Вторник, 20.08.2019, 03:46
Высшее образование
Приветствую Вас Гость | RSS
Поиск по сайту



Главная » Статьи » Естественные науки

ИССЛЕДОВАНИЕ ПЛОТНОСТНОЙ СТРУКТУРЫ ЗЕМНОЙ КОРЫ И ЕЕ СВЯЗИ С РАЗМЕЩЕНИЕМ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ ДЛЯ УЧАСТКОВ С ПРОЙДЕННЫМИ ПРОФИЛЯМИ МАГНИТОТЕЛЛУРИЧЕСКОГО

Н.К.Гайдай, директор политехнического института СВГУ; профессор кафедры геологии и физики Земли; старший научный сотрудник лаборатории региональной геологии и геофизики СВКНИИ им. Н.А. Шило ДВО РАН; кандидат геолого-минералогических наук, доцент (г. Магадан)

ИССЛЕДОВАНИЕ ПЛОТНОСТНОЙ СТРУКТУРЫ ЗЕМНОЙ КОРЫ И ЕЕ СВЯЗИ С РАЗМЕЩЕНИЕМ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ ДЛЯ УЧАСТКОВ С ПРОЙДЕННЫМИ ПРОФИЛЯМИ МАГНИТОТЕЛЛУРИЧЕСКОГО ЗОНДИРОВАНИЯ (НА ПРИМЕРЕ МАГАДАНСКОЙ ОБЛАСТИ)

Анализируются особенности глубинного строения земной коры (плотностная модель). Установлена приуроченность известных рудопроявлений к краевым частям невскрытых на поверхности гранитоидным интрузивам для которых характерно наличие глубокой зоны разуплотнения в земной коре.

Ключевые слова: плотность, плотностная граница расслоения, магматический канал, рудопроявления, разрывные нарушения. 

 

Введение

Закономерности размещения полезных ископаемых напрямую определяются условиями их образования, а соответственно, тесно связаны с особенностями глубинного строения Земли. Наиболее достоверным источником информации о глубинном строении по-прежнему являются результаты глубинных сейсмических исследований. Однако, количество сейсмических профилей весьма ограничено, что обусловлено существенными материальными затратами на их проведение. Особенно эта проблема актуальна для территории Северо-Востока России. Поэтому для оценки глубинного строения мы вынуждены прибегать к другим геофизическим методам. В частности, к методам гравиметрии, так как гравиметрическая съемка выполнена сегодня для всей территории региона. В свою очередь, комплексное использование результатов различных геофизических методов дает возможность не только построения более адекватной геофизической модели объекта, но и выявления новых закономерностей связи размещения полезных ископаемых с аномалиями физических полей.

Целью данной работы являлось исследование отражения особенностей глубинного строения в гравитационном и электромагнитном полях и рудопроявлении.

Объектом исследования выступала земная кора отдельных участков Яно-Колым- ской складчатой системы, на которых имеются пройденные профили МТЗ: Дудыкан- Омчак, Усть-Омчуг-Обо, Сусуман-Калинина и Мустах (см. рисунок).

Методика исследования

Методами новой интерпретационной гравиметрии (НИГ) [1; 2] построена трехмерная плотностная модель земной коры, которая представлена в виде системы пятигранных многослойных треугольных призм. С помощью интерпретационных профилей установлены мощности аномальных блоков. Каждая призма характеризуется набором параметров: пространственными координатами ее узлов; мощностью отдельных ее слоев (интерпретирующих геофизические слои земной коры), а также аномальным значением плотности As. Данные параметры определялись в ходе интерпретации с использованием специальной компьютерной программы, разработанной в СВКНИИ ДВО РАН. Модельные параметры элементарных ячеек- призм позволяют отображать плотностную структуру земной коры в различных вариантах (разрезы, срезы, поверхности и т. п.).

Результаты интерпретации профилей магнитотеллурического зондирования (МТЗ) (геоэлектрические разрезы) предоставлены ведущим научным сотрудником СВКНИИ ДВО РАН им. Н.А. Шило И.М. Хасановым. Разрезы отображают пространственное распределение удельного электрического сопротивления вещества земной коры.

Массив данных, полученных для модельных призм методами НИГ, позволил установить рельеф подошвы гравитационно-активного слоя (плотностной границы расслоения) в земной коре. В этом слое при переходе от одного блока к другому (по латерали) устанавливаются скачки плотности различной природы и величины. В области, расположенной ниже плотностной границы расслоения, устанавливается квазиоднородная плотностная структура вещества земной коры. Наиболее вероятная причина образования данной границы длительное физико- химическое воздействие мантии, отличающееся по интенсивности и продолжительности в различных областях пространства.
Все графические построения осуществлялись с использованием программы Surfer. Формирование данных для построения разрезов проводилось с помощью написанных автором макросов в программе Microsoft Exel.

Рис. Тектоническая схема исследуемой территории с профилями МТЗ и участками исследования (основа: тектоническая карта В.М. Кузнецова) [3].

Условные обозначения:
Кайнозойский структурный ярус: 1 - молассы неотектонических впадин. Верхнемезозойский структурный этаж: 2 - элементы активизационного этапа - нижневерхнемеловые вулканиты Охотско-Чукотского вулканогенного пояса (ОЧВП) и наложенных впадин. Верхнепалеозойско-мезозойский структурный этаж: 3 - тонкотеригенные формации прогибов, 4 - терригенный конденсированный комплекс чехла срединных массивов, 5 - теригенный конденсированный комплекс антиклинориев и поднятий. Среднепалеозойский структурный этаж: 6 - морские терригенные и «отдаленно» кремнистые формации. Гранитоидные массивы, структурные формы магматизма: 7 - позднеюрские гранитоиды оро- генного (коллизионного) этапа. Крупнейшие разломы: 8 - установленные.
Прочие тектонические нарушения: 9 - установленные; 10 - скрытые разломы фундамента; 11 - контуры зон тектоно-магматической активизации: Мр - Морджотская, Дж - Джелгалинская, Ин - Иняканская, Лт - Левотенькинская, ТК - Тас-Кыстабытская; 12 - площади исследования с профилями МТЗ: I - Дудыкан-Омчак, II - Усть-Омчуг-Обо, III - Сусуман-Калинина, IV - Мустах.

Результаты

Площадь, на которой размещен профиль Дудыкан-Омчак, входит в состав Аян- Юряхского антиклинория (см. рисунок). Территория сложена морскими терригенными отложениями преимущественно пермского возраста.

Установлено четкое северо-западное простирание изолиний рельефа плотностной границы расслоения в земной коре, которое соответствует общему простиранию структур Аян-Юряхского антиклинория. В центральной части профиля МТЗ отмечается подъем указанной границы. Участки максимального подъема рельефа плотностной границы расслоения (до 9 км) пространственно совпадают с триасовыми отложениями, картируемыми на поверхности, а участки с максимальной глубиной ее погружения (до 22 км), напротив с выходами на поверхность пород пермского возраста. Тенькин- ская зона разломов отмечается локальным погружением подошвы гравитационно-активного слоя, что вероятно отражает глубину влияния этого разлома в данной области (2022 км). На рассматриваемой территории фиксируется и участок с юго-восточным простиранием изолиний рельефа плотностной границы расслоения (глубиной 12-14 км), который пространственно совпадает с положением Хейджано-Мылгинского разлома и, соответственно, отражает глубину его влияния в данной области.

Геологическая позиция месторождений Омчакского рудного узла (Наталка, Омчак, Павлик) определяется приуроченностью узла к установленной зоне разуплотнения, прослеживающейся до глубины 22 км. Однако для Наталки и Омчака эта зона не является невскрытым плутоном. Интрузив здесь действительно устанавливается моделированием, однако далее по разрезу, где зона разуплотнения, интерпретируемая как невскрытый гранитоидный плутон, просматривается вплоть до кровли базитового слоя, т. е. до глубины 21 км, имея при этом значительную аномальную плотность (модельная плотность пород у поверхности в данной области пространства устанавливается в 2,59 г/см3).

Участок с профилем Усть-Омчуг-Обо входит в состав Иньяли-Дебинского синкли- нория (см. рисунок). Территория сложена преимущественно терригенными отложениями триасового и юрского возраста, а в юго- восточной части площади наблюдается небольшой по площади выход на поверхность пермских отложений.

Характер поведения плотностной границы расслоения в земной коре аналогичен предыдущему участку, повторяя северозападное простирание структур территории. Подъем рельефа плотностной границы преимущественно отмечается по периметру участка (до 9-10 км), а погружение в центральной его части (до 20 км). Область погружения совпадает с продолжением осевой части Тенькинской зоны разломов (которая здесь прослеживается до глубины 20 км). Заметно выделяется участок с юго-восточным простиранием изолиний плотностной границы с глубиной 12-14 км, который совпадает с картируемым на поверхности Детринским разломом.

Участок с профилем Сусуман-Калинина входит в состав Иньяли-Дебинского ме- гасинклинория (см. рисунок). Здесь верхоянский комплекс представлен юрскими терри- генными флишоидными отложениями.

Северо-западное простирание устанавливается для характерных линий рельефа плотностной границы раздела в земной коре и данного участка. Однако на поверхности картируются большей частью юрские отложения. Максимальный подъем плотност- ной границы фиксируется до глубин 12 км (что соответствует мощности осадочных вулканогенных образований), а погружение - до 42 км (что отражает положение границы Мохо), характер изолиний повторяет при этом сеть пересеченных разломов: Дебинского и Чай-Юрюинского (северозападные простирания) и Берелехского (северо-восточное простирание). Необходимо отметить, что именно в данной области наблюдается повышенная концентрация рудных узлов (Правоберелехский, Чай- Юрюинский, Светлинско-Челбаньинский, Мальдякский). Повышенная концентрация разрывных нарушений в данной области пространства, достигающих границы Мохо, позволила флюидным растворам получить путь к поверхности, что способствовало в дальнейшем формированию месторождений.

Поверхность кристаллического фундамента устанавливается на глубине 10 км, оставаясь практически горизонтальной на протяжении как плотностного, так и геоэлектрического разрезов. С учетом результатов интерпретации МТЗ, эта глубина отражает не мощность осадочных пород, а скорее мощность невскрытого на поверхности интрузива или мощность магматического очага, выступившего в позднеюрское-ранне- меловое время источником вещества для многочисленных батолитов главного батолитового пояса.

Участок с профилем Мустах также находится в пределах Иньяли-Дебинского син- клинория (см. рисунок). Здесь верхоянский комплекс представлен юрскими терригенны- ми флишоидными отложениями.

Как и на предыдущих участках, здесь наблюдается северо-западное простирание изолиний гравитационно-активного слоя. Максимальный подъем ее границы (до 12 км) отмечается в области выхода на поверхность гранитоидов мелового возраста (К2). Вполне возможно, что данная глубина соответствует мощности интрузива. Погружение границы расслоения фиксируется до глубины 24 км. В конце профиля на обоих разрезах выделяется субвертикальная зона, отображающая погружение плотностной границы до глубин свыше 20 км и аномальную зону проводимости.

Практически на всем протяжении разрез сечет гранитоидный массив, мощность которого устанавливается в 6-8 км с корнями, уходящими до глубины 12 км. Дебинский разлом в плотностной модели выделяется зоной разуплотнения, которая прослеживается до глубины 33 км, что отражает глубину влияния здесь данного разлома. В этом же месте на геоэлектрическом разрезе отмечается практически вертикальная зона разрывного нарушения.

Выводы

Изолинии рельефа плотностной границы расслоения в земной коре повторяют простирание геологических структур, что позволяет говорить о том, что рельеф плотност- ной границы расслоения дает представление об объемной глубинной структуре. В зоне разломов плотностная граница отражает глубину влияния разлома.

Известные рудные узлы на исследуемой площади приурочены к периферии зон разуплотнения в земной коре, эти зоны часто прослеживаются на всю мощность земной коры. Как правило, в этих же координатах закартированы разрывные нарушения. Также в этих же областях фиксируется погружение плотностной границы расслоения. Вероятно, данные области пространства представляют собой магматические каналы, которые являлись зонами подвода к поверхности повышенного теплового потока и магматического вещества.

На плотностных разрезах все разрывные нарушения фиксируются сгущением изолиний, т. е. резкой плотностной неоднородностью, такой же характер поведения изолиний наблюдается и на геоэлектрических разрезах.

Мощность гранитного слоя рассмотренных областей в пределах Аян-Юряхского антиклинория устанавливается сокращенной по сравнению с его мощностью в пределах Иньяли-Дебинского синклинория.

Результаты исследования представляют интерес как в теоретическом, так и в практическом смыслах. Использование плотностного моделирования для оценки глубинного строения позволяет получать данные для тех участков, где отсутствуют результаты прямых измерений (что характерно для подавляющего количества территорий не только Северо-Востока России), при этом получаемые результаты носят не качественный, а количественный характер. Информация о глубинном строении способствует появлению новых взглядов на историю геологического развития регионов, иногда кардинально изменяя существующие мнения. Устанавливаемые закономерности глубинного строения и размещения известных рудопрояв- лений позволяют добавлять к уже существующим новые поисковые признаки, что значительно сужает площади поисков и приводит к существенной экономии материальных, технических и человеческих ресурсов, сокращая количество бурений под скважины. Информация о глубинном строении используется также и для оценки сейсмичности территорий.

 

Библиографический список.

1. Ващилов Ю.Я. Трехмерная глубинная плотностная модель Паутовского горста и ее геологическая интерпретация (Северо-Восток России) / Ю.Я. Ващилов, Н.К. Гайдай, О.В. Сахно // Тихоокеанская геология. - 2008. - Т. 27. № 4. - С. 22-38.
2. Гайдай Н.К. Новая интерпретационная гравиметрия. Понятия. Возможности. Перспективы использования / Н.К. Гайдай // Вестник СВГУ. - Магадан : СВГУ, 2010. - № 13. Спецвыпуск. - С. 10-14.
3. Геологическая карта и карта полезных ископаемых Колымо-Омолонского региона. Масштаб 1:500000 / под ред. К.В. Симакова ; авт-сост.: В.М. Кузнецов [и др.]. - Магадан : ГП «Магадангеология», 1998. - 207 с.

Источник: Научный журнал "Вестник Северо-Восточного государственного университета" 2018. - Вып. 30.


Категория: Естественные науки | Добавил: x5443 (14.07.2019)
Просмотров: 27 | Теги: земная кора | Рейтинг: 0.0/0
Всего комментариев: 0
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]
...




Copyright MyCorp © 2019 Обратная связь