CC BY
45
ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ ИСТОЛКОВАНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ МАГНИТОТЕЛЛУРИЧЕСКОГО ЗОНДИРОВАНИЯ В ЧУЙСКОЙ ВПАДИНЕ (ГОРНЫЙ АЛТАЙ)
Елена Валентиновна Поспеева
Институт нефтегазовой геологии и геофизики СО РАН им. А.А. Трофимука, 630090, Россия, г. Новосибирск, пр. Коптюга, д.3, тел. +7(383)-330-78-32, старший научный сотрудник, кандидат геолого-минералогических наук, e-mail: pospeevaev@ipgg. sbras.ru
Владимир Владимирович Потапов
Институт нефтегазовой геологии и геофизики СО РАН им. А.А. Трофимука, 630090, Россия, г. Новосибирск, пр. Коптюга, д.3, тел.+7(383)-330-41-22, научный сотрудник, кандидат технических наук, e-mail: [email protected]
В результате многолетних исследований МТЗ, проведенных в пределах Чуйской впадины и ее ближайшего горного обрамления получены новые данные о распределении глубинной электропроводности, изученной территории. Их анализ свидетельствует об очень сложном тектоническом строении изученной территории, которая выражается в блоковом строении земной коры как всей территории в целом, так и собственно Чуйской впадины.
Ключевые слова: магнитотеллурические исследования, тектоническая впадина, глубинный разлом, земная кора, геоэлектрический разрез.
GEOLOGICAL INTERPRETATION OF RESULTS OF MAGNETOTELLURIC SOUNDING IN THE CHUYA BASIN (ALTAY)
Elena V. Pospeeva
Trofimuk institute of petroleum geology and geophysics SB RAS, 630090, Russia, Novosibirsk, 3, Akademika Koptyuga Prosp., phone: +7(383)-330-78-32, senior research scientist, Ph.D. in Geology and Mineralogy, e-mail: [email protected]
Vladimir V. Potapov
Trofimuk institute of petroleum geology and geophysics SB RAS, 630090, Russia, Novosibirsk, 3, Akademika Koptyuga Prosp., phone: +7(383)-330-41-22, research scientist, Ph.D., e-mail: [email protected]
Years of research MTS conducted within the Chuya basin and its immediate surrounding mountains, new data on the distribution of deep conductivity, the study area. Their analysis indicates a very complex tectonic structure of the study area, which is expressed in the block structure of the crust as a whole territory and actually the Chuya basin.
Key words: Magnetotelluric investigation, tectonic cavity, deep-seated fault, earth’s crust, geoelectrical section.
Введение. Магнитотеллурические исследования проведены с целью изучения процессов кайнозойской активизации, в пределах наиболее сложно построенных впадин Г орного Алтая - Чуйской и Курайской и частично в пределах их горного обрамления [Неведрова и др., 2011]. К настоящему времени в пре-
делах исследуемой площади выполнены профильные и площадные работы методом МТЗ в количестве 130 физнаблюдений (рис. 1). Работы выполнялись аппаратурой, произведенной канадской фирмой «Phoenix Geophysics Ltd» в диапазоне периодов 0.003-1000 с. Для обработки полевых данных использовалось программное обеспечение «Phoenix Geophysics», интерпретация выполнена в программном комплексе «LinelnterMT».
Рис. 1. Схема расположения пунктов магнитотеллурических зондирований
Основные результаты. В результате проведенных исследований в разрезе земной коры изученной территории выделено три крупных блока, различающихся по типам геоэлектрического разреза (рис. 2). Юго-западный и северовосточный блоки характеризуют особенности геоэлектрического разреза земной коры Южно-Чуйского и Курайского хребтов и Чаган-Узунского горста, центральный - Чуйской впадины.
Южно-Чуйский хребет ограничивает Чуйскую впадину с юга. Эта структура создана активным проявлением тектонических движений, выразившихся формированием самых высоких горсто-блоковых поднятий на палеозойском складчатом основании. Это - высокогорные, интенсивно расчлененные альпи-нотипные горные массивы с абсолютными отметками 3000 - 4000 м. Процессы тектоно-магматической активизации, связанные с эпохами внутриконтинен-тального орогенеза и широкого развития гранитоидного магматизма в пределах Южно-Чуйской фациальной зоны привели к формированию тектоно-магматических комплексов с высокими значениями удельного электрического
сопротивления и исключительно интенсивным развитием глубинных разрывных нарушений. К ним относятся: глубинные разломы, зоны дробления и растекания коровых масс, взбросовых (надвиговых) разрывных нарушений по глубинным разломам и другим структурам тектонической активизации. По данным проведенных исследований, в пределах Южно-Чуйского хребта сопротивление пород до глубин 10-15 км составляет более 5000 Ом.м (рис. 2). На глубинах 1820 км выделяется проводящий слой с сопротивлением менее 100 Ом.м.
Рис. 2. Глубинный геоэлектрический разрез по профилю 11-11 1-пункты магнитотеллурических зондирований; 2 - изолинии удельного электрического сопротивления в Ом.м; 3 - глубинные разломы
Центральный блок соответствует Чуйской впадине, которая является самой большой по площади впадиной всей горной системы (рис. 2). Она вытянута в субширотном направлении более чем на 70 км, а ширина ее уменьшается с 30 км на западе до 12 км на востоке. Чуйская межгорная впадина представляет собой относительно опущенный блок, обрамленный блоками, испытавшими воз-дымание. Территория опущенного блока является бассейном седиментации кайнозойских осадков, которые залегают на сильно размытой поверхности дислоцированных пород палеозоя и остатках мел-палеогеновой коры выветривания. Максимальной мощности (до 1000 м) по данным проведенных исследований, они достигают в западной части Чуйской впадины, уменьшаясь до 300 м в ее центральной части. Граница Чуйской впадины с горными сооружениями (Южно-Чуйским и Курайским хребтами) фиксируется не только сменой уплощенного днища крутыми склонами хребтов, но и сменой рыхлых кайнозойских осадков, выполняющих впадину, скальными докайнозойскими породами, представленными метаморфизованными образованиями и гранитоидными интрузиями в пределах которых удельное сопротивление составляет 300-500 и более
7000 Ом.м соответственно. Процессы внутриконтинентального орогенеза затронули и Чуйскую впадину, обусловив дробление ее основания и формирование линейно вытянутых новейших прогибов, тесно связанных в своем развитии с ростом прилегающих поднятий. Эти же процессы обусловили перемещение глыб и формирование мелкосопочного рельефа - выступов фундамента в пределах впадины [Новиков, 2004]. Выступы фундамента с повышенными значениями удельного сопротивления (200-400 Ом.м) разделяют впадину на два блока (рис. 3).
Рис. 3. Схема распределения удельного сопротивления на глубине 15 км 1 - пункты магнитотеллурических зондирований; 2 - глубинные разломы
От ближайшего горного обрамления - Южно-Чуйского и Курайского хребтов, Чуйская впадина отделяется субвертикальными зонами пониженного сопротивления, соответствующим зонам тектонических контактов - глубинным разломам (рис. 2). Она располагается в области пониженных значений удельного сопротивления, характеризующих верхний и средний уровни земной коры (менее 300 Ом.м). В западной части впадины, в эпицентральной зоне Чуйского землетрясения, сопротивление уменьшается до 50 Ом.м (рис. 4). Здесь наблюдается подъем корового проводящего слоя до глубин 8-10 км, и понижение сопротивления до значений меньших 5 Ом.м.
К этой области приурочено основное количество эпицентров землетрясений, что позволяет сделать вывод о том, что приподнятая кровля проводящего слоя может отделять верхний жесткий блок от более пластичной флюидонасыщенной нижней части, на границе которых и происходит основной объем разгрузки накапливающихся напряжений. Исследования [Киссин, 2009] показали,
что флюиды оказывают сильное влияние на главные условия развития деформационного процесса - характер действующих напряжений и прочностные свойства среды. Установлено, что очаги землетрясений концентрируются преимущественно над субгоризонтальными флюидонасыщенными телами или в верхних их частях, поэтому параметры корового проводящего слоя можно отнести к факторам, определяющим сейсмическую активность регионов.
Северное обрамление Чуйской впадины относится к Восточно-Алтайской структурно-фациальной зоне каледонского возраста главной складчатости. Ее слагают ранне-среднепалеозойские отложения, метаморфизованные до зеленосланцевой и эпидот-амфиболитовой фации. Верхний структурный этаж Восточно-Алтайской структурной зоны представлен прогибами, выполненными терригенно-осадочными породами, в том числе терригенными девонскими отложениями. Метаморфические выступы, считавшиеся ранее породами фундамента, по современным представлениям являются метаморфизованными породами нижне-среднепалеозойского возраста со сложным чешуйчато-покровным тектоническим строением [Новиков, 2004]. Сопротивление пород верхней части разреза земной коры достигает здесь значений больше 1500 Ом.м, постепенно уменьшаясь до 200 Ом.м в интервале глубин 15-20 км (рис. 2, 3). Установлено, что интенсивный рост Курайского хребта относится к концу плиоцена. Одновременно Курайский хребет надвигался на осадки Чуйской впадины с накоплением грубообломочных пород. На глубине 5 км эта часть характеризуется преимущественно высокими значениями удельного сопротивления (УЭС), отвечающими перемещению материала с высокими значениями УЭС во впадину со стороны Курайского хребта (рис. 4).
Рис. 4. Схема распределения удельного сопротивления на глубине 5 км
Заключение. Полученные данные свидетельствуют об очень сложном тектоническом строении изученной территории, которая выражается в блоковом строении земной коры как всей территории в целом, так и собственно Чуйской впадины. В пределах последней выделяются блоки с различным типом геоэлек-трического разреза осадочного чехла и консолидированной части земной коры. Изменение параметров корового проводящего слоя (глубины залегания и сопротивления), а также наличие субвертикальных неоднородностей с очень низкими значениями удельного сопротивления (менее 0.5 Ом.м), приуроченных к областям пересечения разнонаправленных систем глубинных разломов, является следствием процессов современной активизации Горного Алтая. Выявленные аномальные особенности геоэлектрического разреза требуют глубокой геологической проработки полученного материала, и подчеркивают необходимость продолжения работ за пределами Чуйской впадины с целью изучения «нормального» геоэлектрического разреза.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Неведрова Н.Н., Поспеева Е.В., Санчаа А.М. Интерпретация данных комплекса электромагнитных методов в сейсмоактивных районах (на примере Чуйской впадины Горного Алтая) /Физика земли. 2011, № 1, С. 63-75
2. Киссин И.Г. Флюиды в земной коре. Геофизические и тектонические аспекты. М. Наука. 2009. 327 с.
3. Новиков И.С. Морфотектоника Алтая. Новосибирск. 2004. 311 с.
© Е.В. Поспеева, В.В. Потапов, 2013
