CC BY
6
УДК 550.379
DOI: 10.183 03/2618-981X-2018-4-41 -47
УТОЧНЕННОЕ ГЕОЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ КУРАЙСКОЙ ВПАДИНЫ ГОРНОГО АЛТАЯ
Айдиса Михайловна Санчаа
Институт нефтегазовой геологии и геофизики им. А. А. Трофимука СО РАН, 630090, Россия, г. Новосибирск, пр. Академика Коптюга, 3, кандидат геолого-минералогических наук, зав. лабораторией, тел. (383)330-49-54, e-mail: SanchaaAM@ipgg.sbras.ru
Нина Николаевна Неведрова
Институт нефтегазовой геологии и геофизики им. А. А. Трофимука СО РАН, 630090, Россия, г. Новосибирск, пр. Академика Коптюга, 3, доктор геолого-минералогических наук, доцент, ведущий научный сотрудник; Новосибирский национальный исследовательский государственный университет, 630090, Россия, г. Новосибирск, ул. Пирогова, 2, доцент, тел. (913)890-26-45, e-mail: NevedrovaNN@ipgg.sbras.ru
Представлены результаты исследования геоэлектрического строения Курайской впадины. Показано, что впадина имеет сложное разломно-блоковое строение. В юго-западном прогибе и в зоне его сочленения с Ештыкельским грабеном участок впадины имеет наиболее сложную структуру. По данным геоэлектрики подтверждено предположение, что в данный временной интервал она развивается как сдвиговый бассейн типа «pull-apart».
Ключевые слова: Курайская впадина, Горный Алтай, удельное электрическое сопротивление, геоэлектрическое строение, зондирование становлением электромагнитного поля, вертикальные электрические зондирования, электротомография.
REFINED GEOELECTRIC STRUCTURE OF THE KURAY BASIN IN GORNY ALTAI
Aydisa M. Sanchaa
Trofimuk Institute of Petroleum Geology and Geophysics SB RAS, 3, Prospect Аkademik Koptyug St., Novosibirsk, 630090, Russia, Ph. D., Head of Laboratory, phone: (383)330-49-54, e-mail: SanchaaAM@ipgg.sbras.ru
Nina N. Nevedrova
Trofimuk Institute of Petroleum Geology and Geophysics SB RAS, 3, Prospect Аkademik Koptyug St., Novosibirsk, 630090, Russia, D. Sc., Associate Professor, Leading Researcher; Novosibirsk National Research State University, 2, Pirogova St., Novosibirsk, 630073, Russia, Associate Professor, phone: (913)890-26-45, e-mail: NevedrovaNN@ipgg.sbras.ru
The results of geoelectric structure of the Kuray basin investigation are presented. It is shown that the depression has a complex fault-block structure. In the south-west deflection and in the zone of its joint with the Eshtykel graben, the depression area has the most complex structure. According to the geoelectrics, the assumption that at this time interval it develops as a "pull-apart" shear pool is confirmed.
Key words: Kuray basin, Gorniy Altay, resistivity, geoelectrical structure, transient electromagnetic (TEM), direct current (DC), electrical resistivity tomography (ET).
Для исследования геоэлектрического строения Курайской впадины Горного Алтая используется комплекс электромагнитных методов, включающий зондирование становлением электромагнитного поля (ЗС), вертикальное электрическое зондирование (ВЭЗ), электротомография (ЭТ) (рис. 1). За последние годы выполнен ряд измерений на участках впадины с неясным строением, получены новые данные о строении прогибов, ограничивающих Курайскую впадину с юго-запада и юго-востока. Результаты интерпретации - геоэлектрические модели и разрезы - будут в дальнейшем сопоставлены с геологическими и сейсмологическими данными, что позволит выделить активные разломы и более надежно обосновать геологическую историю впадины и кинематику ее формирования.
Можно выделить несколько этапов электроразведочных работ. В 60-80-х гг. прошлого столетия на территории впадины были выполнены профильные измерения методом ВЭЗ (более 500 пунктов). Анализ полевых данных показал, что в геоэлектрических условиях впадины глубинность метода ВЭЗ недостаточна, так как по целому ряду кривых не удалось определить глубину до опорного горизонта (фундамента).
Рис 1. Карта расположения пунктов измерений с элементами
геологической карты
С 2006 г. ИНГГ СО РАН проводит на территории впадины полевые работы комплексом методов ЗС и ВЭЗ, а с 2012 г. начаты измерения методом ЭТ (рис. 1). Этот этап связан с разрушительным Чуйским землетрясением 2003 г., эпицентральная область которого захватила и Курайскую впадину. Землетрясение сопровождается длительным афтершоковым процессом, и в результате анализа сейсмологических данных были выделены зоны концентрации сейсмических событий на границе южного горного обрамления с Ештыкельским прогибом. В течение последних нескольких лет линейные цепочки эпицентров слабых землетрясений фактически пересекают впадину в меридиональном направлении, что свидетельствует о ее крайне напряженном состоянии [2]. Эти особенности распределения землетрясений, скорее всего, можно объяснить с точки зрения размещения разломных структур, их активности, а также блокового деления осадочного заполнения и фундамента Курайской впадины.
Несмотря на наличие большого объема данных геоэлектрики, строение некоторых ее участков было не до конца понятно, и за последние годы выполнены дополнительные измерения комплексом методов геоэлектрики. В настоящее время на территории впадины по возможности равномерно размещен 71 пункт зондирований становлением поля, что позволяет построить трехмерную модель поверхности фундамента Курайской впадины. Но в южной ее части в нескольких пунктах ЗС получены данные, интерпретация которых неоднозначна, поэтому необходимо было привлечь данные ВЭЗ за разные годы для выбора оптимальных моделей.
Юго-западный малоамплитудный предгорный прогиб ограничивает впадину с юго-запада и на самом южном участке сочленяется с Ештыкельским прогибом, протянувшимся вдоль предгорных ступеней Северо-Чуйского хребта. Ештыкельский грабен ограничен северным и южным разломами, которые проявились при анализе распределения гипоцентров афтершоков Чуйского землетрясения 2003 г. [3]. В юго-западном прогибе и в зоне его сочленения с Ештыкельским грабеном в 2011-2012 гг. были выполнены измерения методами ВЭЗ, ЗС. Этот участок впадины имеет, пожалуй, наиболее сложную структуру, поэтому для выяснения его строения привлечен комплекс методов ВЭЗ и ЗС. В качестве примера согласования данных был рассмотрен один из пунктов комплексных измерений обоих методов в проблемной зоне сочленения двух прогибов.
На рис. 2 представлена кривая ВЭЗ 1203 и полученная геоэлектрическая модель, суммарная мощность осадков составляет 138 м. В этом же пункте было выполнено измерение методом ЗС (ЗС 41), кривая зондирования и геоэлектрическая модель показаны на рис. 3. Модели, полученные по данным двух методов, в принципе, согласуются по мощности слоев, что позволяет выбрать оптимальную модель.
Полевые данные Рис. 2. Кривая ВЭЗ 1203, геоэлектрическая модель
Рис. 3. Кривая ЗС 41, геоэлектрическая модель
Геоэлектрический разрез по данным ВЭЗ отражает строение юго-западного прогиба (рис. 4). Разрез получен обобщенный, так как шаг по профилю был неравномерным и имеются большие расстояния между пунктами из-за сложного рельефа. Строение, безусловно, блоковое, с разломными структурами. Верхний слой в пунктах ВЭЗ 03, 04, 02 представлен высокоомными образованиями, скорее всего, с присутствием многолетнемерзлых пород.
Рис. 4. Геоэлектрический разрез по данным ВЭЗ (юго-западный прогиб)
С учетом новых измерений ЗС и ВЭЗ в Акташском грабене построена трехмерная модель рельефа опорного горизонта (фундамента) основной части депрессии (рис. 5).
Рис. 5. Карта глубин до фундамента в Курайской впадине по данным ЗС, ВЭЗ
Данные геоэлектрики свидетельствуют, что впадина имеет сложное блоковое строение. Во внутренней структуре впадины можно выделить три крупных отрицательных элемента: Центрально-Курайскую впадину, Акташский и Еш-тыкельский прогибы [1].
Мощность осадочного выполнения Центрально-Курайской впадины составляет 300-500 м. Ештыкельский прогиб (грабен), ориентированный с юга на северо-восток, протягивается вдоль основания Северо-Чуйского хребта. Его блоковое строение по данным ЗС подтверждает разломную границу впадины с северной предгорной ступенью Северо-Чуйского хребта. Максимальные глубины до фундамента получены в юго-восточной части предгорного прогиба и достигают ~ 1 000 м. По новым данным геоэлектрики подтверждено предположение, что в этот временной интервал Курайская впадина развивается как сдвиговый бассейн типа «pull-apart» [3-5].
Метод ЭТ опробован в зонах развития предполагаемых разломных структур. В качестве примера рассмотрим центральную часть впадины, где в 2015 и 2016 гг. выполнена площадная съемка методом ЭТ. Разломное нарушение проявляется в рельефе ступенькой c амплитудой в несколько метров. Профили были заложены в крест простирания разлома (рис. 6, а). В результате трехмерной инверсии данных ЭТ (программный пакет ERTLab) построена геоэлектрическая модель с высокоомной верхней частью (УЭС в интервале 800-1 000 Ом-м) и хорошо выраженной наклонной проводящей зоной с понижением УЭС до 200 Ом-м, соответствующей разломной структуре (рис. 6, б).
а
Рис. 6. Результаты метода ЭТ:
а) схема размещения профилей в центральной части Курайской впадины;
б) результат трехмерной инверсии, 2016 г.
Сопоставление BD-моделей по глубине за 2015 и 2016 гг. показало общее понижение УЭС разломной зоны в 2016 г., предположительно связанное с усилением сейсмичности в 2016 г. на территории впадины.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Неведрова Н. Н., Санчаа А. М., Деев Е. В. Глубинное строение и характеристики краевых структур Курайской впадины по данным геоэлектрики с контролируемым источником // Геология и геофизика. - 2014. - Т. 55, № 1. - С. 119-132.
2. Об изменении сейсмического режима в Чуйско-Курайской зоне Горного Алтая в 1963-2016 гг. / А. Ф. Еманов, А. А. Еманов, Е. В. Лескова, А. В. Фатеев // Интерэкспо ГЕО-Сибирь-2017. XIII Междунар. науч. конгр. : Междунар. науч. конф. «Недропользование. Горное дело. Направления и технологии поиска, разведки и разработки месторождений полезных ископаемых. Экономика. Геоэкология» : сб. материалов в 4 т. (Новосибирск, 17-21 апреля 2017 г.). - Новосибирск : СГУГиТ, 2017. Т. 3. - С. 41-45.
3. Система новейших разрывных нарушений Юго-Восточного Алтая: данные об их морфологии и кинематике / И. C. Новиков, А. А. Еманов, Е. В. Лескова и др. // Геология и геофизика. - 2008. - № 49 (11). - С. 1139-1149.
4. Meso-Cenozoic evolution of mountain range - intramontane basin systems in the Southern Siberian Altai mountains by apatite fission-track thermochronology / J. De Grave, M. M. Buslov, P. Van den haute et al. // Lacombe O., Lavé J., Roure F., Vergés J. (Eds.). Thrust Belts and Foreland Basins, Frontiers in Earth Sciences. - Berlin Heidelberg, 2007. - P. 457-470.
5. Structural control on Meso-Cenozoic tectonic reactivation and denudation in the Siberian Altai: Insights from multi-method thermochronometry / S. Glorie, J. De Grave, M. M. Buslov et al. // Tectonophysics. - 2012. - Vol. 544-545. - P. 75-92.
REFERENCES
1. Nevedrova N. N., Sanchaa A. M., Deev E. V. Glubinnoe stroenie i harakteristiki kraevyh struktur Kurajskoj vpadiny po dannym geojelektriki s kontroliruemym istochnikom // Geologija i geofizika. - 2014. - T. 55, № 1. - S. 119-132.
2. Ob izmenenii sejsmicheskogo rezhima v Chujsko-Kurajskoj zone Gornogo Altaja v 19632016 gg. / A. F. Emanov, A. A. Emanov, E. V. Leskova, A. V. Fateev // Interjekspo GEO-Sibir'-2017. XIII Mezhdunar. nauch. kongr. (g. Novosibirsk, 17-21 aprelja 2017) : Mezhdunar. nauch. konf. "Nedropol'zovanie. Gornoe delo. Napravlenija i tehnologii poiska, razvedki i razrabotki mestorozhdenij poleznyh iskopaemyh. Jekonomika. Geojekologija": cb. mater. v 4 t. - 2017. - T. 3. -S. 41-45.
3. Sistema novejshih razryvnyh narushenij Jugo-Vostochnogo Altaja: dannye ob ih morfologii i kinematike / I. C. Novikov, A. A. Emanov, E. V. Leckova i dr. // Geologija i geofizika. - 2008. - № 49 (11). - S. 1139-1149.
4. Meso-Cenozoic evolution of mountain range - intramontane basin systems in the Southern Siberian Altai mountains by apatite fission-track thermochronology / J. De Grave, M. M. Buslov, P. Van den haute et al. // Lacombe O., Lavé J., Roure F., Vergés J. (Eds.). Thrust Belts and Foreland Basins, Frontiers in Earth Sciences. - Berlin Heidelberg, 2007. - P. 457-470.
5. Structural control on Meso-Cenozoic tectonic reactivation and denudation in the Siberian Altai: Insights from multi-method thermochronometry / S. Glorie, J. De Grave, M. M. Buslov et al. // Tectonophysics. - 2012. - Vol. 544-545. - P. 75-92.
© А. М. Санчаа, Н. Н. Неведрова, 2018
