CC BY
40
ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ ИСТОЛКОВАНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ МАГНИТОТЕЛЛУРИЧЕСКОГО ЗОНДИРОВАНИЯ В ЮГО-ВОСТОЧНОЙ ЧАСТИ БАЙКАЛЬСКОЙ РИФТОВОЙ ЗОНЫ
Елена Валентиновна Поспеева
Институт нефтегазовой геологии и геофизики СО РАН им. А.А. Трофимука, 630090, г. Новосибирск, пр. Коптюга, д. 3, тел. +7(383)-330-78-32, кандидат геолого-минералогических наук, старший научный сотрудник, e-mail: pospeevaev@ipgg.nsc.ru
Лидия Викторовна Витте
Институт нефтегазовой геологии и геофизики СО РАН им. А.А. Трофимука, 630090, г. Новосибирск, пр. Коптюга, д. 3, кандидат геолого-минералогических наук, научный сотрудник, тел. +7(383)-330-78-32
Владимир Владимирович Потапов
Институт нефтегазовой геологии и геофизики СО РАН им. А.А. Трофимука 630090 г. Новосибирск, пр. Коптюга, д.3, кандидат технических наук, научный сотрудник, тел. +7(383)-330-41-22, e-mail: potapovvv@ipgg.nsc.ru
Профиль МТЗ располагается в Байкальской рифтовой системе, включая ее Забайкальскую часть. Основной задачей выполненных исследований является комплексный анализ геолого-геофизических данных о составе и структуре земной коры, а также особенностей теплового режима и их отражение в электромагнитном поле.
GEOLOGICAL INTERPRETATION OF RESULTS OF MAGNETOTELLURIC SOUNDING IN THE SOUTHEAST PART OF BAIKAL RIFTZONE
Elena V. Pospeeva
Trofimuk institute of petroleum geology and geophysics SB RAS, 3, Akademika Koptyuga Prosp. Novosibirsk, 630090, Russia, senior research scientist, Ph.D. in Geology and Mineralogy, phone:+7(383)-330-78-32, , e-mail: pospeevaev@ipgg.nsc.ru
Lidiya V. Vitte
Trofimuk institute of petroleum geology and geophysics SB RAS, 3, Akademika Koptyuga Prosp. Novosibirsk, 630090, Russia, research scientist, Ph.D. in Geology and Mineralogy phone:+7(383)-330-78-32,
Vladimir V. Potapov
Trofimuk institute of petroleum geology and geophysics SB RAS, 3, Akademika Koptyuga Prosp. Novosibirsk, 630090, Russia, research scientist, Ph.D., phone: +7(383)-330-41-22, email: potapovvv@ipgg.nsc.ru
Profile MTS settles down in Baikal riftzone, including its Transbaikalian part. The primary target of the executed researches is the complex analysis of the geology-geophysical data about the composition and structure of the earth's crust, and also features of a thermal mode and their reflection in an electromagnetic field.
Результаты
Исследуемый регион в геологическом отношении принадлежит югозападной части обширного ареала развития позднепалеозойских и раннемезозойских гранитоидов Западного Забайкалья - Баргузинской магматической области. Она представляет собой зонально-симметричную структуру, центральную часть которой образует крупнейший АнгароВитимский гранитный батолит, cформированный в достаточно узком возрастном интервале, между 320 и 290 млн. лет. К краевым участкам магматического ареала тяготеют зоны рифтового магматизма, представленные многочисленными массивами щелочных пород, образование которых произошло практически одновременно с магматизмом центральной части ареала (рис. 1) [Ярмолюк и др., 2005]. Профиль МТЗ пересекает юго-западное окончание Баргузинской магматической области, в пределах краевой части Ангаро-Витимского батолита и располагается полностью в Байкальской рифтовой зоне.
Работы МТЗ выполнялись аппаратурой «Phoenix Geophysics Ltd» оснащенной программой первичной обработки данных. Количественная интерпретация в рамках 1D -и 2D инверсии и построение геоэлектрических разрезов выполнены в программном комплексе LinelnterMT.
Рис.1 Фрагмент геологической карты с расположением профиля МТЗ.
1 - межблоковые глубинные рифтогенные разломы, 2 - рифтогенные разломы Селенгинского блока (северо-восточные, субширотные, северо-западные), 3 - пункты МТЗ.
Построение геоэлектрических разрезов производилось в несколько этапов. Сначала была выполнена одномерная инверсия продольных кривых (рис. 2, А). Затем была проведена двумерная (2Б) инверсия и построен модельный геоэлектрический разрез (рис. 2,Б).
По данным магнитотеллурических исследований в разрезе земной коры изученной территории выделяются три крупных блока - Селенгинский (юговосточная часть дельты реки Селенги), Хамардабанский и Удино-Витимский.
30000
— 15000
— 7000
— 3000
1500
750
— 320
— 150
— 70
45
30
— 15
— 7
— 3
0
О'.', м
3 4 5 6 7 8
▼ ▼ ▼ ▼ ▼ Т
-7000 -
-17000
-27000
10 II ▼ ▼
12 13 14 15 16 17 18
▼ ▼ Т ▼ ▼ ▼ ▼
19 20 ▼ Т
23 24 ▼ ▼
80 40
- - 200 500
їй ю
- - 30
3000
к#00
25
т
4001)
1_. м
2О0М 2
15000 ” 25 "
10
2500 -
п---<---1 —I----1---1--1---1--1---1--1------1— I I—Г"*
О 10000 20000 30000 40000 50000 60000 70000 80000
-! юооо
Ц6500 N4000 1500 700
25
▼ - пункты МТЗ
- изолинии удельного электрического сопротивления в Ом.м
90000 100000 110000
- глубинные разломы
Рік2 А - I .і\ ■Опшіьііі і ео >:іом рм'ї^ск^іі р;гфе ■ іш ре ыл! ам 1 і)-и:!исрсі: = ;. Ь - ж». іо.пліміі і со мекі ріічсскііи р;гфс ;
Северо-западный отрезок профиля (Селенгинский блок, пункты наблюдений 3-11) пересекает юго-восточную часть дельты реки Селенги, в области развития кайнозойских отложений и рифтогенную впадину, наложенную на кристаллическое основание (граниты баргузинского комплекса) юго-восточного борта реки Селенги. Для Селенгинского блока характерно развитие глубинных рифтогенных разломов нескольких направлений, хорошо выраженных в поле литосферных (спутниковых) магнитных аномалий (рис.3). В разрезе осадочного чехла Селенгинского блока (п.п. 3-11) выделяются три обобщенных геоэлектрических горизонта, общей мощностью 3,5 км, постепенно выклинивающихся в сторону Хамардабана. Сопротивление докембрийских пород фундамента составляет 300-400 Ом.м. В верхней части земной коры, на глубинах 6-8 км отчетливо выделяется внутрикоровый проводящий слой мощностью порядка 10 км и сопротивлением 5-10 Ом. м (рис.
2,Б). Подъем проводящего слоя до глубин 6-8 км является свидетельством
особого теплового режима недр этой части профиля. Об этом свидетельствуют и очень низкие значения удельного электрического сопротивления в интервале глубин 12-60 км.
Хребет Хамардабан (п.п. 11-17) представляет собой сложно построенную геоэлектрическую неоднородность высокого сопротивления, разделяющуюся на северо-западную и юго-восточную части (рис. 2). Первая (п.п. 11-13) с сопротивлением 1000-1600 Ом.м, прослеживается до глубин 30-42 км, вторая (п.п. 14-17) с сопротивлением до 15-20*10 Ом.м до глубины 55-58 км. В нижней части земной коры Хамардабанского блока сопротивление составляет 150-200 Ом.м.
Рис. 3 |и | осфермл' чип пи ; мые
1 - Глубинные рифтогенные разломы: а - ограничевающие Байкальскую рифтовую впадину, б - контрастные рифтоеыные структуры Забайкалья, в - определяющие поперечную зональность Байкальской впадины, г - прочие крупные разломы;
2 - профиль магнитотеллурнческих зондирований (МТЗ).
Удино-Витимском блок расположен в пределах Удино-Витимской рифтовой зоны, выполненной мезозойскими и кайнозойскими отложениями, особенностью которой является широкое развитие щелочных пород. Взаимоотношения между щелочными породами и гранитами АнгароВитимского батолита свидетельствуют о близком возрасте их образования, одновременности внедрения и смешения гранитных и щелочно-базитовых расплавов. В южной части Удино-Витимской впадины (п.п. 20-25) широко
развиты раннемезозойские щелочные и металюминиевые граниты А-типа, относящиеся к центральной части Монголо-Забайкальского пояса [Ярмолюк и др., 2005].
Хамардабанский и Удино-Витимский блоки разделены зоной глубинного разлома (п. 18), которому в геоэлектрическом разрезе соответствует
субвертикальная проводящая зона с сопротивлением менее 5-10 Ом.м (рис. 2). Под мезозойско-кайнозойскими осадками небольшой мощности Удино-Витимской рифтовой впадины выделяется неоднородность высокого сопротивления - 2-3* 103 Ом.м. Неоднородность прослеживается до глубин 12-24 км. В разрезе средней части земной коры, на глубине 16-17 км выделяется внутрикоровый проводящий слой с сопротивлением 10-20 Ом.м и мощностью 12-15 км (рис. 2). Далее вниз по разрезу сопротивление пород земной коры составляет 60-100 Ом.м.
Различие в значениях удельного электрического сопротивления рассматриваемых структур определяется особенностями геотермического режима глубинных недр Байкальской рифтовой зоны. Именно в рифтовых зонах создаются наиболее благоприятные условия для сквозь коровой разгрузки глубинных флюидов. Выше упоминалось, что верхняя мантия Байкальской рифтовой зоны содержит большое количество флюидов, восходящих по проницаемым зонам к земной поверхности и непрерывно пополняемых потоками флюидов снизу [Голубев, 2007]. Этот вывод объясняет низкие значения удельного сопротивления пород коры и изменение параметров внутрикорового проводящего слоя (рис. 2).
Выводы
1. Особенности распределения значений удельного электрического сопротивления в земной коре исследуемого района определяются высокой активностью мантии Байкальской рифтовой зоны, определяющей также высокую тектоническую активность, выраженную в формировании глубинных рифтогенных разломов, по которым осуществляется постоянная сквозькоровая разгрузка глубинных флюидов.
2. Результаты исследования не противоречат и в значительной мере подтверждают выводы наших предшественников о существовании проводящего корового слоя. Глубина залегания слоя в Селенгинском блоке составляет 6-8 км, что свидетельствует о высоком тепловом режиме этого блока. Тогда как в Удино-Витимском блоке он залегает на глубинах 16-20 км, характерных для термодинамических условий рифтовых впадин.
3. Интересным результатом является связь высокой проводимости в земной коре Удино-Витимского блока с развитием здесь высокощелочных магматических образований глубинного типа, резко обогащенных окислами железа.
Работа выполнена в рамках федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 годы научно-исследовательские работы по лоту «Проведение научных
исследований коллективами научно-образовательных центров в области геофизики» шифр «2010-1.1-153-047».
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Алакшин А.М., Лысак С.В., Письменный Б.М., Поспеев А.В., Поспеева Е.В.
Глубинное строение и геодинамика Саяно-Байкальской горной области и сопредельных районов Восточной Сибири //Глубинное строение территории СССР. Под редакцией В.В. Белоусова. М. Наука. 1991. С. 88-106.
2. Витте Л.В., Василевский А.Н., Павлов Е.В. Региональные магнитные и гравитационные аномалии Сибирского кратона и их геологическая природа //Г еофизический журнал. 2009.Т. 31. С. 21-40
3. Голубев В.В. Кондуктивный и конвективный вынос тепла в Байкальской рифтовой зоне. Новосибирск. Академическое издание «Гео». 2007. 218 с.
4. Ярмолюк В.В., Коваленко В.И., Козловский А.М., Воронцов А.А., Соватенко В.В. Позднепалеозойская-раннемезозойская рифтовая система центральной Азии: состав и источники магматизма. Закономерности формирования и геодинамика. // Проблемы тектоники центральной Азии. Москва, ГЕОС, с. 197-236
© Е.В. Поспеева, Л.В. Витте, В.В. Потапов, 2012
