Complex Analysis of Geophysical Data in Comparison with Seismic Activity in the Junction Zone of the Chui Basin and the Foothills of the Kyrgyz Ridge

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

When studying the distribution of earthquake epicenters in the Northern Tien Shan region, a tendency for weak seismic events to cluster in relatively small areas was discovered. To understand the conditions of earthquake occurrence and their clustering, it is necessary to analyze various geophysical features in relation to seismic event data. Using the Kohonen neural network, which allows the multidimensional classification of data, clusters were identified according to various sets of geophysical environment characteristics directly in the space of geographic coordinates. A comparison of cluster maps obtained by one or several geophysical parameters simultaneously with data on seismic events in the region under study was carried out. Such an integrated analysis allowedus to discover that there is a spatial correlation between clusters formed by a set of such parameters as electrical resistivity, temperature, vertical gradient of the ratio of longitudinal and transverse velocities of seismic waves, and the distribution of seismic events in the area under study.

About the authors

D. A. Orekhova

Geoelectromagnetic Research Center, Schmidt Institute of Physics of the Earth, Russian Academy of Sciences

Email: ordaal@gmail.com
Moscow

I. V. Popova

Geoelectromagnetic Research Center, Schmidt Institute of Physics of the Earth, Russian Academy of Sciences

Email: popov7376@mail.ru
Moscow

References

  1. Абдрахматов К.Е., Осмонбаева Ч.А., Джумабаева А.Б., Ормуков Ч.А., Оскин М., Селандер Дж. Оценка сейсмической опасности северо-западного прииссыкулья на основе данных об активных разломах // Наука и новые технологии. 2008. №1-2. С. 18–22.
  2. Адамова А.А., Сабитова Т.М. Трехмерная скоростная модель земной коры Тянь-Шаня // Физика Земли. 2004. №5. С. 58–67.
  3. Адамова А.А., Сабитова Т.М., Миркин Е.Л., Багманова Н.Х. Модели для блочной аппроксимации распределения скорости с использованием программы SPHYPIT 90 (алгоритм С. рекера). Земная кора и верхняя мантия Тянь-Шаня в связи с геодинамикой и сейсмичностью / а.Б. Бакиров (отв. ред.). Бишкек: Илим. 2006. С. 15.
  4. Адамова А.А., Миркин Е.Л. Критерии выделения зон возможных очагов землетрясений (модель 1.1.1). Земная кора и верхняя мантия Тянь-Шаня в связи с геодинамикой и сейсмичностью / а.Б. Бакиров (отв. ред.). Бишкек: Илим. 2006. С. 116.
  5. Алейников А.Л., Немзоров Н.И., Халевин Н.И. Многоволновая сейсмика при изучении недр рудных районов. М.: Наука. 1986. 112 с.
  6. Баталев В.Ю., Бердичевский М.Н., Голланд М.Л., Голубцова Н.С., Кузнецов В.А. Интерпретация глубинных магнитотеллурических зондирований в Чуйской межгорной впадине // Изв. аН СССр. Сер. Физика Земли. 1989. № 9. С. 42–45.
  7. Баталева Е.А., Баталев В.Ю., Рыбин А.К. Взаимосвязь аномалий электропроводности, скоростных характеристик и режима сейсмичности литосферы Центрального Тянь-Шаня // Литосфера. 2015. Т. 5. C. 81–89.
  8. Грин В.П., Ильясов Б.И., Ким Н.И. Некоторые результаты прогностических исследований на Фрунзенском полигоне. Физические процессы в очагах землетрясений. М.: Наука. 1980. С. 14–26.
  9. Крылов С.В., Дучков А.Д. Глубинное деформационно-прочностное районирование земной коры // Геология и геофизика. 1996. Вып. 9. Т. 37. № 9. С. 56–65.
  10. Мамыров Э. Геолого-геофизические разрезы земной коры по сейсмотомографическим данным с учетом влияния PT-условий (модель 1.1.1). Земная кора и верхняя мантия Тянь-Шаня в связи с геодинамикой и сейсмичностью / а.Б. Бакиров (отв. ред.). Бишкек: Илим. 2006. С. 63.
  11. Орехова Д.А., Попова И.В., Коротаев С.М. Кластеризация сейсмоактивных зон средней котловины озера Байкал по совокупности геофизических данных // Геофизика. 2023. № 6. C. 51-57.
  12. Пржиялговский, Е.С., Морозов Ю.А., Леонов М.Г., Рыбин А.К., Лаврушина Е.В. Тектоническая структура и развитие переходных зон "впадина/поднятие" Северного Тянь-Шаня // Вестник Санкт-Петербургского университета. Науки о Земле. 2020. Т. 65. № 4. C. 760–781.
  13. Рыбин А.К., Спичак В.В., Баталев В.Ю., Баталева Е.А., Матюков В.Е. Площадные магнитотеллурические зондирования в сейсмоактивной зоне Северного Тянь-Шаня // Геология и геофизика. Новосибирск: изд-во СО раН. 2008. Т. 49. № 5. С. 445–460.
  14. Сабитова Т.М., Адамова А.А., Миркин Е.Л. Ослабленные зоны в скоростной структуре P-волн земной коры и очаги сильных землетрясений (модель 1.1.1). Земная кора и верхняя мантия Тянь-Шаня в связи с геодинамикой и сейсмичностью / а.Б. Бакиров (отв. ред.). Бишкек: Илим. 2006. 116 с.
  15. Спичак B.B., Безрук И.А., Попова И.В. Построение глубоких кластерных петрофизических разрезов по геофизическим данным и прогноз нефтегазоносности территорий // Геофизика. 2008. № 5. С. 43-45.
  16. Спичак В.В. Выделение потенциальных очагов землетрясений по геофизическим данным // Физика Земли. 2016. № 1. С. 47-58.
  17. Суворов В.Д., Тубанов Ц.А. распределение очагов близких землетрясений в земной коре под центральным Байкалом // Геология и геофизика. 2008. Т. 49 № 8. С. 805—818.
  18. Сычева Н.А. Некоторые характеристики каталога землетрясений и сейсмического процесса по данным сети KNET // Геодинамика и тектонофизика. 2022. Т. 13(3). 0640. https://doi.org/10.5800/GT-2022-13-3-0640
  19. Тpифонов В.Г., Аpтюшков Е.В., Додонов А.Е., Бачманов Д.М., Миколайчук А.В., Вишняков Ф.А. Плиоцен-Четвертичное горообразование в Центральном Тянь-Шане // Геология и Геофизика. 2008. Т. 49. № 2. С. 128–145.
  20. Юдахин Ф.Н. Геофизические поля, глубинное строение и сейсмичность Тянь-Шаня. Фрунзе: Илим. 1983. 248 с.
  21. Bauer K., Muñoz G., Moeck I. Pattern recognition and lithological interpretation of collocated seismic and magnetotelluric models using self-organizing maps // Geophysical Journal International. 2012. V. 189. № 2. P. 984–998.
  22. Bedrosian P.A., Maercklin N., Weckmann U., Bartov Y., Ryberg T., Ritter O. Lithology-derived structure classification from the joint interpretation of magnetotelluric and seismic models // Geophysical Journal International. 2007. V. 170. P. 737–748.
  23. Gallardo L.A., Meju M.A. Joint two-dimensional cross-gradient imaging of magnetotelluric and seismic traveltime data for structural and lithological classification // Geophysical Journal International. 2007. V. 169. P.261–1272.
  24. Dell′Aversana P., Bernasconi G., Miotti F., Rovetta D. Joint inversion of rock properties from sonic, resistivity and density well-log measurements // Geophysical Prospecting. 2011. V. 59. P. 1144–1154.
  25. Kohonen T. Self-Organizing Maps. Springer-Verlag Berlin. Heidelberg. 2001. 501 p.
  26. Klose C.D. Self-organizing maps for geoscientific data analysis: geological interpretation of multidimensional geophysical data // Computational Geoscience. 2006. V. 10. P. 265–277.
  27. Medved I., Bataleva E., Buslov M. (2021). Studying the Depth Structure of the Kyrgyz Tien Shan by Using the Seismic Tomography and Magnetotelluric Sounding Methods // Geosciences. 2021. V. 11. P. 1–24.
  28. Molnar P., Tapponnier P. Cenozoic tectonics of Asia: Effects of continental collision // Science. 1975. V.189. P. 419–426.
  29. Muñoz G., Bauer K., Moeck I., Schulze A., Ritter O. Exploring the Groß Schönebeck (Germany) geothermal site using a statistical joint interpretation of magnetotelluric and seismic tomography models // Geothermics. 2010a. V. 39. P. 35–45.
  30. Seminsky K.Zh., Kozhevnikov N.O., Cheremnykh A.V., Pospieva E.V., Bobrov A.A., Olenchenko V.V., Tugarina M.A., Potapov V.V., Zaripov R.M., Cheremnikh A.S. Interblock zones of East Siberia: tectonophysical interpretation of geological and geophysical data // Geodynamics &Tectonophysics. 2013. V. 4(3). P. 203–278.
  31. Spichak V., Rybin A., Batalev V., Sizov Y., Zakharova O., Goidina A. Application of ANN techniques to combined analysis of magnetotelluric and other geophysical data in the northern Tien Shan crustal area. 18th IAGA WG 1.2 Workshop on Electromagnetic Induction in the Earth. El Vendrell. Spain. 2006 September 17–23. P. 1–4.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).