CC BY
158
ВЕСТНИК ПЕРМСКОГО УНИВЕРСИТЕТА
2012 Геология Вып. 3 (16)
ГЕОФИЗИКА, ГЕОФИЗИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ПОИСКОВ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ
УДК 550.8.015(470.53)
Г еофизические феномены Пермского края
С.Г. Бычков
Горный институт УрО РАН, 614007, Пермь, ул. Сибирская, 78а E-mail: bsg@mi-perm.ru
(Статья поступила в редакцию 27 мая 2012 г.)
Приводятся примеры магнитных и гравитационных аномалий, которые по своим параметрам или геологической природе являются уникальными для территории Пермского края. Подчеркивается важное значение популяризации подобных и типовых геофизических аномалий как для профессионального изучения, так и для использования их в процессе обучения студентов геологических специальностей. Ключевые слова: гравитационное поле, магнитное поле, Пермский край, геологические памятники.
Для геологов и любителей природы давно знакомо понятие «геологический памятник», под которым «обычно имеют в виду необычные скалы, живописные береговые обрывы и пещеры» [3]. Особенности геологического строения этих неординарных или, наоборот, типичных в своем роде объектов играют значительную роль в познании природы, имея научное, эстетическое и просветительское значение. С естественно-научных позиций основным признаком памятника природы является четкая выраженность в нем диагностических признаков того или иного природного явления или его результатов [7]. Памятник природы должен иметь хорошую обнаженность или морфологическую выдержанность.
Человек в процессе своей эволюции всегда находился и находится под действием физических полей Земли (гравитационного, магнитного, радиоактивного, теплового и др.) и соответственно в некотором условном равновесии с этими полями [11]. Между материальной геологической средой и геофизическими полями существует лишь одно принципиальное раз-
личие. Если геологические объекты, находящиеся на поверхности Земли, поддаются визуальному восприятию, то геофизические поля, существуя столь же объективно, отражают, как правило, строение земных недр и могут фиксироваться и изучаться только при помощи специальной аппаратуры.
Некоторые из аномалий геофизических полей по своим характеристикам могут быть типичными или же проявляться в виде «аномалий-феноменов» экзотической или даже необъяснимой на современном этапе исследований природы, поэтому вполне заслуживают придания им статуса геологического памятника в качестве отдельного «геофизического» типа [4]. Как правило, эти аномалии известны лишь узкому кругу профессионалов. Информация о них остается в производственных отчетах и на геофизических картах. В то же время «аномалии-феномены» могут быть востребованы не только для информации о недрах Земли, но и для обучения студентов геологических специальностей.
X Бычков С.Г., 2012
В качестве примера приведем описание некоторых неординарных по своим характеристикам и геологической природе геофизических аномалий, расположенных на
территории Пермского края (рис. 1) и заслуживающих, по нашему мнению, отнесения их к категории геолого-геофизиче-ских феноменов.
Рис. 1. Размещение геофизических феноменов на территории Пермского края (цифрами обозначены рассмотренные объекты)
1. Кольцевые аномалии магнитного поля на северо-западе Пермского края
При интерпретации геолого-геофизи-ческих материалов на северо-западе Пермского края по данным аэромагнитной съемки масштаба 1:50 000 выделен ряд кольцевых аномалий магнитного поля
(рис. 2). Магнитное поле здесь имеет характерную форму: на фоне линейных суб-широтных отрицательных аномалий отчетливо выделяются локальные положительные аномалии изометричной формы. Диаметр положительных кольцевых аномалий 2-7 км, их амплитуда до 200 нТл.
А
-100-
.-100-
330
340
320 б)
Рис. 2. Кольцевые аномалии магнитного поля на северо-западе Пермского края: а) - карта аТ; б) - аксонометрическая проекция одной из кольцевых аномалий: 1 - положительные, 2 - нулевые, 3 - отрицательные изолинии магнитного поля, 4 - контуры кольцевых аномалий
Для большей наглядности одна из аномалий, расположенная в районе п. Жемчужный и Мыс-Лель, представлена на рис.
2, а в аксонометрической проекции. На данной проекции отчетливо видна центральная положительная аномалия, обрамленная кольцом относительно понижен-
ных значений поля. К сожалению, на данной территории отсутствуют детальные гравиметрические и наземные магнитометрические съемки, поэтому трудно судить о геологической природе источников этих аномалий.
Такие аномалии магнитного поля характерны для кимберлитовых трубок Западной Якутии []. Учитывая, что в данном районе обнаружены алмазы [], происхождение которых связывается с раннемезозойскими кимберлитами [], возможно, что эти аномалии обусловлены трубками взрыва. Необходимо, однако, заметить,
что средние размеры кимберлитовых трубок составляют 200-300 м [], т.е. на порядок меньше размеров данных аномалий. Тем не менее независимо от природы форма этих аномалий привлекает внимание, и они, несомненно, заслуживают особого внимания.
0 2 4 км
Рис. 3. Отражение в гравитационном поле Камско-Вишерского соляного вала
2. Камско-Вишерский соляной вал
Вдоль западной границы Верхнекамского месторождения калийных солей (ВКМКС) в центральной и южной частях месторождения находится Камско-Вишер-
ский вал кровли соляной толщи. Его протяженность свыше 100 км, ширина обычно не превышает 5 км, амплитуда в среднем составляет 200-250 м [6]. Вал был выделен по данным ранее проведенных мелкомасштабных гравиметрических съемок
и подтвержден бурением скважин. Крупномасштабные гравиметрические работы, в том числе высокоточные съемки Горного института УрО РАН, проведенные в юго-западной части ВКМКС, позволили уточнить форму гравитационной аномалии, отражающей строение этого вала (рис. 3).
Вытянутая локальная отрицательная аномалия практически линейной формы субмеридионального простирания амплитудой 3-5 мГал имеет ширину 2-3 км. Резкий градиент гравитационного поля в западной части участка амплитудой около 10 мГал обусловлен выклиниванием мощной пачки соляных пород со средней плотностью 2.10 г/см3 и замещением их терригенными породами с плотностью 2.40-2.50 г/см3. На некоторых участках такие зоны сопровождаются образованиями фаций ангидритов с высокой плотностью, что усиливает амплитуду гравитационной ступени. На севере площади отмечается
некоторый пережим изоаномал поля отрицательной аномалии. Здесь сказывается влияние субширотного Дуринского прогиба кровли солей.
Как показали результаты двумерного моделирования гравитационного поля, Камско-Вишерский вал создает гравитационный эффект меньший по амплитуде, чем аномалия в исходном поле [1]. Существенный вклад в данную аномалию вносит разуплотненная зона надсоляной толщи.
3. Сусанинские линейные аномалии
В юго-восточной части Соликамской депрессии при проведении гравиметрических работ на Сусанинском поднятии выявлена субмеридиональная зона гравитационных аномалий, представляющая собой чередование положительных и отрицательных линейных аномалий (рис. 4, а).
Ag,Ml ал
а)
Рис.4. Сусанинские линейные аномалии на карте аномалий силы тяжести (а) и на трехмерной диаграмме гравитационного поля (б): 1 -оси положительных аномалий, 2 - оси отрицательных аномалий, 3 - линия сечения 3D диаграммы
На вертикальных сечениях трехмерной диаграммы гравитационного поля, полученных в системе VECTOR [2] (рис. 4, а), проявились трансслойные аномалии, орга-
низованные в пространстве в виде системы наклонных линейных аномалий (рис.
4, б), вытянутых в субмеридиональном направлении, параллельном уральской
складчатости и надвигам. При интерпретации гравиметрических данных предложена оригинальная трактовка геологической природы этих аномалий [12]. Поскольку они расположены в 5 км к западу от известного Мальцевского надвига, представляющего передовой дизъюнктив зоны Западно-Уральской складчатости, линейные аномалии Сусанинской площади интерпретируются как результат динамического влияния Урала («недоразвитый» надвиг, протонадвиг), распространя-
ющегося на запад дальше, чем закартиро-ванные надвиги, т.е. гравитационные аномалии обусловлены зонами уплотненных и разуплотненных пород во фронтальной части надвига. В то же время, как показывают результаты моделирования, аналогичные аномалии могут быть обусловлены линзами нижнепермских солей и ангидритов на периферии Соликамской депрессии.
/ ' 1 / — 2 3 • • •• • • • • • •
Рис. 5. Березовский гравитационный максимум: 1 - граница Пермского края, 2 - основные тектонические нарушения, 3 - изогипсы поверхности фундамента (км), 4 - контур Березовского максимума
4. Березовский гравитационный максимум
Березовский гравитационный максимум, расположенный на юго-востоке Пермского края, представляет интерес прежде всего своим расположением - ортогональным относительно основных тектонических элементов данного района (рис. 5). Относительно спокойное гравитационное поле Юрюзано-Сылвенской депрессии осложнено интенсивной положительной аномалией северо-восточного простирания шириной 15-20 км. Амплитуда максимума достигает 20 мГ ал, градиенты поля более 2 мГал/км. Интенсивность аномалии возрастает в северо-восточном направлении. В магнитном поле Березовская аномальная зона проявляется слабой положительной аномалией амплитудой порядка 50 нТл на фоне интенсивной отрицательной субширотного простирания. Как показали результаты
Библиографический список
1. Бычков С.Г. Методы обработки и интерпретации гравиметрических наблюдений при решении задач нефтегазовой геологии / УрО РАН. Екатеринбург, 2010. 187 с.
2. Бычков С.Г., Долгаль А.С., Щербинина Г.П., Простолупов Г.В. Томографическая интерпретация аномалий силы тяжести с использованием системы VECTOR // Вестн. Перм. науч. центра. 2009. №4. С. 28-39.
3. Геологические памятники
Пермского края: энциклопедия / под ред. И.И. Чайковского; ГИ УрО РАН. Пермь, 2009. 616 с.
4. Ентин В.А. Геофизические феномены Украины // Мінеральні ресурси України. 2010. С. 18-25.
5. Койфман Л.И. Опыт объемного плотностного моделирования Березовского гравитационного максимума Предура-лья // Региональная, разведочная и промысловая геофизика. 1982. Вып. 16. С. 1-
9.
гравитационного моделирования [1], плотность пород фундамента увеличена в зоне максимума на 0.10-0.15 г/см3. Березовский гравитационный максимум, вероятно, связан с интрузией внутри фундамента. Зоны повышенной плотности пород, связанные с интрузией, прослеживаются в осадочном чехле вплоть до нижнепермских отложений. Учитывая характер магнитных аномалий в районе Березовского максимума, можно предположить, что интрузия представлена весьма плотными породами основного или ультраосновного состава, обладающими сравнительно низкой намагниченностью.
Приведенные примеры геофизических аномалий, каждая из которых по своим параметрам или геологической природе является в своем роде феноменом, показывают, что геофизические поля, отражая особенности геологического строения недр, также могут быть отнесены к геологическим памятникам.
6. Кудряшов А. И. Верхнекамское месторождение солей / ГИ УрО РАН, Пермь, 2001. 429 с.
7. Лаппо А.В., Давыдов В.И., Пашкевич Н.Г и др. Методические основы изучения геологических памятников природы России // Стратиграфия, геологическая корреляция. 1993. Т. 1, №6, С. 75-83.
8. Миков Б.Д. Гравиразведка и магниторазведка при поисках объектов трубочной формы. М.: Недра, 1985. 92 с.
9. Морозов Г.Г., Осовецкий Б.М., Накарякова И.Р. и др. Алмазоносность отложений мезокайнозоя на территории платформенной части Пермского края // Вестн. Перм. ун-та. Сер. Геология. 2007. Вып. 4 (9). С. 49-59.
10. Осовецкий Б.М. К истории мезозойского осадконакопления на территории Вятско-Камской впадины в связи с проблемами алмазоносности // Геология и полезные ископаемые Западного Урала: матер. регион. науч.-практ. конф. Пермь, 2008. С. 49-54.
11. Уткин В.И. Геофизика и человек // Наука Урала. 2006. № 29-30. С.4-5.
12. Щербинина Г.П., Новоселицкий В.М., Бычков С.Г., Никифоров А.Л. При-
менение гравиметрии для изучения строе- ральные ресурсы, проблемы освоения: мания деформированных толщ // Южные тер. III Всерос. науч. конф. Сыктывкар,
районы Республики Коми: геология, мине- 2002. С. 99-100.
Geophysical Phenomena of the Perm Region
S.G. Bychkov
Mining institute of the Ural branch of Russian Academy of Sciences, 614007, Perm, Sibirskaya st., 78A E-mail: bsg@mi-perm.ru
The examples of magnetic and gravitational anomalies, which on the parameters or the geological nature are unique for territory of the Perm region, are resulted. The great value of popularization of similar and typical geophysical anomalies as objects of professional studying, and for their use during training students of geological specialties is emphasized.
Key words: gravitational field, magnetic field, the Perm region, geological monuments.
Рецензент - доктор технических наук В.А. Гершанок
