4 декабря 1957 года КАТАСТРОФИЧЕСКОЕ ГОБИ-АЛТАЙСКОЕ ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЕ

SOLONENKO 1, 2, 3, 4, 5.
АКАДЕМИЯ НАУК СССР—СИБИРСКОЕ ОТДЕЛЕНИЕ
ВОСТОЧНО-СИБИРСКИП ГЕОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ
В.П. СОЛОНЕНКО, А.А. ТРЕСКОВ, Н.А. ФЛОРЕНСОВ
КАТАСТРОФИЧЕСКОЕ
ГОБИ-АЛТАЙСКОЕ
ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЕ
4 декабря 1957 года
Сейсмогеологический очерк
ГОСУДАРСТВЕННОЕ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ИЗДАТЕЛЬСТВО
ЛИТЕРАТУРЫ ПО ГЕОЛОГИИ И ОХРАНЕ НЕДР
МОСКВА 1 9 6 0
ВВЕДЕНИЕ
Последнее сильнейшее землетрясение в Монголии произошло 4
декабря 1957 г. около полудня по местному (иркутскому и
уланбаторскому) времени. Наиболее сильным разрушениям при этом
подверглась центральная часть Баян-Хонгорского аймака, занятая
горами Гобий-ского Алтая. Как и при Хангайском землетрясении 1905 г.,
ущерб, причиненный данным землетрясением, благодаря слабой
населенности района и преобладанию легких (войлочных) жилищ,
оказался сравнительно небольшим.
Землетрясение было отмечено на огромной площади, по-видимому,
не меньшей, чем площадь заметных толчков при Хангайском
землетрясении. В различной степени оно ощущалось на всей территории
Монгольской Народной Республики, смежных территориях СССР
(Тувинская автономная, Иркутская и Читинская области, Бурятская
АССР) и Китая (провинции Ганьсу, Нинся Синьцзян-Уйчурский
автономный р-н).
Данные сейсмических станций СССР и МНР (позже к ним были
присоединены данные станций КНР) и первые сведения, поступившие
из района землетрясения от очевидцев, со всей несомненностью
свидетельствовали об огромной силе новой сейсмической катастрофы.
Сразу же она была оценена полными одиннадцатью баллами.
Параллельно с мероприятиями Правительства МНР по оказанию
помощи пострадавшим от землетрясения, Комитетом наук и высшего
образования МНР было организовано специальное научное
обследование эпицентральной области, в котором, помимо авторов,
приняли участие монгольские специалисты: О. Намнандорж, И.
Балжинням и Ш. Цебек. Во время наземных и воздушных маршрутов,
выполненных с 2 по 6 января 1958 г., был обнаружен ряд эффектов,
вызванных землетрясением и представляющих значительный научный
интерес. Конечно, в такой короткий срок представлялась возможность
провести лишь беглые предварительные наблюдения; холодное время
года,
немногочисленность
участников
обследования
и
его
непродолжительность исключали систематический детальный осмотр всей
площади, охваченной землетрясением. Тем не менее, и предпринятое
обследование дало существенные результаты. Во-первых, наличие
воздушного
транспорта
позволило
совершить
облеты
всей
эпицентральной области и сделать очень интересные аэровизуальные
наблюдения; во-вторых, в процессе обследования удалось, как нам
кажется, выявить главные особенности
3
в распределении и характере разнообразных сейсмодислокаций,
подтвердив при этом правильность инструментальных определений
эпицентра землетрясения, в-третьих — полученные материалы позволили
обосновать необходимость дальнейших, более детальных исследований
и разработать их рациональную программу.
Кратковременная база нашей немногочисленной группы находилась
в населенном пункте Богдо-сомон (Баянхонгорском), расположенном
в нижнем течении р. Туин-гол, на северной окраине Долины Озер.
Отсюда были совершены как воздушные, так и наземные маршруты.
Инструментальные данные о землетрясении 4 декабря 1957 г.,
обработанные на сейсмической станции «Иркутск», и наземный осмотр
местности показали, что землетрясение возникло в районе небольших
горных массивов Бахар и Цэцэн, лежащих на западном продолжении
горной цепи Гурбан-Богдо —северной ветви Гобийского Алтая. Поэтому
землетрясение 4 декабря 1957 г. названо Гоби-Алтайским.
КРАТКИЙ ОБЗОР ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЙ НА ТЕРРИТОРИИ МНР
На территории Монгольской Народной Республики за полвека
(точнее с 1902 по 1957 г.) произошло четыре катастрофических
землетрясения и большое число землетрясений менее сильных. Это
говорит о весьма высокой сейсмотектонической активности области,
граничащей на севере с Прибайкальем и Забайкальем и на западе с
сейсмоактивными районами Средней Азии. Тем не менее сейсмичность
Монголии изучена крайне неполно. Имеющиеся в настоящее время
сведения о монгольских землетрясениях охватывают только текущее
столетие.
Что касается инструментальных данных, то их ограниченность
понятна, так как электродинамические сейсмографы, надежно
регистрирующие сильные удаленные землетрясения, были созданы
академиком Б. Б. Голицыным только в начале текущего столетия, а
широкое развитие сейсмических наблюдений произошло за
последние 20—30 лет. В Прибайкалье — районе СССР, наиболее
близком к Монголии, с 1912 до 1952 г. существовала единственная
станция с электродинамическими сейсмографами в г. Иркутске. Только
с 1952 г. наблюдения ведутся на трех станциях: в Иркутске, Кабанске и
Кяхте. В 1957 г. открыта первая сейсмическая станция в Монголии (УланБатор). Этим хотя и улучшились возможности определения эпицентров
монгольских землетрясений, но еще не обеспечена должная точность этих
определений. Только дальнейшее развитие сети сейсмических станций в
Прибайкалье и в МНР может обеспечить надлежащий уровень изучения
сейсмичности этих исключительно интересных в сейсмотектоническом
отношении районов. Что же касается неинструментальных данных, то
можно надеяться, что изучение древних архивов Монголии и Китая
позволит получить сведения о землетрясениях и более далекого
прошлого.
Наиболее сильными из известных монгольских землетрясений были
землетрясения 1902, 1905 и 1957 гг.
В 1902 г. в Гобийском Алтае произошло землетрясение, о котором
В. А. Казакевич (в отчете «Центральная Гоби и Золотой караул»)
сообщил следующее:
«С горы Гурван-Сайхан летели огромные камни, многие колодцы
были засыпаны обвалами. Па южном подножии Гурван-Сайхана земля
треснула, и края трещины нашли один на другой. Много скота и людей
погибло. Окрестные монастыри, как Годил-Далас, Сангийн-Далан, ЭхинДзак были совершенно разрушены. Подземные удары и легкие
содрогания бывают часто, даже в нынешнем (1924) году, ранней
весной».
По поводу того же землетрясения житель Умнугобийского аймака1
Жамц сообщил:
«В 1902 году, в год Зайца, 7-го числа Белого месяца в нашем
аймаке произошло очень сильное землетрясение. Теперешний центр Аргалант-сомона — Балгасныхийд был полностью разрушен. Около 20 км
к северо-западу от центра Аргалант сомона находится небольшая горка
5
Унэгед—восточный отрог Зууин-Сайхан и посередине ее образовалась
трещина длиной 15 км; края трещины лежали друг над другом на
расстоянии около 3 м. На этом месте по трещине появилась вода, которая
называется «Ангархайн худак», т. е. «колодец разрыва» (Нинжбадгар,
1957, стр. 33, 34).
В июле 1905 г. (9 и 23/VII) в Монголии произошли два
катастрофических землетрясения, изученные А. В. Вознесенским. При
этих землетрясениях образовались огромные трещины, о которых А. В.
Вознесенский сообщает следующее: «Северная система трещины,
начинаясь от гор. Дором, проходит затем через Цицерлик и Тэсин-Гол у
гор. Сахюртэ и Гурбан-Тологой, поднимается на высокое вулканическое
нагорье Алтын-Кулин-Нюру и затем от меридиана Богдо-Ула
склоняется к ЮВ.
Общее направление трещин ЮЗ—СВ. Вся система главных трещин,
с довольно большими ответвлениями в сторону, появилась 9 июля.
Южная большая трещина тянется по южной оконечности СангинДалан почти непрерывно в широтном направлении до хребта Хан-Хухея
на протяжении свыше 320 верст 1. Она образовалась 23 июля...
Разрывы доходят до 5—6 сажен... Местами нагромождения земли,
выкинутой из этих разрывов по краям их, достигают 4 сажен высоты,
а самые разрывы достигают до нескольких десятков сажен ширины».
(Вознесенский, 1906 г. стр. XXXIX, ХС).
Интенсивность землетрясений 1905 г. Б. Гутенберг и К. Рихтер
оценивают М-8, что по шкале силы землетрясений отвечает 11
баллам.
В работе монгольского исследователя Нинжбадгар «Некоторые
данные о землетрясениях, имевших место на территории Монгольской
Народной Республики», содержатся также следующие сведения о
землетрясении 1 января 1951 г. в Хэнтэйском аймаке. «Первого
января 1951 года в районе горы Эрдэне-хан-уула Хэнтэйского аймака
раздался сильный гул, обвалились берега рек, оврагов, появились трещины
у основания скалы. В следующие дни, 2—3 раза в день, раздавался
подземный гул и наблюдались удары. 10-го января раздался сильный
гул, и с горы Эрдэнэ-хан покатились большие камни, разрушенные скалы.
Находившиеся у подножия гор юрты 'сильно раскачивались, люди
чувствовали толчки и головокружение, падали вещи в юртах. В центре
Умну-Дэлгэр сомона, расположенном в 20 км к северо-востоку от горы
Эрдэнэ-хан, печи в домах отходили от стен на 7 мм — 1 см; елка,
поставленная в красном уголке, упала, в юртах чувствовались толчки. В
районе угольной шахты, расположенной в 10 км от Эрдэнэ-хана, печи в
домах отошли от стен.
Наблюдались также обвалы в горах Зотол в 30 км к юго-востоку
от горы Эрдэнэ-хана.
В центре Хэнтэй сомона в здании поликлиники отвалилась часть
потолка, в Ундурхане — центре Хэнтэйского аймака — упали дымовые
трубы и поврежден потолок здания средней школы... В Улан -Баторе
1-го января того же года, в 11 ч. 20 м. по местному времени отмечены
подземные толчки около 3-х баллов». (Нинжбадгар, 1957, стр. 35).
В Бюллетене сейсмической сети СССР за 1951 г. (1951, № 1—3)
имеются данные только о землетрясении 1 января (в 11 часов по уланбаторскому времени), тогда как монгольского землетрясения 10 января
ни одна сейсмическая станция не зарегистрировала. По-видимому
произошло только одно землетрясение, а именно 1 января, и
макросейсмические сведения, датированные 10 января, должны быть
отнесены к тому же землетрясению.
1 Как сообщил Н. А. Маринов, длина главной трещины, образовавшейся при этом
землетрясении, названном Хангайским, достигала на самом деле 500 км (Маринов,
1955).
6
В отношении землетрясения 1 января 1951 г. имеются данные
наблюдений 23 станций СССР, но только для 8 из них можно
определить, хотя бы приближенно, эпицентральные расстояния.
Наиболее далекая из таких станций — «Свердловск» имеет
эпицентральное расстояние около 3500 км. Координаты эпицентра
(указанные в бюллетене): φ=48°6С; λ =112°.0 В.
Судя по материалам инструментальных наблюдений, это
землетрясение не было особенно сильным: по наблюдениям в Алма Ате,
Рис. 1. Изосейсты землетрясения 6 февраля 1957 г. Составил К. В. Пшенников.
Фрунзе, Ташкенте и Свердловске интенсивность его составляла 5,4, что
соответствует силе в 7 баллов; та же оценка балльности устанавливается
и по дальности регистрации.
К числу значительных землетрясений, происшедших в МНР за
последнее время, относятся землетрясения 6 февраля 1957 г. (в 20
ч.) и 23 июня 1958 г. (в 5 ч.).
О последнем имеются пока только данные наблюдений
сейсмических станций Прибайкалья и станции в Улан-Баторе, по данным
этих наблюдений в грубом приближении были определены координаты
эпицентра: φ = 49°С; λ = 103° В. Землетрясение ощущалось в
Иркутске (на расстоянии 400 км) силой в 3 балла, в Кяхте — 4 балла,
в Улан-Баторе— 4—5 баллов. Более сильно оно проявилось в Мурэне, но
подробности еще неизвестны. (Сведения по Монголии сообщены по
телефону из Улан-Батора).
Значительно полнее изучено землетрясение 6 февраля 1957 г. с
эпицентром вблизи Советско-Монгольской границы.
7
Рис. 2. Карта расположения эпицентров землетрясений XX в. в Монголии с указанием классов по интенсивности (для сильных землетрясений)
Эпицентры: 1 — класс А (7,8 < М < 8,5), 11 баллов; 2 — класс В (7,0 < М < 7,8), 10 баллов; 3 — класс С (6,0 < М< 7.0). 8-9 баллов; 4 — класс D ( 5 . 3 < М< 6 . 0 ) , 6 - 7
баллов: 5 — эпицентры слабых землетрясений, определенные сетью сейсмических станций Прибайкалья: 5 1 — в 1952 г ., 5 2 — в 1954 г., 5 3 —в 1955 г.,
54 — в 1956 г., 55 - в 1957 г.
Сотрудниками Иркутской сейсмической станции С. И. Голенецким
я К.В. Пшенниковым обработаны наблюдения как близких, так и
удаленных станций СССР, а также неинструментальные наблюдения во
многих (77) пунктах на территории СССР и нескольких пунктах в МНР.
Координаты эпицентра этого землетрясения: <р = 50°.1 С;
). = 105°. 5 В; интенсивность равна 6, что соответствует 8 баллам. За
основным толчком следовал ряд повторных (афтершоки), наиболее
яркими из которых были землетрясения 6, 7 и два 8 февраля.
Приводим некоторые неинструментальные данные по пунктам на
территории СССР, где землетрясение 6 февраля (20 ч.) ощущалось
наиболее сильно.
В Торее, в зданиях осыпалась штукатурка, многие печи дали
трещины, упали некоторые дымовые трубы, обрушились перекрытия в
старой бане, в земле образовались трещины шириной до 5 см.
В Кяхте потрескались печи и стены каменных зданий.
В Петропавловске в земле образовались трещины до 5 см шириной.
Совокупность неинструментальных наблюдений отражена на рис. 1
(из статьи С.И. Голенецкого и К.В. Пшенникова). На рисунке нанесены
изосейсты; центр плейстосейстовой области хорошо согласуется с
положением эпицентра, определенным инструментально.
На прилагаемой карте (рис. 2) малыми кружками отмечены
эпицентры слабых монгольских землетрясений, определенные по
наблюдениям прибайкальских станций с 1952 г. (до 4 декабря 1957
г.).
Как видно по карте, эпицентры землетрясений концентрируются
севернее 47° северной широты, между 98 и 108° восточной долготы.
Такое распределение эпицентров можно объяснить расположением
сейсмических станций, находящихся недалеко от границы МНР к
северу, между 104 и 106° вост. долготы, так как вполне естественно, что
слабые землетрясения из более удаленных районов Монголии
прибайкальскими станциями не регистрируются. Однако картина
расположения определенных за последние годы эпицентров, в общем,
хорошо согласуется с положением эпицентров сильных землетрясений
(7 баллов и выше). Это позволяет думать, что плотность действительного
эпицентрального поля не особенно сильно искажается дислокацией
сейсмических станций. Чтобы это было более наглядным, на карту
нанесены также и эпицентры всех известных сильных землетрясений
Монголии, с указанием соответствующих им дат.
Наибольшая плотность эпицентрального поля наблюдается к
северу от Хангайского хребта, в то время как группа южных эпицентров
приурочена к горной системе Гобийского Алтая.
ХАРАКТЕРИСТИКА РЕЛЬЕФА
Рельеф плейстосейстовой области Гоби-Алтайского землетрясения
обусловлен
тектонической
неустойчивостью
и
неравномерным
распределением амплитуд новейших движений земной коры. Это область
резких
геоморфологических
и
гипсометрических
контрастов,
составляющих характерную черту горно-котловинного рельефа
Центральной Азии.
На севере плейстосейстовой области располагаются скалистые
отроги хребта Хангай, платообразный гребень которого имеет западносеверо-западное направление и местами достигает абсолютной высоты
3500 м. Отдельные горы, кряжи, останцовые массивы, образующие
южные отроги Хангая, опираются на общую, наклоненную к югу, слабо
волнистую поверхность, сформированную на коренных породах. По
морфологическим и геологическим признакам эта поверхность —
типичный педимент. В долинах нижних течений рек Байдарик, Туин-гол и
других, уступ предхангайского педимента играет роль цокольной
террассы.
9
У подножия педимента, параллельно оси хребта Хангай, тянется
широкая (10—25 км) межгорная впадина, известная в литературе под
названием Долины Озер или Котловины Больших озер. Она составляет
крайнее восточное звено в сложной системе межторных впадин,
разделяющих хребты Хангай и Монгольский Алтай. Простирание Долины
Озер почти широтное. Минимальные отметки, приуроченные к отдельным
замкнутым котловинам, смещены к ее южному краю, где находится ряд
бессточных пресных и горько-соленых озер. С юга Долина Озер окаймлена
высокой горной цепью Гурбан-Богдо-ула, составляющей северную ветвь
Гобий-ского Алтая. Северные склоны этой цепи очень круты и резко
переходят в дно предгорного прогиба. Здесь расположено оз. Орог-нур
(1216 м), вытянутое вдоль горных подножий. Относительные высоты здесь
составляют 2200—2500 м. Именно к этому району — котловине оз. Орог-нур
и прилегающим с юга склонам и вершинам Ихэ-Богдо — приурочены
максимальные поверхностные разрушения при землетрясении, а также
непрекращавшиеся в течение месяца (до 4 января 1958 г.) горные обвалы.
Линия минимальных высот Долины Озер в пределах рассматриваемой
плейстосейстовой области смещена к югу, образуя как бы ось
современного предгорного прогиба. Продольный профиль этой линии
полого волнист: колебания высот не превышают 100—120 м на
расстояниях в 10— 15 км. С другой стороны, максимальные высоты цепи
Гурбан-Богдо-ула сдвинуты то к северу, то к югу и, следовательно, лишь
местами приближены к краю северного предгорного прогиба. Этим
объясняется переменная асимметричность поперечного профиля цепи.
Таким образом, соотношения между гребнем цепи Гурбан-Богдо и осью
Долины Озер довольно сложные: конфигурация и распределение главных
высот горной цепи находятся под влиянием двух межгорных прогибов —
северного (Долина Озер) и южного. Южный межгорный прогиб имеет
более сложное внутреннее устройство и более сложные внешние контуры,
чем Долина Озер, Северный фронт цепи Гурбан-Богдо-ула более
прямолинеен.
Рассматривая цепь Гурбан-Богдо-ула как северную ветвь Гобийского
Алтая, нельзя не заметить, что ее высоты значительно превосходят
высоту главных вершин южной, более протяженной срединной ветви
того же Гобийского Алтая и, следовательно, цепь Гурбан-Богдо можно
считать прямым и главным восточным продолжением Монгольского
Алтая. На подобную связь между главными хребтами Монгольского
Алтая и цепью Гурбан-Богдо указывает также Н. А. Маринов.
(Маринов, 1957, стр. 17). Отдельные отрезки рассматриваемой цепи
располагаются кулисообразно, с некоторым смещением к югу каждого
следующего восточного звена, причем в целом вся система кулис своим
почти широтным простиранием (СЗ 285°) четко отличается от
выдержанного северо-западного направления других горных цепей в
восточной половине Монгольского и Гобийского Алтая. Это
обстоятельство представляется существенным потому, что широтные и
почти широтные структурно-орографические линии в Прибайкалье и в
Северо-Западной Монголии, как стало теперь известно, являются
наиболее сейсмоактивными.
Одной из главных морфологических особенностей цепи Гурбан-Богдо
является ее фрагментарность: вместо непрерывной горной цепи здесь
размещаются овальные или почти круглые в плане отдельные горные
возвышенности, выстроенные примерно в один ряд.
Они занимают промежуточное положение между горными цепями и
горными массивами. Эти орографически индивидуальные элементы
общей горной цепи Гурбан-Богдо отделены друг от друга весьма низкими
горными перемычками, настолько широкими, что разделяемые ими
горные массивы (например, Ихэ-Богдо и Бага-Богдо) кажутся
изолированными. Тем не менее совершенно отчетливо видно, что чем
крупнее (т. е. выше и обширнее по площади) тот или иной
орографический элемент, тем он более вытянут по общему
направлению цепи, и, наоборот, не большие по объему возвышенности в
плане иногда имеют изометричные очертания (массив Цэцэн и др.).
10
SOLONENKO 1, 2, 3, 4, 5.