.ru/new/ssd.htm (дата обр. 05.08.2024). Sanchaa A. M., Nevedrova N. N., Babushkin S. M., et al. First results of studies in the Gorlovskaya values by ground methods of electric exploration with controlled sources // Interexpo GEO-Siberia. — 2021. — Vol. 2, no. 2. — P. 272–279. — DOI: 10.33764/2618-981X-2021-2-2-272-279. Шалагинов А. Е., Неведрова Н. Н., Бабушкин С. М. Геоэлектрическое строение разломного ограничения Горловского прогиба Новосибирской области по данным нестационарных электромагнитных зондирований // Интерэкспо ГЕО-Сибирь. — 2023. — Т. 2, № 4. — DOI: 10.33764/2618-981X-2023-2-4-61-67. Shalaginov A. E., Nevedrova N. N., Babushkin S. M. Geoelectric structure of fault zone of the Gorlovka depression of Novosibirsk region according to the TEM data // Interexpo GEO-Siberia. — 2023. — Vol. 2, no. 4. — DOI: 10.33764/2618-981X-2023-2-4-61-67. Шалагинов А. Е., Неведрова Н. Н., Шапаренко И. О. Вариации электрофизических параметров по данным электромагнитного мониторинга как индикатор активности разломных зон // Геодинамика и тектонофизика. — 2018. — Т. 9, № 1. — С. 93—107. — DOI: 10.5800/GT-2018-9-1-0339. Shalaginov A. E., Nevedrova N. N., Shaparenko I. O. Variations in electrophysical parameters estimated from electromagnetic monitoring data as an indicator of fault activity // Geodynamics & Tectonophysics. — 2018. — Vol. 9, no. 1. — P. 93–107. — DOI: 10.5800/GT-2018-9-1-0339. Шапаренко И. О., Неведрова Н. Н. Применение метода электротомографии для исследования разломных структур (на примере Горного Алтая) // Геосочи-2022. Современное состояние и перспективы развития инженерной геофизики. — Тверь : ПолиПРЕСС, 2022. — С. 14—17. — EDN: THRFMF. Shaparenko I. O., Nevedrova N. N. Application of the electrical resistivity tomography method for studying fault structures (using the Altai Mountains as an example) // Geosochi-2022. Current state and development prospects of engineering geophysics. — Tver : PoliPRESS, 2022. — P. 14–17. — EDN: THRFMF. Emanov A. F., Emanov A. A., Pavlenko O. V., et al. Kolyvan Earthquake of January 9, 2019, with 𝑀L = 4.3 and Induced Seismicity Features of the Gorlovsky Coal Basin // Seismic Instruments. — 2020. — Vol. 56, no. 3. — P. 254–268. — DOI: 10.3103/S0747923920030020. Sotnikov V. I., Fedoseyev G. S., Kungurtsev L. V., et al. Geodynamics, magmatism, and metallogeny of the Kolyvan-Tomsk folded zone. — Novosibirsk : SB RAS, NRC OIGGM, 1999.