Особенности сейсмического строения структур Забайкальской части Центрально-Азиатского складчатого пояса в створе опорного геофизического профиля 1-сб

Соловьев Виктор Михайлович; Селезнев Виктор Сергеевич; Сальников Александр Сергеевич; Лисейкин Алексей Владимирович; Романенко Илья Евгеньевич; Елагин Семен Александрович; Шенмайер Анастасия Евгеньевна

УДК 550.834

ОСОБЕННОСТИ СЕЙСМИЧЕСКОГО СТРОЕНИЯ СТРУКТУР ЗАБАЙКАЛЬСКОЙ ЧАСТИ ЦЕНТРАЛЬНО-АЗИАТСКОГО СКЛАДЧАТОГО ПОЯСА В СТВОРЕ ОПОРНОГО ГЕОФИЗИЧЕСКОГО ПРОФИЛЯ 1-СБ

Виктор Михайлович Соловьев

Алтае-Саянский филиал ФГБУН «Геофизическая служба» СО РАН, 630090, Россия, г. Новосибирск, пр. Академика Коптюга, 3, заместитель директора; Институт нефтегазовой геологии и геофизики им. А. А. Трофимука СО РАН, 630090, Россия, г. Новосибирск, пр. Академика Коптюга, 3, кандидат геолого-минералогических наук, старший научный сотрудник, тел. (383)330-75-68, e-mail: [email protected]

Виктор Сергеевич Селезнев

Алтае-Саянский филиал ФГБУН «Геофизическая служба» СО РАН, 630090, Россия, г. Новосибирск, пр. Академика Коптюга, 3, директор; Институт нефтегазовой геологии и геофизики им. А. А. Трофимука СО РАН, 630090, Россия, г. Новосибирск, пр. Академика Коптюга, 3, доктор геолого-минералогических наук, старший научный сотрудник, тел. (383)333-20-21, e-mail: [email protected]

Александр Сергеевич Сальников

Сибирский институт геологии, геофизики и минерального сырья, 630091, Россия, г. Новосибирск, Красный проспект, 67, доктор геолого-минералогических наук, зав. отделом сейсморазведки, тел. (383)222-62-13, e-mail: [email protected]

Алексей Владимирович Лисейкин

Алтае-Саянский филиал ФГБУН «Геофизическая служба» СО РАН, 630090, Россия, г. Новосибирск, пр. Академика Коптюга, 3, кандидат геолого-минералогических наук, начальник отряда, тел. (383)333-20-21, e-mail: [email protected]

Илья Евгеньевич Романенко

Алтае-Саянский филиал ФГБУН «Геофизическая сибирск, пр. Академика Коптюга, 3, старший e-mail: [email protected]

Семен Александрович Елагин Алтае-Саянский филиал ФГБУН «Геофизическая сибирск, пр. Академика Коптюга, 3, старший e-mail: [email protected]

Анастасия Евгеньевна Шенмайер

Алтае-Саянский филиал ФГБУН «Геофизическая сибирск, пр. Академика Коптюга, 3, младший e-mail: [email protected]

Представлены материалы глубинных сейсмических исследований на опорном геофизическом профиле 1-СБ в Забайкалье. Показано, что от взрывов и мощных вибрационных источников зарегистрированы продольные и поперечные волны от опорных границ в земной коре и поверхности Мохоровичича. Установлены высокие значения скоростей продольных волн по границе Мохоровичича (~8.4 км/с) при небольшой мощности коры (~40 км) и чрезвычайно неоднородная верхняя кора по данным продольных и поперечных волн.

служба» СО РАН, 630090, Россия, г. Новонаучный сотрудник, тел. (383)333-25-35,

служба» СО РАН, 630090, Россия, г. Новонаучный сотрудник, тел. (383)330-75-68,

Ключевые слова: профиль ГСЗ, продольные и поперечные волны, скорости Р- и £-волн, глубинный сейсмический разрез.

FEATURES OF SEISMIC STRUCTURES OF THE TRANSBAIKAL PART OF THE CENTRAL ASIAN OROGENIC BELT ALONG THE 1-SB GEOPHYSICAL PROFILE

Victor M. Solovyev

Altay-Sayan Branch of Geophysical Survey SB RAS, 630090, Russia, Novosibirsk, Koptyug Prospect 3, Deputy director; Trofimuk Institute of Petroleum Geology and Geophysics SB RAS, 630090, Russia, Novosibirsk, Koptyug Prospect 3, Ph. D., Senior Researcher, tel. (383)330-75-68, e-mail: [email protected]

Victor S. Seleznev

Altay-Sayan Branch of Geophysical Survey SB RAS, 630090, Russia, Novosibirsk, Koptyug Prospect 3, Director; Trofimuk Institute of Petroleum Geology and Geophysics SB RAS, 630090, Russia, Novosibirsk, Koptyug Prospect 3, Doctor of Science, Senior Researcher, tel. (383)333-20-21, e-mail: [email protected]

Alexander S. Salnikov

Siberian Research Institute of Geology, Geophysics and Mineral Resources, Russia, 630091, Novosibirsk, Krasny Prospect 67, Doctor of Science, Head of seismic prospecting department, e-mail: [email protected]

Aleksey V. Liseikin

Altay-Sayan Branch of Geophysical Survey SB RAS, 630090, Russia, Novosibirsk, Koptyug Prospect 3, Ph. D., Head of party, tel. (383)330-20-21, e-mail: [email protected]

Ilya E. Romanenko

Altay-Sayan Branch of Geophysical Survey SB RAS, 630090, Russia, Novosibirsk, Koptyug Prospect 3, Researcher, tel. (383)333-25-35, e-mail: [email protected]

Semen A. Elagin

Altay-Sayan Branch of Geophysical Survey SB RAS, 630090, Russia, Novosibirsk, Koptyug Prospect 3, Researcher, tel. (383)333-25-35, e-mail: [email protected]

Anastasia E. Shenmayer

Altay-Sayan Branch of Geophysical Survey SB RAS, 630090, Russia, Novosibirsk, Koptyug Prospect 3, Junior Researcher, tel. (383)330-75-68, e-mail: [email protected]

The data of deep seismic researches along the 1-SB geophysical profile in the Transbaikal are presented. It is shown that the P- and S-waves from the reference boundaries in the crust and the Moho from the explosions and powerful vibration sources were recorded. It is determined that values of the velocities of P-waves along the Moho are increased (~8.4 km/s) wherein the Earth's crust is thin (~40 km) and the upper part of the crust is high-heterogeneous based on the data of P- and S-waves.

Key words: DSS profile, P- and S-waves, velocities of seismic waves, deep seismic section.

Территория Восточного Забайкалья относится к интенсивно развивающимся регионам с высоким промышленным потенциалом. Повышенный инте-

рес к ресурсам этих дальневосточных земель и их масштабному освоению на современном этапе стимулируется энергетической стратегией правительства России и строительством магистрального трубопровода для экспортных поставок нефти в страны Азиатско-Тихоокеанского региона. С 2014 г. на данной территории Роснедра выполняются комплексные геолого-геофизические исследования на опорном геолого-геофизическом профиле 1-СБ (Восточный участок) (рис. 1, А, Б), включающие методы ОГТ, КМПВ, ГСЗ, МТЗ и др., направленные на изучение крупных металлогенических провинций Восточного Забайкалья, оценку общего ресурсного потенциала, а также на обоснование долгосрочных и краткосрочных программ по оценке минерально-сырьевых и топливно-энергетических ресурсов и системное обновление фундаментальной геолого-геофизической информации о строении и динамике недр. [3]. Ниже представлена информация о результатах глубинных сейсмических исследований (ГСЗ) на южной части профиля 1-СБ, реализованных в 2014-2015 гг. (рис. 1А, Б).

А Б

Рис. 1. Физико-географическое положение и схема тектонического районирования в полосе профиля 1-СБ (Восточный участок, Забайкальский этап)

Работы ГСЗ на профиле выполнялись по методике точечных дифференциальных сейсмических зондирований [1, 2]. Была реализована достаточно плотная система наблюдений, с расстояниями между источниками (взрывы массой 3-6 тонн, мощные вибраторы) в среднем 15-30 км и между регистрирующими станциями (РОСА, Байкал) в среднем 4-5 км (с группами вертикальных приборов СВ-5 и Sersel SG-5) и 20 км (с трехкомпонентными приборами GS-20DX). Дальность регистрации на ряде участков достигала 400-500 км (рис. 2).

Анализ волнового поля показывает (рис. 2), что на коррелограммах и взрывных записях уверенно выделяются волны в первых вступлениях от границ в верхней части земной коры (осадочного чехла), поверхности кристаллических пород и поверхности Мохоровичича. Скорости Р-волн в первых вступлениях в пределах профиля в целом изменяются от 4.2^5.7 км/с на удалениях 0-15км до 6.0-6.3 км/с на удалениях 120-180 км (рис. 2). На удалениях свыше 180-190 км в первых вступлениях начинают регистрироваться волны с высоки-

ми значениями кажущихся скоростей в 8.2-8.5 км/с, по кинематическим, динамическим характеристикам и области прослеживания отнесенным к преломленным волнам от поверхности Мохоровичича (Р^ -волнам). В последующей

части записи выделяются интенсивные отраженные волны от поверхности Мохоровичича (рис. 2, Б) и в дальней части сейсмограмм - поперечные аналоги опорных волн (рис. 2, А).

А

Рис. 2. Примеры обзорных сейсмических записей (А) и редуцированных годографов (Б) от взрывов и вибраторов, полученные при полевых работах на профиле 1-СБ, Восточный участок (Забайкальский этап) в 2014 г.

Интерпретация данных Р-и 5-волн выполнялась традиционными в ГСЗ способами [1, 2]. По данным рефрагированных Р- и 5-волн строились томографические разрезы земной коры; по данным преломленных и отраженных продольных и поперечных волн от границы М- определялись средние (эффективные) скорости Р- и 5-волн в земной коре, положение поверхности Мохоровичи-ча и распределение воль нее значений скоростей упругих волн. Глубинный сейсмический разрез по данным продольных волн на исследуемом профиле представлен на рис. 3.

К главным особенностям глубинного сейсмического разреза на Восточном участке профиля 1 -СБ следует отнести столообразный уровень залегания поверхности Мохоровичича (на глубинах ~40 км) с высокими граничными скоростями в 8.3-8.5 км/с и чрезвычайно неоднородную верхнюю часть земной коры с высокоскоростными блоками (в 6.3-6.5 км/с).

Рис. 3. Глубинный сейсмический разрез по профилю 1-СБ, Восточный участок, Забайкальский этап

Эффективная скорость распространения сейсмических волн в земной коре составляет 6.40±0.1 км/с. Значения пластовых скоростей в средней и нижней частях земной коры составляют соответственно 6.4^6.5 и 6.6^6.7 км/с.

По данным S-волн на исследуемом профиле получены дополнительные сведения о глубинном строении земной коры и верхней мантии. По соотношению скоростей P- и S-волн в верхней коре профиля выделяются значительные участки пониженных значений отношений Vp/Vs (в 1.60-1.70) и пониженных значений коэффициента Пуассона (менее 0.25), перспективные на размещение рудных полезных ископаемых. Интегральные значения скоростей S-волн во всей толще земной коры на профиле 1-СБ составляют 3.70-3.75 км/с, а отношения скоростей Р- и S-волн - 1.71-1.73. Граничные скорости S-волн по границе М для центральной части профиля составляют 4.85-4.90 км/с, а отношение скоростей Р- и S-волн - 1.70-1.73.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Крылов С.В., Мишенькин Б.П., Мишенькина З.Р., Петрик Г.В., Сергеев В.Н., Ше-лудько И.Ф., Тен Е.Н., Кульчинский Ю.В., Мандельбаум М.М., Селезнев В.С., Соловьев В.М., Суворов В.Д. Детальные сейсмические исследования литосферы на Р- и S- волнах. -Новосибирск: Наука, Сибирская издательская фирма, 1993. - 199 с.

2. Мишенькин Б.П., Мишенькина З.Р., Петрик Г.В, Шелудько И.Ф., Мандельбаум М.М., Селезнев В.С., Соловьев В.М. Изучение земной коры и верхней мантии в Байкальской рифтовой зоне методом глубинного сейсмического зондирования // Физика Земли. - 1999. -№7-8. - С. 74-93.

3. Эринчек Ю.М., Липилин А.В., Сержантов Р.Б., Кашубин С.Н., Мильштейн Е.Д. Государственная сеть опорных геолого-геофизических профилей, параметрических и сверхглубоких скважин // Сб. докладов междунар. науч. конф., посвященной 100-летию академика Н.Н. Пузырева. - Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2014. - С. 282-288.