База данных активных разломов Евразии (объяснительная записка)

Введение   Принципы и методы   Исходные материалы   Свойства объектов   Обосновывающие атрибуты   Оценочные атрибуты   Заключение  

3.3. Характеристика оценочных атрибутов

Оценочные атрибуты RATE, SNS1, SNS2, SIDE и CONF индексированы, т.е. их возможные значения выбираются из ограниченного списка индексов – условных обозначений. Достоинством таких атрибутов является их удобство для сравнения объектов, программной обработки и построения карт согласно легенде. Выбор оценочных атрибутов делается на основе обосновывающих атрибутов согласно экспертному мнению составителей БД. Если в обосновании содержатся противоречивые сведения, то выбор более достоверных из них или формулировка компромисса осуществляют составители БД. Если выбор невозможен, то допускается самостоятельная оценка атрибутов составителями БД с привлечением контекстных материалов. Отсутствие сведений в обосновывающих полях снижает оценку достоверности объекта. Атрибуты оценочного типа являются конечным результатом работы составителей БД.

Параметры кинематики. Кинематическая характеристика объекта БД представлена комплексом из трех атрибутов. Атрибут SNS1 (главная компонента движения) является обязательным, поскольку каждый объект БД соответствует той или иной структуре, характеризующейся определенным типом движений. Атрибут SNS2 (второстепенная компонента) является факультативным и его поле остается незаполненным, если главная компонента оказывается единственной. Атрибут SIDE (индикатор относительно поднятого крыла) заполняется только, если какой-либо из первых двух атрибутов указывает на присутствие вертикальной составляющей движения. Все эти атрибуты являются оценочными, поскольку для выбора их значений анализируется весь комплекс обосновывающих атрибутов, касающихся кинематики объекта, и контекстных материалов, и учитываются структурные соотношения со смежными объектами БД. Экспертная оценка указанных атрибутов делается, в том числе, и при несоответствии сведений из разных источников или недостатке полевых данных о смещениях.

Значениями атрибута SNS1 и SNS2 являются индексы: D – правый сдвиг, S – левый сдвиг, T – надвиг, R – взброс, N – сброс, E – раздвиг, а также V, когда установлено наличие вертикального смещения, но не определен его сбросовый или взбросовый тип, и U, если кинематика неизвестна. Значениями атрибута SIDE могут быть индексы: +N – поднято северное крыло структуры; +NE – северо-восточное; +E – восточное; +SE – юго-восточное; +S – южное; +SW – юго-западное; +W – западное; +NW – северо-западное. Отсутствие значения атрибута SIDE допустимо лишь для сдвигов и раздвигов.

Главный критерий оценки кинематики объекта БД – точные и достоверные сведения из материалов-источников. Второй по значимости является выраженность нарушения в детальных моделях рельефа и на космоснимках. При недостатке точных данных и слабой выраженности в рельефе оценка кинематических параметров производится, исходя из характерных особенностей системы активных структур, включающей объект. Его кинематика должна соответствовать структурно-кинематическим закономерностям распределения разломных деформаций разных типов. Во всяком случае, она не должна противоречить кинематической ситуации в пределах анализируемого участка, рассматриваемого в рабочем масштабе. Если указанные в источнике сведения о кинематике объекта противоречат сложившимся в БД кинематическим соотношениям, то эти сведения фиксируются в обосновывающих полях, но соответствующие атрибуты могут остаться без оценки или с указанием лишь вертикальной компоненты движения.

Ранг скорости движения. Поскольку наличие позднечетвертичных движений обусловливает само включение структуры в БД, атрибут RATE является обязательным, и ему должно быть присвоено определённое значение, даже если оно оценивается по косвенным признакам. Значение атрибута RATE формируется не только на основании конкретных данных о скоростях перемещения по разломам, но и с учетом всех признаков, отражающих интенсивность деформаций. Значения атрибута RATE характеризуют скорости перемещения крыльев активных структур и разделены на три градации: <1 мм/год, 1–5 мм/год и >5 мм/год, которые обозначены индексами 3, 2 и 1, соответственно. Однако в материалах-источниках лишь малая доля структур обеспечена достоверными значениями скорости перемещения по результатам полевых измерений, и эти измерения относятся лишь к отдельным участкам разломных зон. Поэтому, особенно при недостатке точных данных, оценка атрибута RATE основывается на анализе структурной позиции объекта во включающей его разломной зоне. Например, участку разломной зоны может быть присвоено повышенное по сравнению с соседними значение атрибута RATE, если он образован слиянием нескольких нарушений в единый магистральный разлом.

Таким образом, атрибут RATE отражает как скорость взаимного перемещения крыльев разлома, т.е. элементов, внешних по отношению к соответствующему объекту, так и степень концентрации деформаций в пределах объекта как элемента зоны нарушений. В последнем случае под атрибутом RATE понимается, скорее, ранг объекта в общей системе нарушений, оцениваемый с учетом фонового уровня активности региона и насыщенности территории активными разломами. Тем не менее, мы полагаем, что атрибут RATE чаще всего отражает реальные скорости движений, например, объект со значением атрибута RATE = 1 действительно имеет скорость перемещения >5 мм/год.

Индексы в оценочном атрибуте RATE не всегда соответствуют значениям скоростей движений, приводимым в атрибутах PARM и TEXT со ссылками на источники сведений и определенным полевыми наблюдениями в отдельных частях разломов. Происходит это в следующих случаях: (1) в обосновывающих атрибутах сведения из разных источников различаются, образуя диапазон оценок сопоставимой достоверности; (2) протяженный разлом разделен на несколько объектов БД, и указанные в источнике характеристики зоны отнесены лишь к самым достоверным из них; (3) указанная в источнике скорость представляется сомнительной в контексте комплекса смежных структур. В этих случаях атрибут RATE оценивается, исходя из структурной позиции объекта.

В виде целостного объекта БД крупное тектоническое нарушение может быть представлено лишь при рассмотрении его на определенном уровне генерализации. По мере детализации рассмотрения разлом может оказаться выраженным серией отдельных нарушений, т.е. разломной зоной, включающей и пластические деформации, в которых реализуется некоторая доля общего смещения крыльев. Присвоение объекту БД, отвечающему такой зоне, характеристик, замеренных на частном элементе ее внутреннего строения, не всегда оправдано. Общая скорость перемещений по зоне разломов может быть выше за счет неучтенных смещений по параллельным и оперяющим ветвям и за счет пластической составляющей деформации. С другой стороны, высокая скорость по одной из ветвей зоны не является основанием для её присвоения другим разломам той же зоны, что привело бы к неоправданному завышению ее оценки для всей структуры.

Протяженные структуры разделяются в БД на серии объектов, и указанное в материалах-источниках значение скорости оставляется лишь для тех из них, которые по своей выраженности на контекстных материалах и уже накопленным в БД сведениям с наибольшей вероятностью отвечают этому значению. При рассмотрении крупной и протяженной разломной зоны, которая в рабочем масштабе БД представлена сочетанием объектов с разными значениями атрибута RATE, характеристика зоны как целостной структуры будет определяться значениями атрибута RATE тех ее участков, где эти значения наивысшие. При прочих равных условиях, максимальные значения скорости присваиваются участкам, расположенным в центре зоны или образованным слиянием нескольких ее ветвей. Если в материале-источнике приведены достоверные и точные данные о скоростях на всех участках и ветвях структуры, то предпочтение отдаётся результатам конкретных наблюдений, и атрибут RATE объекта оценивается по этим значениям. Достоверно активному разлому, по которому определены высокие скорости лишь в допозднеплейстоценовое время (например, с раннего плейстоцена), эти значения с большой вероятностью присваиваются и позднеплейстоцен-голоценовым движениям.

Достоверность активности. Атрибут достоверности CONF определяет саму возможность внесения объекта в БД. Это наиболее типичный оценочный атрибут, значение которого определяется составителями БД на основе анализа конкретных сведений материалов-источников о возрасте последних движений по разлому с учетом всего комплекса данных об объекте и его структурно-кинематической позиции. Атрибут CONF отражает обоснованность позднеплейстоцен-голоценовых движений по разлому, одним из критериев которой является степень его изученности. По обоснованности позднечетвертичной активности разломы разделяют обычно на достоверные и предполагаемые. Столь категоричное разделение часто оказывается субъективным, поскольку приводимые авторами доказательства активности основываются на разных подходах. Предположительность оценки нарушения как активного может иметь разную степень гипотетичности в зависимости от используемых сведений и особенностей региона. Поэтому для обеспечения сопоставимости оценок на территориях с разным тектоническим режимом и степенью изученности, расширения возможностей использования материала БД, выявления унаследованности активных разломов от новейших нарушений и оценки сейсмической опасности, шкала оценки достоверности объектов БД детализирована. По степени достоверности признаков активности объекты БД разделены на четыре категории: A, B, C и D.

Отнесение объекта к категории A означает, что выявлены сразу несколько независимых явных признаков активности, а сама активная структура хорошо изучена с точки зрения ее кинематики и внутреннего строения. Основанием для включения объекта в эту категорию являются установленные в поле или четко выраженные на детальных дистанционных материалах деформации молодых форм рельефа и датированные смещения позднеплейстоцен-голоценовых отложений, а также проявление в зоне разлома сильных землетрясений или палеоземлетрясений.

Включение объекта в категорию B требует проявления каких-либо из указанных выше признаков активности, однако допускается их меньшая выраженность. В частности, могут быть достаточными признаки молодых смещений на дистанционных материалах.

Объекты включаются в категорию C, когда перечисленные выше признаки активности или хотя бы один из них присутствуют, но все они выражены нечётко, проявлены не вполне убедительно, определены неточно или могут иметь различные интерпретации, тогда как плиоцен-четвертичные смещения по разлому несомненны.

К категории D отнесены объекты с проявлениями плиоцен-четвертичных движений, по которым признаки молодых смещений пока не найдены. Чаще всего это элементы новейших разломных зон, недостаточно изученные на предмет позднечетвертичной активности. Вместе с тем, косвенные признаки дают основание полагать, что следы такой активности могут быть обнаружены при более детальном целенаправленном изучении. Косвенными признаками могут служить характерная выраженность нарушения на дистанционных материалах, приуроченность эпицентров землетрясений, а также закономерная структурно-кинематическая позиция разлома по отношению к смежным достоверно активным структурам, придающая их системе большую структурно-кинематическую целостность. Объекты категории D не могут переходить в более высокие категории достоверности, пока не получат конкретного обоснования своей активности.

Критерии оценки. Наиболее надежным критерием оценки атрибута CONF служит наличие в материале-источнике точных полевых данных о смещениях и деформациях позднеплейстоцен-голоценовых отложений, форм рельефа и антропогенных сооружений. Если такие фактические данные существуют, они вносятся в обосновывающие атрибуты, и объект БД однозначно относится к категории достоверности A.

Второй по значимости критерий оценки достоверности – это характер и степень выраженности объекта на детальных моделях рельефа, космических изображениях и аэрофотоснимках. Современные дистанционные материалы обладают достаточно высоким разрешением, чтобы по комплексу дешифровочных признаков идентифицировать объект в качестве активного разлома, а иногда и оценить его кинематику. Только результатов дешифрирования обычно недостаточно для присвоения объекту высшей достоверности, однако оно может быть полезным в сочетании с менее надежными данными о смещениях и сейсмичности для обоснования категории В.

Остальные четыре критерия оценки достоверности менее надежны, являются косвенными и потому не могут служить основой для обоснования высших значений оценки достоверности. Однако они учитываются, особенно при оценке предполагаемой активности объектов категорий C и D.

Третий критерий – приуроченность к плоскости разлома гипоцентров землетрясений, особенно если они неглубокие. В регионах с низкими скоростями деформаций этот критерий может быть ненадежен. Однако, в общем случае, наличие закономерной связи землетрясений с линией разлома с учетом ожидаемого угла падения сместителя является серьезным доводом предполагать его активным.

Четвертый критерий – позиция объекта относительно окружающих активных разломов. Структурно-кинематические соотношения смежных элементов в целостной системе нарушений накладывают ограничения на возможные значения параметров объектов. В зависимости от того, соответствуют ли этим ограничениям указанные в материалах-источниках параметры, достоверность объекта БД повышается или понижается. Если объект, согласно его кинематике и выраженности в контекстных материалах, занимает закономерное место в структуре уже установленных активных разломов, это повышает оценку его достоверности.

Пятый критерий – согласованность мнений исследователей о активности разлома, а также количество независимых публикаций, в которых объект указывается как активный. Каждый новый исследователь производит переоценку результатов предшественников на основе собственного опыта и всего комплекса новых сведений, технологий, методов и концепций, видит старый объект в новых аспектах и вносит в его обоснование дополнительные аргументы. Однако, сама по себе, множественность ссылок не может служить надежным обоснованием достоверности объекта, поскольку разные исследователи могут опираться на одни и те же старые первичные данные, не внося существенных дополнений. Возможны случаи, когда на некотором участке разлома разные авторы проводят его по-разному. Если по результатам дешифрирования оба варианта выглядят убедительно, то в БД на таком участке приводятся оба варианта, каждый под своим авторством. Оценка достоверности в пределах согласованной интерпретации будет выше, чем на участке, где мнения разных авторов расходятся.

Наконец, шестой критерий оценки достоверности объектов обобщенно определяется комплексом показателей, включающим общее количество и многосторонность приведенной информации об объекте, степень заполненности всех атрибутов, количество формализованных параметров. При всей условности, этот критерий служит отражением общего уровня внимания исследователей к рассматриваемому объекту, детальности и многосторонности его изучения, что косвенно повышает оценку его достоверности.

Таким образом, на оценку достоверности влияет вся совокупность содержания обосновывающих атрибутов.

Некоторые исследователи платформенных областей делали попытки выделения активных нарушений лишь по результатам дешифрирования дистанционных материалов. При обнаружении признаков молодых движений на ограниченном участке дешифрируемого элемента, авторы часто стремились неоправданно экстраполировать результат на всю длину разлома. Это заставляет относиться к таким результатам с большой осторожностью. Как бы ни назывались эти элементы в материалах-источниках, они или их фрагменты могут быть включены в БД лишь при наличии хотя бы косвенных данных в пользу их активности. Процессы платформенного тектогенеза происходят медленно, а их проявления слабы и рассеяны, что крайне редко приводит к появлению тех признаков, по которым нарушение можно интерпретировать как активное. Однако распределение на периферии платформ коровой сейсмичности в комплексе с другими данными позволяет выделять линейные зоны, с которыми предположительно связываются косвенные признаки позднечетвертичных движений. До накопления более обоснованных сведений об активности таких зон они включаются в БД в качестве объектов категории D. Исключением являются платформенные территории, где проявления активной тектоники усиливаются процессами гляциоизостазии, например, в Фенноскандии.

Важная задача составителей БД при включении в нее новых материалов состоит в согласовании значений оценочных атрибутов объектов с уже имевшимися в БД. Это согласование и, если требуется, переоценка атрибутов происходят с учетом обоснованности объектов, в том числе, путём анализа их структурно-кинематических соотношений на участке рассмотрения в рабочем масштабе. В качестве средства перераспределения значимости отдельных разломов в общей системе объектов БД используется атрибут достоверности активности CONF и, отчасти, атрибут RATE, характеризующий скорость тектонических движений.

При последовательном применении к разнородным исходным материалам одинаковых методических принципов их обработки, в процессе регулярной переоценки уже имеющихся данных в соответствии с непрерывно поступающими новыми сведениями происходит постепенное совершенствование тектонической модели, представленной в форме БД. Ее реалистичность возрастает в процессе последовательной интеграции разных данных и экспертных мнений с постепенным отказом путем снижения оценки достоверности от тех из них, которые менее всего согласуются с новыми достоверными сведениями. Таким образом, БД является не только совокупностью установленных фактов, но и формой интеграции сделанных на их основе экспертных мнений.

Далее: 4. Заключение