geophystechГеофизические технологииRussian Journal of Geophysical Technologies2619-1563IPGG SB RAS10.18303/2619-1563-2022-2-65geophystech-244Research ArticleСтатьиАнализ спектральных особенностей микросейсмичности в районе фумарольных полей Мутновского вулканаMicroseismicity spectral features analysis of the Mutnovsky volcano fumarole fields areaРзабековаА.RzabekovaA.

Студентка 1-курса магистратуры геолого-геофизического факультета НГУ по специальности геофизика. Основные интересы: комплексная обработка и интерпретация геофизических данных, геотермальная энергия.

АбраменковС. С.AbramenkovS. S.

Кандидат физико-математических наук, научный сотрудник лаборатории обработки и анализа сейсмических данных научно-образовательного центра “Газпромнефть-НГУ”. Основные интересы: обработка сейсмических данных, физические механизмы сейсмичности анализ когерентности волнового поля.

s.abramenkov@nsu.ruhttps://orcid.org/0000-0002-4850-8239ЯковлевА. В.JakovlevA. V.

Кандидат геолого-минералогических наук, старший научный сотрудник лаборатории сейсмической томографии Института нефтегазовой геологии и геофизики СО РАН. Основные научные интересы: алгоритмы сейсмической томографии, сейсмология вулканов, геодинамика зон коллизии и субдукции, планирование и установка временных сетей сейсмических станций.

JakovlevAV@ipgg.sbras.ruhttps://orcid.org/0000-0002-0327-4416КулаковИ. Ю.KoulakovI. Y.

Доктор геолого-минералогических наук, член-корреспондент РАН, заведующий лабораторией сейсмической томографии Института нефтегазовой геологии и геофизики СО РАН. Основные научные интересы: численные методы решения прямых и обратных задач геофизики, методы сейсмической томографии, методы сейсмической томографии.

KoulakovIY@ipgg.sbras.ruНовосибирский государственный университет<br> 630090, Новосибирск, ул. Пирогова, 1РоссияNovosibirsk State University<br> Pirogova Str., 1, Novosibirsk, 630090Russian FederationНовосибирский государственный университет<br> 630090, Новосибирск, ул. Пирогова, 1 <br><br> Институт нефтегазовой геологии и геофизики им. А.А. Трофимука СО РАН<br> 630090, Новосибирск, просп. Акад. Коптюга, 3РоссияNovosibirsk State University<br> Pirogova Str., 1, Novosibirsk, 630090 <br><br> Trofimuk Institute of Petroleum Geology and Geophysics SB RAS<br> Koptyug Ave., 3, Novosibirsk, 630090Russian Federation202229122022026576Copyright &#x00A9; Рзабекова А., Абраменков С.С., Яковлев А.В., Кулаков И.Ю., 20222022Рзабекова А., Абраменков С.С., Яковлев А.В., Кулаков И.Ю.Rzabekova A., Abramenkov S.S., Jakovlev A.V., Koulakov I.Y.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.rjgt.ru/jour/article/view/244

Частотно-временной анализ 40 часов сейсмических записей временной сейсмологической сети, выполненный с помощью систематической визуальной инспекции сейсмограмм, спектрограмм и спектров сигналов в небольших временных окнах (от 30 с до 10 мин), позволил выделить в районе Мутновского фумарольного поля несколько проявлений вулканической сейсмичности, а также сигналы невулканического характера. К первым относятся сигналы, интерпретируемые как вулкано-тектоническое землетрясение (найдено в единственном экземпляре), множественные рои гибридных и длиннопериодных землетрясений, а так же устойчивый (постоянный в течение 40 часов) микросейсмический сигнал газо-гидротермальной активности фумарольных полей в северо-восточном кратере вулкана. Для конкретных станций сети были рассмотрены различия между одновременно записанными сигналами, сделана оценка влияния естественных факторов, характерных для изучаемого района: гидрогеологического и метеорологического.

Time-frequency analysis of 40-hour seismic records of the temporary seismological network, performed using a systematic visual inspection of seismograms, spectrograms, and signal spectra in small time windows (from 30 s to 10 min), made it possible to identify several manifestations of volcanic seismicity in the Mutnovsky fumarole field area, as well as some non-volcanic signals. The former includes signals interpreted as a volcano-tectonic earthquake (only a single event was found), multiple swarms of hybrid and long-period earthquakes, as well as a stable (constant for 40 hours) microseismic signal likely related to the gas-hydrothermal activity of fumarole fields in the northeastern crater of the volcano. For specific stations of the network, the differences between simultaneously recorded signals were considered, an assessment was made of the influence of natural factors characteristic of the study area: hydrogeological and meteorological.

Фумаролыгазо-гидротермальная активностьвулканическая сейсмичностьчастотно-временной анализFumarolesgas-hydrothermal activityvolcanic seismicitytime-frequency analysisИсследование выполнено при финансовой поддержке государственного задания в рамках научного проекта FSUS-2022-0019.ReferencesБортникова C.Б., Шарапов В.Н., Бессонова Е.П. Гидрогеохимический состав источников фумарольного поля Донного Мутновского вулкана (Южная Камчатка) и проблемы их связи с надкритическими магматическими флюидами // Доклады академии наук. – 2007. – № 413 (4). – С. 530–534.Abramenkov S. Systematic analysis of long-period earthquakes: Gorely volcano, Kamchatka. PhD Thesis – Université Paris Cité, 2021, https://theses.hal.science/tel-03788405.Кугаенко Ю.А., Нуждина И.Н., Салтыков В.А. Особенности спектральных компонент вулканических землетрясений на примере вулканов Кизимен, Корякский, Мутновский и Горелый // Вестник КРАУНЦ. Науки о Земле. – 2011. – № 2 (18). – С. 102–113.Bortnikova S.B., Sharapov V.N., Bessonova E.P. Hydrogeochemical composition of springs at the Donnoe Fumarole field, Mutnovsky volcano (Southern Kamchatka) and problems of their relation with supercritical magmatic fluids // Doklady Academy of Sciences. – 2007. – Vol. 413 (3). – P. 410–414.Мелекесцев И.В., Брайцева О.А., Пономарева В.В. Динамика активности вулканов Мутновский и Горелый в голоцене и вулканическая опасность для прилегающих районов (по данным тефрохронологических исследований) // Вулканология и сейсмология. – 1987. – № 3. – С. 3–18.Chouet B.A., Matoza R.S. A multi-decadal view of seismic methods for detecting precursors of magma movement and eruption // Journal of Volcanology and Geothermal Research. – 2013. – Vol. 252 (B7). – P. 108–175, doi: 10.1016/j.jvolgeores.2012.11.013.Токарев П.И. Извержения и сейсмический режим вулканов Ключевской группы (1949–1963 гг.). – М.: Наука, 1966. – 120 с.Eichelberger J., Kiryukhin A., Simon A. The magma-hydrothermal system at Mutnovsky Volcano, Kamchatka Peninsula, Russia // Scientific Drilling. – 2009. – Vol. 7. – P. 54–59, doi: 10.2204/iodp.sd.7.09.2009.Abramenkov S. Systematic analysis of long-period earthquakes: Gorely volcano, Kamchatka. PhD Thesis – Université Paris Cité, 2021, https://theses.hal.science/tel-03788405.Gavrilenko M., Ozerov A., Kyle P.R., Carr M.J., Nikulin A., Vidito C., Danyushevsky L. Abrupt transition from fractional crystallization to magma mixing at Gorely volcano (Kamchatka) after caldera collapse // Bulletin of Volcanology. – 2016. – Vol. 78 (7). – Article 47, doi: 10.1007/s00445-016-1038-z.Chouet B.A., Matoza R.S. A multi-decadal view of seismic methods for detecting precursors of magma movement and eruption // Journal of Volcanology and Geothermal Research. – 2013. – Vol. 252 (B7). – P. 108–175, doi: 10.1016/j.jvolgeores.2012.11.013.Giudicepietro F., Chiodini G., Caliro S., De Cesare W., Esposito A. M., Galluzzo D., Lo Bascio D., Macedonio G., Orazi M., Ricciolino P. Vandemeulebrouck J. Insight into Campi Flegrei caldera unrest through seismic tremor measurements at Pisciarelli fumarolic field // Geochemistry, Geophysics, Geosystems. – 2019. – Vol. 20 (11). – P. 5544–5555, doi: 10.1029/2019GC008610.Eichelberger J., Kiryukhin A., Simon A. The magma-hydrothermal system at Mutnovsky Volcano, Kamchatka Peninsula, Russia // Scientific Drilling. – 2009. – Vol. 7. – P. 54–59, doi: 10.2204/iodp.sd.7.09.2009.Kugaenko Yu.A., Nuzhdina I.N., Saltykov V.A. Peculiarities of spectral components of volcanic earthquakes on the example of Kizimen, Koryaksky, Mutnovsky and Gorely volcanoes // Vestnik KARUNTs, Earth Sciences. – 2011. – Vol. 2 (18). – P. 102–113.Gavrilenko M., Ozerov A., Kyle P.R., Carr M.J., Nikulin A., Vidito C., Danyushevsky L. Abrupt transition from fractional crystallization to magma mixing at Gorely volcano (Kamchatka) after caldera collapse // Bulletin of Volcanology. – 2016. – Vol. 78 (7). – Article 47, doi: 10.1007/s00445-016-1038-z.Lahr J.C., Chouet B.A., Stephens C.D., Power J.A., Page R.A. Earthquake classification, location, and error analysis in a volcanic environment: implications for the magmatic system of the 1989–1990 eruptions at Redoubt volcano, Alaska. // Journal of Volcanology and Geothermal Research. – 1994. – Vol. 62 (1–4). – P. 137–151, doi: 10.1016/0377-0273(94)90031-0.Giudicepietro F., Chiodini G., Caliro S., De Cesare W., Esposito A. M., Galluzzo D., Lo Bascio D., Macedonio G., Orazi M., Ricciolino P. Vandemeulebrouck J. Insight into Campi Flegrei caldera unrest through seismic tremor measurements at Pisciarelli fumarolic field // Geochemistry, Geophysics, Geosystems. – 2019. – Vol. 20 (11). – P. 5544–5555, doi: 10.1029/2019GC008610.Melekestsev I.V., Braitseva O.A., Ponomareva V.V. Dynamics of activity of Mutnovsky and Gorely volcanoes in the Holocene and volcanic hazard for adjacent areas (according to tephrochronological studies) // Journal of Volcanology and Seismology. – 1987. – Vol. 3. – P. 3–18.Lahr J.C., Chouet B.A., Stephens C.D., Power J.A., Page R.A. Earthquake classification, location, and error analysis in a volcanic environment: implications for the magmatic system of the 1989–1990 eruptions at Redoubt volcano, Alaska. // Journal of Volcanology and Geothermal Research. – 1994. – Vol. 62 (1–4). – P. 137–151, doi: 10.1016/0377-0273(94)90031-0.Minakami T. Study of eruptions and earthquakes originating from volcanoes (Part 1 of 3) // International Geology Review. – 1961. – Vol. 3 (8). – P. 712–719, doi: 10.1080/00206816109473633.Minakami T. Study of eruptions and earthquakes originating from volcanoes (Part 1 of 3) // International Geology Review. – 1961. – Vol. 3 (8). – P. 712–719, doi: 10.1080/00206816109473633.Minakami T. Seismology of volcanoes in Japan // Developments in Solid Earth Geophysics. – 1974. – Vol. 6. – P. 1–27, doi: 10.1016/B978-0-444-41141-9.50007-3.Minakami T. Seismology of volcanoes in Japan // Developments in Solid Earth Geophysics. – 1974. – Vol. 6. – P. 1–27, doi: 10.1016/B978-0-444-41141-9.50007-3.McNutt S.R. Seismic monitoring and eruption forecasting of volcanoes: A review of the state-of-the-art and case histories // Monitoring and Mitigation of Volcano Hazards. – Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 1996. – P. 99–146, doi: 10.1007/978-3-642-80087-0_3.McNutt S.R. Seismic monitoring and eruption forecasting of volcanoes: A review of the state-of-the-art and case histories // Monitoring and Mitigation of Volcano Hazards. – Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 1996. – P. 99–146, doi: 10.1007/978-3-642-80087-0_3.Tokarev P.I. Eruptions and seismic regime of volcanoes of Klyuchevskaya group [in Russian]. – Nauka, Moscow, 1966. – 118 p.Zelenski M., Bortnikova S. Sublimate speciation at Mutnovsky volcano, Kamchatka // European Journal of Mineralogy. – 2005. – Vol. 17 (1). – P. 107–118, doi: 10.1127/0935-1221/2005/0017-107.Zelenski M., Bortnikova S. Sublimate speciation at Mutnovsky volcano, Kamchatka // European Journal of Mineralogy. – 2005. – Vol. 17 (1). – P. 107–118, doi: 10.1127/0935-1221/2005/0017-107.Zelenski M.E., Taran Y.A., Dubinina E.O., Shapar’ V.N., Polyntseva E.A. Sources of volatiles for a subduction zone volcano: Mutnovsky volcano, Kamchatka // Geochemistry International. – 2012. – Vol. 50 (6). – P. 502–521, doi: 10.1134/S001670291204009X.Zelenski M.E., Taran Y.A., Dubinina E.O., Shapar’ V.N., Polyntseva E.A. Sources of volatiles for a subduction zone volcano: Mutnovsky volcano, Kamchatka // Geochemistry International. – 2012. – Vol. 50 (6). – P. 502–521, doi: 10.1134/S001670291204009X.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.