CC BY
40
ПЕРВЫЙ ОПЫТ ПРИМЕНЕНИЯ
АУДИОМАГНИТОТЕЛЛУРИЧЕСКИХ ЗОНДИРОВАНИЙ
ДЛЯ ИЗУЧЕНИЯ РЕГИОНАЛЬНОЙ СТРУКТУРЫ ПРИОЛЬХОНЬЯ
Николай Олегович Кожевников
Институт нефтегазовой геологии и геофизики СО РАН, 630090, Россия, г. Новосибирск, пр-т Ак. Коптюга, 3, доктор геолого-минералогических наук, профессор, главный научный сотрудник лаборатории геоэлектрики, тел. (383)333-28-16, e-mail: KozhevnikovNO@ipgg. sbras.ru
Владимир Владимирович Потапов
Институт нефтегазовой геологии и геофизики СО РАН, 630090, Россия, г. Новосибирск, пр-т Ак. Коптюга, 3, кандидат технических наук, научный сотрудник лаборатории геоэлектрики, тел. (383)333-28-16, e-mail: [email protected]
Юрий Александрович Агафонов
Иркутское электроразведочное предприятие, 664011, Россия, г. Иркутск, ул. Рабочая, 2а, кандидат технических наук, директор, тел. (3952)780-184, e-mail: [email protected]
Представлены и обсуждаются первые результаты аудиомагнитотеллурических зондирований (АМТЗ) в Приольхонье. Хотя эти результаты во многом носят предварительный характер, они со всей определенностью свидетельствуют о высокой информативности метода АМТЗ при решении задач геологического картирования и изучении тектоники Приольхонья.
Ключевые слова: Приольхонье, тектоника, аудиомагнитотеллурические
зондирования.
FIRST ATTEMPT TO USE AUDIOMAGNETOTELLURIC METHOD IN LARGE SCALE TECTONIC STUDIES OF OLKHON REGION
Nikolay O. Kozhevnikov
Trofimuk Institute of Petroleum Geology and Geophysics (IPGG) SB RAS, 630090, Russia, Novosibirsk, 3, Akademika Koptyuga Prosp., Ph. D., Prof., Principal Scientist, tel. (383)333-28-16,
e-mail: [email protected] Vladimir V. Potapov
Trofimuk Institute of Petroleum Geology and Geophysics (IPGG) SB RAS, 630090, Russia, Novosibirsk, 3, Akademika Koptyuga Prosp., Ph. D., Research Scientist, tel. (383)333-28-16, email: [email protected]
Yury A. Agafonov
Irkutsk Electroprospecting Company, 664011, Russia, Irkutsk, 2a, Rabochaya st., Ph. D., Director, tel. (3952)780-184, e-mail: [email protected]
The paper discusses the first results of application of the audiomagnetotellurics (AMT) sounding method in large scale studies of Olkhon region tectonics. Although these results are largely tentative they indicate convincingly that AMT sounding method is informative in studying geology and tectonics of the Olkhon region.
Key words: Olkhon region, tectonics, audiomagnetotellurics sounding method.
Электроразведочные исследования методами естественного электрического поля (ЕП) и зондированием становлением поля в ближней зоне (ЗСБ), выполненные в Приольхонье, выявили некоторые особенности тектонического строения этого региона в интервале глубин от первых десятков до первых сотен метров [Кожевников и др., 2004]. Согласно результатам этих работ региональная структура Приольхонья носит двумерный характер и определяется наличием северо-западного и юговосточного тектонических блоков, граница между которыми проходит по Кучулгинскому разлому (рис. 1).
Рис. 1. Схема расположения региональных геофизических профилей и важнейшие элементы структуры Приольхонья
Северо-западный блок представлен Чернорудской зоной, в рельефе выраженной в виде грабена [Кожевников, 2010]. В пределах Чернорудской зоны породы ольхонской серии подверглись максимальной тектонической
2
проработке. Съемки методом ЕП показали, что зона выделяется отрицательной аномалией потенциала шириной 0.5 - 2 км и амплитудой от 0.4 до 1В. Это свидетельствует о том, что ЕП генерируется геобатареей, неотъемлемыми элементами которой являются крутопадающие проводящие пласты. С другой стороны, согласно одномерной инверсии данных ЗСБ здесь присутствуют пологая проводящая зона, кровля которой залегает на глубинах 100 - 400 м. По данным ЗСБ вертикальная мощность зоны изменяется в пределах 250 - 900 м, а суммарная продольная проводимость -от 25 до 300 См [Кожевников и др., 2004, 2008]. Таким образом, результаты ЗСБ не согласуются с данными съемок методом ЕП и тому факту, что геологические структуры Приольхонья характеризуются крутым падением.
Юго-восточный блок включает широкую полосу пород между Кучулгинским разломом и побережьем о. Байкал. По сравнению с Чернорудской зоной этот блок «спокоен» в тектоническом отношении. Здесь нет аномалий ЕП большой амплитуды, а субгоризонтальные проводники, подобные тем, которые выделены в Чернорудской зоне, в интервале глубин, который может быть изучен методом ЗСБ с использованием имеющихся на сегодняшний день технических возможностей, не обнаружены.
В этой ситуации обращает на себя внимание метод аудиомагнитотеллурических зондирований - АМТЗ. В отличие от ЗСБ метод АМТЗ основан на тензорных измерениях электромагнитного поля, что, в частности, позволяет сравнительно легко выполнять инверсию данных, полученных при изучении геологических объектов, геоэлектрическая модель которых может быть описана двумерным (2D) распределением удельного электрического сопротивления. Другое важное достоинство метода АМТЗ заключается в том, что при его использовании не нужен контролируемый источник и громоздкие установки, что удешевляет производство и повышает производительность работ.
Работы методом АМТЗ проведены в Приольхонье летом 2013 г. сотрудниками ИНГГ СО РАН при поддержке Иркутского электроразведочного предприятия (ИЭРП). Использовалась аппаратура MTU-5A канадской фирмы Phoenix Geophysics. Диапазон измеряемых частот
- от 0.1 Гц до 10 кГц. Измерения выполнены по региональным профилям 3 и 6, ориентированным в направлении СЗ - ЮВ, вкрест простирания основных структур Приольхонья. Всего на профиле 3 выполнено 17, на профиле 6 - 18 зондирований. В пределах Чернорудской зоны расстояние между пунктами зондирований составляло 0.2 - 0.7 км, а при изучении юго-восточного блока
- от 0.8 до 1.3 км.
На рис. 2 показаны типичные продольные (рту) и попречные (рт±) кривые кажущегося удельного сопротивления, измеренные в пределах северозападного (рис. 2а) и юго-всточного (рис. 2 б) тектонических блоков. Как можно видеть кривые, измеренные над северо-западным и юго-восточным блоками, отличаются по форме и уровню. Средний уровень кривых для Чернорудской зоны в среднем на два порядка ниже по сравнению с
измеренными в пределах юго-восточного тектонического блока. Это свидетельствует о том, что породы в пределах Чернорудской зоны намного более проводящие по сравнению с теми, которые образуют юго-восточный блок. Так, в Чернорудской зоне, на периодах T порядка одной секунды кажущееся сопротивление рту падает до уровня порядка 1 Ом-м, а - pTi до уровня 10 Ом-м, в то время как в юго-восточном блоке, до 100 и 1000 Ом-м, соответственно. Также обращает на себя внимание различие по уровню между продольными и поперечными кривыми на каждом пункте зондирований. Для юго-восточного блока отличия между рг\\ и рг± в среднем больше, чем для северо-западного, при этом практически зависит от времени. Для Чернорудской зоны отличие между Ргц и рп в среднем меньше, особенно на малых периодах, однако прогрессивно возрастает по мере увеличения периода. Это свидетельствует о том, что с увеличением глубины продольная
- по отношению к простиранию основных геологических структур -проводимость все значительнее превосходит поперечную.
Рис. 2. Типичные продольные (ргц) и поперечные (ргч) кривые кажущегося удельного сопротивления АМТЗ, измеренные в пределах Чернорудской зоны (а) и юго-восточного блока (б)
Необходимо отметить, что на рис. 2 приведены кривые кажущегося удельного сопротивления, качество которых во всем диапазоне периодов (от 0.1 мс до единиц секунд) оценивается как «высокое». К сожалению, не все кривые удалось зарегистрировать с таким же хорошим качеством. Если рассматривать всю совокупность кривых, то для уверенной интерпретации можно использовать их средние участки во временном диапазоне от 1мс до 100мс. Если обозначить минимальную глубину исследований ^Шщ,
4
максимальную - ^тах, то - с учетом того, что Ттях=100Ттщ - отношение hmax к hmin примерно равно 10. Иными словами, диапазон периодов, перекрывающий два порядка, обеспечивает десятикратное изменение глубины зондирований.
На рис. 3 приведены графики сопротивлений рг\\ и рг±, измеренных при 7=0.01с вдоль профиля 6 (см. рис. 1). Как нетрудно видеть, основные тектонические блоки Приольхонья находят четкое отражение в результатах профилирования.
Рис. 3. Графики рг\\ и рг± для периода Т=0.01с по региональному профилю 6
(см. рис. 1)
Работа выполнена в рамках проекта «Геофизические поля Приольхонья и их тектоническая интерпретация» в составе программы фундаментальных исследований ОНЗ РАН № 7 «Физические поля и внутреннее строение Земли».
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Кожевников Н.О. Геоэлектрическая модель Приольхонья и ее связь со структурой Маломорского рифта // Кайнозойский континентальный рифтогенез: Материалы Всерос. симпозиума с международным участием, посвященного памяти Н.А. Логачева в связи с 80-летием со дня рождения / Под редакцией Е.В. Склярова, С.В. Рассказова. Иркутск: Институт земной коры СО РАН, 2010. - В 2-х томах. - Т.1., с. 167 - 170.
2. Кожевников Н.О. , Бигалке Ю., Кожевников О.К. Региональная структура Приольхонья по данным геоэлектрических исследований // Г еология и геофизика. - 2004. - т. 45. - №2 - с. 253-265.
3. Кожевников Н.О., Агафонов Ю.А., Антонов Е.Ю. Структура Приольхонья и Приморского разлома по геофизическим данным // Тектонофизика и актуальные вопросы наук о Земле. К 40-летию создания М.В. Гзовским лаборатории тектонофизики в ИФЗ РАН: Тезисы докладов Всероссийской конференции в 2-х томах. Т.2. - М.: ИФЗ. 2008, с. 40 - 42.
