Интерпретация магнитотеллурических данных, выполненная в режиме подбора 3D модельных кривых к экспериментальным, с учетом построений методов обменных волн землетрясений и глубинного сейсмического зондирования позволила построить геоэлектрическую модель очаговой зоны землетрясений, охватывающей территорию Тувы. Оценена чувствительность кривых МТЗ к определению параметров коровых проводников и глубинных разломов. В результате оценено содержание связанной доли водного флюида в пределах Шагонарского очага землетрясений.

Ключевые слова: МТ зондирование, 3D инверсия, разрешающая способность, импеданс

Основное содержание исследования

Рис.3 Сечения 3-D моделей (а - б) и (в) по профилям: a - 4zу (пр. Можарка - Кызыл), б - 3zу (т. н.93 - 193 и пр. Шивилинг - Ак - Чарыз), в - 10zx (пр. Тээли - Сарыг-Сеп) и разрезы с (Н) ^М кривых с^{maxH -} в lgс (Oмм). Выше т. н. - номера МТЗ и разломы (в квадратах). Сверху названия СФЗ. Эллипсы - области пониженных скоростей V_P (ГСЗ). Кружки - гипоцентры землетрясений выделенные МОВЗ (2002 г.) и ГСЗ (1986 г.). Ш_А 24-20, М_К 180 - 182 тт. МТЗ на пр. Шивилинг - Ак-Чарыз и Можарка - Кызыл). По оси У - масштаб логарифмический. Справа - шкала УЭС блоков.

Согласно томографической модели вдоль профиля “Кварц”, кора и верхняя мантия под Кызылской впадиной Шагонарского очага характеризуется понижением скорости продольных волн V_P на 2 - 3 %. Юго-восточнее впадины и под ней проводники, расположенные на глубинах 35 - 45 км, совпадает с зоной пониженных V_P = 6.75 км/с (рис.3). Связанная часть флюида, определенная при С = 10 г/л, составляет ф_с = 0.25 - 0.3 %, а полная, определенная по дефициту скорости продольных волн, ф_Р = 1.2 - 1.5 % [1]. Проводящие блоки на Н = 10 км, расположены вблизи кровли волновода с V_P = 6.05 км/с - ф_Р = 0.5 - 2 % и ф_с, = 0.5 %. Доля связанного флюида в горной породе на Н > 35 - 45 км не превышает 20 - 25 % от полной массы, а на Н = 10 - 20 км она возрастает до 40 - 100 %.

Результаты

1. Согласование границ проводящих блоков с доменами пониженных скоростей V_Р, зонами смены корреляции сейсмических волн, повышенного поглощения сейсмических волн позволяет стабилизировать решение обратной 3-D задачи МТЗ. Глубины до разломов и проводников, расположенных в верхней и средней частях коры, определяются с погрешностью превышающей относительную погрешность подбора Z^maxНМ - ^maxH = 10 - 15 %. УЭС и глубина до проводников нижних частей коры вычисляются с погрешностью превышающей 100 %, как и их флюидонасыщенность.

Рис.4 Сопоставление модельных (широкие линии) и экспериментальных (тонкие линии) кривых с^{maxH (}левая карта), с^{minH (}правая карта) на профиле Можарка - Кызыл в т. МТЗ: а - 134 - 142 (т. н. 193 - 194), б - 145 - 148 (т. н.184 - 183), в - 149 - 170 (т. н.174), г - 170 - 174 (т. н.154 - 155), д - 172 - 178 (т. н.135 - 144), е - 180 - 184 (т. н.105 - 116). Масштаб билогарифмический.

Но выводы о пределах изменения связанной доли флюида полезны для оценки проницаемости коры, так как их различия для структурных единиц достигают двух порядков.

2. Максимальными ф_с = 0.5 - 1.5 % характеризуются глубинные разломы на южном борту Центрально-Тувинского прогиба и на пересечении Курайского, Азасского, Каа-Хемского и Хемчикско-Куртушибинского разломов. Высокое содержание флюида свойственно и разломам субмеридионального и северо-западного направлений (Восточно-Таннуольский, Унгешский). Гипоцентры землетрясений концентрируются, как вблизи глубинных разломов с с = 200 - 300 Омм (северная ветвь Хемчикско-Куртушибинского), так и с с = 10 - 100 Омм (южная ветвь Хемчикско-Куртушибинского, Уюкский, Балыктыг-Хемский, Азасский и Байсютский). Низкие с коры обусловлены ее раздробленностью глубинными разломами. Об этом свидетельствует близость их к зонам повышенного поглощения обменных волн и пониженного теплового потока. Вдоль этих разломов восходящие движения составляют 1 - 1.6 мм/год, а на ограничивающих ими впадинах наблюдаются и разнонаправленные перемещения.

3. В очаговых зонах землетрясений на глубине 10 - 20 км УЭС уменьшается до 10 - 20 Омм, что свидетельствует о наполнении коры связанным флюидом с ф_с = 0.5 - 1.5 %. За их пределами проводящие блоки расположены глубже 40 км с ф_с = 0.3 - 0.4 % (рис.3), Основная часть землетрясений расположена на глубинах до 15 - 20 км выше или вблизи кровли этих проводящих блоков. Это свидетельствует о том, что флюидонасыщенные пласты гасят пластовое напряжение.

Согласно данным метода МОВЗ и ГСЗ, под очаговыми зонами и выше границы Мохо кора характеризуется повышенной трещиноватостью.

4. Восточно-Тувинский, Убсунурский прогибы с максимальным содержанием связанного флюида в коре находятся в режиме субширотного горизонтального растяжения, в отличие от горных хребтов и поднятий. Что, возможно, связано с внутрикоровыми и мантийными движениями, способствующими поступлению флюида в верхние слои коры (Ребецкий и др., 2013). На Батеневском, Мрасском и Сангиленском устойчивых массивах проводящие разломы имеют УЭС значительно превышающие те, что получены в данной очаговой зоне [1].

Литература

1. Белявский В.В., Геоэлектрическая модель Алтае-Саянской кладчатой области. Часть I и Часть II. LAP-LAMBERT. Academic Publishing. Saarbrucken, Deutschland. 2014. ISBN: 978-3659-39322-8, ISBN: 978-3659-52219-2.

2. Друскин В.Л., Книжнерман Л.А. Спектральный полудискретный метод для численного решения трехмерных нестационарных задач в электроразведке // Известия Акад. Наук СССР. Физика Земли 1988. № 8. С.63 - 74.

3. Геологическое строение СССР и закономерности размещения полезных ископаемых. Т. Алтае-Саянский регион и Забайкальско-Верхнеамурский регионы. Кн.1. Сборник научных трудов. М-во геологии СССР. Всесоюзный научно-исследовательский Геол. Ин-т; Под ред.П.С. Матросова, Г.Н. Шапошникова. Министерство геологии СССР.Л. "Недра". 1988.299 с.

Размещено на Allbest.ru