Флюидонасыщенность очаговых зон Алтае-Саянского и Камчатского регионов
Інформація про будову земної кори, отримана методами обмінних хвиль землетрусів і магнітотелуричного зондування вздовж регіональних профілів Алтає-Саянського і Камчатського (Коряцького) регіонів дозволила оцінити флюїдонасиченість: Алтайського, Шапшальського, Теелінського і Олюторського, Хаілинськог...
Saved in:
| Published in: | Наукові праці УкрНДМІ НАН України |
|---|---|
| Date: | 2011 |
| Main Author: | |
| Format: | Article |
| Language: | Russian |
| Published: |
Український науково-дослідницький і проектно-конструкторський інститут гірничої геології, геомеханіки і маркшейдерської справи НАН України
2011
|
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/99732 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Флюидонасыщенность очаговых зон Алтае-Саянского и Камчатского регионов / В.В. Белявский // Наукові праці УкрНДМІ НАН України. — 2011. — № 9, ч. 2. — С. 120-135. — Бібліогр.: 10 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859797004216958976 |
|---|---|
| author | Белявский, В.В. |
| author_facet | Белявский, В.В. |
| citation_txt | Флюидонасыщенность очаговых зон Алтае-Саянского и Камчатского регионов / В.В. Белявский // Наукові праці УкрНДМІ НАН України. — 2011. — № 9, ч. 2. — С. 120-135. — Бібліогр.: 10 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Наукові праці УкрНДМІ НАН України |
| description | Інформація про будову земної кори, отримана методами обмінних хвиль землетрусів і магнітотелуричного зондування вздовж регіональних профілів Алтає-Саянського і Камчатського (Коряцького) регіонів дозволила оцінити флюїдонасиченість: Алтайського, Шапшальського, Теелінського і Олюторського, Хаілинського осередкових зон землетрусів. Показано, що вона залежить від характеру сейсмічності, глибини розташування низькошвидкісних і низькоомних доменів.
Information of Altai-Sayan and Kamchatska (Korakij) earth crust structure was obtained by seismic converted waves date and magnetotelluric soundings along VNIIGeophizika regional profiles. Altai, Shapshal, Teely and Olutor, Hailin focal zones study allowed to estimate permeable fluid-filled zones of the earth crust. It show that fluid-filled rock depend on seismcity character and the deep position of domens with lower velocity (Vp ) and resistivity (ρ) values.
|
| first_indexed | 2025-12-02T14:12:44Z |
| format | Article |
| fulltext |
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 9 (частина II), 2011
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 9 (part II), 2011
120
УДК 551.14 = 551.24 (571.66)
ФЛЮИДОНАСЫЩЕННОСТЬ ОЧАГОВЫХ ЗОН
АЛТАЕ-САЯНСКОГО И КАМЧАТСКОГО РЕГИОНОВ
Белявский В. В.
(ЦГЭМИ ИФЗ РАН, г. Троицк, Россия)
Інформація про будову земної кори, отримана методами
обмінних хвиль землетрусів і магнітотелуричного зондування
вздовж регіональних профілів Алтає-Саянського і Камчатського
(Коряцького) регіонів дозволила оцінити флюїдонасиченість:
Алтайського, Шапшальського, Теелінського і Олюторського,
Хаілинського осередкових зон землетрусів. Показано, що вона за-
лежить від характеру сейсмічності, глибини розташування
низькошвидкісних і низькоомних доменів.
Information of Altai-Sayan and Kamchatska (Korakij) earth
crust structure was obtained by seismic converted waves date and
magnetotelluric soundings along VNIIGeophizika regional profiles.
Altai, Shapshal, Teely and Olutor, Hailin focal zones study allowed to
estimate permeable fluid-filled zones of the earth crust. It show that
fluid-filled rock depend on seismcity character and the deep position
of domens with lower velocity (Vp ) and resistivity (ρ) values.
Прогноз сейсмической опасности подразумевает выявление
особенностей глубинного строения очаговых зон землетрясений
и прилегающих сегментов среды, являющихся источником избы-
точного давления и его перераспределения. Последнее обстоя-
тельство связано со степенью флюидонасыщенности коры. Есть
факты, свидетельствующие о том, что очаговые зоны сильных
землетрясений приурочены к краевым частям высокоскоростных
тел, залегающих на глубине 10-30 км над нижнекоровым волно-
водом, вблизи кровли тел с высоким поглощением и проводимо-
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 9 (частина II), 2011
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 9 (part II), 2011
121
стью, предполагается, что флюидонасыщенность зон поглощения
связана с процессами дегидратации, которые могут принимать участие
в развитии сейсмогенных деформаций [1]. В тектонических активных
областях трещины и дилатансионные деформации заполняют очаговые
зоны землетрясений «тектонические силы поддерживают масштаб
трещинообразования, обусловленный землетрясениями» [1].
Знание флюидонасыщенности по сейсмическим и геоэлек-
трическим параметрам в очаговых зонах дает возможность опре-
делить (in situ) удельное электрическое сопротивление флюида, а
это позволяет оценить степень минерализации раствора и исполь-
зовать эти данные для оценки флюидонасыщенности в смежных
регионах.
1. Очаговые зоны Алтае-Саянского региона
В исследуемой юго-западной части Алтае-Саянского регио-
на расположены очаговые зоны: Алтайская, Шапшальская и
Тээлинская, а в центральной части − Шагонарская (рис. 1). Пер-
вая расположена в пределах Курайской и Чуйской впадин, где ак-
тивизированные разломы образуют горст-грабеновые структуры.
К бортам Курайско-Чуйской впадины с суммарными вертикаль-
ными движениями до 2 мм/год приурочены эпицентры землетря-
сений (до 40 %). Размеры очага составляют 150×100 км. Здесь
сходятся три разнонаправленные системы региональных разло-
мов.
Шапшальский очаг расположен в системе торцового сочле-
нения широтных структурно-тектонических зон Тывы со струк-
турами Алтая, имеющими северо-западное простирание. Размеры
очага составляют 120×45 км. Он находится на стыке двух кон-
трастных неотектонических блоков: опускающегося со скоро-
стью 0,3 мм/год западного борта Убсунурской впадины и возды-
мающегося со скоростью 0,6-0,7 мм/год структур Монгольского
Алтая. Западная система нарушений имеет скорость восходящих
движений до 1,2-1,4 мм/год [2].
Тээлинский очаг расположен на стыке широтной Тувинской
впадины, погружающейся со скоростью до 0,7 мм/год и северо-
западного простирания структур Западного Саяна, воздымаю-
щихся со скоростью 1,2 мм/год. Размеры очаговой области со-
ставляют 130×70 км. События с магнитудами 3,5 - 4,0 зафиксиро-
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 9 (частина II), 2011
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 9 (part II), 2011
122
ваны на границе с Тувинской впадиной, а на восточном крыле
Шапшальского разлома их энергетический уровень повышается
до М = 4,0-6,0.
Раннепротерозойские гнейсо-сланцевые и гнейсо-сланцево-карбонатные
комплексы выступов основания: 13 – Западно-Сангиленский; зеленосланцевые
выступы байкалид: 8 – Башкаусский, 11 – Южно-Чуйский. Структурно-
формационные зоны каледонид: 5 − раннекаледонские эвгеосинсклинальные с
офиолитовыми ассоциациями: 6-7 − эвгеосинклинального типа; 8 – позднекале-
донские миогеосинклинального типа. 9 – раннеорогенные вулканогенно-
молассоидные, 10 – позднеорогенные молассоидные угленосные. Мезозойские
(посторогенной активизации): 11 – юрские молассоидные угленосные, 14 – кай-
нозойские молассоидные. 13 − каркасные разломы: 16 – Хемчинско-
Куртушибинский, 19 – Башелакский, 22 – Прителецкий, 23 – Шапшальский, 24 –
Шуйский, 26 – Восточно-Таннуольский, 31 – Курайский. Номера рассматривае-
мых профилей МОВЗ-МТЗ показаны интервалами: а-а, б-б, в–в и г-г. Точки
МОВЗ показаны в начале и конце профилей. Очаговые зоны землетрясений вы-
делены эллипсами: 1- Алтае-Саянская, 2 – Шапшальская, 3 – Тээлинская, 4 -
Шагонарская
Рис. 1. Карта расположения профилей МТЗ на схеме струк-
турно-геологического районирования Алтае-
Саянского региона [2]
2. Оценка флюидонасыщенности среды по скоростям про-
дольных и поперечных волн
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 9 (частина II), 2011
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 9 (part II), 2011
123
В двухфазных средах, содержащих газ или воду в жестком
скелете вмещающей среды, по дефициту скорости продольных
волн можно, используя известное уравнение среднего времени
[3], оценить процентное содержание флюида – фv :
1/Vp = [фv/Vf + (1– фv)/V0], (1)
где V0 − cкорость продольной волны в скелете горной поро-
ды, Vp − скорость продольных волн в двухфазной среде и Vf
=1,7 м/с − скорость продольной волны во флюиде.
Скорость поперечных волн Vs в двухфазной среде связана
со скоростью в скелете горной породы Vs0 согласно [4]:
Vs = Vs0{1 – φs/2[15(1-σ1)/(1-5σ1) – (1-D)]}, (2)
где D = δ2/δ1 − отношение плотности жидкого флюида к
плотности сплошного скелета, а σ1 − коэффициент Пуассона
твердой фазы принимался σ1 = 0,25. Средняя плотность твердой
фазы взята как плотность верхней коры с 2,7 г/см2, а жидкой фа-
зы − 1,1 г/см2. С учетом этих данных флюидонасыщенность со-
ставляет: φs = [Vs/Vs0-1]*0,6 = 0,6[∆Vs|Vs0], где ∆Vs − дефицит по-
перечных скоростей в двухфазной среде. Причиной низких зна-
чений скоростей Vs и Vр может быть и повышенная силикатность
разреза, оцениваемая путем расчета содержания в коре SiO2 по
сейсмическим данным [5].
В пределах участка работ аномалии низких скоростей кор-
релируют с положением блоков пониженного удельного электри-
ческого сопротивления (уд. эл. сопр.), поэтому можно считать,
что дефицит скорости Vp и Vs связан с флюидонасыщенностью
горных пород.
3. Оценка флюидонасыщенности в Алтайской, Шапшаль-
ской, Тээлинской и Шагонарской очаговых зонах землетрясений
В пределах рассматриваемых очаговых зон землетрясений,
пересекаемых профилями МОВЗ-МТЗ Ташанта - Кош-Агач -
Бийск, плато Укок - Кош-Агач, Кош-Агач - Саглы и Саглы – Ши-
ра, на сейсмические разрезы вынесены глубинные разломы, ги-
поцентры локальных землетрясений с М = 1,5-3,3, зарегистриро-
ванные в 2006-2008 гг. и зоны повышенного затухания сейсмиче-
ских волн.
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 9 (частина II), 2011
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 9 (part II), 2011
124
а) Ташанта−Кош-Агач−Бийск, тт. МОВЗ 73-117 и тт. МТЗ 68-110; б) плато
Укок – Кош-Агач, тт. МОВЗ 201-225-249 и тт. МТЗ 777-727, 67-47; в) Кош-Агач
- Саглы, тт. МОВЗ 265 – 297-314 и тт. МТЗ 32-1, 50-28; г) Саглы - Шира.
1-номера точек МОВЗ; 2- сейсмические границы и их индексы; 3-границы
блоков (разломы); 4-гипоцентры сильных землетрясений: а, б - Алтайского
(27.09.2003 г, М=7,3), в - Урэг-Нурского (15.05.1970 г., М=7,0), г) – Тээлинского,
1986 г. М =5.0; 5 - очаги локальных землетрясений (2006-2008 гг, М=1,5-3,3); 6-
скорости Р- и S-волн в слое в км/с и содержание (%) SiO2; 7 - области повышен-
ного поглощения РS-волн (К > 0.0009 1/км); 8 - выделенные группы землетрясе-
ний в очаговых зонах.
Рис. 2. Глубинные сейсмогеологические разрезы по данным
МОВЗ вдоль профилей
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 9 (частина II), 2011
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 9 (part II), 2011
125
Значения уд. эл. сопр. проводящих блоков коры получены в
режиме 3D подбора модельных кривых МТЗ, рассчитанных для
трехмерных сред к экспериментальным (рис. 3 а-в). Часть очагов
локальных землетрясений вынесена на сейсмические разрезы
(см. рис. 2) и на сечения вдоль геоэлектрических разрезов 3D мо-
делей. Видно, что они расположены выше областей с низкими
уд. эл. сопр. и в зонах повышенного поглощения сейсмических
волн ассоциируют с зонами пониженных скоростей.
Северная часть Алтайской очаговой зоны выделяется в ин-
тервале тт. МОВЗ 108-85 (МТЗ 103-80) профиля Ташанта - Кош-
Агач – Бийск значительными изменениями гипсометрии поверх-
ности Мохо от отметок 45 км в районе т. 108 до 54 км в районе
т. 85 (см. рис. 2 а). На глубинах 8-30 км значения ΔVp = 0,04-0,05 км/c,
что соответствует ф = 0,22-0,26. Алтайское землетрясение (2003 г.,
М= 7,3) произошло в условиях сжимающих напряжений, ориен-
тированных на север (региональное давление с юго-востока на
северо-запад) и растягивающих в широтном направлении напря-
жений. В граничащем к очаговой зоне блоке проводимость коры
возрастает на два порядка.
Южная часть очаговой зоны Алтайского землетрясения
находится в районе тт. МОВЗ 221-240 (МТЗ 66-56) профиля пла-
то Укок - Кош-Агач (см. рис. 2 б). Результаты действующих
вдоль профиля сжимающих напряжений проявляются в виде раз-
рывов типа надвигов границы М на глубине 53-55 км. Граница М
воздымается под очаговой зоной от 55 до 50 км. Участки ано-
мально высокого затухания сейсмических волн со значениями К >
0,0009 1/км совпадают с областями наиболее интенсивной сей-
смичности, приуроченными к выделенным методом МОВЗ глу-
бинным нарушениям коры в очаговой зоне, где также прерывает-
ся корреляция обменных волн.
Скорости продольных волн на глубинах 20-30 км возраста-
ют от 6,64 до 6,74 км/с и на глубинах 30-40 км − от 6,83 до
7,02 км/с (рис. 2 б). Дефицит скорости на глубинах 5-15 км со-
ставляет ΔVp = 0,04 км/c, что соответствует ф = 0,24 %, на глуби-
нах 20-50 км при ΔVp = 0,1 км/c получаем ф = 0,5 %. На глубинах
от 40 до 50 км в доменах под точками МОВЗ 235-240 (МТЗ 50-55)
ΔVp = 0,15 км/с, что соответствует ф = 0,7 %. Под ними граница
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 9 (частина II), 2011
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 9 (part II), 2011
126
М расположена на глубине 47 км, а в стороне погружается до
55 км. В интервале точек МОВЗ 257-262 (МТЗ 38-45) на глубине
свыше 40 км ΔVp = 0,2 км/с и ф = 1,0 %. Выполненная оценка
флюидонасыщенности по значениям ΔVs превышает определен-
ную по ΔVp по всей коре, достигая 1 %.
Надо отметить, что области дефицита скоростей на глуби-
нах свыше 40 км граничат по латерали с доменами, в которых
наблюдается избыток ΔVp до 0,2 км/с, что свидетельствует о че-
редовании зон сжатия и разгрузки напряжений или о наличии
жестких пород в разрезе. Проводимость разреза под рассматрива-
емыми точками МОВЗ возрастает на два порядка.
Шапшальская очаговая зона в пределах профиля Кош-
Агач – Саглы (тт. МОВЗ 287-309, МТЗ 1-10) по строению коры
аналогична Алтайской очаговой зоне (см. рис. 2 в). Урэг-Нурское
землетрясение (1970 г., М = 7,0) произошло в области, где закан-
чивается значительная расслоенность коры. Здесь же наблюдает-
ся область повышенного затухания (К > 0,0009 1/км) обменных
волн, а на глубинах 30-40 км ΔVp = 0,06 км/c, что соответствует
ф = 0,3. К этой зоне приурочены области высокой проводимости
разреза. Для глубин 30-40 км по дефициту скорости ΔVS получа-
ем ф = 08-1 %.
Тээлинская очаговая зона по профилю Саглы-Шира
(тт. МОВЗ 410-430 и МТЗ 225-235) выделяется повышенным за-
туханием сейсмических волн до К > 0,0009 1/км, а на глубинах 8-
35 км дефицит скорости ΔVp = 0,05 км/с, что отвечает ф = 0,3. По
дефициту VS получаем, что ф = 0,75 %. Под очаговой зоной па-
раметр Vp/Vs в верхней и средней частях коры уменьшается от
Vp/Vs = 1,72 до 1,70, а в нижней коре − от Vp/Vs = 1,71 до 1,67.
Таким образом, над границей Мохо кора более раздробленная и
обводненная, как и в случае Шапшальского очага, где она распо-
ложена на глубине 52 км.
Из представленных результатов следует, что по дефициту
скоростей Алтайский очаг имеет на глубинах 13-20 км значение
ф = 0,28 %, значение ф = 0,5 % - на глубинах 20-40 км и ф = 0,7-
1,0 для глубин 40-50 км. Тээлинский очаг имеет ф = 0,3 % на глу-
бинах 8-30 и 40-50 км, а Шапшальский очаг − ф = 0,3 % для глу-
бин 30-40 км. В основном очаговые зоны землетрясений для
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 9 (частина II), 2011
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 9 (part II), 2011
127
верхней и средней коры характеризуются значениями ф ≈ 0,3-
0,4 %, а на глубине 40-50 км иногда достигают значений ф = 0,7-
1,0 %.
Под северным окончанием Шагонарской очаговой зоны,
расположенной на западном продолжении Байкальской рифтовой
зоны, вблизи интервала тт. 380-400 профиля ГСЗ «Кварц» [5],
наблюдается максимальный для региона дефицит скоростей про-
дольных волн ∆Vp = 0,25-0,35 км/с в средней и нижней коре и по-
перечных волн ΔVS = 0,1-0,2 км/с. Это соответствует значениям
ф = 2,3 % в средней коре и ф = 1,2-1,5 % в нижней коре. Поверх-
ность Мохо под очагом и за его пределами расположена на глу-
бине 50 км.
4. Геоэлектрические модели очаговых зон землетрясений
Характерной особенностью данного региона являются вы-
сокие значения параметров обычной и фазовой асимметрии гео-
электрического разреза, поэтому интерпретация проводилась в
рамках трехмерных моделей. Анализ МТ- данных и построение
одномерных геоэлектрических разрезов выполнялись на основа-
нии 3D инверсии максимальных и минимальных кривых индук-
ции ρmахН и ρminН в рамках подхода, изложенного в работе [6].
Удельное сопротивление флюида ρф связывается с удельным со-
противлением горной породы, его содержащей, при условии пол-
ной связанности и малом процентном содержании по формуле
ρф = ρ×ф/1,5, вытекающей из полной формулы Шенкленда-Ваффа
[7].
Результирующая блочная модель дана в виде ее сечений по
профилям 1zx, 2zx и 16zу (рис. 3 а-в). На эти же сечения нанесе-
ны результаты 1D инверсии кривых ρmахН.
Значения уд. эл. сопр. блоков, аппроксимирующих очаговые
зоны землетрясений – ρз, получены на основании 3D инверсии
экспериментальных кривых ρmахН и ρminН, проведенной в интерак-
тивном режиме сравнением модельных и экспериментальных
кривых. Относительное расхождение между модельными и экс-
периментальными кривыми ρmахН и ρminН не превышает 10-20 %.
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 9 (частина II), 2011
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 9 (part II), 2011
128
Ohm*m
5.00
10.00
33.33
50.00
111.11
200.00
500.00
1428.57
2000.00
4000.00
10000.00
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
-265 -238 -210 -183 -156 -129 -101 -74 -47 -19 8 35 63 90 117 144 172 199 226 254 281 308 335 363 390
km
H
,k
m
1000.000
100.000
10.000
1.000
0.100
0.010
0.001
1 2 2 33
******* ** **
а)
Ohm*m
5.00
10.00
33.33
50.00
100.00
200.00
333.33
400.00
4000.00
10000.00
21 22 23 24 2526 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40
-265 -238 -210 -183 -156 -129 -101 -74 -47 -19 8 35 63 90 117 144 172 199 226 254 281 308 335 363 390
km
H
,k
m
100.000
10.000
1.000
0.100
0.010
0.001
1 2 2
*
* **
* *****
б)
Ohm*m
10.00
33.33
50.00
100.00
200.00
333.33
400.00
500.00
666.67
1000.00
4000.00
100000.00
17 37 57 77 97 117 137 157 177 197
-695 -683 -672 -660 -648 -637 -625 -613 -602 -590 -578 -567 -555 -543 -532 -520 -508 -497 -485 -473 -462 -450 -438 -427 -415
km
H
,k
m
1000.000
100.000
10.000
1.000
0.100
0.010
0.001
**** * *
45 3
в)
3D модели и результаты 1D инверсии кривых ρmaxH (даны черными
линиями в logOм∙м). Сверху даны номера точек МТЗ, внизу − расстояние в
км. Шкала удельных сопротивлений блоков модели дана справа. Красным
цветом обозначены гипоцентры землетрясений с магнитудой более 3,3.
Названия глубинных разломов: а) 1 – Башелакский, 2 – Курайский, 3-
Шапшальский; б) 1 – Прителецкий, 2 – Курайский; в) 3 – Борусский, 4 –
Хемчикско-Куртушибинский, 5 – Шуйский
Рис. 3. Сечения по профилям: а) 1zx (тт. 3-18), б) 2 zx (тт.
23-31), в) 16zy (тт. 17-137)
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 9 (частина II), 2011
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 9 (part II), 2011
129
5. Оценка удельного электрического сопротивления флюида
В очаговых зонах Алтая-Саянского региона происходит
накопление и разрядка напряжений, поэтому следует ожидать
максимального участия всего трещинно-порового пространства в
кинематическом процессе, то есть полная пористость (флюидона-
сыщенность) должна приближаться к связанной, а оценки, полу-
ченные по сейсмическим данным, должны быть близки к элек-
трическим. В очаговых зонах землетрясений удельные электри-
ческие сопротивления (ρз) доменов (рис. 3) получены на основа-
нии подбора трехмерных геоэлектрических модельных кривых
максимума и минимума индукции к экспериментальным. С уче-
том приведенных выше данных получаем для первых трех очаго-
вых зон:
− северной части Алтайского очага для разлома с ρз =
30 Ом∙м на глубинах 10-20 км − ρф = 0,06-0,04 Ом∙м, а на глуби-
нах более 25 км для пласта с ρз = 5 Ом∙м получаем ρф = 0,01 Ом∙м.
В южной части для разлома в верхней коре с ρ = 30 Ом∙м получа-
ем ρф = 0,05 Ом∙м, а для глубин 20-40 км при ρз = 5 Ом∙м − ρф =
0,017 Ом∙м и для 40-50 км ρф = 0,03-0,06 Ом∙м (ρз = 5-10 Ом∙м);
− Тээлинского очага − ρф = 0,06 Ом∙м при ρз = 30 Ом∙м для
глубины свыше 20 км и ρф = 0,02 Ом∙м для пласта с ρз =
10 Ом∙м;,
− Шапшальского очага на глубине 30-40 км (для пласта с
ρз = 10 Ом∙м) имеем 0,3 %, что дает ρф = 0,02 Ом∙м.
Таким образом, для верхней части коры в очаговых зонах
землетрясений разброс значений удельного сопротивления флю-
ида составляет от ρф = 0,03 Ом∙м (ρз = 10 Ом∙м) до 0,05 Ом∙м (ρз =
30 Ом∙м) при наиболее вероятном значении ρф = 0,04 Ом∙м на
глубине 10 км, где температура превышает 2000 С [2].Тогда для
этих глубин ρф = 0,04 Ом∙м и по известной формуле ρф = Рρ18 по-
лучаем, что ρ18 = 0,24 Ом∙м, что близко к концентрации солей
NaСl - KСl 50 г/л. Коэффициент Р связывает удельные сопротив-
ления флюида при разных температурах [3]. Эти значения ρ18
близки к оценкам электропроводности флюида ρф = 0,02-
0,04 Ом∙м, приведенных в работе [8] при близкой концентрации
солей и литостатическом давлении на глубине 10-15 км, но зна-
чения флюидонасыщенности в очаговых зонах Алтая-Саянского
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 9 (частина II), 2011
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 9 (part II), 2011
130
региона значительно выше приведенных в этой же работе для
молодых платформ.
Для нижней коры на глубинах 25-40 км температура дости-
гает 6000, что при ρф = 0,03-0,02 Ом∙м с учетом слабого влияния
давления на ρф [8] получаем ρ18 = 0,45-0,32 Ом∙м, что соответ-
ствует минерализации 20-40 г/л.
6. Результаты сейсмоэлектрических исследований в преде-
лах очаговых зон Корякии
Цифры в квадратах: 1 - Омолонский массив, 2 - Мургальский блок,
3 - Пенжинская впадина, 4 – Таловско-Майнский блок, 5 - Центрально-
Корякский блок, 6 – Олюторская зона (Вывенская впадина ее западная
часть, Ильпино-Тылговаямский прогиб – восточная); слева от профиля по-
казаны пункты наблюдения МТЗ-МВЗ, а справа - пункты МОВЗ. Точками
показаны МТЗ выполненные до 2005 г.
Рис. 4. Расположение профиля МТЗ-МОВЗ Верхнее Пенжи-
но-Корф на тектонической схеме Корякско-
Камчатской складчатой области
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 9 (частина II), 2011
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 9 (part II), 2011
131
В пределах Охотско-Чукотского вулканического пояса и
Центрально-Корякской складчатой системы Центром ГЕОН вы-
полнены работы методами МОВЗ – МТЗ [9] вдоль профиля,
представленного на рис. 4. Полученный вдоль этого профиля по
1D инверсии геоэлектрического разреза с элементами сейсмиче-
ских и гравиметрических построений разрез представлен на
рис. 5.
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200
Гл
уб
ин
а,
км
0 10 20 30 40
50.
42.
33.
25.
17.
8.4
0.1
00
00
00
00
00
00
0000
00
00
00
000000
00
00
00
00
00
00
00
00
00
00
00
00
00
00
00 00
00
00
00
00
00
00
00
00
00
00
00
Пенжинская впадина Ильпинско-Тылговаямский прогиб
Центрально-Корякская СФЗ
____
Вв-Вт
V
2.8 2.8 2.8 2.8 3.2 3.2
К-П1 50 101 148 202 248V
К-Пх
V
Значения уд. эл. сопр. даны в logρ. Рассмотрено 248 тт. МТЗ. Их номера
даны сверху. Глубинные разломы: К-П − Куюльско-Параполський, Вв-Вт – Вы-
венско-Ватынский, К-Пх – Карагинско-Пачинский. Эллипсами показаны основ-
ные области повышенного затухания сейсмических волн. Большими квадратами
− гипоцентры землетрясений с магнитудой свыше М >7, а малыми − с М > 5. Бе-
лыми линиями показана граница М, а цифрами − плотности коры и мантии для
глубины 20-30 км
Рис. 5. Результаты 1D инверсии сглаженных продольных
кривых максимума индукции на участке Пенжин-
ская губа – залив Корфа
Область сгущения гипоцентров землетрясений является тек-
тоническим узлом, в котором замыкается система Камчатских
структурно-формационных зон северо-восточного простирания и
образуются зоны северо-западного направления. Халинское
(1991) с М = 6,6, Корякское (1988) с М = 5,5 и Олюторское (2006)
с М = 7,8 землетрясения расположены в Ильпинско-
Тылговаямском прогибе на глубине 35-40 км. Глубже располо-
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 9 (частина II), 2011
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 9 (part II), 2011
132
жения основных гипоцентров форштоковых и афтершоковых
землетрясений выделены проводящие толщи с ρ = 30-40 Ом∙м
(ф = 0,6-0,7 %). Очаги землетрясения с М > 6,5 расположены в
пределах уменьшения мощности коры от 40 км (Вывенская впа-
дина) до 25 км (Ильпино-Тылговямский прогиб) и смены уд. эл.
сопр по латерали.
Полученная методом 3D инверсии (интерактивный подход)
максимальных и минимальных кривых МТЗ и типперов объемная
геоэлектрическая модель с расположением гипоцентров земле-
трясений с М > 6,6 представлена на рис. 6.
На временном разрезе обменных волн появляется картина,
характеризующаяся резким затуханием фаз и амплитуд обменных
волн и увеличением времен их регистрации над очагами земле-
трясений и наклонением осей синфазности под Корякское наго-
рье. Границы смены корреляции обменных волн наклонены на
запад.
Значения уд. эл. сопр. блоков в Ом∙м даны в белых прямоугольниках.
Сверху даны тт. МТЗ, соответствующие рис. 4. Масштаб по оси Z дан в
log(H).
Рис. 6. Объемная геоэлектрическая модель Пенжинской
впадины (тт. 198-1), Корякского нагорья (тт. 101-
148), Вывенской впадины (тт. 148-202) и Олютор-
ской впадины (тт. 202-248)
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 9 (частина II), 2011
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 9 (part II), 2011
133
В этой переходной зоне расположена вертикальная зона с ρ
= 100 Ом∙м. К ней приурочены афтершоки упомянутых землетря-
сений. Здесь же наблюдается повышенный тепловой поток (до
70 мВт/м2) и приближенные к дневной поверхности породы вы-
сокой плотности. Западнее этой зоны в пределах Центрально-
Корякского нагорья на глубине 8 км выделен проводящий блок с
ρ = 100-200 Ом∙м (ф = 0,10-0,15 %), связанный с поднадвиговыми
структурами аккреционной призмы.
Выводы
1. Флюидонасыщенность очаговых зон землетрясений Алтая
и Тывы определялась в пределах разломных зон, крылья которых
имеют разнонаправленные вертикальные смещения до 1 мм/год,
горизонтальные северо-западные сдвиги − до 3мм/год (сжатие) и
в доменах, в которых дефицит продольных скоростей превышает
0,05 км/с. Она составляет для верхней коры не более ф = 0,26 %
или вообще отсутствует, а для нижней коры − ф = 0,3-0,5 %, до-
стигая значений 0,7 % по ΔVp и до 1 % по ΔVS. Шагонарский очаг
землетрясений, расположенный на продолжении Байкальской
рифтовой зоны (Каа-Хемская рифтовая долина) имеет макси-
мальные для региона: ф = 1,6-2,3 % для верхней коры и ф =1,2-
3,0 % для нижней коры. Это, возможно, обусловлено раздвигом
коры под Тувинской впадиной.
2 Удельное сопротивление флюида в очаговых зонах Алтая
и Тывы в среднем составляет для верхней коры ρф = 0,04 Ом∙м, а
для нижней − ρф = 0,02. Тогда удельное сопротивление флюида
при Т = 180 составляет для верхней коры ρ18 = 0,24 Ом∙м, что
близко к концентрации солей NaСl - KСl 50 г/л, а для нижней ко-
ры ρ18 = 0,45-0,32 Ом∙м, что соответствует минерализации 20-
40 г/л.
3. Проявляющаяся в Олюторской зоне верхнемантийная
сейсмичность свидетельствует о повышенной активизации лито-
сферы, которая связана с глубинными наклоненными разломами
[9], уходящими корнями в мантию (рис. 5). Такая форма границ
обусловлена давлением, которое оказывает плита Берингия на
Корякию (Северо-Американская плита). В пределах этих границ
возрастают: флюидонасыщенность до 0,6-2,0 % (ρ = 10-25 Ом∙м)
и поглощение обменных волн до 900∙10-6 м-1. Они являются
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 9 (частина II), 2011
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 9 (part II), 2011
134
ослабленными зонами, в которых разряжается энергия, накоп-
ленная в процессе упругих напряжений.
4. В Алтае-Саянском регионе рассмотренные очаги земле-
трясений с М < 3,5 расположены выше или на кровле коровых
проводящих формаций, но в пределах региональных низкоомных
разломных зон, вдоль крыльев которых происходят субверти-
кальные и субгоризонтальные смещения. Эти разломы выделя-
ются методом МОВЗ, а если они выходят на поверхность, то под-
тверждаются инструментальными наблюдениями [10]. Очаги
землетрясений тяготеют к зонам повышенного затухания сейсми-
ческих волн. Очаги землетрясениями с магнитудой М ≥ 6 распо-
ложены глубже 15-20 км в доменах, характеризующихся повы-
шенной проводимостью и пониженной скоростью продольных и
поперечных волн.
В Олюторском очаге землетрясений с 4 < М < 6 гипоцентры
в основном расположены на глубинах 10-30 км над проводящей
(с ρ = 20-30 Ом∙м) мантийной зоной в пределах Вывенской впа-
дины в зоне субдукционной картины поведения сейсмических
границ [9]. Они коррелируют с зонами повышенного затухания
сейсмических волн (см. рис. 5).
СПИСОК ССЫЛОК
1. Райс Дж. Механика очага землетрясений. М.: Мир.1982. –
217 с.
2. Геологическое строение СССР и закономерности размещения
полезных ископаемых / Под ред. П. С. Матросова,
Г. Н. Шапошникова. - Л.: Недра. 1988. Том 7. – 300 c.
3. Сейсморазведка. Справочник геофизика. / Под ред.
И. И. Гурвича и В. П. Номоконова. - М.: «Недра», 1988. –
464 c.
4. Петкевич Г. И., Вербиций Т. З. Исследование упругих свойств
пористых геологических сред, содержащих жидкости. - К.:
Наук. думка», 1965. - 75 с.
5. Булин Н.К., Егоркин А.В. Региональный прогноз нефтегазо-
носности недр по глубинным сейсмическим критериям. - М.:
ВСЕГЕИ, Центр ГЕОН, 2000. - 192 c.
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 9 (частина II), 2011
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 9 (part II), 2011
135
6. Белявский В.В. Геоэлектрическая модель тектоносферы Се-
веро-Кавказского региона. - Тверь: ГЕРС, 2007. - 248.
7. Shanklend T.I., Waff H.S. Partial melting and electrical conduc-
tivity anomalies in the upper mantle // Journal Geophys. Res.
1977. 82. V. 33. Р. 5409 – 5417.
8. Ваньян Л.Л., Хайндман Г. Л. О природе электропроводности
консолидированной коры // Физика Земли. - 1996. - № 4. С. 5-12.
9. Сейсмоэлектрическая модель Охотско-Чукотского вулкано-
генного пояса и Центрально-Корякской складчатой зоны по
профилю Верхнее Пенжино / В. В. Белявский, Е. Е. Золотов,
А. Г. Нурмухамедов и др. - Корф. Геофизика. - 2008. № 2. -
С. 30–44.
10. Уточненная карта сейсмотектонического районирования Ал-
тае-Саянского региона, масштаб 1:1 000 000 / Авт.
В. И. Герман, А. А. Карюкина. - Красноярск: ГПКК « КНИИ-
ГиМС», 2008.
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-99732 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 1996-885X |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-02T14:12:44Z |
| publishDate | 2011 |
| publisher | Український науково-дослідницький і проектно-конструкторський інститут гірничої геології, геомеханіки і маркшейдерської справи НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Белявский, В.В. 2016-05-02T15:05:48Z 2016-05-02T15:05:48Z 2011 Флюидонасыщенность очаговых зон Алтае-Саянского и Камчатского регионов / В.В. Белявский // Наукові праці УкрНДМІ НАН України. — 2011. — № 9, ч. 2. — С. 120-135. — Бібліогр.: 10 назв. — рос. 1996-885X https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/99732 551.14 = 551.24 (571.66) Інформація про будову земної кори, отримана методами обмінних хвиль землетрусів і магнітотелуричного зондування вздовж регіональних профілів Алтає-Саянського і Камчатського (Коряцького) регіонів дозволила оцінити флюїдонасиченість: Алтайського, Шапшальського, Теелінського і Олюторського, Хаілинського осередкових зон землетрусів. Показано, що вона залежить від характеру сейсмічності, глибини розташування низькошвидкісних і низькоомних доменів. Information of Altai-Sayan and Kamchatska (Korakij) earth crust structure was obtained by seismic converted waves date and magnetotelluric soundings along VNIIGeophizika regional profiles. Altai, Shapshal, Teely and Olutor, Hailin focal zones study allowed to estimate permeable fluid-filled zones of the earth crust. It show that fluid-filled rock depend on seismcity character and the deep position of domens with lower velocity (Vp ) and resistivity (ρ) values. ru Український науково-дослідницький і проектно-конструкторський інститут гірничої геології, геомеханіки і маркшейдерської справи НАН України Наукові праці УкрНДМІ НАН України Флюидонасыщенность очаговых зон Алтае-Саянского и Камчатского регионов Article published earlier |
| spellingShingle | Флюидонасыщенность очаговых зон Алтае-Саянского и Камчатского регионов Белявский, В.В. |
| title | Флюидонасыщенность очаговых зон Алтае-Саянского и Камчатского регионов |
| title_full | Флюидонасыщенность очаговых зон Алтае-Саянского и Камчатского регионов |
| title_fullStr | Флюидонасыщенность очаговых зон Алтае-Саянского и Камчатского регионов |
| title_full_unstemmed | Флюидонасыщенность очаговых зон Алтае-Саянского и Камчатского регионов |
| title_short | Флюидонасыщенность очаговых зон Алтае-Саянского и Камчатского регионов |
| title_sort | флюидонасыщенность очаговых зон алтае-саянского и камчатского регионов |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/99732 |
| work_keys_str_mv | AT belâvskiivv flûidonasyŝennostʹočagovyhzonaltaesaânskogoikamčatskogoregionov |