авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 |   ...   | 6 | 7 || 9 | 10 |

«Сибирское отделение Российской академии наук Институт земной коры Иркутский государственный университет Siberian Branch of the Russian Academy of ...»

-- [ Страница 8 ] --

Goldberg et al., 2007). Общая черта для таких явлений, как землетрясения, вулканизм, а также залегания месторождений полезных ископаемых флюидного генезиса – принадлежность к относительно более упругим геологическим образованиям самой различной природы (Кузин, 2007). К ним относятся массивы интрузивных и карбонатных пород, рифогенные тела, зоны гидротермально метасоматически измененных пород, а также структуры, образовавшиеся при неупругом деформировании. Признаком дилатансионного упрочнения является увеличение скорости S-волн. По данным реологических испытаний образцов пород различного состава было замечено, что не во всех породах перед разрушением наблюдается увеличение Vs, а лишь в тех, которые были предварительно пластически деформированы (Воларович и др., 1979). В экспериментальных опытах по исследованию формирования узлов разломов (Ружич, 1986) перед образованием поперечной трещины происходило упрочнение. В разрывных нарушениях наблюдается различное соотношение между геометрическими размерами и значениями аномалий скорости Vp, Vs и их отношения Vp/Vs (Кузин, 1999). В частности, если узкие интервалы аномально низких значений можно интерпретировать дилатансионным упрочнением, то протяженные (более одного километра) нелинейные по форме зоны аномальных значений Vp/Vs могут быть объяснены только газонасыщенностью трещин пород. Следовательно, в зонах разрывных нарушений существуют значительные по размерам области, где породы могут накапливать упругую энергию. Как уже отмечалось ранее, вещества с отрицательным коэффициентом Пуассона обладают высокой прочностью, полимеры с отрицательным коэффициентом Пуассона – аусетики – используются там, где необходимы высокие прочностные характеристики материала.

Многочисленные геолого-геофизические данные полевых, лабораторных исследований, математическое моделирование свидетельствуют, что упрочнение – это закономерное явление при деформировании в разрывных нарушениях. Следовательно, Континентальный рифтогенез, сопутствующие процессы _ каждое разрывное нарушение, имеющее зону упрочнения, может рассматриваться как сейсмогенное. Однако сейсмический процесс наблюдается не во всех тектонически активных районах. Это означает, что существуют особые, дополнительные условия реализации сейсмического процесса. По-видимому, к таким условиям в первую очередь относится присутствие преобладающей во флюиде газовой фазы, способствующей накоплению упругой энергии в массиве пород. Газом, широко представленным в генезисе рудной минерализации и углеводородов, является метан. Ресурсы газогидратного метана оценивают величиной от 5·1015 до 2·1016 м3, это на 1–2 порядка больше извлекаемых запасов газа, которые составляют 1.8·1014 м3. Запасы свободных газов в залежах во много раз уступают ресурсам водорастворенных газов в тех же продуктивных комплексах. Ресурсы водорастворенного метана оцениваются величиной от 1016 до 1017 м3 (Валяев, 2012).

Результаты многочисленных исследований по газо-флюидным включениям свидетельствуют, что рудная минерализация переносится преимущественно в составе газовой фазы (Волков, Сидоров, 2010;

Наумов, Миронова, 2009). На многих рудных месторождениях фиксируется интенсивный поток газов (явление струйной миграции), например в Хибинах (Хитаров и др., 1979). Так, тепловая аномалия под озером Байкал, которую интерпретируют как магматическую камеру на разрезе профиля ГСЗ «Рифт», представлена блоком с пониженными значениями Vp/Vs. Это может означать, что в магматической камере сохраняется жесткость каркаса резервуара и присутствует газообразная фаза флюида (Кузин, 2012). В работе (Кузин, 2008) было показано, что между сейсмическими разрезами консолидированной коры по Vp/Vs в рудных и нефтегазоносных районах наблюдается значительное сходство. На многих разрезах под месторождениями присутствуют блоки с пониженными значениями Vp/Vs.

Из материалов изучения сейсмичности на месторождениях углеводородов оказывается, что «газовый» фактор также является критическим параметром для возникновения сейсмического процесса. Например, сопоставление сейсмической активности, времени добычи и величины падения давления в коллекторе от расстояния до зоны разлома для газового месторождения Лак позволило сделать вывод, что уменьшение сейсмической активности вблизи Северо-Пиренейского разлома находит свое объяснение в связи с добычей газа. Закрытые разрывные нарушения в течение какого-то периода времени способны накапливать тектонические напряжения. Затем по достижении предела насыщения упругой энергией происходит разгрузка в виде сейсмических событий, приуроченных к Пиренейскому разлому (Грассо и др., 1994).

Для месторождений Лак и Газли экспериментально доказано, что они расположены на асейсмических тектонических блоках. Под асейсмичностью для тектонических блоков подразумевается их устойчивость к воздействию волн деформаций и напряжений.

Нужно отметить, что почти 20 лет назад на выявлении устойчивых (относительно более упругих) геологических образований был предложен подход для прогноза месторождений полезных ископаемых флюидного генезиса по данным обработки и интерпретации сейсмических наблюдений (Кузин, 1994).

В известной монографии (Добровольский, 2009) сделан анализ моделей подготовки тектонических землетрясений с позиции механизмов накопления и диссипации упругой энергии. Все модели были разделены на два класса по стадии подготовки события. Первый составляют модели с механизмом консолидации – при формировании события происходит накопление упругой энергии, второй – с механизмом деструкции, когда происходит растрата энергии. Общим для всех моделей является замкнутость на деформации и разрушении среды. В том или ином виде абсолютизируются результаты лабораторных исследований, данные наблюдений в горных выработках, несмотря то, что многими исследователями (Г.А. Соболев, В.Н.

188 Иркутск, 20–23 августа _ Родионов) высказывались сомнения в корректности такого подхода. Представление сейсмичности как уникального, особого явления, требующего своих специфических методов исследования, привело к значительному уменьшению информации о строении очаговых зон. Масштаб изучения очаговых зон составляет десятки и сотни километров.

Отсюда все прогнозные оценки интегральны по времени и пространству.

Еще одним возможным процессом накопления упругой энергии является свойство блокирования дислокаций (протонация геосреды) атомами легких газов водорода и гелия (Гуфельд, 2007, 2013). Захват гелия и водорода дефектами структуры существенно ограничивает их подвижность. При миграции по вакансионному механизму коэффициенты диффузии составляют 10-13–10-15 см2/с и меньше в широком диапазоне температур. Это ведет к увеличению газонасыщенности пород. Лучше всего эта модель объясняет горизонтальное распределение очагов в интервале глубин 10– км. Наиболее значительные аномалии гелия зафиксированы в океане. Аномалии гелия имеют размеры в сотни и тысячи квадратных километров. Интенсивные экранированные аномалии гелия зафиксированы на многих месторождениях углеводородов, часть из них являются крупными месторождениями гелия: Хьюготон Пенхэндл в США, Гронинген в Нидерландах, Оренбургское, ряд месторождений нефти в Западной Сибири.

Как известно, помимо гелия индикатором разрушения является радон.

Исследование временных вариаций концентраций радона показало, что в область разрушения радон попадает из изолированных пор с повышенным его содержанием, причем скорость его миграции к поверхности значительно превышает скорость миграции жидких флюидов (Беликов, Шестаков, 2007). Поскольку рост концентрации радона – один из наиболее устойчивых признаков процесса разрушения, следует допустить, что газовая фаза фактически всегда присутствует в естественном залегании горных пород. О масштабах дегазации свидетельствуют данные сейсмологического мониторинга Vp/Vs акватории Камчатского полуострова (устное сообщение Л.Б.

Славиной на семинаре в ИФЗ РАН, 2011 г.). На площади в сотни квадратных километров наблюдается рост аномалии пониженных значений Vp/Vs. В последние годы привлекает внимание явление субвертикального столбообразного скопления очагов землетрясений. Фактически во всех сейсмогенных районах выделены столбообразные скопления очагов, не связанные с тектоническими структурами, природа которых, по всей вероятности, может быть связана только с миграцией флюида (Шевченко и др., 2011;

Захаров, Карпенко, 2012).

Различие распределения k(h)=Vp/Vs в консолидированной коре палеозойских и докембрийских платформ отражает эволюционное развитие земной коры (Булин, 1982;

Егоркин, 1996). Отрицательный угол наклона графиков Vp/Vs для палеозойских платформ (уменьшение значений Vp/Vs с глубиной) может интерпретироваться как увеличение газовой фазы с увеличением глубины. В этом случае процесс дегазации непосредственно связан с нижними горизонтами коры. Противоположная картина наклона графиков Vp/Vs для докембрийских платформ дает основание для их интерпретации как завершения процесса смены состава флюидной фазы с газообразной на жидкую в нижней и средней частях коры.

Землетрясения происходят в обоих типах распределений Vp/Vs земной коре.

Накопилось значительное число фактов о взаимосвязи между сейсмическими событиями и поведением уровня воды в Мировом океане, в закрытых, континентальных бассейнах, а также уровня грунтовых вод (Уломов, 2007). Отмечено увеличение сейсмичности и параметра Vp/Vs в сезон дождей (Rodkin, Prantik, 2001). По данным анализа сейсмотомографических разрезов в очаговых зонах сильных землетрясений вблизи разломов были выделены «карманы» пониженных значений Vp, Континентальный рифтогенез, сопутствующие процессы _ достигающих глубин порядка 15 км (Арефьев и др., 2006). Эти аномалии Vp, вероятно, могут являться зонами инфильтрации воды и ее растворов. Факт отсутствия хрупких деформаций и проявлений сейсмичности во флюидонасыщенной коре при температурах свыше 350о C установлен исследованиями в (Williams et al., 2001;

Ghisetti, Vezzani, 2002).

Следовательно, модель сейсмического процесса в земной коре должна включать обе флюидные фазы, газообразная форма отвечает за накопление упругой энергии, жидкая за ее диссипацию. Для глубин очагов приблизительно 10–14 км вода поступает за счет инфильтрации поверхностных и грунтовых вод, для больших глубин – возможно, за счет дегидратации при выделении тепла в процессе неупругого деформирования водосодержащих пород (Йодер, 1979).

Под газовыми, газоконденсатными и нефтяными месторождениями залегает относительно вмещающей среды более упругое или жесткое тело. Ромашкинское нефтяное месторождение является примером проявления сейсмичности в породах кристаллического фундамента. По данным интерпретации профиля ГСЗ «Мелеуз Черемшан» под этим месторождением была выявлена более значительная по размерам высокоскоростная аномалия скорости Р-волн (Краснопевцева, Кузин, 2008). В верхней части консолидированной коры нефтеносных районов по данным ГСЗ наблюдается преобладание относительно повышенных значений Vp/Vs (Кузин, 2011).

Из анализа результатов лабораторных определений скорости было установлено, что изменение диапазона значений Vp/Vs от содержания кремнезема меньше, чем от содержания воды. Отсюда более вероятным будет увеличение Vp/Vs от содержания воды, чем от содержания в породе кремнезема (Кузин, 2011). На временных разрезах МОГТ, проходящих в пределах этого нефтеносного района, регулярно наблюдаются вертикальные зоны интенсивной сейсмической записи, которые интерпретируются как зоны разрывных нарушений, содержащих воду. Их образование связано с тем, что вода уменьшает рассеяния сейсмических волн на неоднородностях. Обобщение данных по условиям залегания месторождений нефти позволило прийти к выводу, что генетически образование нефти тесно взаимосвязано с конвективными гидротермальными системами. Именно присутствие такой гидротермальной системы позволяет объяснить образование месторождений в различных по геологическому строению и возрасту территориях (Кузин, 2011). По данным бурения глубоких скважин в пределах Ромашкинского месторождения в фундаменте наблюдается чередование зон повышенного поглощения (зона инфильтрации) бурового раствора с зонами выделения газа. Аналогичные области были выделены в фундаменте других месторождений нефти.

Приведенные выше данные подтверждают гипотезу о совместном влиянии на сейсмический процесс жидкой и газообразной фаз флюида. Можно представить следующий сценарий участия флюида в сейсмическом процессе. Газообразная фаза, заполняя поры и трещины, обеспечивает накопление упругой энергии и импульсный характер ее выделения. Жидкая фаза создает гидравлическую связь между целиками массива пород и в то же время уменьшает сцепление на контакте зерен, увеличивая вероятность проскальзывания. Активизация тектонической деятельности меняет баланс между газообразной и жидкой фазами флюида на определенных глубинных уровнях земной коры и, вероятно, ведет к сейсмическому событию. Насыщение геологических структур газом ведет к образованию потенциально сейсмоопасных районов. В качестве примеров таких районов можно назвать Кандалакшский грабен, Северное и Северо восточное Приазовье.

Таким образом, как сейсмический процесс, так и залегание месторождений флюидного генезиса контролируются относительно более упругой или жесткой 190 Иркутск, 20–23 августа _ неоднородностью среды. На ее границах или в ней самой концентрируется и диссипирует в окружающее пространство упругая энергия, причем сам резервуар является жесткой структурой. Другой общей чертой сейсмического процесса и образования месторождений флюидного генезиса нужно признать присутствие газообразной флюидной фазы. Жидкая фаза в сейсмическом процессе является фактором снижения порогового значения для сейсмического события.

Сейсмичность может рассматриваться с позиции нафторудогенеза как сопутствующий процесс миграции флюидов в тектонической активизации геологической среды при образовании месторождений флюидного генезиса. Веским доводом в подтверждение тесной взаимосвязи сейсмического процесса и режима накопления месторождений флюидного генезиса служат данные по степенному закону распределения запасов в месторождениях, отвечающие модели лавинообразного процесса формирования месторождений (Родкин и др., 2010).

В заключение можно сделать следующие выводы.

I. Сейсмичность и месторождения флюидного генезиса имеют следующие общие черты: 1) процессы происходят на границе разноупругих сред или в более твердой или упругой среде;

2) газообразный флюид определяет накопление избыточной упругой энергии, жидкий флюид – порог ее диссипации;

3) сейсмичность и образование месторождений происходят при тектонической активизации геологической среды в импульсной форме.

II. Процессы и явления, имеющие общие черты, целесообразно изучать в рамках единой методологии и на основе общих технологий полевых сейсмических наблюдений.

Список литературы Арефьев С.С., Рогожин Е.А., Апкерман Ж.Я., Быкова В.В., Дорбат К. Глубинная структура и томографическое изображение очаговых зон сильных землетрясений // Физика Земли. 2006. № 6. С. 65–80.

Беликов В.Т., Шестаков А.Ф. Определение пространственно-временных характеристик области разрушения с использованием долговременных аномалий концентрации радона // Физика Земли. 2007. № 5. С. 80–87.

Булин Н.К. Слои пониженной скорости сейсмических волн в литосфере океанов. Обзор.

М.: Недра, 1982. 47 с.

Валяев Б.М. Природа и особенности пространственного распространения нетрадиционных ресурсов углеводородов и их скоплений // Газовая промышленность. Спец.

выпуск. 676. 2012. С. 9–16.

Воларович М.П., Томашевская И.С., Будников В.А. Механика горных пород при высоких давлениях. М.: Наука, 1979. 152 с.

Волков А.В., Сидоров А.А. Золото-сульфидные вкрапленные гиганты северо-востока России, закономерности размещения и условия образования // Новые горизонты в изучении процессов магмо- и рудообразования: Материалы научной конференции. М.: ИГЕМ РАН, 2010.

С. 217–218.

Грассо Ж.Р., Волан Ф., Фурментро Д., Мори В. Связь между извлечением углеводородов, локальными техногенными землетрясениями и крупными региональными землетрясениями на примере Пиренейского района // Механика горных пород применительно к проблемам разведки и добычи нефти / Под ред. В. Мори, Д. Фурментро. М.: Мир, 1994. 416 с.

Гуфельд И.Л. Сейсмический процесс. Физико-химические аспекты. Королев:

ЦНИИМАШ, 2007. 160 с.

Гуфельд И.Л. Возможен ли прогноз сильных коровых землетрясений // Вестник РАН.

2013. Т. 83, № 3. С. 236–245.

Добровольский И.П. Математическая теория подготовки и прогноза тектонического землетрясения. М.: ФИЗМАТЛИТ, 2009. 240 с.

Континентальный рифтогенез, сопутствующие процессы _ Егоркин А.В. Многоволновые глубинные сейсмические исследования // Геофизика.

1996. № 4. С. 25–30.

Захаров В.С., Карпенко А.И. Сейсмические «гвозди» в различных геодинамических обстановках // Геологическая среда, минерагенические и сейсмотектонические процессы:

Материалы XVIII Международной научно-практической конференции. Воронеж: Научная книга, 2012. С. 130–135.

Йодер Х. Образование базальтовой магмы. М.: Мир, 1979. 237 с.

Краснопевцева Г.В., Кузин А.М. Новые данные по изучению глубинного строения Южно-Татарского свода и его юго-восточного обрамления по профилю ГСЗ «Черемшан Мелеуз» // Дегазация Земли: геодинамика, геофлюиды, нефть, газ и их парагенезисы:

Материалы Всероссийской конференции. М.: ГЕОС, 2008. С. 233–236.

Кузин А.М. Разработка методики прогноза залежей флюидального генезиса по данным сейсмических методов // Прикладная геофизика. Вып. 131. М.: Недра, 1994. С. 396–406.

Кузин А.М. Некоторые особенности интерпретации волновых полей в зонах разрывных нарушений // Геофизика. 1999. № 5. С. 3–15.

Кузин А.М. Механически жесткие образования геологической среды в процессах вулканизма, землетрясений, формирования и сохранения месторождений флюидного генезиса // Фундаментальный базис новых технологий нефтяной и газовой промышленности: Материалы Всероссийской конференции. М.: ГЕОС, 2007. С. 134–135.

Кузин А.М. О корреляции скорости продольных и поперечных волн и их отношения с рудной минерализацией, нефтегазоносностью и алмазоносностью // Связь поверхностных структур земной коры с глубинными: Материалы XIV Международной конференции.

Петрозаводск, 2008. Т. 1. С. 293–297.

Кузин А.М. Пространственно-фазовая локализация месторождений углеводородов и отображение конвергентности процессов флюидизации в геологической среде по сейсмическим данным // Дегазация Земли и генезис нефтяных месторождений. Сборник трудов к 100-летию со дня рождения П.Н. Кропоткина. М.: ГЕОС, 2011. С. 276–301.

Кузин А.М. О возможной природе относительно низких значений параметра Vp/Vs в рудных залежах флюидного генезиса // Геофизика. 2012. № 2. С. 11–17.

Наумов Г.Б., Миронова О.Ф. Природа газов флюидных включений в минералах // Новые идеи в науках о Земле: Тезисы докладов IX Международной конференции. М., 2009.

Т. 1. С. 207–208.

Родкин М.В., Граева Е.М., Шатахцян А.Р. Модели процессов рудо- и нефтегенеза, обеспечивающие реализацию эмпирических законов распределения величин запасов месторождений и концентраций // Тектоника и геодинамика складчатых поясов и платформ фанерозоя: Материалы XLIII тектонического совещания. М.: ГЕОС, 2010. Т. 2. С. 210–213.

Ружич В.В. Разломные узлы, их механизм и роль в становлении напряженного состояния земной коры Байкальской рифтовой зоны // Математические экспериментальные методы в дизъюнктивной тектонике. М.: Наука, 1986. С. 86–94.

Уломов В.И. О глобальных изменениях сейсмического режима и уровня водной поверхности Земли // Физика Земли. 2007. № 9. С. 3–17.

Хитаров Н.И., Кравцов А.И., Войтов Г.И., Ортенберг Н.А., Павлов А.С. Газы свободных выделений Хибинского массива // Советская геология. 1979. № 2. С. 62–73.

Шевченко В.И., Арефьев С.С., Лукк А.А. Близвертикальные скопления очагов землетрясений, не связанные с тектонической структурой земной коры // Физика Земли. 2011.

№ 4. С. 16–38.

Ghisetti F., Vezzani L. Normal faulting, transcrustal permeability and seismogenesis in the Apennines (Italy) // Tectonophysics. 2002. V. 348. P. 155–168.

Goldberg I.S., Abramson G.J., Haslam C.O., Los V.L. Depletion and enrichment zones in the Bendigo gold field: a possible source of gold and implications for exploration // Society of Economic Geologists, Inc. Economic Geology. 2007. V. 102. P. 745–753.

Rodkin M.V., Mandal P. A possible physical mechanism for the unusually long sequence of seismic activity following the 2001 Bhuj Mw7.7 earthquake, Gujarat, India // Tectonophysics. 2012.

Р. 1–9.

192 Иркутск, 20–23 августа _ Sibson R.H. Earthquake rupturing as a hydrothermal mineralizing agent // Geology. 1987.

V. 15. P. 701–704.

Williams C., Deyer L.A., Grubb F.V. Heat flow and the sesmotectonics of the Los Angeles and Ventura Basins of Southern California // EOS Trans. AGU. 82947. Fall Suppl. 2001. P. 310.

SEISMICITY AS A NATURAL PHENOMENON FOR MINERAL DEPOSITS OF FLUID GENESIS A.M. Kouzin Institute of Oil and Gas Problems, RAS, Moscow, Russia, amkouzin@ya.ru ГЛУБИННАЯ ГЕОДИНАМИКА И ФОРМИРОВАНИЕ ГЕОСТРУКТУР АРКТИЧЕСКОГО ОКЕАНА Л.И. Лобковский 1, Э.В. Шипилов Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН, Москва, Россия, llobkovsky@ocean.ru Полярный геофизический институт КНЦ РАН, Мурманск, Россия Анализ геолого-геофизических данных показывает, что в позднемезозойско кайнозойское время центральная часть Арктического региона, представленная останцами древнего континента Арктида, последовательно прошла через две основные геодинамические фазы развития, характеризующиеся принципиально различными полями напряжений в литосфере (Лаверов и др., 2012, 2013;

Лобковский и др., 2013;

Шипилов, 2008).

Первая фаза, продолжавшаяся с поздней юры до апта, характеризовалась полем напряжений с существенной компонентой растяжения в направлении от северо-запада к юго-востоку. Это привело к отрыву Чукотско-Аляскинской системы блоков Арктиды от Северо-Американского континента, образованию между ними Канадского океанического бассейна, движению Чукотки на юг, ее коллизии с Евразийской окраиной и закрытию Южно-Анюйского (Ангаючам) палеоокеана. Кроме того, в результате столкновения Чукотско-Аляскинской микроплиты с Евразией формировалась субширотно эшелонированная система складчато-надвиговых поясов, протянувшаяся от Новосибирских островов через Чукотку и ее шельф к хребту Брукса на Аляске. Становление этих поясов сопровождалось развитием субпараллельных им форландовых бассейнов.

Вторая фаза эволюции началась с возникновения в апте (~120 млн лет) постколлизионного субширотного поля растягивающих напряжений, которое в течение апт-альбского времени и позднего мела обусловило образование рифтогенных структур Центрально-Арктической области литосферы, включая бассейны Макарова и Подводников, а также хребет Альфа-Менделеева. В кайнозое действие этого силового поля реализовалось в отколе хребта Ломоносова от Баренцево-Карско-Лаптевской континентальной окраины и возникновении спредингового Евразийского бассейна (рисунок).

Комплексный анализ данных сейсмотомографии, палеомагнетизма и плитотектонических реконструкций приводит к определенной геодинамической модели мантийной конвекции, характерные черты которой заключаются в следующем.

Конвекция, развивающаяся в верхней мантии под континентальной литосферой Арктики (Арктиды) и Восточной Азии, является частью общемировой системы конвекции, но в данном регионе она стимулировалась непрерывным конвейерным погружением Тихоокеанской литосферы в зонах субдукции. Погружающееся холодное Континентальный рифтогенез, сопутствующие процессы _ вещество Тихоокеанской литосферы не проникает в нижнюю мантию из-за эффекта положительной плавучести, создаваемого эндотермическим фазовым переходом вещества на границе между верхней и нижней мантией, что и модифицирует верхнемантийные ячейки конвекции. Движение самой Тихоокеанской литосферы отражает устойчивый процесс развития общемантийной конвекции в Тихоокеанском сегменте Земли. Глобальная конвекция в Тихоокеанском секторе Земли действует как внешний фактор на смежную область развития верхнемантийной конвекции под континентом, непрерывно поставляя в нижний переходный слой верхней мантии относительно холодный и тяжелый литосферный материал через зоны субдукции.

Рассматриваемая верхнемантийная конвекция является нестационарной, поскольку в континентальную область ячейки все время поступает новый материал, расширяя эту область за счет продвижения фронта ячейки в глубь материка. Горизонтальное расширение верхнемантийной ячейки происходит не только в направлении континента, но и в противоположном направлении, в сторону Тихого океана, приводя к широко развитому явлению отодвигания зон субдукции вместе с островными дугами от края материка и образованию в их тылу окраинных бассейнов. Важным элементом модели является то, что фронт продвигающейся под континент верхнемантийной ячейки отождествляется с восходящим возвратным мантийным потоком, содержащим гидратированное вещество, привнесенное из зоны субдукции, что создает благоприятные условия для проявления магматизма. Свидетельством этому является плюмовый магматизм (Шипилов, Карякин, 2010, 2011), который менялся на площади Арктического региона вне зависимости от зон субдукции. Этот вывод нашел подтверждение в данных сейсмической томографии (Яковлев и др., 2012).

Рассмотрим действие вышеизложенного механизма в хронологическом порядке, начиная с образования Канадской котловины. Как было отмечено в ряде работ по геологии Арктики, начиная с юры область континента Арктида оказалась в окрестности функционирования примыкающей к ней с одной стороны сопряженной зоны субдукции литосферы Пацифики и Южно-Анюйского (Ангаючам) океана, а с противоположной – Баренцевско-Амеразийского (Арктического) плюма. Исходя из нашей модели, с этого времени в данном регионе функционировала верхнемантийная конвективная ячейка, верхняя горизонтальная ветвь которой за счет сил вязкого сцепления тянула литосферу Арктиды к криволинейной зоне стока, что привело к отколу серии крупных блоков Арктиды (Чукотки и Аляски) от Северо-Американской окраины и раскрытию Канадской котловины (рисунок). Судя по проявлениям магматизма, мезозойский Арктический плюм возник в начале юры в районе Земли Франца-Иосифа и усилился с расширением в конце юры (160–150 млн лет), в том числе вблизи зоны сочленения Арктиды с Северо-Американской плитой, что способствовало ослаблению и разрыву литосферы в этой зоне. Компонента горизонтального возвратного мантийного потока, направленная к Южно-Анюйской зоне субдукции, смещала блок Чукотки на юг в направлении Евразии вдоль крупного сдвига, обрамляющего с востока хребет Альфа Менделеева. В то же время составляющая возвратного мантийного потока, направленная в сторону зоны субдукции Северо-Западной Пацифики, вызывала ротационное движение Аляскинского блока против часовой стрелки. Таким образом, эти два блока растаскивались расходящимися мантийными потоками в разные стороны.

За ними возникла обширная зона деформаций растяжения литосферы, которая позднее трансформировалась в диффузный спрединг, образовав Канадскую котловину. При этом восточный фланг хребта Альфа-Менделеева мог начать формироваться именно в это время (киммеридж/титон) в условиях транстенсии.

Достаточно заметные события происходили в раннем мелу эпохи готерива ( млн лет). В это время отмечается значительное повышение магматической активности 194 Иркутск, 20–23 августа _ Арктического плюма, что в терминах модели означает усиление активности восходящего возвратного потока верхнемантийной ячейки. Отметим, что в это время резко увеличилась скорость движения плиты Изанаги (с 3 до 20 см/год), являющейся частью Тихоокеанской литосферы, которая взаимодействовала с Евразийской плитой со стороны Пацифики (т.е. увеличилась скорость поступления субдукционного материала в верхнемантийную ячейку).

На эпоху апта (120 млн лет) пришлась фаза окончательного закрытия Южно Анюйского океана, столкновения Чукотки с Евразией по Южно-Анюйскому шву. Это привело к прекращению рассеянного спрединга в Канадской котловине и резкому замедлению стока мантийного вещества в Южно-Анюйской зоне. При этом активной областью погружения мантийного вещества продолжала оставаться зона субдукции со стороны Пацифики, создавая субширотный тянущий эффект в литосфере Восточной и Центральной Арктики. В результате по крупным сдвигам в сторону Пацифики начали перемещаться блоки некогда единой Арктиды. Именно в это время произошла перестройка поля напряжений примерно на 90 градусов и возникли условия растяжения и рифтогенеза в системе котловин и хребтов Макарова-Подводников-Альфа Менделеева, составляющих центральный фрагмент континента Арктида (рисунок).

Модель (слева) верхнемантийной ячейки под континентом (на 90 и 55 млн лет), вызванной процессом субдукции Тихоокеанской литосферы, и палегеодинамические реконструкции (на 90 и 50 млн лет) (справа) для Арктического региона.

_ Континентальный рифтогенез, сопутствующие процессы _ К апту (119 млн лет) закончились коллизионные события в Южно-Анюйской шовной зоне и главные складчатые деформации в Верхоянском складчатом поясе. В Арктике сохранялась геодинамическая ситуация активного субширотного растяжения и рифтогенеза в системе котловин и хребтов Макарова-Подводников-Альфа-Менделеева.

Такая ситуация продолжалась вплоть до начала раскрытия Евразийского бассейна и откола от Баренцевоморско-Карско-Лаптевского шельфа хребта Ломоносова за счет продвижения фронта верхнемантийной ячейки на запад (рисунок). В итоге центральный континентальный фрагмент Арктиды, состоящий из тектонических элементов хребтов Ломоносова и Альфа-Менделеева, а также котловин Макарова и Подводников, оказался окруженным с двух сторон бассейнами с океанической корой.

Магматические проявления Арктического плюма в альбе (110 млн лет), установленные в различных структурах обрамления Северного Ледовитого океана, вполне естественно распространить на центральную провинцию «бассейнов и хребтов Макарова-Подводников-Альфа-Менделеева», поскольку фронт восходящего потока расширяющейся верхнемантийной ячейки находился в это время под этой центральной провинцией. В пользу предположения о внутриплитном магматизме, приуроченном к рифтогенной области утоненной континентальной литосферы центральной области бассейнов и хребтов, свидетельствует и характер аномального магнитного поля, типичный для трапповых излияний на континентах, и радиологический возраст (75– млн лет).

Таким образом, описанная геодинамическая модель верхнемантийной конвекции, связанной с глобальным Тихоокеанским субдукционным конвейером, предоставляет единый физический механизм для объяснения основных закономерностей геологической структуры и тектонической эволюции Арктики в мезозое и кайнозое. Вместе с тем она значительно расширяет возможности интерпретационного анализа геолого-геофизических данных, что проиллюстрировано нами для кайнозойского этапа развития Арктического региона (Шипилов, Лобковский, 2012), и устраняет ряд проблем, связанных с перекрытиями плит и зияниями между ними при палеогеодинамических реконструкциях.

Список литературы Лаверов Н.П., Лобковский Л.И., Кононов М.В., Добрецов Н.Л., Верниковский В.А., Соколов С.Д., Шипилов Э.В. Базовая модель тектонического развития Арктики как основа для подготовки обновленной заявки России в Комиссию ООН на установление внешней границы континентального шельфа // Арктика. Экология и экономика. 2012. № 2(6). С. 4–19.

Лаверов Н.П., Лобковский Л.И., Кононов М.В., Добрецов Н.Л., Верниковский В.А., Соколов С.Д., Шипилов Э.В. Геодинамическая модель развития Арктического бассейна и примыкающих территорий для мезозоя и кайнозоя и внешняя граница континентального шельфа России // Геотектоника. 2013. № 1. С. 3–35.

Лобковский Л.И., Шипилов Э.В., Кононов М.В. Верхнемантийная конвекция и механизм образования геоструктур Арктического региона // Доклады Академии наук. 2013.

Т. 449, № 1. С. 65–70.

Шипилов Э.В. Генерации спрединговых впадин и стадии распада Вегенеровской Пангеи в геодинамической эволюции Арктического океана // Геотектоника. 2008. № 2. С. 32– 54.

Шипилов Э.В., Карякин Ю.В. Мезозойский базальтоидный магматизм Баренцевоморской континентальной окраины: геодинамические обстановки раннего этапа раскрытия Арктического океана (по результатам исследований на архипелагах Земля Франца Иосифа и Шпицберген) // Строение и история литосферы. М.: «Paulsen», 2010. С. 312–330.

Шипилов Э.В., Карякин Ю.В. Баренцевоморская магматическая провинция: геолого геофизические свидетельства и новые результаты определения 40Ar/39Ar возраста // Доклады Академии наук. 2011. Т. 439, № 3. С. 376–382.

196 Иркутск, 20–23 августа _ Шипилов Э.В., Лобковский Л.И. Тектоно-геодинамические трансформации литосферы Амеразийского бассейна в кайнозое // Доклады Академии наук. 2012. Т. 445, № 6. С. 663–669.

Яковлев А.В., Бушенкова Н.А., Кулаков И.Ю., Добрецов Н.Л. Структура верхней мантии Арктического региона по данным сейсмической томографии // Геология и геофизика.

2012. Т. 53, № 10. С. 1261–1272.

DEEP GEODYNAMICS AND GEOSTRUCTURE FORMATION OF THE ARCTIC OCEAN L.I. Lobkovsky 1, E.V. Shipilov Shirshov Institute of Oceanology, RAS, Russia, llobkovsky@ocean.ru Polar Geophysical Institute, Kola Scientific Centre, RAS, Murmansk, Russia ГЕЛИЙ В ПОДЗЕМНЫХ ВОДАХ ЮЖНОГО ПРИБАЙКАЛЬЯ – ПРЕДВЕСТНИК ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЙ М.Н. Лопатин, Р.М. Семенов Институт земной коры СО РАН, Иркутск, Россия, flamewolf@mail.ru Сложности с предсказанием времени возникновения землетрясений общеизвестны. Несмотря на усилия исследователей всего мира, успешных прогнозов в этом отношении насчитываются единицы (Wyss, Habermann, 1987). Объясняется это многими причинами: во-первых, индивидуальностью моделей подготовки и реализации очагов землетрясений, а во-вторых, своеобразностью реакций различных геолого геофизических и других полей на эти многочисленные модели. Когда проводится анализ геолого-геофизических данных, которые отмечались перед землетрясением, обнаруживается следующее. Некоторые из параметров чутко отреагировали на приближение подземного толчка, другие проявились во время или же после землетрясения, третьи вообще не прореагировали на приближение землетрясения и т.д.

В результате создается впечатление, что подготовка землетрясения никак не отразилась на его предвестниках. «Поскольку данные по предвестникам анализируются «кучей», без отсева, то неудивительно, что начинает укрепляться мнение об отсутствии предвестников землетрясений вообще» (Добровольский, 2009, с. 126). Именно поэтому, на наш взгляд, необходимо анализировать раздельно поведение тех или иных изменений геолого-геофизических и других показателей, предшествующих землетрясениям. Только изучив, как ведет себя тот или иной показатель, можно использовать их в совокупности. И в этом случае естественно ожидать более надежных прогностических результатов.

Известно, что растворенный в подземных водах гелий может использоваться в качестве краткосрочного предвестника землетрясений (Уломов, Мавашев, 1967;

Уломов, 1971;

Цзян, 1978;

Барсуков и др., 1989). В настоящее время во многих сейсмоактивных регионах в России и за рубежом ведутся гидрогеохимические исследования с целью предсказания времени возникновения землетрясений. В Прибайкалье – одном из наиболее сейсмически активных регионов России – подобные исследования почти не проводились, хотя кратковременные наблюдения за концентрациями растворенного гелия в подземных водах как в артезианских скважинах, так и на природных очагах разгрузки свидетельствовали о том, что иногда отмечались колебания содержаний гелия накануне землетрясений (Пиннекер и др., 1985).

В последние несколько лет мы изучаем содержание растворенного гелия в подземных водах Южного Прибайкалья и в глубинной воде Байкала. Полученные Континентальный рифтогенез, сопутствующие процессы _ данные анализируем с проявлением сейсмической активности. Исследование содержаний гелия показывает, что они имеют пульсирующий характер. На фоне средних значений периодически отмечаются как повышенные, так и пониженные концентрации. Такие наблюдения отмечаются и в других регионах. Для них, как правило, характерны краткосрочные отклонения в сторону увеличения или уменьшения от средних значений. Обусловливаются они различными геолого-геофизическими, метеорологическими и другими факторами (Барсуков и др., 1989).

В августе 2008 г. на юге Байкала произошло сильное (М=6.3;

I0=8 баллов) Култукское землетрясение, которому предшествовали характерные, не похожие на ранее фиксированные, изменения в концентрациях гелия (Semenov, 2010;

Семенов, Смекалин, 2011). На наш взгляд, они могут рассматриваться в качестве краткосрочных предвестников землетрясения. Эти исследования продолжаются вплоть до настоящего времени. В предлагаемой статье рассмотрены данные, полученные за 2012 г. В ней приведены гидрогеохимические данные не только по глубинной воде Байкала, но и по артезианской скважине, расположенной на курорте Зеленый Мыс.

Ориентируясь на полученные накануне Култукского землетрясения данные, мы предприняли попытку проанализировать поведение концентраций гелия в течение недели перед несколькими землетрясениями, произошедшими в Южном Прибайкалье в 2012 г.

Ранее было установлено (Султанходжаев, 1979), что влияние различных землетрясений на изменения геохимического состава подземных вод сказывается на расстояниях, равных десятикратному размеру их очагов (Ризниченко, 1985). Кроме этого, В.Л. Барсуков с коллегами (Барсуков и др., 1989) предложили рассчитывать условную энергетическую характеристику, которая позволяет учитывать энергию землетрясения в пункте гидрогеохимических наблюдений в связи с его удаленностью от эпицентра землетрясения. Рассчитывается она следующим образом:

K'=K – AlgR, (1) где K' – условная энергетическая характеристика;

K – энергетический класс землетрясения (десятичный логарифм энергии);

A – специально подобранный численный коэффициент;

R – расстояние от эпицентра землетрясения до точки наблюдения, км.

По их мнению, изменение гидрогеохимических данных может происходить в случае, если условная энергетическая характеристика землетрясения в пункте гидрогеохимических наблюдений составляет K'5.

В 2012 г. произошло несколько различных по энергии землетрясений в Южном Прибайкалье и за его пределами (рис. 1). Мы рассмотрели землетрясения с K'5, т.е. те, которые могли оказать влияние на изменение гидрогеохимического состава подземных вод и, следовательно, предваряться краткосрочными предвестниками.

На рис. 2 приведены данные по вариациям концентраций гелия в пунктах гидрогеохимических наблюдений накануне некоторых землетрясений Южного Прибайкалья за 2012 г.

Выводы. Полученные данные оказались далеко не однозначными. В течение недели накануне землетрясений отмечаются различные колебания в содержаниях гелия, причем линейная связь между двумя пунктами гидрогеохимических наблюдений близка к слабой. Это объясняется, на наш взгляд, в основном двумя причинами:

различной удаленностью очагов землетрясений от пунктов гидрогеохимических 198 Иркутск, 20–23 августа _ Континентальный рифтогенез, сопутствующие процессы _ Зеленый Мыс Листвянка 2050 6, 10,8 10, 1900 6, 5, 5, 1300 4, 19 фев 20 фев 21 фев 22 фев 23 фев 24 фев 25 фев 26 фев 27 фев 2150 7,6 8, 1950 6, 1750 1550 5, 1350 19 авг 20 авг 21 авг 22 авг 23 авг 24 авг 25 авг 26 авг 27 авг 1900 8,0 8, 6, 1500 6, 1200 5, 23 окт 24 окт 25 окт 26 окт 27 окт 28 окт 29 окт 30 окт 31 окт Зеленый Мыс Листвянка Моменты землетрясений с условной энергетической характеристикой Рис. 2. Вариации концентраций гелия (n10-5 мл/л) в пунктах мониторинга в соотношении с моментами сейсмических событий в 2012 г.

_ наблюдений, что, естественно, отражается и в различной сейсмической интенсивности в них и, вероятно, в различных моделях подготовки и реализации очагов землетрясений. Тем не менее намечается тенденция снижения концентраций гелия в течение недели до подземного толчка и их повышение за несколько часов до землетрясения, т.е. так же, как это было установлено и накануне Култукского землетрясения 2008 г. Стоит отметить и усиление линейной связи в недельной выборке параметров перед сильным землетрясением в Туве 25 февраля 2012 г., которое ранее прослеживалось и при Култукском землетрясении.

Работа выполнена при частичной финансовой поддержке программы Президиума РАН № 16.8.

Список литературы Барсуков В.Л., Беляев А.А., Серебренников В.С. Вестники беды (о поиске средств геохимического прогноза землетрясений). М.: Наука, 1989. 136 с.

Добровольский И.П. Математическая теория подготовки и прогноза тектонического землетрясения. М.: ФИЗМАТЛИТ, 2009. 240 с.

200 Иркутск, 20–23 августа _ Пиннекер Е.В., Ясько В.Г., Шкандрий Б.О. Результаты изучения гидрогеологических предвестников землетрясений в Байкальской рифтовой области // Гидрогеохимические предвестники землетрясений / Отв. ред. Г.М. Варшал. М.: Наука, 1985. С. 259–265.

Ризниченко Ю.В. Проблемы сейсмологии. Избранные труды. М.: Наука, 1985. 408 с.

Семенов Р.М., Смекалин О.П. Сильное землетрясение на Байкале 27 августа 2008 г. и его предвестники // Геология и геофизика. 2011. Т. 52, № 4. С. 521–528.

Султанходжаев А.Н. Гидрогеосейсмологические предвестники землетрясений // Узбекский геологический журнал. 1979. № 2. С. 3–13.

Уломов В.И. Внимание! Землетрясение! Ташкент: Изд-во «Узбекистан», 1971. 160 с.

Уломов В.И., Мавашев Б.З. О предвестнике сильного тектонического землетрясения // Доклады АН СССР. 1967. Т. 176, № 2. С. 319–321.

Цзян Ф. Хайченское землетрясение 4 февраля 1975 г. Пекин: Землетрясение, 1978. 90 с.

(Перевод с китайского).

Semenov R.M. Earthquake of 27 August 2008 in the Southern Baikal area and its precursors // Geodynamics & Tectonophysics. 2010. V. 1 (4). P. 441–447.

Wyss M., Habermann R.E. Precursory seismic quiescence // Physical and observational basis for intermediate-term earthquake prediction: Open-file report 87-591. Menlo-Park, Ca, 1987. V. 2.

P. 526–536.

HELIUM IN GROUNDWATER OF SOUTHERN PRIBAIKALIE AS PRECURSOR OF EARTHQUAKES M.N. Lopatin, R.M. Semenov Institute of the Earth’s Crust, SB RAS, Irkutsk, Russia, flamewolf@mail.ru АЗИМУТАЛЬНАЯ НАПРАВЛЕННОСТЬ СЕЙСМИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА В ОЧАГОВЫХ ЗОНАХ СИЛЬНЫХ ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЙ ПРИХУБСУГУЛЬЯ Б. Лхагвадорж 1, С. Дэмбэрэл 2, Г. Баяраа 2, А.В. Ключевский Министерство образования и науки, Улан-Батор, Монголия, lbatochir@yahoo.com Исследовательский центр астрономии и геофизики МАН, Улан-Батор, Монголия, bayar.gangaa@yandex.ru Институт земной коры СО РАН, Иркутск, Россия, akluchev@crust.irk.ru Общее структурное положение и геодинамика Байкальской рифтовой зоны (БРЗ) определяются связью с зоной сочленения двух главных литосферных мезоплит Восточной Сибири – докембрийского Сибирского кратона и Центрально-Азиатского подвижного пояса (Логачев, 2003). Однако на юго-западном фланге БРЗ единый рифтовый «ствол», объединяющий Южно-Байкальскую и Тункинскую впадины, разветвляется на три впадины: Бусийнгольскую, Дархатскую и Хубсугульскую с резкой сменой простирания с широтного на субмеридиональное, почти перпендикулярное Сибирской платформе (Кочетков и др., 1993). В Прихубсугулье границей разрастания рифтовых разломов и долин к югу является крупный Болнайский сдвиг, обновленный на протяжении 370 км катастрофическим землетрясением 1905 г. с левосторонним смещением до 6–8 м. Этот сложный в структурном, геодинамическом и сейсмотектоническом аспекте блок литосферы эволюционирует с эоцен-олигоцена под доминантным влиянием структуры-аттрактора рифтогенеза в районе оз. Хубсугул (Klyuchevskii, Bayara, 2010;

Ключевский, 2011а, 2011б), формирующим пространственно-неоднородное и неустойчивое во времени напряженно деформированное состояние среды (Dozer, 1991;

Solonenko et al., 1997;

Ключевский, Демьянович, 2006;

Джурик и др., 2009).

Континентальный рифтогенез, сопутствующие процессы _ В работе исследуются динамические параметры афтершоков, характеризующие азимутальную направленность сейсмичности в очаговых зонах наиболее сильных землетрясений, зарегистрированных сетью сейсмических станций Монголии в период инструментальных наблюдений в Прихубсугулье с 1964 по 2008 г. Постановка проблемы анализа азимутального распределения землетрясений обусловлена поиском связи сейсмичности, разломной тектоники и фокальных механизмов сильных землетрясений, которые в целом формируют напряженно-деформированное состояние среды в очаговых зонах и его динамику (Баяраа, Лхагвадорж, 2012;

Demberel et al., 2012). Другой аспект этой проблемы имеется в задачах изучения “миграции” очагов землетрясений, поскольку азимутальная направленность афтершоков может быть интерпретирована таким образом. Исследование формы и преимущественного распространения толчков является одной из сложных задач формализованного выделения групп афтершоков. Рассеянное поле эпицентров землетрясений Прихубсугулья отражает площадное распределение основных разломов, обусловленное разветвлением единого рифтового “ствола”, и характеризуется максимальной в Байкальском регионе фрактальной размерностью Хаусдорфа D0 = 1.62 (Ключевский, Зуев, 2007). Вместе с тем очаговые зоны сильных землетрясений выделяются в эпицентральном поле высокой концентрацией толчков, обычно афтершоков, формируя своего рода кластеры различной конфигурации. Анализ распределения чисел землетрясений с представительным энергетическим классом KР 9 по азимутам в дает возможность в первом приближении описать конфигурацию этих кластеров и выделить направления преимущественного распространения толчков.

В работе рассмотрены очаговые зоны четырех сильных землетрясений Прихубсугулья:

1) землетрясение с магнитудой МS = 5.1, произошедшее 16.08.1981 г. в хребте Сангилен (координаты эпицентра = 50.55 с.ш., = 96.83 в.д.), 2) Бусийнгольское землетрясение, 27.12.1991 г., МW = 6.3, Бусийнгольская впадина ( = 50.95 с.ш., = 98.17 в.д.), 3) землетрясение с магнитудой МW = 5.8, произошедшее 29.06.1995 г. в Тункинских гольцах ( = 51.77 с.ш., = 101.99 в.д.), 4) землетрясение с магнитудой МW = 5.7, 16.08.2008 г. в предгорье Большого Саяна ( = 52.25 с.ш., = 98.23 в.д.).

Анализ азимутального распределения различных параметров сейсмичности выполнен для площадок в форме круга с радиусом в 50 км с центром в эпицентре главного землетрясения. Эти площадки были разбиты на 12 секторов по 30 с ориентировкой начального сектора на север. В каждом секторе были выбраны землетрясения с KР9, произошедшие в их пределах с 1964 по 2008 гг. (исключая главные толчки), определено их общее количество, выделенная сейсмическая энергия, суммарный сейсмический момент, суммарное смещение и другие суммарные динамические параметры, как в абсолютных единицах, так и в виде процентного соотношения. Чтобы минимизировать влияние погрешностей определения координат эпицентров землетрясений, аналогичные процедуры были осуществлены для землетрясений, попавших в те же секторы с удаленным внутренним кругом радиусом 10 км.

Проведенные расчеты и построения показали, что в каждой очаговой зоне имеется преимущественная направленность распространения сейсмичности, т.е.

направленность количества эпицентров и направленность суммарного сейсмического момента. Эта направленность соответствует ориентировке зоны основного разлома, на котором произошло главное землетрясение. Ширину полосы направленности можно соотнести с фокальным механизмом главных событий: наиболее сжатая полоса 202 Иркутск, 20–23 августа _ наблюдается при сбросе с увеличением полосы направленности в последовательности к сдвигу и взбросу, что, вероятно, характеризует усложнение процесса разрывообразования и разломной зоны. Анализ временных изменений динамических параметров в секторах указывает на сохранение в целом наблюдаемой картины распределения с резкими изменениями суммарных параметров после достаточно сильных землетрясений, вызвавших дальнейшее усиление афтершоковой деятельности.

Полученные результаты позволяют сделать вывод о преимущественном распространении афтершоковых последовательностей толчков в зонах основных разломов, однако ширина этих активизированных зон изменяется в зависимости от типа подвижки по нему и возрастает в последовательности сброс–сдвиг–взброс.

Планируемое продолжение исследований позволит установить статистические закономерности в азимутальной направленности сейсмического процесса в очаговых зонах сильных землетрясений Монголии.

Список литературы Баяраа Г., Лхагвадорж Б. Уланбатор: экологическая ситуация и сейсмичность города // Экологический риск и экoлогическая безопасность. Иркутск: ИГ СО РАН, 2012. Т. 1. С. 9–11.

Джурик В.И., Ключевский А.В., Серебренников С.П., Демьянович В.М., Батсайхан Ц., Баяраа Г. Сейсмичность и районирование сейсмической опасности территории Монголии.

Иркутск: ИЗК СО РАН, 2009. 420 с.

Ключевский А.В. Структуры-аттракторы рифтогенеза в литосфере Байкальской рифтовой системы // Доклады Академии наук. 2011а. Т. 437, № 2. С. 249–253.

Ключевский А.В. Аттракторы рифтогенеза как атрибут кайнозойского этапа эволюции литосферы Байкальской рифтовой системы // Доклады Академии наук. 2011б. Т. 440, № 6.

С. 811–814.

Ключевский А.В., Демьянович В.М. Напряженно-деформированное состояние литосферы в Южном Прибайкалье и Северной Монголии по данным о сейсмических моментах землетрясений // Физика Земли. 2006. № 5. С. 65–77.

Ключевский А.В., Зуев Ф.Л. Структура поля эпицентров землетрясений Байкальского региона // Доклады Академии наук. 2007. Т. 415, № 5. С. 682–687.


Кочетков В.М., Хилько С.Д., Зорин Ю.А. и др. Сейсмотектоника и сейсмичность Прихубсугулья. Новосибирск: ВО «Наука». Сибирская издательская фирма, 1993. 182 с.

Логачев Н.А. История и геодинамика Байкальского рифта // Геология и геофизика.

2003. Т.44, № 5. С. 91–106.

Demberel S., Klyuchevskii A.V., Bayara G. Strong earthquakes in Mongolia: in the past, today, tomorrow… // The 9th General Assembly of Asia Seismological Commission. Ulaanbaatar, 2012. P. 152.

Doser D.I. Faulting within the Western Baikal rift as characterized by earthquake studies // Tectonophysics. 1991. V. 196. P. 87–107.

Klyuchevskii A.V., Bayara G. Baikal and Hovsgol as structure-attractor of rifting in the Baikal rift system // Proceedings of the Mongolian Academy of Sciences. 2010. V. 4. P. 13–17.

Solonenko A.V., Solonenko N.V., Melnikova V.I., Shteiman E.A. The seismicity and the stress field of the Baikal seismic zone // Bull. Centres Rech. Elf Explor. Prod. 1997. V. 21 (1). P. 207– 231.

AZIMUTAL DIRECTION OF SEISMIC PROCESS IN SOURCE ZONES OF STRONG EARTHQUAKES IN THE HOVSGOL REGION B. Lhagvadorzh 1, S. Demberel 2, G. Bayaraa 2, A.V. Klyuchevsky Department of Education and Sciences, Ulan-Bator, Mongolia, lbatochir@yahoo.com Research Center of Astronomy and Geophysics, MAS, Ulan-Bator, Mongolia, bayar.gangaa@yandex.ru Institute of the Earth’s Crust, SB RAS, Irkutsk, Russia, akluchev@crust.irk.ru Континентальный рифтогенез, сопутствующие процессы _ ВЗАИМОСВЯЗЬ ЯВЛЕНИЙ НАЛЕДЕОБРАЗОВАНИЯ С ПРОЦЕССАМИ РИФТОГЕНЕЗА НА ЮГО-ЗАПАДНОЙ ОКОНЕЧНОСТИ БАЙКАЛА В.А. Майер 1, Н.И. Никитина 1, С.В. Снопков 2, МБОУ СОШ № 7, п. Култук, Иркутская обл., Россия, Иркутский государственный университет, Иркутск, Россия, snopkov_serg@mail.ru Центр развития дополнительного образования детей Иркутской области, Иркутск, Россия Юго-западная оконечность Байкала характеризуется активными процессами наледеобразования в зимний период. Наледи на ручьях и реках в районе поселка Култук вызывают постоянное беспокойство у жителей поселка. Култук – старинный населенный пункт, история которого насчитывает более 300 лет, расположен в долине реки Култучная. Кроме Култучной, через поселок протекает не менее 10 небольших ручьев. Кроме того, действуют несколько ключей, дебит которых не постоянен.

Изучение наледей на притоках реки Култучная было начато в 1920–30-х годах, с целью изыскания вариантов строительства гидроэлектростанции на реке Иркут и отведения части воды в Байкал по долине реки Култучная. Обследования долины реки Култучная в течение нескольких лет показали, что процессы наледеобразования являются типичными и охватывают практически все притоки реки (Дурденевская, 1934).

Для поселка наиболее опасными являются левые притоки Култучной:

Тиганчиха, ручей Чайная, Асламовский ручей и ручей Медлянка. Практически ежегодно на этих ручьях возникают наледи, покрывающие территорию поселка. Кроме этого, источниками наледей периодически становятся несколько ключей.

Ручей Тиганчиха выходит в долину реки Култучная в районе бывшего автотранспортного предприятия «Автовнештранс», при строительстве которого русло ручья было сильно изменено. Последующая плотная застройка распадка Тиганчихи привела к тому, что наледь ежегодно покрывает территории усадьб, подтапливает дома и выходит на автодорогу А-164 (Култук-Монды). Ежегодно дорожные службы вынуждены с помощью строительной техники пробивать канал и поддерживать по нему сток воды.

Падь Чайная и Асламовская, на участке выхода в долину реки Култучная, пересекаются Восточно-Сибирской железной дорогой. Ручьи из этих распадков текут по водосливным тоннелям, которые в некоторых случаях полностью заполнялись наледью и создавали угрозу разрушения насыпи железной дороги, поэтому железнодорожные организации перегородили долину специальными дамбами, которые пресекают образование льда в районе железной дороги и ниже.

Не меньше бед приносит култучанам ручей Медлянка. Наледь, образующаяся по этому ручью, периодически затапливает усадьбы и дома на улицах Пушкина, Новосоветской, Октябрьской, Сплавной и Кирова, в том числе выходя на федеральную автотрассу М-55.

Интенсивность развития наледей в основном зависит от запасов подземных вод, водности предшествующего лета и глубины промерзания сезонно-талого слоя. Места выхода наледей, как правило, приурочены к участкам уменьшения сечения русла и очагам разгрузки подземных вод. На реках и ручьях наледи появляются при сильном увеличении толщины ледяного покрова и промерзании русла. В результате часть воды выдавливается на поверхность ледяного покрова, разливается и, соприкасаясь с холодным воздухом, замерзает. Наибольшие размеры наледи имеют в марте, когда низкие температуры грунта достигают глубины 1.5–2.0 м. В это время перемерзает 204 Иркутск, 20–23 августа _ максимальное количество водоносных жил: наибольшее количество воды выходит на поверхность.

Природными факторами, влияющими на наледеобразование, являются:

мелководные, каменистые перекаты и порожистые участки;

резкие повороты и суженные участки русла;

мелкие островки, разбивающие русло на систему узких проток с малыми глубинами;

скальные выступы, стесняющие русло с боков;

резкое уменьшение уклона дна;

места слияния нескольких русел;

места выходов в русловый и подрусловый поток нисходящих и восходящих подземных вод;

участки русла с выступающими из воды песчаными косами, грядами галечника и отдельными камнями, вызывающими повышенные теплопотери потока;

мерзлотные перемычки и стеснение русла заберегами.

К антропогенным факторам наледеобразования относятся: выпуски производственных стоков;

застройка и захламление русла реки;

проделывание прорубей;

сооружение плотин и водоемов с замедленным стоком;

изменение русла реки;

систематическое прохождение автотранспорта через русло после образования льда на водотоке и др. Нарушение теплового баланса происходит в местах, где вода течет через металлические водопропускные трубы или в русле имеется металлолом.

Однако решающее влияние на рост наледей в зимний период оказывают температура воздуха и осадки. Снег, выпадающий в начале зимы, когда водоносные слои грунта не успели промерзнуть, действует как утеплитель грунта и льда на реках и снижает степень развития наледей. Снег, выпавший до полного ледостава на замерзший грунт, понижает температуру воздуха и повышает степень развития ручьевых наледей, даже если зима многоснежная. Время выпадения и количество летних осадков влияют на рост наледей в последующую зиму, особенно ключевых.

После засушливого лета расходы воды ключей в зимний период резко падают, а многие мелкие ключи совсем пересыхают. Соответственно уменьшается количество и мощность наледей. Если же количество осадков осенью велико, то расходы воды ключей и количество наледей в наступающую за этим зиму также больше, и время их существования удлиняется (Кривоносов и др., 1971).

Существенное влияние на рост наледей всех типов оказывает геологическое строение изучаемого участка. Высокое залегание водоупоров во всех случаях способствует росту наледей, а наличие водоносных аллювиальных отложений, наоборот, уменьшает вероятность их развития. Большое влияние на возникновение наледи и ее характер оказывает антропогенный фактор. Нарушение человеком естественного геологического строения обычно приводит к обнажению водоносных слоев и к увеличению глубины промерзания грунтов, поэтому после проведения земляных работ наледи появляются на тех участках, где их прежде не было (Кривоносов и др., 1971).

Разнообразие наледных образований определяется рельефом местности, положением и дебитом источника, питающего наледь, температурой воздуха во время ее роста. Речные и ключевые наледи обычно вытянуты по руслу реки. Если во время роста наледи температура воздуха невысокая, то наледная вода до замерзания успевает разлиться по широкой площади. В этом случае образуется маломощная наледь большего размера (по длине и ширине). При сильных морозах вода замерзает сразу после выхода на поверхность и наледь утолщается и укорачивается. В верховьях рек и на ключах наблюдаются значительные вертикальные наледи в виде застывших водопадов.

Анализ причин аномально высокого наледеобразования на юго-западной оконечности Байкала выявил два основных фактора. Во-первых, это малоснежность, связанная с сильным ветром преимущественно восточного направления в зимнее Континентальный рифтогенез, сопутствующие процессы _ время. Незначительный снежный покров приводит к более быстрому перемерзанию водотоков по сравнению с реками на Хамар-Дабане и Мойготском хребте.

Особенностью изучаемой территории является то, что наледи здесь начинают формироваться в конце осени – начале зимы.

Другим важным фактором образования наледей является характер грунтовых вод, питающих водотоки. В Южном Прибайкалье наряду с грунтовыми приповерхностными водами, образовавшимися за счет фильтрации осадков, большое значение имеют подземные воды, разгрузка которых происходит по тектоническим нарушениям. Во многих районах Прибайкалья наблюдается следующая закономерность: наледи, образовавшиеся в начале зимы, растут в течение всего зимнего периода с угасающей активностью. Это происходит за счет уменьшения расхода воды питающего источника или полного его вымерзания. Большинство же наледей Култука продолжают расти в течение всей зимы, что является признаком существенной доли глубинных вод. Близкое положение кристаллического фундамента усиливает гидростатическое давление в подземном или речном горизонте вод при быстром росте сезонной мерзлоты.

Река Култучная с севера ограничена хребтом Мойготы, отроги которого ступенями опускаются к долине реки. На склоне хребта четко выделяются пять ступеней (тектонических блоков), которые образованы в результате действия двух систем тектонических разломов, простирающихся по азимуту 85° и 100°. Из описания геологии Южного Прибайкалья следует, что сбросы и сдвиги, простирающиеся по азимуту 85°, относятся к зоне Главного Саянского разлома (ГСР), который является одной из самых значительных тектонических структур Южного Прибайкалья. ГСР является краевым швом Сибирской платформы (Ламакин, 1968;


Геологические памятники…, 1993). Другим хорошо выраженным в рельефе тектоническим нарушением (с простиранием 100°) является Обручевским сброс. Обручевский сброс, образующий уступ с амплитудой многие сотни метров, ограничивает с севера Южно Байкальскую впадину (Мац и др., 2001). Таким образом, в районе Култука находится пересечение двух крупных тектонических структур.

Долины ручьев и речек, впадающих с левого борта в Култучную и характеризующихся повышенным уровнем наледеобразования, прорезают описанные тектонические ступени в меридиональном направлении.

Наибольшая активность наледей за последние 50 лет была отмечена в зимний период 2008–2009 гг. 27 августа 2008 г. в Южном Прибайкалье произошло землетрясение магнитудой 6.3 балла, которое вызвало значительные разрушения, испуг и панику у жителей. Эпицентр землетрясения, получившего название Култукского, находился в акватории Южного Байкала.

Одним из последствий землетрясения было увеличение дебита ручьев и ключей.

В зимний период 2008–2009 гг. образовалось несколько обширных наледей, которые привели к возникновению чрезвычайной ситуации в поселке. В декабре на ручье Медлянка образовалась русловая наледь, которая затем распространилась по улицам Октябрьская и Новосоветская, затопив территории 11 усадьб. Усилиями дорожной службы по ручью Медлянка был проделан канал и сток воды по руслу был восстановлен. Через некоторое время русло реки вновь перемерзло ниже пер.

Кузнечный, и вновь начался процесс наледеобразования. Наледь, затопив огороды, угрожала жилым домам и школе. Жители, спасая свои усадьбы, направили воду на улицу Кирова, на федеральную трассу М-55. На автодороге возникла наледь, затрудняющая движение автотранспорта. В середине января вода была вновь направлена вдоль русла ручья. За счет этого начался новый рост наледи вниз по течению ручья, затопив улицу Сплавная.

206 Иркутск, 20–23 августа _ Одновременно шло образование наледей по ручью Тиганчиха. Образовалась мощная наледь, перекрывшая проезд к нескольким усадьбам на улице Горная.

Образование этой наледи было связано с резким увеличением дебита маленького ключика осенью 2008 г. Повышение дебита ключей стало причиной образования наледи на ул. Панфилова (достигшей трассы А-164) и в пади Средняя дорожка, затопившей поля возле церкви. Но уже зимой 2009–2010 гг. объем наледей на территории Култука заметно уменьшился.

В результате исследования были сделаны следующие выводы: 1) питание наледей в районе Култука происходит не только за счет приповерхностных вод, но и за счет выхода глубинных подмерзлотных вод по тектоническим зонам;

2) максимальные масштабы наледеобразования за последних полвека наблюдались после Култукского землетрясения;

3) расположение поселка в зоне пересечения Главного Саянского разлома и Обручевского сброса является одним из главных факторов, определяющим повышенную активность процессов наледеобразования.

Список литературы Геологические памятники Байкала / Составитель Г.В. Рязанов. Новосибирск: ВО «Наука», 1993. 160 с.

Дурденевская М.В. Древнее оледенение и современная вечная мерзлота в Иркут Байкальском понижении // Труды комиссии по изучению вечной мерзлоты. Л.: Изд-во АН СССР, 1934. Т. 3. С. 86–106.

Кривоносов Б.М., Федотов В.С., Жуков Н.А. К вопросу о наледях Горного Алтая // Природа и природные ресурсы Горного Алтая. Горно-Алтайск, 1971. С. 68–71.

Ламакин В.В. Неотектоника Байкальской впадины. М.: Наука, 1968. 222 с.

Мац В.Д., Уфимцев Г.Ф., Мандельбаум М.М., Алакшин А.М., Поспеев А.В., Шимараев М.Н., Хлыстов О.М. Кайнозой Байкальской рифтовой впадины. Строение и геологическая история. Новосибирск: Изд-во СО РАН, филиал «Гео», 2001. 252 с.

INTERRELATION OF AUFEIS FORMATION WITH RIFTING PROCESSES AT THE SOUTHWESTERN MARGIN OF LAKE BAIKAL V.A. Maier 1, N.I. Nikitina 1, S.V. Snopkov 2, Secondary General School 7, Kultuk, Irkutsk Region, Russia Irkutsk State University, Irkutsk, Russia, snopkov_serg@mail.ru Center of Children Additional Education Development of the Irkutsk Region, Irkutsk, Russia ИНТЕРПРЕТАЦИЯ ДЕФОРМАЦИЙ РЫХЛЫХ ОТЛОЖЕНИЙ В СЕЙСМИЧЕСКИ АКТИВНЫХ РАЙОНАХ С.А. Макаров Институт географии им. В.Б. Сочавы СО РАН, Иркутск, Россия, makarov@irigs.irk.ru При изучении сейсмогенных структур в Байкальской рифтовой зоне возникли сложности в понимании процессов, зафиксированных в разрезах канав. Если методические подходы реконструкции палеособытий в коллювиальных отложениях (модель коллювиальных клиньев) были уже достаточно хорошо разработаны, то проблемы интепретации деформаций, сохранившиеся в аллювиальных отложениях, так и не нашли единого понимания. Особенно это касается деформаций в виде клиньев, сформировавшихся в осевых частях разломов. В предгорьях и впадинах широко развиты высокотемпературные многолетне- и сезонномерзлые грунты. По мнению Ф.Н.

Континентальный рифтогенез, сопутствующие процессы _ Лещикова (2000) зафиксированные криогенные проявления сейсмоструктур относятся к категории постсейсмогенных криогенных образований (эффектов).

Чтобы найти отличительные черты между морозобойными и сейсмогенными трещинами, требуется определиться с признаками, характеризующими эти процессы.

Признаки морозобойных трещин приведены в многочисленных работах по мерзлотоведению (Общее мерзлотоведение…, 1978). Признаки сейсмогенных трещин установлены на основании задокументированных разрезов, выполненных автором.

Установлено, что в местах сейсмогенных разломов одиночный клин окружен структурами сдвига. Сравнительная характеристика трещин приведена в таблице.

Сравнительная характеристика признаков трещин различного генезиса Трещины Морозобойные Сейсмогенные (Общее мерзлотоведение …, 1978) Многократное повторяющееся растрескивание. Однократный разрыв рыхлых отложений.

Массовое развитие. Единичные проявления.

Заполнение трещин льдом, его вытаивание и Заполнение нижней части клина заполнение образующейся полости сильно гумусовым материалом в момент их влажной, иногда разжиженной вмещающей образования, а сверху – залегающей породой, оседание последней в полость и ближе к поверхности вмещающей обваливание со стенок. В слоистых толщах породой.

происходит внедрение пород верхнего слоя в нижний.

Слои вмещающих пород иногда сохраняют Окружены разноориентированными первичное залегание, но чаще они изогнуты вниз трещинами сдвига.

в сторону жилы. В дисперсных отложениях преобладает плавный изгиб слоев, а в песках и галечниках чаще образуется зона трещин, сколов и осевших по ним блоков, обычно превышающих по ширине жилу.

Перпендикулярны горизонтальной дневной Практически перпендикулярны поверхности. наклонной дневной поверхности.

Отсутствие деформаций отложений ниже Продолжение деформаций трещины. отложений ниже трещины.

Примечание: жирным курсивом выделено дополнение автора.

_ При сравнении признаков трещин различного генезиса видно, что они существенно отличаются друг от друга. Зафиксированные размеры морозобойных клиньев не превышают 3.4 м (морозобойная трещина в разрезе манзурского аллювия в бассейне р. Голоустной на местном водоразделе рек Илга и Сухой – левых притоков Голоустной) (Макаров, 2000), но встречаются и меньших размеров, например высота морозобойного клина в отложениях левобережной террасы р. Лены (п. Жигалово) высотой 5.46 м составляет 60 см.

Достаточно часто в местах развития сейсмогенных структур в аллювиальных отложениях встречаются складки сжатия, которые вначале относили к следам солифлюкции.

Для достоверной интерпретации таких следов необходимо учитывать признаки, которые отличают солифлюкцию от складок сжатия. Наиболее полно солифлюкция была изучена Л.А. Жигаревым (1967).

Отмеченные им признаки солифлюкции следующие:

1. Характер деформации минеральных и органических слоев и прослоек 208 Иркутск, 20–23 августа _ (свидетельство о выдавливании, опрокидывании и подвороте отложений уступа вблизи него, с удалением фиксируется затухание).

2. Замедление или прекращение смещения фронтального уступа вниз по склону вызывает очень интенсивное выдавливание отложений и образование второй ступени уступа, отложения которой, в свою очередь, опрокидываются и подворачиваются.

3. Изредка под фронтальными уступами солифлюкционных террас сохраняется свежая растительность, свидетельствующая о высокой скорости опрокидывания отложений.

4. Иногда выдавливание отложений развито настолько интенсивно, что на склоне возникает вал, который препятствует движению, что приводит к накоплению отложений и образованию солифлюкционной террасы.

Из всего вышеизложенного, следует основной вывод, что солифлюкция – это процесс, многократно проявляющийся в течение тысяч, а возможно и десятков тысяч лет. По этой причине встреченная в разрезе сейсмогенной структуры одноразовая складка, которая может сильно напоминать солифлюкцию, весьма сомнительна и, по всей видимости, должна трактоваться по своей природе как сейсмогенная. Складки, похожие на солифлюкцию, причиной формирования которых были интенсивные осадки 1971 г., автор наблюдал в таежной зоне хр. Хамар-Дабан в Южном Прибайкалье (Макаров, 2000).

Сейсмогенная складчатость может наблюдаться и в эпицентральных областях землетрясений. Один из следов складчатости сохранился в разрезе конуса выноса р. Бого Горхон. В этом месте залегание отложений близко к горизонтальному.

Отмечаются следующие особенности:

Ниже следов складчатости залегание слоев горизонтальное, что 1.

свидетельствует о том, что сейсмическая волна поставила на «дыбы»

оттаявший грунт, ниже грунт был мерзлый, и деформаций в нем не произошло. По календарному времени, 2.

сейсмическое событие произошло, вероятно, в конце весны.

2. Смяло в складки три слоя, которые далее перекрылись горизонтальными толщами отложений.

3. Оси складок ориентированы в восточном направлении, что может свидетельствовать о подходе сейсмической волны со стороны Аршанской палеосейсмогенной структуры.

Список литературы Жигарев Л.А. Причины и механизм развития солифлюкции. М.: Наука, 1967. 158 с.

Лещиков Ф.Н. Сопряженное положение сейсмических событий и криогенные процессы в Прибайкалье // Сейсмические опасность и воздействия: Тезисы докладов Международной конференции, посвященной памяти профессора О.В. Павлова. Иркутск–Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2000. С. 23–25.

Макаров С.А., Рященко Т.Г., Акулова В.В. Геоэкологический анализ территорий распространения природно-техногенных процессов в неоген-четвертичных отложениях Прибайкалья. Новосибирск: Наука. Сибирская издательская фирма РАН, 2000. 160 с.

Общее мерзлотоведение (геокриология) / Под ред. В.А. Кудрявцева. М.: Изд-во МГУ, 1978. 464 с.

INTERPRETATION OF LOOSE DEPOSITS DEFORMATION IN SEISMIC REGIONS S.A. Makarov Sochava Institute of Geography, SB RAS, Irkutsk, Russia, makarov@irigs.irk.ru Континентальный рифтогенез, сопутствующие процессы _ ВОЗРАСТ ГЕОЛОГИЧЕСКИХ ФЕНОМЕНОВ БАЙКАЛА В.Д. Мац Кармиэль, Израиль Возраст геологических феноменов – их фундаментальная характеристика. Его материальным носителем служат горные породы. Всегда необходимо понимание определенной степени условности данных, приводимых в качестве возрастных оценок, и на что, конкретно, они опираются. Представление об этом дает стратиграфия. Даже в век мобилистской парадигмы стратиграфия – фундамент геологии. Независимо от того, идет ли речь о возрасте осадочных, изверженных или метаморфических пород, идет ли речь о традиционных геологических понятиях возраста, сформулированных в единицах стратотипов, или возрасте, выраженном в годах, вопросы возрастных взаимоотношений и собственно возраста – компетенция стратиграфии. Любые, самые, казалось бы, надежные, цифры должны быть проверены геологическими методами. История геологической хронологии полна примеров самых невероятных ошибок. Вспомним хотя бы Герлинга, с его ссылками на законы физики, или нелепые построения, основанные на «химической стратиграфии», согласно которой байкальская серия рифея «оказалась» вендской и др.

Рассмотрим возраст основных геологических феноменов Байкала. Приводимые данные не претендуют на новизну, но, надеюсь, в сжатом виде будут полезны.

Байкальская впадина (БВ). Время образования БВ определяется возрастом древнейших отложений в ее контурах. Ранее таковой считалась танхойская свита и возраст БВ определялся миоценом или поздним олигоценом (25–30 млн лет). Психологическое воздействие «танхойского феномена» (Мац, 2013) так велико, что до сих пор в большинстве высказываний 25–30 млн лет указывается как возраст БВ, несмотря на то, что уже давно в керне трех глубоких скважин в дельте р. Селенги описаны палеоцен-эоценовые палиноспектры (Файзулина, Козлова, 1966). Хотя в привязке проб произошла путаница, но их in situ не вызывает сомнений. Это привело Н.А. Логачева к выводу о палеогеновом (Логачев, 1974), а позднее и меловом (Логачев, 2003) возрасте БВ, хотя «носители»

древних дат оставались неизвестны ему и геологам его школы (Актуальные вопросы…, 2005). Многолетние геологические исследования (Мац и др., 2001 и др.) показали распространение в контуре БВ дотанхойских отложений, коррелятных мел-палеогеновому пенеплену и латерит-каолинитовой коре выветривания (КВ). Они надежно коррелируют с маастрихт-раннеолигоценовыми отложениями Предбайкальского прогиба (Мац, 2013;

Mats et al., 2004), возраст которых определен биостратиграфическими данными (Павлов и др., 1976;

Попова, 1981;

и др.), что позволило отнести начало формирования БВ к позднему мелу – раннему олигоцену (Мац и др., 2001 и др.). На р. Половинка стратиграфически ниже танхойской свиты, включающей здесь известное местонахождение малакофауны (Попова, 1981), обнаружены алевролиты, не входящие в состав этой свиты и содержащие палинологические остатки палеоцена–эоцена (определения Н.В. Кулагиной и В.А.

Мишариной). Это единственное на сегодняшний день место в БВ, где в одном разрезе стратиграфически ниже танхойской свиты обнаружены дотанхойские отложения. Хотя это лишь россыпь обломков в сухом русле р. Половинки, тем не менее у меня не осталось сомнений в том, что эти алевролиты не входят в состав танхойской свиты, так же как нет сомнений в том, что они представляют толщу, залегающую стратиграфически ниже танхойской свиты. Однако отсутствие коренных выходов оставляет место для скептицизма.

Но факт этот настолько важен, что следовало бы пробурить одну-другую скважину для окончательного решения вопроса о дотанхойской истории БВ.

Разрез донных отложений БВ изучен сейсмическими методами-МОВ ОГТ (Хатчинсон и др., 1993). Здесь древнейшая часть сейсмостратиграфического разреза (ССК-1) скоррелирована с танхойской свитой и датирована миоценом (поздним олигоценом). Но по данным НСП, ниже танхойской свиты залегают осадки мощностью 210 Иркутск, 20–23 августа _ 1.0–1.5 км. Их разрезы изучены драгированием (Николаев, 1998) и с борта ПОА «Пайсис»

(Зоненшайн и др., 1995). В обеих сериях проб определены остатки, как характерные для палеоцена–эоцена (мела–палеогена), так и свойственные более молодым отложениям. Но в одном случае древние комплексы оценены как переотложенные (Зоненшайн и др., 1995), а в другом как in situ, и вмещающие их осадки отнесены к палеоцену–эоцену. Отсюда возраст БВ оценен как палеоцен – средний эоцен, а с учетом лежащей ниже толщи мощностью 0.5–1.0 км – как нижний палеоцен, т.е. порядка 65 млн лет (Николаев, 1998).

Г.И. Галазий с соавторами (Галазий и др., 1999), исходя из баланса осадочного вещества, оценили возраст Байкальской впадины в 45–50 млн лет, что соответствует эоцену. Но это минимально возможный возраст БВ. Однако и сейчас многие пытаются определять возраст БВ исходя из представления о танхойской свите как индикаторе возрастной оценки БВ. Это несомненная ошибка, основанная на неполном учете всей совокупности имеющихся данных. Подводя итог, можно оценить возраст БВ как поздний мел – начало палеогена, т.е.

7065 млн лет.

Возраст водных бассейнов БВ. Данные о наличии в БВ позднемеловых– палеогеновых отложений достаточно убедительны, но сведения о собственно субаквальных отложениях единичны. Они позволяют предполагать наличие бассейнов в Южно- и Среднебайкальской впадинах, в зонах, где мощность осадков более 4 км. Это согласуется с данными молекулярно-биологических исследований (Мац и др., 2011). Бассейн в Северобайкальской впадине, объединившийся с Южно-Среднебайкальским в единый Байкал, сформировался в позднем миоцене – плиоцене, около 10 млн лет назад ( Mats et al., 2000). Тогда же началось затопление Академического хребта, закончившееся лишь к концу плейстоцена.

Байкальский рифт (БР). Возраст БР определяется возрастом древнейших синрифтовых отложений БВ. На околобайкальской суше определен геологический возраст отложений, но сложно доказать их синрифтовый характер. Cейсмические исследования наглядно показывают синрифтовую природу донных отложений, но либо они лишены хронологических отметок, либо последние дискуссионны. Лишь корреляция тех и других данных может убедительно решить этот вопрос.

В сейсмостратиграфическом разрезе древнейшим является ССК-1. Его синрифтовый характер установлен с полной очевидностью (Зоненшайн и др., 1995), и проблема определения возраста Байкальского рифта сводится к установлению датированных отложений, коррелятных ССК-1. Авторы сейсмостратиграфических исследований коррелируют ССК-1 с танхойской свитой. Основой такой корреляции послужило утверждение о непосредственном переходе ССК-1 в танхойскую свиту (Хатчинсон и др., 1993), а также залегание обоих непосредственно на кристаллическом фундаменте. Оба утверждения не выдерживают критики. На сейсмическом профиле (Хатчинсон и др., 1993, рис. 3, А) отчетливо видно, как ССК-1, прислоняясь к фундаменту, выклинивается, не доходя до поверхности. ССК-2, переходя от перекрытия ССК-1 к залеганию на фундаменте, примыкает к береговой зоне, где обнажена танхойская свита.

Таким образом, не ССК-1, а ССК-2 переходит в танхойскую свиту. Залегание танхойской свиты и ССК-1 на кристаллическом фундаменте рифта создает иллюзию их возрастной идентичности. Но при этом не учтена общая закономерность строения синрифтового комплекса, наиболее древние слои которого скрыты в глубине рифта, а на дневной поверхности обнажен фундамент, перекрытый более молодыми отложениями. Таким образом, залегание танхойской свиты на фундаменте вовсе не свидетельствует о том, что она древнейший синрифтовый элемент БР, и о правомерности ее корреляции с ССК-1.

Более того, корреляция ССК-1 с танхойской свитой приводит к противоречиям с данными структурных исследований. Согласно последним, танхойский этап характеризовался транспрессивно-транстенсивными напряжениями (Delvaux et al., 1997) при ориентировке вектора стресса субпараллельно рифтовой зоне – к северо-востоку. Был сформирован двухсторонний грабен, который выполнен образованиями ССК-2, тогда как Континентальный рифтогенез, сопутствующие процессы _ ССК-1 формировался при напряжениях растяжения, ориентированных северо-запад – юго восток, и выполняет односторонний грабен (Зоненшайн и др., 1995). Таким образом, ССК- – более древний элемент синрифтового разреза и сопоставлен с маастрихт раннеолигоценовыми отложениями Предбайкальского прогиба (Мац, 2012).

Из приведенного следует, что начало рифтогенеза относится к позднему мелу.



Pages:     | 1 |   ...   | 6 | 7 || 9 | 10 |
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.