Paleoseismic studies of the Hustai Fault zone (Northern Mongolia)

Abstract

Abstract:The paper presents results of seismogeological studies of active faults bordering the Upper Kerulen basin, one of the largest intermountain basins of the Khentei upland. Morphometric and trenching methods were applied to estimate the main parameters of seismogenic dislocations and associated Holocene palaeoearthquakes (540-2810, 3170-3720, and 7480-9220 years ago). The maximum palaeoearthquake magnitude (7.5) characterizes the seismic capacity of the potential focal area (PFA) confined to the Kerulen fault. The new data show the need to revise the potential seismicity concepts of the southern Khentey area and to make appropriate changes in the general seismic zoning maps. The relationship between the dislocations and the modern topography features, as well as deformation of the subsurface sediments in the studied mine openings give evidence of thrusting under the sub-lateral to northwestern subhorizontal compression.Key words: Khentei; Kerulen seismogenic structure; morphometry; trenching; absolute age of a paleoearthquake Аннотация: Представлены результаты сейсмогеологических исследований активных разломов, ограничи-вающих Верхнекеруленскую впадину -одну из крупнейших межгорных впадин Хэнтейского нагорья. Мор-фометрией и тренчингом определены основные параметры сейсмогенных дислокаций и связанных с ними трех палеоземлетрясений, произошедших в течение голоцена (в интервалах 540-2810, 3170-3720 и 7480-9220 лет назад). Максимальная магнитуда палеоземлетрясений (7.5) характеризует сейсмический потенциал приуроченной к Керуленскому разлому зоны вероятных очагов землетрясений (зоны ВОЗ).

Paleoseismogenic dislocations in the Upper Kerulen basin (southern Henteyn–Daurian mega-arch)

“…The Tola basin was the first in the Henteyn uplift whose seismic genesis was confirmed by paleoseismic studies (Demberel et al, 2010;Ferry et al, 2010;Smekalin et al, 2013). The obvious morphological similarity between the Tola and Upper Kerulen basins triggered comprehensive seismogeological works in the latter.…”

“…Up arrow marks the sample from the bed deformed during the earthquake, and down arrow marks the sample from the bed overlying seismogenic sediments. The time of the last renewal of the Hustai and Gunji dislocations is given after Imaev et al (2012) and Smekalin et al (2013).…”

“…From the results of earlier trenching studies (2010-2012) we estimated the absolute age of paleoearthquakes in the zones of the seismogenic Gunji and Hustai Faults (Imaev et al, 2012;Smekalin et al, 2013). Despite the detected traces of at least two rupturing events in the trench sections, we succeeded in radiocarbon dating of only the most recent ones.…”

“…Clustering of epicenters is also observed in the zones of the Hustai, Gunji, and some other faults with seismotectonic activity detected by remote sensing methods. The dislocations of the Emelt, Hustai, and Gunji Faults were studied in detail by a complex of seismological methods involving trenching and geophysics (Demberel et al, 2010;Ferry et al, 2010;Smekalin et al, 2013). The obtained new data on the Holocene activity of seismic processes permit the Henteyn uplift to be considered one of the largest structures assigned by Aprodov (1960) to the western (relative to 108º E) highly seismic half of Mongolia.…”

Seismogeology of Verkhnekerulen Basin (Khentei, Northern Mongolia)

“…Относительное сгущение эпицентров наблюдается также в зонах Хустайского, Гунжинского и некоторых других разломов, для которых дистанционными методами выявлены признаки сейсмотектонической активизации. Дислокации Эмелтского, Хустайского и Гунжинского разломов детально изучены комплексом сейсмогеологических методов исследования с применением тренчинга и геофизики [Demberel et al, 2011;Ferry et al, 2010;Smekalin et al, 2013;и др.]. Полученные новые данные об активизации сейсмических процессов на протяжении голоценового времени вводят Хэнтейское нагорье в число структур с высоким сейсмическим потенциалом.…”