Резюмета на трудове

Препис

1 Резюмета на трудове на гл. ас. д-р Александър Радулов кандидат в конкурса за академичната длъжност доцент в Геологическия институт Страшимир Димитров при Българската академия на науките, обявен в Държавен вестник, бр. 24 от 26 март 2010 г. Представени са резюмета на основните работи в периода след защитата на докторската дисертация до датата на подаване на документите за участие в конкурса г. Радулов, А Карстовият извор на река Черни Осъм алтернатива на язовир Черни Осъм. Геология и минерални ресурси 5, Обосновано се предлага използването на статичните запаси на Черниосъмския карстов басейн като алтернатива на язовир въз основа на анализ на геоложкия строеж и карста в горното течение на р. Черни Осъм, Централен Балкан. Perea, H., P. M Carner, J. Gambini, S. Boydell, K. Partecipants, et al Paleoseismological data from a new trench across the El Camp Fault (Catalan Coastal Ranges, NE Iberian Peninsula). Annals of Geophysics 46, 5, Разломът Ел Камп (Каталунска брегова верига, СИ Иберийски полуостров) е бавно плъзгащ се разсед, чийто сеизмичен потенциал е установен едва наскоро. В рамките на тренировъчен курс, проведен при разломът Ел Камп в пролувиалния терен Ла Поркуерола, са извършени нови геоморфоложки изследвания и проучвания в канави. Една нова канава (канава 8) е изработена в близост до предишна канава в същия терен (канава 4). С помоща на два дълги топографски профила напряко на разломния откос ние установихме, че скоростта на разломно хлъзгане по вертикалния вектор варира между 0,05 и 0,08 мм/г. На това място два основни разломни клона се корелират между канави 8 и 4 като формират разломната зона. При анализа на канавата се откриха три палеосеизмични събития: две в интервала преди и г. (събития 3 и 4) и друго събитие по-младо от г., които могат да бъдат корелирани съответно със събития X (преди г.), Y (преди г.) и Z (преди ). Последното събитие при пролувиалния терен Ла Поркуерола е описано за първи път, макар и с известна неточност. Шанов, С., А. Радулов, Г. Николов Значението на палеосеизмологията при изследване на сеизмичната опасност в България. Минно дело и геология 3, Палеосеизмоложкият анализ става широко използван инструмент за разпознаване на исторически и доисторически силни земетресения. Тези проучвания осигуряват допълнителна за сеизмичните каталози информация за разломните параметри и продължителността на сеизмичния цикъл (периода на повтаряемост на големите земетресения). Приключи тригодишен проект Моментни деформации в млади скали геоложки индикатори за палеосеизмични събития между Геологическия институт Резюмета на трудовe на гл. ас. д-р Александър Радулов към май 2010 г. стр. 1 от 7

2 при Българската академия на науките и Кралската обсерватория на Белгия. Първата палеосеизмоложка канава беше изработена северно от с. Черна гора, където пресича разломен сегмент с повърхностно разломяване при земетресението от 1928 г. Радулов, А, К. Ванесте, К. Вербек, С. Шанов, Т. Камелбек, М. Янева Предишна сеизмичнаст на разлома, активиран при земетресението на 18 април 1928 г., по данни от канава до с. Поповица, южна България. Геология и минерални ресурси 6, Горнотракийската депресия е сред сеизмично най-активните райони и точната оценка на сеизмичната опасност се нуждае от палеосеизмоложки проучвания. В сътрудничество между Кралската обсерватория на Белгия и Българската академия на науките беше изкопана канава, която пресича разлома активиран при Поповишкото земетресение (М 7,1) от г. Тук описваме геоложките следи от минала разломна активност, които разпознахме в канавата край с. Поповица. Разпознати са четири събития. Установеното от нас вертикалното преместване на последното сеизмично събитие (от г.) по геоложки данни напълно съвпада с данните от повторната нивелация, извършена след земетресението. Силата на предишното и по-предишното събития е близка до тази на земетресението през 1928 г. Силата на най-старото (четвърто) събитие е от същия порядък. Периодът на повтаряемост на регистрираните земетресения е достатъчно дълъг за образуване на почвен профил с обособени хоризонти. Керамична находка предполага, че предишното събитие е реализирано в историческо време. Radulov, A Quaternary deposits in Orlova Chuka Cave, NE Bulgaria. In: ed. T. Tamas, S. Constantin, A. Persoiu, Karst Waters Institute Special Publication 10, Archives of Climate Change in Karst. May 2006, Baile Herculane, В проучването се реконструира палеоклимата и палеосредата, в които са отложени седиментите от пещера Орлова чука (СИ България) въз основа на физични параметри на литоложките единици и тяхното палеонтоложко съдържание. В разрез близо до входа на пещерата са отделени 14 пласта, които са отнесени към 4 основни генетични типа: изветрителен детритус, еолични алевролити, термокластични късове и спелеотеми. В разреза са установени следи от 4 периода на суров студен климат (в пластове 2, 5а, 6 и 11), два периода на еолична седиментация (в пластове 2, 1 и в пласт 4), три периода на умерен климат (в пластове 3, 5b и последователността от пласт 7 до пласт 10). В пластове 8, 9 и 10 е намерен Ursus deningeri romeviensis, известен от миндел-риския интерглациал и риския глациал. U-Th датировка на сталагмит от ниво под пласт 4 показва, че началото на активно образуване на спелеотеми започва в края на морски изотопен етаж 6 (137±6 Ka B.P.) и продължава през целия морски изотопен етаж 5. Пластове 1, 2, 3 и 4 се отнасят към морски изотопни етажи 3, 2 и 1. Radulov, A., M. Yaneva Rupture model in a relay-ramp Chirpan Fault, Southern Bulgaria. Comptes Rendus de l'academie Bulgare des Sciences 59, 7, Свързващите зони са особено важни при сегментацията на големи активни разломи. Твърдата връзка между два разломни сегмента в зоната на тяхното припокриване дефинира тези два геометрични сегмента като един поведенчески разломен сегмент. Средномащабни геоморфоложки черти и деформации в млади отложения се използват като палеосеизмични индикатори в рамките на свързващата рампа на двата разломни сегмента от Чирпанския разлом. Младите седименти и Резюмета на трудовe на гл. ас. д-р Александър Радулов към май 2010 г. стр. 2 от 7

3 структурите, които проучихме в канава северно от Чирпан, съдържат следите на две повърхностни разломявания от началото на Субатлантическата климатична фаза. Въз основа на палеосеизмичните записи е трасирано едно косо разривно нарушение в долната част на свързващата рампа. Нарушението свързва краищата на активните части от разломните сегменти. Твърдата връзка между разломните сегменти Оризово Чирпан и Чирпан Тракия детерминира тяхната принадлежност към един сеизмогенен сегмент. Radulov, A., C. Sanz de Galdeano, Y. Yanev, J. M Azanon, J. Galindo-Zaldivar, and S. Shanov Quaternary faulting in Garanada basin, Southern Spain. In: Proceedings National Conference Geosciences 2006, Bulgarian Geological Society, Sofia, Гранадският басейн се намира в централната част на Бетските кордилиери, южна Испания. Можество разломи по границите му и в неговите предели засягат млади седименти, включително плейтоценските и холоценските хоризонти. Дължините и дългосрочните скорости на движение на активните и потенциално активните разломи са добре изучени, но необходимите за детерминистична оценка на сеизмичната опасност палеосеизмоложки данни са оскъдни. В настоящето проучване описваме палеосеизмоложки следи в три от считаните за активни разломи. Разклонението Бомберос на Гранадския разлом е претърпяло едно разломяващо събитие с разместване на едновъзрастни пластове от 0,7 м. Анализът на разломния откос на Падулския разлом показва, че той е претърпял едно сравнително скорошно събитие с разместване около 0,7 м. Според емпиричните зависимости между преместване и моментна магнитуда (Well, Coppersmith, 1994) силата на двете земетресения е аналогична и магнитудата варира между 6,5 и 6,8. Приблизителният период на възвръщаемост на сеизмичните събития на Гранадския разлом и Падулския разлом е изчислен по данни за дългосрочната скорост на разломите (Sanz de Galdeano et al., 2003) и установените косеизмични премествания. Средният период на възвращаемост на Гранадския разлом е 1842 години, а на Падулския разлом е 2000 години. Получените стойности са ориентировъчни, поради недостатъчната точност на изчисление на дългосрочната скорост и оскъдните данни за косеизмични премествания. Разломът Алхамбра френски канал асоциира със сравнително запазен разломен откос, което предполага неговата млада активност. Детайлното описание на разломната зона в разкритие показва, че разломът е активен през плейстоцена с минимално кумулативно разместване 1,0-1,2 м. Съвременната почва не е засегната от разломяване. Radulov, A., K. Vanneste, K. Verbeeck, M. Yaneva, T. Petermans, T.Camelbeeck, and S. Shanov Paleoearthquake correlation in three trenches along Orizovo - Chirpan active fault segment. In: Proceedings National Conference Geosciences 2006, Bulgarian Geological Society, Sofia, Едно от най-разрушителните земетресения на Балканския полуостров през ХХ век, земетресението на 14 април 1928 с M S 6.8 (I 0 = IX MSK), се свързва с повърхностно разломяване на Чирпанския разлом в Горнотракийската депресия. Въз основа на морфологията и различията в лежащото и висящото крила, Чирпанският разлом се разделя на три главни разломни сегмента. Максималните стойности на повърхностното разместване през 1928 г. се привързва към средния разломен сегмент между село Оризово и град Чирпан. С цел установяване на разломната история на сегмента Оризово Чирпан ние разкопахме две канави и описахме едно разкритие, изработено при прокарването на автомагистрала Тракия. В настоящото проучване се прави корелация на повърхностно разломяващите събития установените в трите канави. Сведения за земетресението през 1928 г. са установени и в трите канави. Предишните събития в трите канави се отнасят към едно разломяващо събитие по цялата дължина на сегмента Оризово Чирпан. Радиовъглеродната възраст на засегнатите Резюмета на трудовe на гл. ас. д-р Александър Радулов към май 2010 г. стр. 3 от 7

4 седименти в канава Копаните стеснява времевия интервал на събитието между 2185 ± 30 години BP и 1750 г. Данни за едно по-предишно събитие са установени само в канава Черна гора и канава Копаните. Събитието се случва между 5742 ± 85 години BP и 3540 ± 35 години BP. Сведения за едно по-ранно събитие в началото на атлантическата климатична фаза и за едно непотвърдено събитие между по-предишното и това в началото на атлантика са намерени сама в канава Черна гора. Sanz de Galdeano, C., S. Shanov, J. Galindo-Zaldivar, A. Radulov, G. Nikolov Neotectonics in the Tabernas Desert (Almeria, Betic Cordilleras,Spain). In: Proceedings National Scientific Conference Geosciences 2006, Bulgarian Geological Society, Sofia, Пустинята Табернас е източно продължение на коридора Алпухария (южно от планините Невада и Филабрес, Вътрешна зона на Бетската кордилера). Пресичат я големи дясно-отседни разломи с направление И-З, ограничаващи значими антиформи, проследяващи се главно по фундамента. Разломи с направление ССЗ-ЮЮИ разсичат плиоценските и кватернерните седименти. Тяхната съвременна активност се изявява при Жергалското земетресение и неговите афтършоци, както и чрез някои млади морфоложки черти. Всичките тези структури биха могли да се образуват при ССЗ-ЮЮИ компресия и ИСИ-ЗЮЗ екстензия. Структурно-тектонските изследвания показват, че в някои от случаите екстензията има значително по-силни прояви от компресията. Vanneste, K., A. Radulov, P. De Martini, G. Nikolov, T. Petermans, K. Verbeeck, T. Camelbeeck, D. Pantosti, D. Dimitrov, S. Shanov Paleoseismologic investigation of the fault rupture of the 14 April 1928 Chirpan earthquake (M 6.8), southern Bulgaria. Journal Geophysical Research 111, B01303, doi: /2005jb години след разрушителното Чирпанско земетресение на 14 април 1928 г. е извършено палеосеизмоложко изследване на разлома чрез комбиниране на преглед на литературата от съвременниците, геоморфоложко и геофизично проучване, както и с разкопаване на канава. Идентифицирани са разломният откос на терена, който е картиран в протежение на 12,5 km. Геофизичните профили и сондажи показват, че откосът е повърхностна изява на разсед, който е бил активен през плейстоценско и холоценско време. През 2002 г. е изкопана палеосеизмоложка канава с цел изучаване на разломната история. Тясна разломна зона в канавата разделя плио-плейстоценски алувиален пясък в лежащото крило от холоценски алувиални и колувиални алеврити във висящото крило на разседа. Земетресението през 1928 г. е предизвикало 0,45 m вертикално отместване на най-горната почва, което е в съответствие с данните от съвременниците на събитието. Ние установихме 3 колувиални клинообразни единици в седиментите на висящото крило в близост до разлома, които свидетелстват за поне 3 палеоземетресения с повърхностни разломявания през и след атлантика. Времето на палеоземетресенията може да се определи само приблизително чрез полен. Земетресението преди 1928 г. се характеризира с преместване 0,40-0,45 m и се е случило след около 2600 калибрирани години BP (cal.y. B.P.). Третото събитие размества суббореална полуаридна карбонатна почва с 0,55-0,70 m между около 5750 и 2600 cal.y. BP. Четвъртото събитие е с минимално разместване 0,50-0,70 m, случило се между около 8900 cal.y. BP и времето на първото масово заселване на района г. пр. Хр. Ние изчислихме, че холоценската скорост на разлома е 0,22 ± 0,12 mm/y., а средният интервал на възвръщаемост на земетресения, сравними или по-силни от това през 1928 г. е 2350 ± 643 г. Резюмета на трудовe на гл. ас. д-р Александър Радулов към май 2010 г. стр. 4 от 7

5 Radulov, A Active faults in the Plovdiv Depression and their long-term slip rate. Geologica Balcanica 36, 3-4, Пловдивското понижение е един от най-активните в сеизмично отношение райони в България. Местоположението на разломите, способни да предизвикат повърхностни разломявания в бъдеще, и разломните характеристики, необходими за оценка на сеизмичната опасност не са били обект на обстойни проучвания. В настоящата работа е определено местоположението на геометричните разломни сегменти, предложени са сценарии за вероятни сеизмогенни разломни сегменти и е изчислена дългосрочната скорост на разломите за района на Пловдивското понижение. Дефинирането на разломни сегменти, способни на бъдещо повърхностно разломяване, се основава на схващането, че тава са разломите, които са се активирали в миналото като са оставили следи в релефа и кватернерните седименти. Чрез геоморфоложки анализ се отделят разломните откоси - резултат от многократни повърхностни разломявания. Допълнителни геоморфоложки белези, основните от които са свързани с горноплейстоценски и холоценски речни тераси, подпомагат доказването на разломна активност и трасирането на разломите. Кватернерните басейни във висящите крила служат за определяне на разломите в заливните тераси на по-големите реки, където ерозията и бързата скорост на седиментация са заличили разломните откоси. Разломни откоси, разделени помежду си от няколкостотин метрови застъпвания, отстъпи или малки дерета, формират геометричен разломен сегмент. Приема се, че два геометрични разломни сегмента могат да се свържат в един сеизмогенен разломен сегмент при разстояние до 2-3 km между тях в зоната на застъпване. Дължината на предполагаемите сеизмогенни разломни сегменти варира от 5 km до повече от 76 km. Въз основа на зависимостите между дължината на повърхностното разломяване и силата на земетресението са изчислени очакваните магнитуди. В Пловдивското понижение могат да се очакват магнитуди между 5,8 и 7,3. Активните разломи в Пловдивското понижение се характеризират с ниски скорости за последните години. Изчислените дългосрочни скорости са от порядъка на 0,024-0,149 mm/година. Скоростите са подценени, вероятно някои от тях с пъти, защото използваните дебелини на кватернерните отложения отразяват само потъването на висящите крила и защото основата на кватернера в много от басейните вероятно е по-млада. Интервалите на възвръщаемост на силните събития са между 2000 и повече от години. Shanov, S., C. Sanz de Galdeano, J. Galindo-Zaldivar, A. Radulov, G. Nikolov, J. M. Azanon, M. Yaneva Late Alpine deformations, Neotectonic evolution and Active tectonics of the southern border of the Central Balkan Mountains: a new contribution. Geologica Balcanica 36, 3-4, Целта на изследванията на южната граница на Централния Балкан, респективно, северните периферии на Карловския и Шейновския грабени, е за изясняване на типа и последователността на тектонските процеси от късноалпийското време до сега, както и да се намерят доказателства за късноплиоценска и/или холоценска активност по разломните структури, ограничаващи грабените. Съществуващите данни, интерпретации и публикации представят структурата на грабените и южните склонове на Централния Балкан (Стара планина) като доминирани от изявени активни разломи, чийто сеизмичен потенциал е съизмерим с този на разломите от Горнотракийската депресия. Полевите изследвания по южния борд на Стара планина включваха изследвания на разривни нарушения от микро и мезо-ниво за да се реконструира еволюцията на полето на напреженията. Измервани са щрихи по тектонски огледала в 17 точки и големи количества пукнатини на срязване в две разкрития. Дюншлифи са изготвени от 5 образеца, взети от зоната на разкриването на хлъзгателна повърхност (реликти от основната гранитоидна скала) и са изследвани микроскопски с поляризирана светлина. Използвана е и информация от наскоро получени данни от сеизмичните профили, достигащи от север към юг почти до билните части на Стара планина, както и Резюмета на трудовe на гл. ас. д-р Александър Радулов към май 2010 г. стр. 5 от 7

6 реинтерпретации на гравитационното поле в редукция Буге. Тези данни показват липсата на конформност между морфоложки изявените структури на Стара планина и строежа в дълбочина. Рекунструирани са тектонските полета на напреженията от ранно-алпийско време до днес. За първи път се доказва наличието на деформации от атийската тектонска фаза (в края на миоцена) по южния склон на Стара планина. Това поле на напреженията се характеризира със субхоризонтално СИ-ЮЗ направление на оста σ 3 и вариации на оста σ 1 от субвертикално до СЗ-ЮИ направление. Най-младото тектонско поле на напреженията се характеризира с доминираща С-Ю екстензия. Главното заключение от изследването е, че наистина съществуват значими тектонски структури по южния ръб на Централния Балкан, но не от вида, приеман до сега. Много от разкриващите се тектонски разседни структури показват характеристики на стари повърхности на навличане (или на вътрешно преплъзване в алохтона). Тези оформящи южния склон на Централния Балкан структури са образувани през неотектонския етап, но нито една от тях не показва съвременна активност. Няма единна значима разломна структура, а комбинация от разломни структури, някои представляващи стари навлачни повърхности. Някои млади разседи, образувани в края на миоцена са благоприятствали по-късната екстензия и образуването на съответните млади седиментни басейни, но тези разломи са с ясна коса ориентация спрямо И-З направление на южния ръб на Централния Балкан. Учудващото е, че никъде не се намират следи от активна тектоника, а и сеизмичността е много слаба. Затова може да се предположи, че повечето от движенията са от типа на крип по листрични разломи, водещи и до промяна на наклона на седиментите в прилежащите млади басейни. Радулов, А., А. Митев Прилагане на двумерно електросъпротивително профилиране за доказване на активни разломи в терени с оскъдни повърхностни следи: Маришка разломна зона при Харманли, Южна България. Списание на Българско геологическо дружество 69, 1-3, В настоящата статия предлагаме резултатите от проучване върху съвременната разломна активност на участък от Маришката разломна зона при Харманли, Южна България, чрез прилагане на двумерно електросъпротивително профилиране в район с оскъдни следи от разломни движения на повърхността. В първия етап на проучването разломът е трасиран чрез анализ на тектонския релеф в среден мащаб и геометрията на разломно контролирани плиоценски и плейстоценски басейни. Разломът е с посока И-З и се налага върху ранноалпийски зони на срязване. Северният разломен блок е подложен на относително потъване в сравнение с южния блок през плиоцена, плейстоцена и холоцена. При детайлното теренно картиране по протежение на основата на съставния разломен откос е установен силно деградирал млад разломен откос. Съставът и структурни характеристики на почвата осигуряват бегли индикации за млади повърхностни разломни движения. Електосъпротивителните измервания са извършени по три профила, разположени напречно на предполагаемата разломна следа. Първият профил пресича основата на Ахматовската свита на юг и по-млад алувий на север. Вертикална зона с по-ниско електрично съпротивление в средната част на разреза указва за наличието на разлом, който размества алувиалните пластове в дълбочина и контролира разпространението на най-младия алувий и колувий. В по-голямата си част вторият профил преминава през заливната тераса на р. Марица. Електросъпротивителният разрез доказва наличието на разлом в холоценския алувий. Разломът достига до повърхността. Третият профил е заложен на откос в долноплейстоценски алувий на най-високата тераса на Марица. Електичните съпротивления показват широка разломна зона в долния плейстоцен. Единичен разлом се проследява нагоре до повърхността. Електросъпротивителните проучвания доказват плейстоценска и холоценска активност на проучвания участък от Маришката разломна зона. В опит за изчисляване на дългосрочната скорост на движение по разломната повърхнина установихме, че тя е не по-малка от 0,04 mm/г. за периода от ранния плейстоцен до днес и около 0,09 mm/г. за холоцена. Резюмета на трудовe на гл. ас. д-р Александър Радулов към май 2010 г. стр. 6 от 7

7 Радулов, А Отсед и възсед в условия на регионална екстензия. В: Сборник разширени резюмета Национална конференция Геонауки 2009, Българско геологическо дружество, София, Представят два случая на разломни нарушения в значително големи обеми земна кора, по които отсъства разседно преместване. Всяко от нарушенията достига до повърхността и представлява самостоятелен сеизмичен източник. Първият случай касае разломно нарушение частично ограничаващо неогенския Елховски басейн северно от с. Болярово. Вторият случай разглежда разлом в ЮЗ България, северно от Бобошево. Двата разлома контролират съвременния релеф и плиоценхолоценска седиментация. Те са очертани при анализ на тектонски форми на релефа. Тяхната кинематика е изведена чрез интерпретация на електросъпротивителни разрези. Следва да се заключи, че дори и при ниски скорости на деформация съществуват достатъчно големи обеми земна кора, в които могат да се генерират значителни разломни премествания в условия, различни от тези в регионалното поле на тектонски напрежения. Sanz de Galdeano, C., S. Shanov, J. Galindo-Zaldívar, A. Radulov, G. Nikolov A new tectonic discontinuity in the Betic Cordillera deduced from active tectonics and seismicity in the Tabernas Basin. Journal of Geodynamics 50, 2р 57-66, doi: /j.jog В пустинята Табернас, неогенски басейн в ЮИ Испания, големи И-З гънки съществуват заедно с големи Е-З десни отседи и множество ССЗ-ЮЮИ разломи. Тези разломи засягат плио-кватернерните седименти. Елипсоидите на палеонапреженията показват почти постоянен опън (ос σ 3 ) в ИСИ-ЗЮЗ направление наред с променливи посоки на основното свиване (ос σ 1 ) от вертикална до СЗ-ЮИ ориентировки. Множеството ССЗ-ЮЮИ разломи в южната част, непосредствено източно от гр. Алмерия, проявяват тендения към продължение на север и по този начин формират тектонско прекъсване на Бетската вътрешна зона. Сеизмичната афтършокова серия на Жергалското земетресение през 2002 г. се разполага в тази ССЗ-ЮЮЕ разломна зона. При тези условия Е-З нарушения действат като трансферни разломи. Shanov, S., A. Radulov Seismotectonic model on geological data for 1892 Dulovo Earthquake, Lower Danube Valley. In: Proceedings of XIX Congress of the Carpatian Balkan Geological Association, Thessaloniki, Special volume 100, Потенциално активните разломи в района на Долнодунавското течение между Карпатските и Балканските планински вериги все още са недостатъчно добре разпознати. Епицентърът на единственото историческо странно земетресение на територията на България с магнитуда М S = 7, известно като Дуловското земетресение от 1892 се намира в този район. Първата стъпка за съставяне на сеизмотектонски модел за това събитие е идентифицирането на най-близкия активен разлом. Анализът показа, че земетресението се е случило в Тутраканския грабен. Разпознат е разломен сегмент на Дуловския разлом, който най-вероятно се е активирал през 1892 г. при Дуловското земетресение. Неговата дължина е 42±5 км и ширината му е 15±2 км. Преместването от разсядането от последното сеизмично събитие е оценено на 2 м. Приложени са три подхода за определяне на максималната му магнитуда. Те показват вариации на М S между 6,8 и 7,5. Найвероятната стойност е 7. Резюмета на трудовe на гл. ас. д-р Александър Радулов към май 2010 г. стр. 7 от 7