Мониторинг сейсмических событий в районе города Костомукши

Актуальность работы подтверждается регистрацией сейсмических событий станциями Карельской сейсмической сети в районе города Костомукши. Костомукшский рудный район – крупнейший промышленный центр Республики Карелии. В данном районе разработаны самые крупные карьеры. На протяжении уже двух десятилетий сейсмическими станциями регистрируются взрывы, вызванные работой Костомукшского горно-обогатительного комбината OАО «Карельский окатыш», а также в нехарактерное для взрывов время на сейсмических записях зафиксированы сейсмические события, не связанные с производственной деятельностью. Идентификация таких событий является одним из главных направлений в работе сейсмической сети. Кратко представлена Карельская сейсмическая сеть, а также приведен расчет основных параметров сейсмических событий. Обработка данных осуществляется в программах ELRESS и WSG. В качестве примеров показаны записи промышленных взрывов, вызванные работой ГОКа, и сейсмические события природного происхождения. Для определения природы события использовался спектральный анализ. Метод позволяет установить характерные особенности событий различного происхождения. На записях взрывов выделяется высокоамплитудная низкочастотная поверхностная волна. Установлено, что в зависимости от расстояния до сейсмической станции промышленные взрывы регистрируются на частотах от 9 до 18 Гц. Сейсмические события природного происхождения имеют диапазон частот от 5 до 18 Гц.

Зуева И. А., Лукина М. Д., Родионов Г. Н. Мониторинг сейсмических событий в районе города Костомукши // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2025. – № 4. – С. 121–134. DOI: 10.25018/0236_1493_2025_4_0_121.

Исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда № 23-27-10002, https://rscf.ru/project/23-27-10002/, Фонда венчурных инвестиций Республики Карелия (соглашение № 16-P23 от 25.04.2023).

Зуева Ирина Александровна¹ — канд. физ.-мат. наук, научный сотрудник, e-mail: ek92wa@mail.ru, ORCID ID: 0000-0001-5952-9302,
Лукина Мария Дмитриевна¹ — старший математик, e-mail: mariarychanchik@gmail.com,
Родионов Григорий Николаевич¹ — младший научный сотрудник, e-mail: vegarus@inbox.ru, ORCID ID: 0000-0002-5941-7850,
¹ Федеральный исследовательский центр «Карельский научный центр РАН», Институт геологии КарНЦ РАН.

Зуева И.А., e-mail: ek92wa@mail.ru.

1. Маловичко А. А., Коломиец М. В., Рузайкин А. И. Сейсмологический мониторинг России в 2022 году // Вестник Московского университета. Серия 4: Геология. — 2023. — № 5. — С. 40—45. DOI: 10.55959/MSU0579-9406-4-2023-63-5-40-45.

2. Gorbunova E. M., Petukhova S. M., Ivanov A. G. Seismic and hydrogeological monitoring of large-scale blast parameters: A case-study of Lebedinsky open pit mine, Kursk Magnetic Anomaly // Journal of Mining Science. 2023, vol. 59, no. 4. pp. 548—559. DOI: 10.1134/s1062739123040038.

3. Veikkolainen T., Kortstrom J., Vuorinen T., Salmenpero I., Luhta T., Mantyniemi P., Hillers G., Tiira T. The finnish national seismic network: Toward fully automated analysis of low-magnitude seismic events // Seismological Research Letters. 2021, vol. 92, no. 3, pp. 1581—1591. DOI: 10.1785/ 0220200352.

4. Гоев А. Г., Санина И. А., Константиновская Н. Л., Овчинникова О. В. Возможности изучения слабой сейсмичности в центральной части Восточно-Европейской платформы с помощью новой широкополосной сейсмической станции «Александровка» // Вестник Московского университета. Серия 4: Геология. — 2021. — № 6. — С. 142—149. DOI: 10.33623/0579-9406-20216-142-149.

5. Апликаев Ф. Ф., Алешин А. С., Никонов А. А., Погребченко В. В., Эртелева О. О., Ассиновская Б. А. Макросейсмические проявления Калининградского землетрясения 2004 г. // Геориск. — 2019. — T. 13. — № 3. — С. 40—59.

6. Kishkina S. B., Kocharyan G. G., Budkov A. M., Ivanchenko G. N., Loktev D. N. Impact of open pit mining in Gorlovka coal basin on Large Earthquakes // Journal of Mining Science. 2021, vol. 57, no. 4, pp. 546—556. DOI: 10.1134/S1062739121040025.

7. Emanov A. A., Emanov A. F., Shevkunovа E. V., Fateev A. V., Rebetsky Yu. L. Volumetric structure of the Bachat Earthquake (Kuzbass) aftershock area and stress state of rock mass under open-pit mine // Russian Geology and Geophysics. 2023, vol. 64, no. 12, pp. 1451—1458. DOI: 10.2113/rgg 20234624.

8. Mikhailova N. N., Sokolova I. N. Poleshko N. N. Historical and modern seismicity of the Semipalatinsk test site // Izvestiya, Atmospheric and Oceanic Physics. 2020, vol. 56, pp. 869—886. DOI: 10.1134/S0001433820080058.

9. Kim S., Lee K., You K. Seismic discrimination between earthquakes and explosions using support vector machine // Sensors. 2020, vol. 20, no. 7, article 1879. DOI: 10.3390/s20071879.

10. Wang R., Schmandt B., Kiser E. Seismic discrimination of controlled explosions and earthquakes near mount St. Helens using P/S ratios // Journal of Geophysical Research: Solid Earth. 2020, vol. 125, no. 10. DOI: 10.1029/2020JB020338.

11. Горьковец В. Я., Шаров Н. В. Костомукшский рудный район (геология, глубинное строение и минерагения). — Петрозаводск: КНЦ РАН, 2015. — 322 с.

12. Цейтлин Я. И., Ершов И. А. Снижение сейсмического эффекта взрыва при короткозамедленном взрывании // Труды Института физики Земли АН СССР. — 1962. — № 21 (188). — С. 103—114.

13. Костюченко В. Н., Кондратьев С. В., Кочарян Г. Г. Сейсмический эффект при групповых взрывах // Взрывное дело. — 1983. — № 85/42. — С. 18—31.

14. Совмен В. К., Кутузов Б. Н., Марьясов А. Л., Эквист Б. В., Токаренко А. В. Сейсмическая безопасность при взрывных работах. — М.: Изд-во «Горная книга», 2012. — 228 с.

15. Уломов В. И., Шумилина Л. С. Комплект карт общего сейсмического районирования территории Российской Федерации. ОСР-97. Масштаб 1:8000000. Объяснительная записка. — М.: ИФЗ РАН, 1999. — 57 с.

16. Kiszely M., Sule B., Monus P., Bondar I. Discrimination between local earthquakes and quarry blasts in the Vertes Mountains, Hungary // Acta Geodaetica et Geophysica. 2021, no. 56, pp. 523—537. DOI: 10.1007/s40328-021-00346-4.

17. Saadalla H., Abdelhafies H. E., Hayashida T. Discrimition between earthquakes, and quarry blasts in the Aswan region, southern Egypt, using P-wave source spectra // Journal of Seismology. 2023, no. 27, pp. 279—289. DOI: 10.1007/s10950-023-10143-x.

18. Добрынина А. А., Герман В. И., Саньков В. А. Распознавание промышленных взрывов и слабых природных землетрясений // Уголь. — 2022. — № S12. — С. 23—29. DOI: 10.18796/00415790-2022-S12-23-29.

19. Зуева И. А., Лебедев А. А. Характерные черты сейсмических записей промышленных взрывов на Костомукшском железорудном месторождении по данным станций Карельской сети // Вестник Воронежского государственного университета. Серия: Геология. — 2017. — № 2. — С. 133—141.

20. Зуева И. А. Идентификация сейсмических событий на территории Карелии: Автореф. дис. … канд. физ.-мат. наук. — М.: ИДГ РАН, 2023. — 24 с.

21. Асминг В. Э. Создание программного комплекса для автоматизации детектирования, локации и интерпретации сейсмических событий и его использование для изучения сейсмичности Северо-Западного региона: Автореф. дис. … канд. физ.-мат. наук. — М.: ИДГ РАН, 2004. — 24 с.

22. Красилов С. А., Коломиец М. В., Акимов А. П. Организация процесса обработки цифровых сейсмических данных с использованием программного комплекса WSG / Современные методы обработки и интерпретации сейсмологических данных. Материалы международной сейсмологической школы, посвященной 100-летию открытия сейсмических станций «Пулково» и «Екатеринбург». — Обнинск: ГС РАН, 2006. — С. 77—83.

23. Зуева И. А., Лукина М. Д. Сейсмичность в районе города Костомукши по данным Карельской сейсмической сети / III Юдахинские чтения: Сборник научных материалов. — Архангельск: КИРА, 2024. — С. 421—423.

24. Gitterman Y., Pinsky V., Shapira A. Spectral classification methods in monitoring small local events by the Israel seismic network // Journal of Seismology. 1998, vol. 2, pp. 237—256. DOI: 10.1023/A:1009738721893.