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 |   ...   | 2 | 3 || 5 | 6 |   ...   | 9 |

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

-- [ Страница 4 ] --

Приводимые выше различия строения Хапчагайского и Логлорского валов, на наш взгляд, связаны соответственно наличием и отсутствием подстилающих соленосных отложений. Исходя из соотношения толщин пермских отложений в пределах Хапчагайского и Логлорского мегавалов 3:1, можно представить, что в Хапчагайском мегавале каменноугольные отложения имеют толщину порядка 600 м против 200 м в Логлорском вале. Можно предположить, что если бы сверхглубокая скважина № 27 на Средневилюйской площади углубилась бы еще 100–200 м, то вскрыла бы верхи девонских отложений. Тогда, если принять, что сопротивление каменной соли пластическому течению окончательно преодолевается на глубине в среднем около 12000 футов ( 3657.6 м), то условия для гравитационного течения в районе Хапчагайского мегавала, по-видимому, могли возникнуть уже начиная с раннего триаса. Действительно, палеоструктурными исследованиями К.И. Микуленко и др. (1995 г.) показано, что, уже с самого раннего триаса и на всем его протяжении на фоне общих нисходящих движений имели место слабые дифференцированные тектонические движения, которые привели к образованию небольших весьма пологих локальных поднятий – будущих основных структурных элементов, осложняющих Хапчагайский мегавал.

Нам представляется, что инверсией Вилюйского рифтогенного осадочного бассейна в нижнем мелу незначительные внутриформационные перемещения среднепалеозойских мощных соленосных отложений начали проявляться более контрастно, обусловливая активный подъем в районе Хапчагайского мегавала (амплитуда около 800 м). В свою очередь, в районе Логлорского вала отсутствие или незначительная толщина соленосных отложений обусловили относительно незначительный подъем (амплитуда до 300 м). Об отсутствии соленосных отложений в Логлорском вале говорит факт вскрытия скважиной № 239 (Среднетюнгская площадь) девонских отложений, представленных аппаинской и вилючанской свитами, последняя содержит незначительные гипсоносные пласты. В общем, разрез, вскрытый скважиной № 239, сопоставим с обобщенным разрезом Ыгыаттинской впадины, где не установлены соленосные отложения. Косвенным подтверждением отсутствия или незначительности толщины соленосных отложений в пределах Логлорского вала служат незначительные размеры структур, предположительно приуроченных к разрывным нарушениям (Андылахское, Среднетюнгское месторождения). Возможно, Континентальный рифтогенез, сопутствующие процессы _ территориальная приуроченность северо-западного борта Вилюйской синеклизы и Ыгыаттинской впадины к юго-востоку Анабарской антеклизы определила схожие фациальные условия в среднепалеозойское время.

В районе Хапчагайского мегавала структуры имеют значительные размеры, в плане имеют изометричную форму и на данной стадии изученности преимущественно пликативное строение. Кулисообразное расположение структур относительно друг друга в Хапчагайском мегавале также позволяет предположить существование в низах пластичных пород.

Существуют также различия в особенностях нефтегазоносности. Так, в пределах Хапчагайского мегавала в пермо-триасовом нефтегазоносном комплексе отмечаются высокие пластовые давления с коэффициентом аномальности 1.25–1.35. В Логлорском вале пластовые давления соответствуют гидростатическим нормам. В Хапчагайском мегавале месторождения приурочены к присводовой части вала, а в Логлорском вале месторождения занимают весь вал, т.е. вал заполнен до замка. Все это свидетельствует о щадящем тектоническом воздействии в пределах Хапчагайского мегавала и о более контрастном проявлении тектоники в Логлорском вале.

Сделано предположение, что генетически схожие по происхождению валы Вилюйской синеклизы имеют существенные тектонические различия из-за наличия или отсутствия в нижних частях разреза соленосных отложений.

Список литературы Берзин А.Г. Особенности размещения залежей углеводородов и природы геологических структур в Западной Якутии. Новосибирск: Наука, 2011. 255 с.

Геология нефти и газа Сибирской платформы / А.С. Анциферов, В.Е. Бакин, И.П. Варламов и др. / Ред. А.Э. Конторович, В.С. Сурков, А.А. Трофимук. М.: Недра, 1981. с.

Микуленко К.И., Ситников В.С., Тимиршин К.В., Булгакова М.Д. Эволюция структуры и условий нефтегазообразования осадочных бассейнов Якутии. Якутск: ЯНЦ СО РАН, 1995.

180 с.

Мокшанцев К.Б., Горнштейн Д.К., Гусев Г.С., Деньгин Э.В., Штех Г.И. Тектоническое строение Якутской АССР. М.: Наука, 1964. 240 с.

Сафронов А.Ф. Геология нефти и газа. Якутск: ЯНЦ СО РАН, 2000. 163 с.

GENESIS OF THE KHAPCHAGAISKY AND LOGLORSKY RISINGS OF THE VILYUISKY SYNECLISE A.I. Sivtsev Institute of Oil and Gas Problems, SB RAS, Yakutsk, Russia, maraday@yandex.ru СЕЛИ ЮЖНОГО ПРИБАЙКАЛЬЯ П.С. Снопков 1, С.В. Снопков 2, МБОУ СОШ № 19, Иркутск, Россия Иркутский государственный университет, Иркутск, Россия Центр развития дополнительного образования детей Иркутской области, Иркутск, Россия, snopkov_serg@mail.ru Южное Прибайкалье представляет большой интерес для исследователей не только благодаря минеральному богатству Слюдянского рудного узла, но и возможностью изучения сложных геологических процессов, протекающих в земной коре. Целью данного исследования было изучение условий и масштабов 82 Иркутск, 20–23 августа _ распространения процессов селеобразования в Южном Прибайкалье.

Известно, что для формирования селей необходимо выполнение трех условий: а) наличие в зоне образования потока рыхлого песчано-глинистого или обломочного материала;

б) крутой уклон русла горного потока или ложбины стока;

в) интенсивные атмосферные осадки или снеготаяние, или прорыв горных озер. Возникновению селей могут способствовать наличие осыпей, обвалов, оползней, поставляющих большой объем легкоразмываемого и переносимого водой рыхлого материала;

отсутствие залесенности и задернованности склонов (Фролов, Коротких, 1990).

По результатам геологических исследований Южное Прибайкалье считается одним из наиболее селеопасных регионов Сибири. Высокие горы, вплотную приближенные к Байкалу, с глубоковрезанными ущельями, каньонами и резкими перепадами высот на коротком расстоянии создали благоприятную обстановку для таких грозных явлений природы, как каменные и снежные лавины, сплывы, оползни, обвалы и сели. Следы грязекаменных селей или водокаменных паводков встречаются практически во всем горном кольце Байкала. Однако их наибольшая активность и катастрофичность свойственны Хамар-Дабану, Байкальскому и Баргузинскому хребтам. Сели с этих хребтов сбрасывают свой материал в чашу озера, способствуя формированию шельфа, пляжей и конусов выноса. Такие «залпы» единовременно могут поставлять до 600 тыс. т обломков (Селевой паводок..., 1963;

Тржцинский и др., 1969).

В горном обрамлении Байкала имеется благоприятное для формирования селей сочетание климатических, геоморфологических и инженерно-геологических факторов.

Образование и характер селей в основном зависят от атмосферных осадков, крутизны склонов, мощности и характера рыхлых отложений, сезонной и многолетней мерзлоты, сейсмической активности в регионе, характера антропогенной деятельности.

1. Атмосферные осадки и водяные потоки Южного Прибайкалья. Южное побережье Байкала с крутым и высоким склоном Хамар-Дабана стоит заслоном на пути наиболее увлажненных северо-западных воздушных течений, проникающих в Байкальскую впадину. Это способствует интенсивному выпадению осадков на северных склонах Хамар-Дабана. Количество осадков на водоразделах достигает 1700– 1800 мм в год, что в 3.5 раза выше, чем в Слюдянке, и в 4.5 раза выше, чем в Иркутске.

До 50 % годового количества осадков выпадает в июне–июле. В этот период случаются затяжные ненастья (до 10 дней), когда моросящие дожди перемежаются с бурными ливнями, во время которых в минуту выпадает до 1 мм осадков, а за 1–2 дня может выпасть годовое количество осадков среднеувлажненной зоны. Например, 10– августа 1935 г. на метеостанции «Хамар-Дабан» выпало 412 мм осадков, то ость больше среднегодовой суммы осадков для г. Иркутска. В период июньских ливней в горах еще сохраняются крупные запасы снега, которые увеличивают объем текучих вод. Кроме того, почти полному сбрасыванию ливневых и талых вод в русла рек способствует широкое распространение кристаллических пород с низкой водопроницаемостью в водосборных бассейнах.

Эти особенности придают рекам селеобразующий характер. Расход рек в паводок иногда возрастает против нормы в 400–600 раз и более. Паводки иногда продолжаются до 5–6 дней, но самый разрушительный пик паводка редко продолжается более 4–5 часов. Уровень воды в реках ввиду резкого возрастания скорости потоков поднимается непропорционально мало по сравнению с повышением расхода рек — обычно не более 1.5–2.0 м, и лишь уровень самой большой реки побережья (р. Снежная, длина 170 км, площадь бассейна около 3200 км2) устанавливается иногда на 5.0–5.5 м выше обычного (Солоненко, 1961;

Селевой паводок..., 1963;

Тржцинский и др., 1969;

Мац и др., 2001).

Континентальный рифтогенез, сопутствующие процессы _ 2. Крутизна склонов. Формированию селевых паводков также способствуют геоморфологические особенности южного побережья Байкала. Северный склон хребта Хамар-Дабан и южная граница Олхинского дробно расчленены эрозионной сетью (в среднем на 3 км длины приходится одна речка);

относительное превышение устьев рек над истоками достигает 1500 м, что при малой длине рек обусловливает большие их уклоны, особенно в верхних частях бассейнов. Большинство этих рек являются селеопасными (Геологические памятники…, 1993).

3. Рыхлые отложения. Формированию селей способствует широкое распространение на склонах гор рыхлых отложений. В формировании селей участвуют разнообразные виды рыхлых отложений (аллювиальные, пролювиальные, склоновые элювиально-делювиальные и разновозрастные ледниковые). Эта рыхлая песчано глинистая масса с щебнем и глыбами легко насыщается водой и приходит в движение.

Мощность рыхлых отложений колеблется от 1.3–1.5 до 4–6 м, достигая иногда 10–15 м.

Широкое развитие в районе обвалов, оползней и сплывов способствует активному формированию рыхлых отложений. Обвалы, оползни и особенно часто заломы во время паводков в узких частях долин нередко образуют запруды, после прорыва которых вода идет по руслу валом. При этом временами на отдельных отрезках пути происходит такое насыщение воды твердой фракцией, что поток из водокаменного перерождается в грязекаменный и даже в связной (структурный) сель, приобретает колоссальную разрушительную и транспортирующую силу и переносит валуны и глыбы до 4–5 м в поперечнике. Кроме того, в грязекаменную массу сносится множество деревьев (Тржцинский и др., 1969;

Геологические памятники…, 1993).

4. Многолетняя и сезонная мерзлота. Широкое распространение многолетней и сезонной мерзлоты в Южном Прибайкалье снижает поглощение грунтами атмосферных осадков и способствует сбрасыванию ливневых и талых вод в русла рек.

Кроме того, мерзлота способствует образованию сплывов грунта со склонов – материала для селевых потоков. Объемы сплывов на Хамар-Дабане достигают 12– тыс. м3 (Тржцинский и др., 1969).

5. Сейсмическая активность региона. Важным фактором, провоцирующим селеобразование в Южном Прибайкалье, является высокая сейсмическая активность региона. При катастрофических землетрясениях в прошлом в бассейнах рек нередко образовывались крупные обвалы и оползни, создающие благоприятные условия для образования селей. Прорыв сейсмогенных плотин подпруженными реками обязательно сопровождался мощными селями, следы которых местами устанавливаются в геологическом разрезе. Даже в настоящее время существуют еще не полностью спущенные озера, подпруженные сейсмогенными обвалами (например, Соболиное озеро на реке Селенгинке). По мнению геологов, вследствие высокой сейсмической активности и угрозы появления катастрофических землетрясений, в Прибайкалье возможно образование мощных селевых потоков (Тржцинский и др., 1969;

Динамика…, 1978;

Голенецкий, 1997).

6. Антропогенная деятельность. Провоцирует процесс селеобразования в районе активная деятельность человека. Потенциальным материалом для оползней и селей являются отвалы горнодобывающих предприятий, сосредоточенные в долинах рек Слюдянка и Похабиха, суммарный объем которых достигает 9 млн т. Активизации оползневых процессов способствуют транспортные (в первую очередь железнодорожные) магистрали, при строительстве которых были проведены массовые подрезки склонов и сооружение насыпей. Движение поездов вызывает ускоренное разрушение грунтов за счет упругих механических колебаний. Способствуют селеобразованию вырубка и выгорание лесов в долинах селеопасных рек (Геологические памятники…, 1993).

84 Иркутск, 20–23 августа _ О селях и селевых паводках в районе г. Слюдянки достоверные сведения стали поступать в 1915 г. в связи с разрушением ими железнодорожной станции. Еще в середине XIX в. известный рудознатец Г.М. Пермикин сообщал о мощных выносах обломочного материала из гор при катастрофических паводках и указывал, что вместе с обычными валунами выносились обломки лазурита, сбором которых после наводнений занимались жители Култука для дальнейшей продажи китайским купцам.

Катастрофические паводки на р. Слюдянке были обычным явлением и часто происходили в прошлые века. Крупные сели и селевые паводки в различных районах Прибайкалья отмечались в 1915, 1927, 1932, 1934, 1938, 1959, 1960, 1962, 1965, 1971 гг.

Наиболее мощные из них, принесшие громадный материальный ущерб, прошли по р. Слюдянке 28 июня 1934 и 20 июня 1960 г., в июне 1971 г. В 1915 году селевой поток разрушил часть жилых, складских и подсобных помещений на станции Слюдянка и участок железнодорожной насыпи возле моста через реку Слюдянка (Обручев, 1934;

Солоненко, 1961;

Селевой паводок..., 1963) В июне 1960 г. в долине реки Слюдянка образовался один из самых катастрофических селей в истории Прибайкалья. По данным метеостанции «Хамар Дабан», 17–20 июня 1960 г. в верховьях Слюдянки выпало 326 мм осадков.

Заключительной фазой этого ненастья явился сильный ливень с максимальной интенсивностью 0.43 мм/мин. Только за 12 часов (с 19.00 19 июня до 7.00 20 июня) выпало 152 мм осадков, причем почти все они были сброшены в речную сеть.

В верховьях бассейна паводок не имел еще характерных признаков селевого потока из-за отсутствия достаточного количества материала для формирования твердой фазы. По мере продвижения вниз мощность потока возрастала. При вхождении потока в зону относительно широкой валунно-галечниковой поймы реки начался интенсивный размыв русловых и пойменных отложений. Аналогичные процессы имели место и в боковых падях, где возникали бурные потоки. В связи с этим уже в средней части река приобрела черты водокаменного потока. Около 5.30 20 июня 1960 г. начался резкий подъем уровня воды в Слюдянке. В 9.30 20 июня на город обрушился первый вал воды.

Не вмещаясь в свое обычное русло, многоводный горный поток, насыщенный валунами и галечниками, размыл дамбы и вырвался на широкую заселенную пойму, заливая улицы и разрушая на своем пути жилые дома и промышленные сооружения. Вскоре вся масса воды сконцентрировалась в нескольких временных руслах (бывших ранее улицами города). Расширение и углубление русел сопровождались значительными разрушениями построек. Процессы боковой и глубинной эрозии достигли огромной интенсивности: боковой размыв берега при его высоте в 1.5–2.0 м местами проходил со скоростью 6.6 м/мин. С оглушительным грохотом поток перемещал громадную массу валунно-галечного материала, вызывая сильное содрогание почвы.

Многочисленные селевые потоки образовались в июле 1971 г., когда в Южном Прибайкалье прошли затяжные ливневые дожди. Селевыми потоками были уничтожены десятки километров железнодорожных путей от Слюдянки до Мурино.

Значительно пострадали насыпи и мосты через реки. Материальный ущерб от наводнения, селевых потоков, сплывов, обвалов в 1971 г. по Южному Прибайкалью составил 80 млн рублей (Геологические памятники…, 1993).

Высокой селеопасностью характеризуется и западное побережье Южного Байкала. В районе КБЖД образование селей, как правило, связано с временными водными потоками, образующимися на береговых склонах Байкала. В пределах одного и того же района образование селей может происходить то на одних, то на других участках склонов. Образовавшиеся после прохождения потоков промоины в склоновых отложениях быстро «залечиваются» – заполняются рыхлым материалом в результате обвалов и осыпей. Временные склоновые потоки, размывая рыхлые отложения, в Континентальный рифтогенез, сопутствующие процессы _ большинстве случаев превращаются в грязекаменные сели с плотностью массы до 1.6– 1.7 т/м3. Временные потоки часто образуют большие селеопасные площади.

Со времени начала строительства КБЖД в этом районе отмечается появление селевых потоков во время ливневых дождей. Так, 21 августа 1962 г. в районе поселка Маритуй крупный временной поток вынес около 4.5 тыс. м3. В июле 1971 г. сплывы и сели на ряде участков стали причиной разрушения или завала полотна железной дороги (Геологические памятники…, 1993).

В июне 2001 г. в результате сильного ливня произошло массовое образование селевых потоков на западном побережье Южного Байкала, в том числе на территории поселка Култук. В ночь с 29 на 30 июня 2001 г. временный водный поток по улице Панфилова привел к образованию глубокой (более 2 м) промоины. Вобрав в себя размытый грунт, водный поток превратился в грязекаменный. Спустившись со склона в долинную часть, поток остановился, сформировав конус выноса, перекрывший улицу Кирова и несколько дворов. В районе ручья Асламовский произошло оползание щебеночной железнодорожной насыпи, что привело к образованию селевого потока, затопившего ряд дворов по улицам Кирова и Байкальской.

Таким образом, Южное Прибайкалье является одним из наиболее селеопасных районов Сибири. Селеопасность северных склонов Хамар-Дабана и западного побережья Байкала в последние годы не уменьшилась, а, наоборот, даже возросла из-за интенсивного строительства в селеопасных районах, вырубки и выгорания лесов, небрежного отношения к созданию инженерно-защитных сооружений.

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

Голенецкий С.И. Землетрясения в Иркутске. Иркутск: «Имя», 1997. 96 с.

Динамика земной коры Восточной Сибири / Ред. С.М. Замараев. Новосибирск: Наука, 1978. 127 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.

Обручев В.А. Необычайный силь в Хамар-Дабане // Природа. 1934. № 9. С. 70–71.

Селевой паводок в г. Слюдянке на Байкале 20 июня 1960 г. / Ред. В.П. Солоненко. М:

Изд-во АН СССР, 1963. 72 с.

Солоненко В.П. Селевый паводок на Байкале // Природа. 1961. № 5. С. 61–64.

Тржцинский Ю.Б., Будз М.Д., Зарубин Н.Е. Оползни, сели, термокарст в Восточной Сибири и их инженерно-геологическое значение. М.: Наука, 1969. 135 с.

Фролов А.Ф., Коротких И.В. Инженерная геология. М.: Недра, 1990. 411 с.

TORRENTIAL WASHES IN SOUTHERN PRIBAIKALYE P.S. Snopkov 1, S.V. Snopkov 2, Secondary General School 19, Irkutsk, Russia Irkutsk State University, Irkutsk, Russia Center for Children Additional Education Development of the Irkutsk Region, Irkutsk, Russia snopkov_serg@mail.ru 86 Иркутск, 20–23 августа _ ОСОБЕННОСТИ СТРОЕНИЯ ПРИМОРСКОГО СБРОСА ПО МАГНИТОРАЗВЕДОЧНЫМ ДАННЫМ С.В. Снопков 1, Геологический факультет Иркутского государственного университета, Иркутск, Россия Центр развития дополнительного образования детей Иркутской области, Иркутск, Россия, snopkov_serg@mail.ru Приморский сброс является наиболее крупным разломом Приольхонья, входящим в систему краевого шва Сибирской платформы. Сброс омолаживает крупнейшую древнюю зону разломов и является структурным элементом Байкальского рифта (Геологические памятники …, 1993;

Мац и др., 2001).

Уступ Приморского сброса является одним из главных элементов морфотектоники Западного Приольхонья и разделяет рифтовую долину и Приморский хребет. Особенности геоморфологии борта рифтовой долины наблюдаются на северо западном побережье Малого Моря. На уступе сброса наблюдаются расплывчатые понижения, плавно выходящие на уплощенную наклонную поверхность у основания склона. Эти понижения являются солифлюкционными долинами. Материал, вовлеченный в солифлюкционный поток, образует куполовидные скопления у подножья склона. Это связано с тем, что зона разлома поглощает грунтовые воды и солифлюкционное течение грунтов прекращается (Уфимцев, 1995).

Региональный глубинный разлом (Приморский сброс) осложнен многочисленными промежуточными тектоническими ступенями. Это тектонические блоки-пластины шириной от первых сотен метров до 3–4 км при протяженности до км. Процесс возникновения, погружения и денудационно-тектонического разрушения этих ступеней обусловливает расширение днища рифта. Промежуточные ступени на склоне Приморского хребта ярко проявлены в районе рек Сарма и Курма и представляют собой систему небольших блоков в нижней части борта рифта (Уфимцев, 1995).

Приморский сброс разделяет две геоморфологические области – Приморский хребет и Приольхонское плато. Приольхонское плато сложено глубокометаморфизованными породами ольхонской серии, возраст формирования которой большинство специалистов относит к архею – раннему протерозою.

Совокупность пород ольхонской серии и залегающих в них разновозрастных магматических образований носит название ольхонского кристаллического комплекса.

Ольхонская серия сложена кристаллосланцами амфиболового, пироксен-амфиболового и биотит-амфиболового состава, биотитовыми, гранат-биотитовыми и пироксен амфиболовыми гнейсами, кальцитовыми и доломитовыми мраморами, кварцитами. Для всех пород характерен высокотемпературный метаморфизм в условиях гранулитовой и амфиболитовой фаций, широко развита мигматизация пород. Общая мощность ольхонской серии не менее 6–7 км (Кочнев, 2007).

Приморский хребет вблизи сбросовой ступени сложен нижнепротерозойскими породами иликтинской и харгитуйской свит (амфиболитами, кварцитами, гнейсами и кристаллосланцами) и залегающими в них нижнепротерозойскими гранитами и гипербазитами.

Характерной особенностью пород иликтинской свиты, сложенной различными метаморфизованными осадочно-вулканогенными отложениями, является повышенная ожелезненность пород. Гнейсы, имеющие повышенное содержание магнетита, нередко напоминают железистые кварциты (Кульчицкий, 1953;

Салоп, 1964). В верховьях бассейна реки Иликты обнаружены Мало-Иликтинское и Еленинское рудопроявления Континентальный рифтогенез, сопутствующие процессы _ (Кульчицкий, 1953). В Приольхонье породы иликтинской свиты обнажаются на склоне Приморского хребта от реки Харга до мыса Улан-Хан.

Летом 2012 г. в Приольхонье в ходе комплексной краеведческой экспедиции Центра развития дополнительного образования детей Иркутской области проводились магниторазведочные исследования. Целью исследований было изучение возможных источников железной руды, используемой древними металлургами Приольхонья.

Следы древней металлургии (шлаки, обожженная обмазка, фрагменты железовосстановительных горнов) широко встречаются в Прибайкалье. Одним из мест, где действовали многочисленные металлургические горны на рубеже нашей эры, является местность Курма. В качестве одного из возможных источников руды изучались ожелезненные породы иликтинской свиты.

По результатам измерения магнитной восприимчивости образцов горных пород на склоне Приморского хребта было обнаружено, что магнитные свойства гнейсов и кристаллосланцев иликтинской свиты изменяются в широком диапазоне – от 0.4 до 23010-3 ед. СИ. Измерения магнитной восприимчивости проводились с помощью каппометра КТ-5.

Проведенная каппометрическая съемка по обнажениям долины реки Курма, которая рассекает поперек зону Приморского сброса, обнаружила, что не вся пачка пород иликтинской свиты является ожелезненной. Высокой магнитной восприимчивостью отмечаются лишь те породы, которые находятся в зоне Приморского сброса. Высокие значения магнитной восприимчивости свидетельствуют о высоком содержании магнитных минералов (магнетит, маггемит).

По четырем профилям, заданным вкрест Приморского сброса, были проведены измерения напряженности магнитного поля. Измерения выполнялись геофизическим магнитометром ММП-203 с шагом 25 м. Измерения показали, что породы иликтинской свиты, обнажающиеся на восточном склоне Приморского хребта, крайне неоднородны по концентрации магнитных минералов. Если в среднем магнитное поле над этими породами на 300–400 нТл выше, чем на предгорном плато, то некоторые пропластки создают аномалии магнитного поля, достигающие 2000 нТл и более. При этом участки пород, создающие интенсивные локальные аномалии, пространственно связаны с краями многочисленных промежуточных тектонических ступеней. При удалении от зоны разлома в северо-западном направлении магнитное поле снижается до 200– нТл (относительно уровня поля Приморского плато) и становится менее дифференцированным (диапазон изменений напряженности магнитного поля не превышает 150 нТл).

Высокая магнитная восприимчивость нижнепротерозойских пород в зоне Приморского сброса, отражающаяся локальными интенсивными аномалиями в магнитном поле, свидетельствует о том, что в процессе формирования этого кайнозойского разлома (либо более древнего) происходили процессы привноса или перераспределения железа в горных породах.

Список литературы Геологические памятники Байкала / Составитель Г.В. Рязанов. Новосибирск: Наука, Сиб. изд. фирма, 1993. 160 с.

Кочнев А.П. Ольхонский кристаллический комплекс. Проблемы геологии и минерагении Приольхонья. Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2007. 252 с.

Кульчицкий А.С. Прибайкальский железорудный район (сводка данных по рудоносности). Фонды ИГУ. Иркутск, 1953.

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.

88 Иркутск, 20–23 августа _ Салоп Л.И. Геология Байкальской горной области. Т. 1. Стратиграфия. М.: Недра, 1964.

515 с.

Уфимцев Г.Ф. Геоморфологическая практика в Прибайкалье: Учебное пособие.

Иркутск, 1995. 148 с.

STRUCTURE FEATURES OF THE PRIMORSKY FAULT ACCORDING TO THE MAGNETIC SURVEY DATA S.V. Snopkov 1, Irkutsk State University, Irkutsk, Russia Center for Children Additional Education Development of the Irkutsk Region, Irkutsk, Russia snopkov_serg@mail.ru РОЛЬ ПРОЦЕССОВ СУБДУКЦИИ И РИФТИНГА В ФОРМИРОВАНИИ МАНТИЙНОЙ ЛИТОСФЕРЫ СЕВЕРО-ВОСТОКА СИБИРСКОГО КРАТОНА Л.В. Соловьева 1, Т.В. Калашникова 2, С.И. Костровицкий Институт земной коры СО РАН, Иркутск, Россия, Solv777@crust.irk.ru Институт геохимии им. А.П. Виноградова СО РАН, Иркутск, Россия, Kalashnikova@igc.irk.ru На основании изучения глубинных ксенолитов из кимберлитов Куойкского поля северо-восточного блока Сибирского кратона рассматривается возможность формирования мантийной литосферы его активной окраины за счет мантийного вещества надсубдукционной зоны. Куойкское кимберлитовое поле располагается в пределах древнего гранит-зеленокаменного Биректинского террейна, предполагаемый возраст которого определяется примерно в 2.4 млрд лет (Розен, 2003). Возраст кимберлитов Куойкского поля оценивается как 120–70 млн лет (Кинни и др., 1997). В популяции ксенолитов из трубок Обнаженная и Слюдянка широко представлена серия шпинелевых, шпинель-гранатовых и гранатовых пироксенитов, оливиновых вебстеритов и лерцолитов, породы которых по модальному минеральному составу и составу минералов показывают непрерывные переходы (Уханов и др., 1988;

Соловьева и др., 1994). В некоторых ксенолитах видна нечеткая полосчатость между породами разной литологии. Породы, как правило, имеют неравномерно-зернистое, грубозернистое сложение с элементами гранобластовой структуры. В пироксенитах и вебстеритах обычны заметно деформированные мегакристаллы (2–7 см) пироксенов с пластинчатыми структурами распада пироксенов, шпинели и граната, окруженные мелко-среднезернистой матрицей из тех же минералов. Распространенные структуры распада в минералах, замещение шпинели гранатом в шпинель-гранатовых типах пород и следы деформаций могут указывать на охлаждение и частичную перекристаллизацию пород в условиях боковой деформации или погружения на более глубокие горизонты.

Все эти особенности позволили рассматривать данную ассоциацию пород как расслоенную интрузивную серию (Уханов и др., 1988;

Соловьева и др., 1994).

Исследования изотопии углерода и серы, а также общей геохимии пород в графитовых шпинелевых ортопироксенитах и вебстеритах из трубок Обнаженная и Слюдянка (Соловьева и др., 2010) показали, что эти породы могли быть кумулатами кристаллов в бонинитовых дайках, испытавших примесь биогенного вещества в обстановке островных дуг. Возможное воздействие морской воды на вещество Континентальный рифтогенез, сопутствующие процессы _ эклогитов и вебстеритов из трубки Обнаженная по изотопам кислорода выявлено Л.А.

Тэйлором и др. (Taylor et al., 2003).

Базитовые гранулиты из трубок Куойского поля по геохимическим характеристикам определяются как производные фракционной кристаллизации магм, близких островодужным низкокалиевым толеитам. Все эти данные являются значимой предпосылкой для рассмотрения мантийной расслоенной серии Sp, Sp-Grt и Grt пироксенитов–лерцолитов из кимберлитов Куойкского поля как возможного офиолитового разреза, отвечающего магматическим дифференциатам в глубинных камерах надсубдукционной зоны.

Рис. 1. Рассчитанный валовый редкоэлементный состав ксенолитов из трубки Обнаженная. 1 – Grt, Sp-Grt лерцолиты, Ol-вебстериты;

2 – Sp-Grt лерцолиты обедненного типа (с высоким кол-вом Ol);

3 – Fe-пироксениты;

4 – ортопироксениты. Серое поле – составы офиолитов по литературным данным (Ilbeily, 2008 – Турция;

Yang, Zhou, 2009 – Тянь-Шань;

Zhang et al., 2009 – Внутренняя Монголия).

На приведенном графике (рис. 1) линиями показаны валовые редкоэлементные составы пород расслоенной интрузивной серии из кимберлитовой трубки Обнаженная, относящиеся к разным петрографическим типам. Валовые составы пород были рассчитаны по модальному минеральному составу пород и химизму минералов. Поле объединяет данные для расслоенных габбровых серий и массивного габбро надсубдукционных офиолитов разного возраста и из разных регионов мира. На спайдерграмме (рис. 1) фиксируется очевидное сходство характера распределения несовместимых редких элементов в исследованных образцах из ксенолитов трубки Обнаженная с их распределением в надсубдукционных офиолитовых сериях габбро. В то же время отмечается более низкое положение линий по отношению к полю офиолитовых габбро таких типов пород, как Sp-Grt лерцолиты с низкими содержаниями граната и клинопироксена, Grt железистые пироксениты и Sp-Grt ортопироксениты. Это обстоятельство может быть связано с тем, что расслоенная серия пород из мантийной литосферы под трубкой Обнаженная образовалась при кристаллизации расплава (расплавов) ниже зоны устойчивости плагиоклаза и испытала иной тип фракционирования кристаллов, чем обычные офиолиты надсубдукционных 90 Иркутск, 20–23 августа _ зон. Такому заключению не противоречит отсутствие экстремумов Eu на кривых распределения. С другой стороны, экстремумы Eu установлены для эклогитов и некоторых вебстеритов из трубки Обнаженная Л.А. Тэйлором с соавторами (Taylor et al., 2003), что предполагает участие в родительском расплаве серии субдукционной компоненты, возможно в виде инициирующих плавление флюидов, поступающих из поддвигаемого слэба.

На графике соотношений (Sm/Zr)n – Ti/Zr и (Sm/Zr)n – Sr/Zr (рис. 2) точки валовых составов располагаются частично в области пироксенитов надсубдукционной серии Соломоновых островов или вблизи полей базальтов островных дуг и задуговых бассейнов. Не исключено, что такое нечеткое положение пород расслоенной серии на диаграммах также вызвано типом дифференциации расплавов в шпинелевой зоне.

Рис. 2. Соотношения (Sm/Zr)n – Ti/Zr и (Sm/Zr)n – Sr/Zr в валовых составах Sp-Grt, Grt пироксенитов, вебстеритов, Ol-вебстеритов, лерцолитов из трубки Обнаженная (черные квадраты) и в магматических породах островных дуг. Поля: бониниты, андезиты и дациты эоценовой дуги Идзу-Бонин (Taylor et al., 1994;

Pearce et al., 1999);

пироксениты, Соломоновы о-ва по (Berly et al., 2006);

базальты островных дуг по (Taylor et al, 1994), офиолиты Троодос по (Cameron, 1985);

базальты задуговых бассейнов по (Falloon et al., 1992;

Pearce et al., 1999) и океанические базальты по (Sun&McDonough, 1989;

Pearce et al., 1999). Значения Sm/Zr нормированы к составу N-MORB (Sun&McDonough, 1989).

Приведенные данные достаточно определенно указывают на формирование существенной части мантийной литосферы Оленекского блока Биректинского террейна как расслоенной интрузивной серии, принадлежащей офиолитам надсубдукционного типа. Когда и каким образом протолит этих пород был вовлечен в состав мантийной литосферы блока, остается достаточно дискуссионным. Если следовать данным по тектоническому районированию Сибирского кратона (Розен, 2003), формирование протолита мантийной литосферы Биректинского террейна произошло не позднее 2.4 млрд лет назад, а его объединение с Сибирским кратоном – примерно 1.8–1.9 млрд лет назад. Данные по Nd–Sm изохроне в вебстеритах из трубки Удачная показали возраст ~1.07–1.22 млрд лет (Taylor et al., 2003), что соответствует возрасту максимального собирания суперконтинента Родиния. Можно предположить, что формирование протолита серии шпинелевых, шпинель-гранатовых и гранатовых пироксенитов, оливиновых вебстеритов и лерцолитов мантийной литосферы Оленекского блока происходило в островодужной обстановке, вследствие кристаллизации расплавов в надсубдукционной зоне в период существования Континентальный рифтогенез, сопутствующие процессы _ суперконтинента Родиния. На конечном геотектоническом этапе этого периода весь надсубдукционный блок был аккретирован к Сибирскому кратону.

Список литературы Кинни П.Д., Гриффин Б.Дж., Хеамен Л.М., Брахфогель Ф.Ф., Специус З.В. Определение возрастов перовскитов из якутских кимберлитов ионно-ионным масс U-Pb спектрометрическим (SHRIMP) методом // Геология и геофизика. 1997. Т. 38, № 1. С. 91–99.

Розен О.М. Сибирский кратон: Тектоническое районирование, этапы эволюции // Геотектоника. 2003. № 3. С. 3–21.

Соловьева Л.В., Владимиров Б.М., Днепровская Л.В., Масловская М.Н., Брандт С.Б.

Кимберлиты и кимберлитоподобные породы: Вещество верхней мантии под древними платформами. Новосибирск: Наука, 1994. 256 с.

Соловьева Л.В., Ясныгина Т.А., Костровицкий С.И. Изотопно-геохимические свидетельства субдукционной обстановки при формировании вещества мантийной литосферы на севере-востоке Сибирского кратона // Доклады Академии наук. 2010. Т. 432, № 5. С. 676– 680.

Уханов А.В., Рябчиков И.Д., Харькив А.Д. Литосферная мантия Якутской кимберлитовой провинции. М.: Наука, 1988. 286 с.

Berly T.J., Hermann J., Arculus R.J., Lapierre H. Supra-subduction zone pyroxenites from San Jorge and Santa Isabel (Solomon Islands) // Journal of Petrology. 2006. V. 47 (8). P. 1531–1555.

Cameron W.E. Petrology and origin of primitive lavas from the Troodos ophiolite, Cyprus // Contribution to Mineralogy and Petrology. 1985. V. 89. P. 239–255.

Falloon T.J., Malahoff A., Zonenshain L.P., Bogdanov Y. Petrology and geochemistry of back-arc basin basalts from Lau Basin spreading ridges at 15°, 18° and 19°S // Mineralogy and Petrology. 1992. V. 47. P. 1–35.

Ilbeily N. Geochemical comparison of ultramafic-mafic cumulate rocks from the Central Anatolian Ophiolites, Turkey // International Geology Review. 2008. V. 50 (9). P. 810–825.

Pearce J.A., Kempton P.D., Nowell G.M., Noble S.R. Hf-Nd element and isotope perspective on the nature and provenance of mantle and subduction components in Western Pacific arc-basin systems // Journal of Petrology. 1999. V. 40 (11). P. 1579–1611.

Sun S.-S., McDonough W.F. Magmatism in the ocean basins // Geol. Soc. Spec. Publ. 1989.

V. 42. P. 313–345.

Taylor R.N., Nesbitt R.W., Vidal P., Harmon R.S., Auvray B., Croudace I.W. Mineralogy, chemistry, and genesis of the boninite series volcanics, Chichijima, Bonin islands, Japan // Journal of Petrology. 1994. V. 35 (3). P. 577–617.

Taylor L.A., Snyder G.A., Keller R., Remley D.A., Anand M., Wiesli R., Valley J., Sobolev N.V. Petrogenesis of group A eclogites and websterites: Evidence from the Obnazhennaya kimberlite, Yakutia // Contribution to Mineralogy and Petrology. 2003. V. 145. P. 424–443.

Yang S.H., Zhou M.F. Geochemistry of the ~430-Ma Jingbulake mac–ultramac intrusion in Western Xinjiang, NW China: Implications for subduction related magmatism in the South Tianshan orogenic belt // Lithos. 2009. V. 113. P. 259–273.

Zhang X., Wilde S.A., Tang Y., Zhai M. Geochemistry of hornblende gabbros from Sonidzuoqi, Inner Mongolia, North China: implications for magmatism during the final stage of suprasubductionzone ophiolite formation // International Geology Review. 2009. V. 51 (4). P. 345– 373.

THE ROLE OF SUBDUCTION AND RIFTING IN MANTLE LITHOSPHERE FORMATION IN THE NORTHEASTERN PART OF THE SIBERIAN CRATON L.V. Solov’eva 1, T.V. Kalashnikova 2, S.I. Kostrovitsky Institute of the Earth's Crust, SB RAS, Irkutsk, Russia, Solv777@crust.irk.ru Vinogradov Institute of Geochemistry, SB RAS, Irkutsk, Russia, Kalashnikova@igc.irk.ru 92 Иркутск, 20–23 августа _ ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ РАЗВИТИЯ ГОРНЫХ СИСТЕМ И ИХ КОРНЕЙ В.Д. Суворов, Ю.П. Стефанов 2, Е.В. Павлов 1, В.А. Кочнев 3, Е.А. Мельник Институт нефтегазовой геологии и геофизики им. А.А. Трофимука СО РАН, Новосибирск, Россия;

Институт физики прочности и материаловедения СО РАН, Томск, Россия Институт вычислительного моделирования СО РАН, Красноярск, Россия В рамках упруго-хрупко-пластической постановки рассмотрено напряженно деформированное состояние вертикального сечения земной коры до глубины 90 км по профилю Тарим-Алтай. Исследовано влияние прочностных свойств и структуры разреза коры на формирование зон пластической деформации, рельеф дневной поверхности и границу Мохо под действием гравитационных сил и при горизонтальном сжатии. Рассмотрена приуроченность зон локализации деформации к особенностям рельефа и границы Мохо. Моделирование процесса деформации осуществлялось в двумерной постановке для условий плоской деформации. Расчеты проводились с использованием модифицированной модели Друккера-Прагера Николаевского.

Двухслойный разрез земной коры и упругие модули заданы из средних скоростных характеристик, согласованных с плотностью, полученной при учете изостатической уравновешенности коры на уровне Мохо и гравитационных аномалий Буге. Результаты расчетов показывают, что под действием гравитации на развитие упруго-пластических деформаций в верхней коре существенное влияние оказывают горы, прочность верхнего слоя коры и присутствие ослабленных областей в нижней коре. Развитие более контрастного, чем высота гор, прогиба Мохо под ними также обусловлено областью пониженной прочности в нижней коре и в верхах мантии.

Получено, что ширина таких областей примерно соответствует областям горного рельефа, в районе Алтая она более широкая, чем под Тянь-Шанем. Изучено влияние изменения прочности с глубиной на упруго-пластическую деформацию и образование зон ее локализации, формирующих изменяющийся рельеф дневной поверхности, внутрикоровой границы и Мохо.

Под действием силы тяжести происходит погружение, в первую очередь, наиболее высоких горных участков Тянь-Шаня, а у подножий часто образуются зоны локализованного сдвига. Для обеспечения роста гор необходимо горизонтальное сжатие, причем подъем горных участков с образованием вершин относительно межгорных впадин наблюдается при повышенной прочности верхней коры и наличии ослабленных участков в ее нижней части. В условиях горизонтального сжатия существование межгорных впадин (Джунгария и Тарим) обеспечивается достаточно высокопрочной нижней корой под ними. Корни гор, выраженные контрастным прогибом Мохо, развиваются в условиях податливой, пластичной мантии.

NUMERICAL MODELING OF MOUNTAIN SYSTEMS AND THEIR ROOTS V.D. Suvorov 1, Yu.P. Stefanov 2, E.V. Pavlov 1, V.A. Kochnev 3, E.A. Melnik Trofimuk Institute of Petroleum Geology and Geophysics, SB RAS, Novosibirsk, Russia Institute of Strength Physics and Materials Science, SB RAS, Tomsk, Russia Institute of Computational Modeling, SB RAS, Krasnoyarsk, Russia Континентальный рифтогенез, сопутствующие процессы _ РИФТОГЕНЕЗ И УНИКАЛЬНОСТЬ ОЗЕРА БАЙКАЛ А.Н. Сутурин Лимнологический институт СО РАН, Иркутск, Россия san@lin.irk.ru Озеро Байкал номинировано как уникальный объект мирового природного наследия по многим показателям:

- это самое древнее озеро в мире;

- это самое глубокое среди мировых озер;

- это крупнейший резерв чистой пресной воды;

- это водный объект c своеобразной и эндемичной флорой и фауной;

- это сочетание изумительных по красоте прибрежных ландшафтов;

- это уникальный объект геологической истории.

История становления Байкальской впадины, по представлению Н.А. Логачева (2005), начинается с конца верхнего мела – палеоцена. Некомпенсируемое погружение Байкальской впадины привело к формированию самого глубокого и самого емкого резервуара пресной воды. Н.А. Флоренсов (1968) среди озерных котловин Южной Сибири выделил рифтогенный байкальский тип и впервые показал влияние генезиса на многие параметры озер. К ним относятся: приуроченность котловины к новейшим тектоническим движениям, расположение в крутых бортах древних кристаллических пород, преобладание длины над шириной и большая глубина, наличие обильного речного питания и регулярный сток.

Исследования последних лет позволили получить новые сведения о влиянии рифтогенеза на лимнические характеристики озера. Рифтогенные озера, и в первую очередь озеро Байкал, имеют многомиллионный возраст. Возраст озер определяется временем заполнения котловины рыхлыми отложениями. Раздвижение бортов рифтовой впадины обеспечивает увеличение ее объема, компенсирующее поступление осадков. Этим обусловлена длительность жизни рифтогенных озер.

Заполнение водой байкальских котловин происходило в первую очередь за счет таяния ледников. Начальная низкая минерализация вод озера обусловлена этой причиной. Сохранение олиготрофности связано с тем, что микробо-, фито- и зоопланктон фототрофной зоны открытого Байкала являются организмами фильтраторами, многократно пропускающими через себя водную массу. В планктоне остаются все поступающие извне вещества, которые в последующем при отмирании организмов опускаются на дно в виде «морского снега», пелет зоопланктона, створок диатомовых. Круговорота биогенных веществ, присущего мелким водоемам, в Байкале нет. Влияние рек на состав воды озера Байкал ограничено устьевыми зонами. В этих участках кроме гидродинамических факторов, обеспечивающих осаждение из речных вод взвешенных веществ, свою роль играет кислородный геохимический барьер, на котором выпадают поливалентные элементы, такие как Fe и Mn, увлекающие за собой в осадок многие приносимые с речной водой металлы. Существенное для озера Байкал значение имеет формирование на большой части побережья каменной литорали c эффективным биогеохимическим барьером, охраняющим олиготрофную зону озера.

Здесь прослеживается специфическая черта большинства рифтогенных озер, в которых олиготрофность пелагиали сочетается не только с большим биоразнообразием литоральной зоны, но и с ее высокой биопродуктивностью (Тимошкин и др., 2001;

Lake…, 1991).

94 Иркутск, 20–23 августа _ Байкал не просто резервуар чистой пресной воды, а эффективная природная фабрика очистки воды, создающая мировой стратегический ресурс слабоминеральной кальциевой гидрокарбонатной воды, максимально насыщенной кислородом.

Отсутствие стратификации вод рифтогенных озер северного полушария обусловлено прохождением верхнего фототрофного слоя воды озера через температуру максимальной плотности 4 °С. Более тяжелая вода, насыщенная кислородом, поступает на дно, и холодная вода со дна поднимается к поверхности.

Основная часть побережья озера Байкал представлена клифами, сложенными древними изверженными и метаморфическими породами, подверженными катаклазу и метасоматическим преобразованиям. Рифтогенное происхождение озера и сейсмоактивность обеспечивают абразию берегов и постоянное поступление кластогенного материала в водную систему (ежегодно свыше 1.5 млн м3) (Агафонов, 2000).

В литоральной зоне осуществляется сложное взаимодействие каменного материала, атмосферы и гидросферы с активным участием бентосных и планктонных организмов. Только за счет этого взаимодействия идет постоянное восполнение элементов, необходимых для функционирования аквальных биогеоценозов. Основой живых систем, кроме органогенов C, H, O, N, P, S, являются нутриенты K, Na, С, Mg, Mn, Fe, Co, Cu, Zn, Mo, биогенные элементы-неметаллы Cl, Br, Si, As и металлы Li, Sn, Ti, V, Cr. Металлы, благодаря их высокой каталитической способности, обеспечивают высокую активность металлоферментов и других металлосодержащих биомолекул (Haraguchi, 2004). Важнейшую роль металлов как первичных катализаторов в становлении и эволюции метаболических систем и минеральные источники металлов отмечает в своих работах М.А. Федонкин (2003). Он считает, что в процессе эволюции Земли происходит сужение геохимического базиса жизни. Захоронение на стабильных континентах химических элементов предполагает изымание их из геохимического круговорота. В рифтовых зонах и на тектонических окраинах континентов можно наблюдать первичные процессы биогеохимических взаимодействий воды и биоты с древними магматическими и метаморфическими породами. Доступность биофильных макро- и микроэлементов определяет продуктивность и биоразнообразие в береговой зоне. Каменная литораль озера Байкал представляет собой уникальный объект изучения протобиогеохимических процессов и выявления роли биоты в вовлечении макро- и микроэлементов в биогеохимический круговорот и перераспределении химических элементов между горными породами, бентосными и планктонными организмами и водой (Suturin et al., 2003).

Для ультраолиготрофных озер, каковым является озеро Байкал, поступление биофильных элементов только из водной среды ограничено. Процессы разложения горных пород совершаются под действием байкальской воды, агрессивность которой по отношению к большинству минералов определяется недонасыщенностью по большинству ионов и катионов, наличием растворенных кислорода, углекислого газа и азота, концентрации которых меняются в течение суток (рН от 7.4 до 8.5, кислород от 87 до 117 % насыщения), и воздействием органических кислот (Сутурин и др., 2013).

На бенче создаются благоприятные условия для формирования оригинальных аквальных биогеоценозов: численность донных беспозвоночных составляет 10–44 тыс.

экземпляров на 1 м2.

Биологическое выветривание предполагает физическое и химическое изменение горных пород и минералов под воздействием гидробионтов и продуктов их жизнедеятельности. Организмы извлекают из породы минеральные вещества, аккумулируют их, переводя избыточную часть в раствор. Фитобентосные организмы образуют органические кислоты (щавелевую, лимонную, яблочную, янтарную), Континентальный рифтогенез, сопутствующие процессы _ которые оказывают разрушающее воздействие на минералы. Нитрификаторы образуют азотную кислоту, серобактерии и тионовые бактерии – серную. Лишайники, выделяя углекислоту и специфические кислоты, разрушают породу как химически, так и механически в результате проникновения гиф по плоскостям спайности первичных минералов.

Степень выветрелости, катаклаз пород имеет важное значение для развития бентосных водорослей, эпилитных накипных лишайников и губок. Большая пористость внешней оболочки камней, предварительное разложение первичных пород обеспечивают лучшую прикрепленность гидробионтов и облегченную возможность получения минеральных веществ из пород. Даже в пределах одного камня видно различие в устойчивости минералов к химическому и биологическому разложению.

Кварцевые зерна, гранатовые прожилки, альбитовые стяжения остаются свежими и не занятыми лишайниками, водорослями и корковыми губками. Особую роль в разрушении алюмосиликатов играют диатомовые водоросли. Симбиотические организмы: лишайники и губки в биогеоценозах каменной литорали играют важную роль. Они обеспечивают извлечение из пород фосфора и фиксацию азота. Симбионтное сообщество гриба с водорослями, зелеными и сине-зелеными, включает также и азотобактер. Хелатирование является основным процессом дезинтеграции пород и извлечения лишайниками металлов, кальция и магния.

В литоральной зоне побережья Байкала формируются биогеоценозы, в которых подстилающий каменный субстрат служит источником биофильных элементов для зоо и фитобентоса. Поступление дополнительных питательных компонентов в бентосный биоценоз идет как за счет выщелачивания элементов водой из пород, так и в результате жизнедеятельности симбионтных организмов. Важное значение для продуктивности биогеоценозов и биоразнообразия имеет петрографический и геохимический состав каменного субстрата. Биогеохимические процессы на каменной литорали оз. Байкал обеспечивают биоразнообразие и биопродуктивность бентосных гидробионтов.


Процесс биогеохимического извлечения макро- и микроэлементов из горных пород имеет сходные черты для каменной литорали океанов и рифтогенных озер.

Еще одна причина значительного биоразнообразия и биопродуктивности литорали озера Байкал заключается в том, что рифт является зоной глубинной дегазации. Через систему планетарных разломов (рифтов) поступают эндогенные потоки водорода, метана, азота и гелия. Центр водородно-метановой дегазации в Байкальском рифте один из наиболее мощных в мире (Сывороткин, 2002). Как отмечает М.А. Федонкин (2008), универсальной физической характеристикой живого является формирование ионных градиентов и перенос электрона от донора к акцептору.

Водород был и остается главным субстратом микробной жизни и основой энергетики метаболизма. Аномальная биологическая продуктивность некоторых районов океана определяется глубинной дегазацией. Максимальные скопления анчоусов у южного побережья Перу приурочены к тектоногенным береговым зонам. Западное побережье Южной Африки, не уступающее по биопродуктивности перуанскому, контролируется мощной разломной зоной. Галапогосские острова – уникальный объект океанического биоразнообразия – также располагаются в рифтовой зоне. Начальным этапом заселения каменного материала являются литофильные бактерии, развитие которых стимулируется наличием в аквальных бионоценозах свободного водорода. Вторым по мощности потоков в рифтовых зонах является метан. На Байкале имеется метан всех известных генетических типов (бактериальный, термогенный и эндогенный) (Калмычков, 2006). Эндогенный метан, обогащенный тяжелым изотопом углерода, зафиксирован в термальных источниках на побережье, термогенный метан содержит углерод, заимствованный из озерных осадков. В газах прибрежных азотных терм 96 Иркутск, 20–23 августа _ количество метана – первые проценты, основная их масса представлена, помимо азота, водородом и гелием. Изучая процессы в береговых зонах Байкала, можно определить роль биогенного углерода и ювенильного водорода в метано- и нефтеобразовании.

Биопродуктивность литорали, снос органики по склону и вынос по разломным зонам ювенильного водорода могут быть причиной формирования газовых и нефтяных месторождений, которые все чаще вскрываются в рифтовых зонах.

Водородные струи и восходящие потоки метана, кроме влияния на биопродуктивность и биоразнообразие литоральных зон, оказывают влияние еще на один природный феномен – формирование озоновых аномалий. С 1991 г. на озонометрических станциях России ведется мониторинг состояния озонового слоя.

Центр водородно-метановой дегазации в Байкальском рифте – один из наиболее мощных в России. Потери озона над Байкалом максимальные и наиболее длительные среди станций России. Для древней биосферы Земли также была характерна высокая фоновая радиация и отсутствие озонового экрана (Федонкин, 2008). Какие генетические мутации происходят в зонах «озоновых дыр» и как подобные аномальные участки влияют на видообразование – вопрос слабоизученный, но совпадение рифтовых зон, зон видообразования на континентах и даже центров цивилизации и начальных точек миграции людей, по-видимому, не случайно. Байкал является природной мировой лабораторией, где можно плодотворно изучать многие жизненно важные для планеты проблемы (Грачев, 2002). Ряд из них так или иначе связаны с рифтогенезом.

Список литературы Агафонов Б.П. Склоны как источник седилянтационного материала в озере Байкал // Верещагинская Байкальская конференция: Тезисы докладов. Иркутск, 2000. С. 10.

Грачев М.А. О современном состоянии экологической системы озера Байкал.

Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2002. 156 с.

Калмычков Г.В., Егоров А.В., Кузьмин М.И., Хлыстов О.М. Генетические типы метана озера Байкал // Доклады Академии наук. 2006. Т. 411(5). С. 672–675.

Логачев Н.А. История и геодинамика Байкальского рифта // Актуальные вопросы современной геодинамики Центральной Азии. Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2005. С. 932.

Сутурин А.А., Куликова Н.Н., Бойко С.М., Сайбаталова Е.В. Извлечение химических элементов из горных пород байкальской водой и органическими соединениями // Геохимия.

2013. № 5. С. 471–480.

Сывороткин В.Л. Глубинная дегазация Земли и глобальные катастрофы. М.: ООО «Геоинформцентр», 2002. 250 с.

Тимошкин О.А., Ситникова Т.Я., Русинек О.Т., Пронин Н.М. Аннотированный список фауны озера Байкал и его водосборного бассейна. Т. 1. Озеро Байкал. Кн. 1. Новосибирск:

Наука, 2001. С. 16–73.

Федонкин М.А. Сужение геохимического базиса жизни и эвкариотизации биосферы:

причинная связь // Палеонтологический журнал. 2003. № 6. С. 33–40.

Федонкин М.А. Роль водорода и металлов в становлении и эволюции биосферы. // Проблемы зарождения и эволюции биосферы. М.: Книжный дом «Либроком», 2008. С. 417– 437.

Флоренсов Н.А. Некоторые особенности котловин крупных озер Южной Сибири и Монголии // Мезозойские и кайнозойские озера Сибири. М.: Наука, 1968. С. 59–73.

Haraguchi H. Metallomics as integrated biometal science // Journal of Analytical Atomic Spectrometry. 2004. V. 19. P. 5–14.

Lake Tanganyika and its life / G.W. Coulter (ed.). London: Oxford University Press, 1991.

362 p.

Suturin A.N., Timoshkin O.A., Paradina L.F., Kravtsova L.S., Rozhkova N.A., Kulikova N.N., Saibatalova Ye.V., Semiturkina N.A. Biogeochemical processes on the story littoral-unlimited Континентальный рифтогенез, сопутствующие процессы _ element and nutrient source for Baikal ecosystem // Berliner Palobiologische Abhandlungen. 2003.

Issue 4. P. 129–139.

RIFTING AND UNIQUENESS OF LAKE BAIKAL A.N. Suturin Limnological Institute, SB RAS, Irkutsk, Russia, san@lin.irk.ru ИНТЕРПРЕТАЦИЯ ДАННЫХ МЕТОДА ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССОВ НА ОСНОВЕ ПРИБЛИЖЕННОГО МЕТОДА ПРЯМОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ КРИСТЕНСЕНА В СОЧЕТАНИИ С ИНВЕРСИЕЙ ОККАМА А.В. Таранюк ОАО «Иркутскгеофизика», Иркутск, Россия, kuynarat10@mail.ru В данной работе отражены результаты применения автоматической инверсии методом Оккама для интерпретации полевого материала метода переходных процессов (МПП), собранного в ходе выполнения рудных и нефтегазовых геофизических исследований. Данный метод инверсии известен своим быстродействием и позволяет получать результаты, относящиеся к классу “гладких” моделей (Constable, 1987).

Поскольку любой метод решения обратной задачи подразумевает необходимость многократного вызова процедуры решения прямой задачи, можно утверждать, что оперативность интерпретации данных в значительной степени зависит от времени, требующегося для моделирования кривой становления поля. С целью сокращения количества времени, необходимого для решения прямой задачи МПП, мы используем алгоритм, реализующий метод Кристенсена (Christensen, 2002), в основе которого лежит техника аппроксимации горизонтально-слоистой изотропной среды эквивалентным однородным полупространством. Эквивалентным, в нашем понимании, является полупространство с продольной проводимостью, которая равна суммарной продольной проводимости пачки слоев, лежащих выше глубины проникновения поля в среду в отдельно взятый момент времени. Практика применения данной техники говорит о возможности увеличения скорости моделирования в 30–60 раз по сравнению со скоростью работы классических прямых задач, рассчитывающих процесс становления электромагнитного поля над многослойной средой (таблица).

Сравнение времени работы различных прямых задач для многослойных моделей Кол-во слоев Классический метод Метод Кристенсена, Увеличение скорости модели (алгоритм А.А. Петрова), с. с. счета (раз) 3 0.03347 0.00057 58. 4 0.03452 0.00068 50. 7 0.03845 0.00117 32. 10 0.03898 0.00146 26. 12 0.04391 0.00159 27. Объединение упомянутых техник решения прямой и обратной задач МПП, помимо очевидного сокращения временных затрат, также дает возможность получения информации о распределении удельного электрического сопротивления в среде без 98 Иркутск, 20–23 августа _ привлечения априорной информации, что достигается за счет построения многослойных “гладких” моделей и последующего отражения на разрезах высоко- и низкоомных областей.

Рассмотрим применение методики для данных рудной геофизики. На рис. 1, а, представлен разрез, полученный в ходе интерпретации с ручным подбором моделей на основе данных каротажа и учитывающий эффект поляризуемости среды, который возникает за счет наличия в среде многолетнемерзлых пород и хорошо объясняется теорией межповерхностной поляризации Максвелла-Вагнера (Стогний, 2008).

Результат автоматической инверсии для 20-слойных моделей методом Оккама без учета эффекта поляризуемости проиллюстрирован на рис. 1, б.

Рис. 1. Результат ручного подбора разреза, основанный на данных каротажа и учитывающий поляризуемость среды (а) и результат автоматической инверсии Оккама с использованием прямой задачи Кристенсена для случая с обнуленными поляризационными параметрами (б) на тестовом профиле.

Исходя из визуального сравнения, нельзя не отметить достаточно сильное качественное совпадение результатов интерпретации. Непосредственно о точности подобранных моделей для каждого отдельно взятого пикета можно судить по величине среднеквадратичного отклонения между теоретической и эталонной кривыми становления поля. Графики таких отклонений для результатов ручного подбора в различных средах обработки электроразведочных данных, а также для результатов автоматической инверсии Оккама представлены на рис. 2.

Мы видим, что по точности подбора применение реализации инверсии Оккама позволяет получать, как правило, лучшие показатели сходимости теоретической и эталонной кривых, чем при обработке в программе “PODBOR”. Вместе с этим мы склонны полагать, что значительный вклад в несоответствие результатов является следствием высоких значений поляризуемости среды, оставшейся неучтенной при выполнении автоматической инверсии, и того факта, что прямая задача Кристенсена является приближенным методом моделирования сигналов и не учитывает свободные заряды, скапливающиеся на границах сильноконтрастных слоев разреза и дающие определенный вклад в кривую становления поля.


Континентальный рифтогенез, сопутствующие процессы _ Рис. 2. Среднеквадратичные ошибки результатов инверсии.

Также рассмотрим результаты применения инверсии Оккама в совокупности с приближенной техникой прямого моделирования для данных нефтегазовой электроразведки с отсутствующим влиянием эффектов поляризуемости среды. На рис.

3 представлено сравнение результатов ручной интерпретации данных по одному из профилей на Катангской площади (рис. 3, а) и автоматической инверсии (рис. 3, б).

Рис. 3. Сравнение результатов ручной (а) и автоматической (б) интерпретации данных нефтегазовой электроразведки.

100 Иркутск, 20–23 августа _ Сопоставление разрезов, приведенных на рис. 3, свидетельствует о качественном соответствии решения, полученного с помощью применения процедуры автоматической инверсии, и результата ручного подбора, учитывающего известную информацию о геологическом строении среды в районе отработанного профиля. Если говорить о детальном соответствии, то нельзя не отметить размытость отдельных пластов и их смещение по абсолютным значениям альтитуд в случае применения инверсии Оккама (рис. 3, б), что может являться следствием поиска решений в области “гладких” моделей.

Подводя итоги, можно отметить, что использование инверсии Оккама совместно с применением приближенного метода прямого моделирования Кристенсена дает возможность восстанавливать детальные тонкослойные модели среды на основе наблюденного сигнала при отсутствии априорной информации о геологическом строении местности с целью выявления глубин залегания отдельных горизонтов. Такое представление о строении осадочного чехла можно будет использовать в дальнейшем в качестве начального приближения для более точной инверсии, проводимой с учетом частотной дисперсии электропроводности и диэлектрической проницаемости, в случае присутствия данных эффектов.

Список литературы Стогний В.В. Импульсная индуктивная электроразведка при изучении поляризующейся среды криолитозоны Якутской кимберлитовой провинции // Криосфера Земли. 2008. Т. 12, № 4.

С. 46–56.

Christensen N.B. A generic 1-D imaging method for transient electromagnetic data // Geophysics. 2002. V. 67 (2). P. 438–447.

Constable S.C., Parker R.L., Constable C.G. Occam’s inversion: A practical algorithm for generating smooth models from electromagnetic sounding data // Geophysics. 1987. V. 52 (3). P. 289– 300.

INTERPRETATION OF THE TRANSIENT ELECTROMAGNETIC METHOD DATA BASED ON THE APPROXIMATE METHOD OF DIRECT CHRISTENSEN’S SIMULATION COMBINED WITH OCCAM’S INVERSION A.V. Taranyuk OAO “Irkutskgeophysika”, Irkutsk, Russia, kuynarat10@mail.ru РИФТОГЕНЕЗ: СТРУКТУРНО-КИНЕМАТИЧЕСКОЕ ВЫРАЖЕНИЕ И ТЕКТОДИНАМИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ ПРОЯВЛЕНИЯ Т.Ю. Тверитинова 1, Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН, Москва, Россия Геологический факультет Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова, Москва, Россия Введение. Немаловажную роль в проблемах рифтогенеза играют вопросы общей пространственной организации рифтовых систем на поверхности Земли и истории их формирования. Этой проблематике много внимания уделял Е.Е. Милановский (Милановский, 1976, 1983, 1987, 1991 и мн. др.) и многие другие исследователи (Шенгёр, Натальин, 2009;

и др.). Анализ любых структурных ситуаций требует рассмотрения: (1) структурно-кинематических особенностей распределения и выраженности деформаций различного кинематического типа в данной ситуации, то есть всего структурного парагенеза;

(2) тектодинамических условий формирования Континентальный рифтогенез, сопутствующие процессы _ этого парагенеза, то есть поля напряжений, в котором осуществлялся деформационный процесс. Рифты, рифтовые структуры, как и любые другие геологические структуры, являются элементами реальной геологической среды, подвергшейся деформациям в определенных тектодинамических условиях. Основой рифтовых структур являются сбросо-раздвиговые системы. Рифтогенез – формирование в континентальной или океанической литосфере протяженных структур грабенового типа, отражающее процесс растяжения литосферы. Вместе с грабеновыми структурами, выраженными сбросами и раздвигами, в литосфере наблюдаются поперечные к ним или кососекущие разноориентированные структуры другого кинематического типа – разнонаправленные сдвиги, взбросы и структуры содвижения, которые вместе со сбросами и раздвигами объединяются в рифтовые парагенезы. Рифтовые парагенезы отвечают тектодинамическим обстановкам, главным условием в которых является горизонтальное растяжение.

Расширенное понятие рифтовых структур и рифтогенеза. В данной статье под рифтогенезом понимается сложный процесс абсолютного или относительного горизонтального растяжения континентальной или океанической (спрединг) земной коры (литосферы), рассеянного или сосредоточенного, часто с сопутствующим магматизмом, проявляющийся в тектонических структурах различного порядка характерной хрупкой деформацией. Рифтовые структуры – сочетание сбросов, грабенов, раздвигов, отрывов и т.д. разного порядка в виде систем грабенообразных структур, поперечных направлению горизонтального растяжения. «Классические»

рифтовые зоны являются лишь небольшой частью самых разнообразных (по выраженности, масштабу, сочетанию с другими структурами, по тектодинамическим условиям формирования) структур горизонтального растяжения земной коры или литосферы континентов и океанов. При рифтогенезе происходит относительное удлинение деформирующегося геологического объема поперек рифтовых систем и его относительное укорочение вдоль них. При этом рифтогенез может сопровождаться как утонением земной коры или литосферы, так и их утолщением, так как главный процесс при рифтогенезе – горизонтальное растяжение – может быть реакцией на горизонтальное сжатие, ведущее к формированию орогенов.

Соотношение рифтовых структур земной коры и литосферы. Рифтовые структуры океанов являются структурами литосферными. Это следует из того, что маломощная земная кора океанов неотделима от надастеносферного слоя верхней мантии, вместе с которым и составляет литосферу. Большинство рифтовых структур континентов являются структурами коровыми, причем часто верхнекоровыми. Но хрупкие деформации растяжения могут охватывать не только верхнюю, но и нижнюю кору, а также прослеживаться в надастеносферную мантию, то есть эти структуры также могут быть литосферными. Кроме того, рифтовые структуры континентов обычно образуют разнообразные рифтовые системы, распределение которых уже обязательно увязывается с глубинными, подкоровыми неоднородностями. То есть при том, что отдельные рифтовые структуры являются коровыми, рифтовые системы в целом являются структурами литосферными.

Возраст рифтовых систем, необходимых для анализа распределения процессов рифтогенеза на поверхности Земли. Современный рифтогенез наиболее ярко проявлен в океанах процессом спрединга. Спрединг в современных океанах зафиксирован с мезозоя, поэтому при анализе Мировой рифтовой системы необходимо брать в рассмотрение не только кайнозойские рифтовые зоны, но и, по меньшей мере, мезозойские*.

* В свою очередь, анализ распределения мезозойских рифтов часто показывает их унаследованность от палеозойских и более ранних. Таким образом, нужно анализировать одновременно 102 Иркутск, 20–23 августа _ Структурно-кинематическая выраженность рифтовых структур. Рифтовые системы как зоны сдвиговых деформаций. Рифты широко распространены в земной коре океанов, континентов, переходных между ними зон. Все рифты выражены системами раздвиговых и сбросовых структур, обычно образующих относительно небольшие сегменты внутри более крупных более протяженных зон растяжения, сдвига или сжатия. Сегменты разделены системами сдвигов, трансформных разломов, структур сжатия. Для сегментов характерно кулисное или эшелонированное расположение внутри крупных зон, что указывает на проявление общей сдвиговой составляющей вдоль рифтовых зон в целом. Наличие структур разных порядков в одной системе указывает на то, что важную роль при структурном анализе играет масштаб изучаемого структурного явления (глобальный, региональный или локальный) и соответственно процессы на соседних структурных уровнях. Чаще всего бывает так, что данный процесс, будучи обусловлен процессами, происходящими на более низком структурном уровне, определяет особенности распределения процессов на более высоких структурных уровнях.

Распределение рифтов на поверхности Земли. Большинство крупных рифтовых структур образуют Мировую рифтовую систему (рис. 1). Основу ее составляют рифтовые зоны океанов, но они продолжаются структурами растяжения в переходных зонах и на континентах. Мировая рифтовая система отражает наличие общей структурной организации Земли, включающей, помимо рифтов, структуры другого кинематического типа (сдвиговые и трансформные зоны и даже орогены).

Основными рифтовыми зонами Земли являются: Срединно-Атлантическая, Западно- и Восточно-Тихоокеанские, Индоокеанская, Циркумантарктическая океанические. Рифтовые зоны выражены практически по всем окраинам континентов:

Северо-Западно-Тихоокеанская, Западно-Американская, или Кордильерская (с северным – на продолжении Восточно-Тихоокеанской рифтовой зоны и южным (Андским) сегментами) (мезозойско-кайнозойская), Западно- и Восточно Атлантические (палеозойско-мезозойские), Арктическая (палеозойско-мезозойско кайнозойская), Восточно-Африканская (мезозойско-кайнозойская), Индонезийско Австралийская и Антарктическая (мезозойско-кайнозойские). К внутриконтинентальным и межконтинентальным рифтовым зонам можно отнести Средиземноморскую, Западно-Сибирско-Алтайскую (?), Вилюйско-Тибетскую, Байкало-Катазиатскую. На континентах широко распространены относительно мелкие рифтовые структуры, положение которых связано с крупными зонами сжатия (Средиземноморско-Гималайский пояс) или границами крупных структурных элементов (платформ и подвижных поясов).

Ориентировка, структурные парагенезы и тектодинамические условия формирования рифтовых систем. В глобальном плане (рис. 1) ориентировка большинства рифтовых зон разного масштаба субмеридиональная (это наиболее характерно для приэкваториальной зоны). Вместе с тем рифтовые зоны могут иметь северо-восточное, северо-западное (рифтовые зоны средних широт) или даже широтное (Циркумантарктическая рифтовая зона) простирание. Каждая рифтовая зона обычно сегментирована и, по сути, является зоной сдвиговых деформаций (ЗСД). Для правосдвиговых рифтовых ЗСД характерна «левая» кулисность или эшелонированность внутренних сбросо-раздвиговых структур, то есть каждый из разновозрастные рифтовые структуры. Нетрудно догадаться, что при том, что многие рифтовые зоны завершают свое развитие в зонах сжатия (орогенах) и тесно с ними связаны, необходимо рассматривать всю систему подвижных структур Земли, в которых проявляются условия растяжения (рифтогенез) или сжатия (орогенез или складчатость).

Континентальный рифтогенез, сопутствующие процессы _ сегментов последовательно смещен относительно соседнего влево. Для левосдвиговых рифтовых зон характерна, наоборот, «правая» кулисность.

Рис. 1. Позднеальпийские глобальные системы разного геолого-кинематического типа на поверхности геоида (Расцветаев, 1991). 1, 2 – зоны растяжения: 1 – осевые структуры срединно-океанических хребтов, 2 – крупнейшие раздвиговые зоны на континентах;

3–5 – зоны сдвига: 3 – сдвиговые швы, 4 – глобальные зоны сдвиговых деформаций, 5 – главнейшие трансформные разломы;

6 – зоны сжатия;

7 – зоны глобальных сколов на поверхности геоида;

8 – выход оси максимального растяжения (А) и промежуточной оси (В) земного эллипсоида.

Большинство классических сбросо-раздвиговых рифтовых зон являются меридиональными. В Мировой рифтовой системе они главенствуют и определяют тип рифтовых зон северо-восточного простирания как структур левосдвигового типа, рифтовых зон северо-западного простирания – как структур правосдвиговых.

Меридиональные рифты выражены и в субширотных зонах сжатия. Перечисленные структуры: меридиональные рифты, диагональные сдвиго-раздвиговые зоны и поперечные рифты широтных орогенов Средиземноморско-Гималайского подвижного пояса входят в один общий Главный структурный парагенез меридионального горизонтального сжатия – широтного горизонтального растяжения.

Наряду с этим Главным парагенезом в распределении и структурно кинематическом выражении рифтовых зон Мировой рифтовой системы выявляются другие структурные особенности. Меридиональные рифтовые зоны в подавляющем большинстве являются правосдвиговыми ЗСД (особенно ярко это выражено в северном полушарии). Широтные рифтовые в северном полушарии построены как левосдвиговые ЗСД (Арктическая), в южном – как правосдвиговые (система рифтовых структур в северной части Индийского океана).

Субмеридиональные правосдвиговые и субширотные левосдвиговые системы северного полушария образуют второй структурный парагенез – северо-восточного горизонтального сжатия – северо-западного горизонтального растяжения. Для южного полушария предполагается, наряду с Главным парагенезом меридионального сжатия – 104 Иркутск, 20–23 августа _ широтного растяжения, структур ный парагенез северо-западного горизонтального сжатия – северо-восточного горизонталь ного растяжения.

Условия дополнительного северо-восточного сжатия – северо-западного растяжения в северном полушарии и, воз можно, северо-западного сжатия – северо-восточного растяжения в южном полушарии могут объясняться проявлением эффек та отставания нижней мантии от литосферы при вращении Земли.

Этот процесс уже привлекался для объяснения ориентировки эллипсоида континентальных напряжений в Северной Евразии (Гущенко, 1979).

Преобладание основных меридиональных рифтовых зон в северном полушарии и наличие широтной Циркумантаркти ческой рифтовой зоны в южном указывают на наличие планетар ной диссимметрии с проявлением волновой динамики планетарного масштаба.

Повсеместное присутствие и преобладание меридиональных Рис. 2. Распределение горячих точек (черные кружки), наложенное на томографические модели правосдвиговых рифтовых сис скоростей поперечных волн (VS) для глубин 500 тем вместе с проявлением и 2850 км (Courtillot V. et. al., 2003). Цветом обозна- левосдвиговой деформации вдоль чены значения изменения скорости от –2 % (крас- Тетической зоны свидетельству ный цвет) до +2 % (синий цвет). ют о дополнительном напря женно-деформированном сос тоянии литосферы Земли в условиях ее общего правосто-роннего «кручения», возможно в связи с резким преобладанием континентальных литосферных масс в северном полушарии.

Особенности распределения Мировой рифтовой системы в поле горячих точек.

Классические рифтовые структуры формируются в зонах горизонтального растяжения, где происходит активный или пассивный подъем горячего вещества мантии (апвеллинги). Между рифтовыми зонами и так называемыми горячими точками или пятнами (плюмами) имеется определенная связь. Многие горячие точки, являющиеся центрами вулканических извержений, приурочены к осевым частям рифтовых зон, как океанических, так и континентальных. Вместе с тем горячие области мантии, в зонах которых на поверхности имеются центры вулканических извержений, распространены далеко за пределами рифтовых структур Мировой рифтовой системы. Имеется две основные области повышенного проявления вулканизма (два так называемых Континентальный рифтогенез, сопутствующие процессы _ суперплюма) – Тихоокеанский и Африканский. В верхней части земной коры суперплюмы довольно расплывчаты и охватывают как внутриплитные области, так и непосредственно рифтовые системы. Но на границе ядро – мантия обоим суперплюмам соответствуют два четко локализованных горячих пятна в центральных частях Тихоокеанской и Африканской плит. Основные стволы Мировой рифтовой системы не совпадают с этими горячими пятнами, а обрамляют их.

Если рассмотреть всю систему тепловых аномалий мантии в общем тепловом поле (рис. 2), в котором помимо горячих областей выделяются и холодные неразогретые области (даунвеллинги), причем рассмотреть тепловые характеристики не столько приповерхностных, но глубоких частей мантии, то можно заметить следующие характерные особенности. С главной зоной холодной мантии (даунвеллинга) совпадает положение практически всех континентов, за исключением Африканского. Эта зона холодной мантии образует меридиональный пояс, ось которого проходит на поверхности в западном полушарии через Южную и Северную Америку, в восточном – через Евразию и Австралию. Рифтовые системы заложены «по краям» холодных континентальных блоков, за исключением Африканского континента, которому соответствует горячая область. Значит, правильнее говорить, что рифтовые системы заложены по градиентным зонам между горячими и холодными мантийными областями. Конечно, картина не такая простая, и есть участки, где горячие области уходят в сторону континентов. В случае и Тихоокеанского, и Африканского суперплюмов это наблюдается в их восточных частях. Это явление можно объяснить тем, что верхние части холодных областей вследствие вращения Земли «заваливаются»

в западном направлении, частично перекрывая в плане горячие области.

Холодные области образуют, как уже говорилось, субмеридиональный пояс (точнее, его ориентировка СЗ–ЮВ). Западная часть этого пояса (в Евразии – юго западная) характеризуется условиями преимущественного сжатия (в Северной и Южной Америке это Кордильерский складчатый пояс, в Евразии – Средиземноморско Индонезийский). Восточная часть пояса является зоной сжатия на Евроазиатско Австралийской окраине и характеризуется пассивно-окраинным типом в американской части. Двум главным горячим полям – Тихоокеанскому и Африканскому – соответствует, с одной стороны, крупнейшая океаническая структура с характерным быстрым спредингом, с другой – Африканский древний континент, с трех сторон обрамленный пассивными окраинами и медленными спрединговыми зонами и только в своей северной части обрамленный коллизионным Средиземноморским поясом сжатия (по юго-западному обрамлению Евроазиатского континента).

Главной планетарной деформацией Земли является сплюснутость Земли как эллипсоида вращения (Каттерфельд, 1962;

Воронов, 1968;

и др.), а также глобальные зоны скалывания, пересекающиеся вдоль малой экваториальной оси трехосного земного эллипсоида (Расцветаев, 1980, 1991). В этом эллипсоиде полярная ось является осью сжатия (С), а в экваториальной плоскости лежат ось растяжения (А) и ось промежуточного напряжения (В). Как видно из сравнения рис. 1 и 2, аномально горячие зоны нижней мантии отчетливо тяготеют к зоне экваториального вздутия земного эллипсоида и областям выхода на поверхность оси растяжения А.

Таким образом, планетарные рифтовые системы закладываются над градиентными зонами в нижней мантии между аномально горячими (подвижными) и аномально холодными (неподвижными, «жесткими») ее областями, которые, вероятно, являются глобальными сколовыми зонами, отражающими одну из главных планетарных деформаций. То, что разделяемые планетарными рифтовыми зонами поля горячих точек над мантийными суперплюмами пространственно связаны с рифтовыми 106 Иркутск, 20–23 августа _ структурами, – явление уже другого порядка, отражающее структурную неоднородность литосферы и астеносферы.

Список литературы Воронов П.С. Очерки о закономерностях морфометрии глобального рельефа Земли. М.:

Наука, 1968. 124 с.

Каттерфельд Г.Н. Лик Земли и его происхождение. М.: География, 1962. 152 с.

Милановский Е.Е. Рифтовые зоны континентов. М.: Недра, 1976. 215 с.

Милановский Е.Е. Рифтогенез в истории Земли: Рифтогенез на древних платформах.

М.: Недра, 1983. 280 с.

Милановский Е.Е. Рифтогенез в истории Земли: Рифтогенез в подвижных поясах. М.:

Недра, 1987. 298 с.



Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 || 5 | 6 |   ...   | 9 |
 





 
© 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.