Главная | Обратная связь

Результаты исследований

Методика работ

Исследования проведены по 500-километровому маршруту, располо­женному на южном участке Сибирской платформы и в пределах Бай­кальской складчатой области. Впадина озера Байкал пересечена к севе­ру от устья р. Селенги .

Учитывая общие особенности глубинного строения рифтовых зон, к методике сейсмических исследований было предъявлено требование определять не только геометрию границ раздела, но и распределение скоростей в среде при сложных поверхностных условиях, свойственных району. Таким требованиям удовлетворяет методика то­чечных сейсмических зондирований с сов­местным использованием упругих волн различных типов .Многолетний опыт работ в Сибири показал ее высокую эф­фективность при региональных исследо­ваниях в труднодоступных, в том числе горных, районах.

Упругие колебания возбуждались взрывами в 6—18 скважинах глубиной до 40 м. Суммарный вес заряда взрывчато­го вещества достигал 1,5—3 т при регист­рации волн на расстояниях около 200 км от источника и уменьшался до 0,5—1 т при расстояниях 40—60 км.

Регистрация колебаний велась на магнитную пленку одновременно двумя разнесенными приемными установками. На каждой установке имелся комплект аппаратуры, состоящий из магнитной приставки АПМЗ-ЧМ, сейсмостапции СС-241П и сейсмографов НС-3. Реконструи­рованная аппаратура обеспечивала получение сейсмических перезаписей в диапазоне частот 4—16 гц. Протяженность одной установки (6 сейсми­ческих каналов) составляла 1 км. Применялось площадное группирова­ние до 12 сейсмографов на канал.

Методика точечных зондирований основана на дискретной корреля­ции четких устойчивых волн. Для выявления и изучения таких волн в новом для ГСЗ районе были проведены наблюдения на кусочно-непре­рывных параметрических профилях в пределах Сибирской платформы (на северо-западном конце маршрута) и в Байкальской складчатой об­ласти (юго-восточный берег оз. Байкал). На обоих участках наблюдения- выполнены при одном источнике колебаний до удалений около 200 км с расстояниями между приемными установками 10—20 км.

По результатам изучения волновой картины были заданы две систе­мы зондирований. Одна с базами (расстояниями между источником и приемником) 40—70 км использовалась для регистрации отраженных и преломленных волн от внутрикоровых границ через каждые 20—25 км профиля. Вторая система состояла из зондирований с базами 170— 210 км, расположенных в среднем через 40—50 км и предназначенных для изучения подошвы земной коры преломленными и отраженными за критическим углом волнами. На отдельных участках выполнены зонди' рования с базами около 100 км. Разность баз соседних зондирований составляла 20—30 км.

Волны от раздела Мохоровичича при удалениях 170—210 км от источника мало изменяют свои характеристики по всему маршруту. На сейсмограмме первой регистрируется преломленная волна, затем через5—1 сек— закритическое отражение . Преломленная волна имеет кажущуюся скорость около 8 KMjceK, несколько большую, чем у закритического отражения. Для отраженной волны характерны увели­ченные в 5—10 раз амплитуды и пониженные видимые частоты колеба­ний по сравнению с преломленной волной.Волны, связанные с границами раздела внутри земной коры, су­щественно различаются на исследованных участках Сибирской платфор­мы и Байкальской складчатой области.

На участке Сибирской платформы в интервале расстояний 20—80 км от источника в первых вступлениях прослеживается прелом­ленная волна от поверхности кристаллического фундамента. Волна имеет малую интенсивность, кажущуюся скорость 6—7 км/сек и видимую частоту колебаний 8—11 гц. Малая интенсивность этой волны в значительной степени, по-видимому, обусловлена экранирующим влия­нием вышележащих карбонатных и соленосных толщ осадочного чехла, обладающих высокой скоростью распространения упругих волн. Прииспользовании достаточно мощных взрывов рассматриваемая волна устойчиво выделяется на сети зондирований.

От более глубоких границ раздела внутри коры получены отражен­ные волны. На удалениях 40—70 км от источника они выделяются наи­более надежно, имеют повышенную интенсивность колебаний и большие кажущиеся скорости (7—8 км/сек).

В Байкальской Складчатой области вблизи от ис­точника (до 20 км) волны в первых вступлениях имеют увеличивающие­ся с расстоянием кажущиеся скорости (4—5 км/сек). Далее (20— 100 км) годограф первых вступлений практически прямолинеен (кажу­щаяся скорость 6—7 км/сек) и по всей видимости соответствует tiper ломленной волне, проникающей на глубину около 4 км. В отличие от района Сибирской платформы, волны в первых вступлениях очень ин­тенсивны, а отражения от внутрикоровых границ значительно менее четкие. На зондированиях с базами 40—70 км прослежена лишь одна отраженная волна.Обработка полученных материалов выполнена с использованием специальных полей времен Особое внимание обращалось на выяв­ление изменения (граничных и средних скоростей вдоль маршрута по записям воля от поверхности Мохоровичича. Вначале были определены средние скорости в коре по данным отраженных волн. Распределение граничной скорости для поверхности мантии найдено двумя способами: по полю времен преломленной волны и при совместном использовании отраженной и преломленной волн от подошвы коры. Для уменьшения эффекта осреднения граничной скорости в пределах базы зондирования поле времен преломленных волн в районе оз. Байкал было пересчитано к базам, близким по величине к абсциссе начальной точки. Погрешность единичного определения скорости, судя по сходимости полученных зна­чений в близких точках, составляет 0,1—0,15 км/сек.

Глубины залегания сейсмических границ под центрами соответст­вующих зондирований определены с учетом найденного распределения скоростей в среде. При построении раздела Мохоровичича предпочтение отдавалось данным отраженных волн. Точность единичных определений глубин оценивается величиной около 0,3 км для поверхности фундамен­та и 1—2 км для более глубоких границ и раздела Мохоровичича.

 

Результаты исследований

Результаты работ представлены сейсмическим разрезом , который является в некоторой степени предварительным, т. к. построен по материалам начального этапа рекогносцировочных исследований. В дальнейшем планируется сгустить сеть сейсмических зондирований и выполнить в наиболее интересных местах наблюдения методикой не­прерывного профилирования.

Устанавливается значительное отличие в строении земной коры и верхов мантии исследованного участка Сибирской платформы по сравнию с Байкальской складчатой областью, где расположена рифтовая зона.

На юге Сибирской платформы полная мощность земной коры колеблется в пределах 37—40 км. Средняя скорость распростране­ния упругих волн во всей толще коры равна 6,4 км/сек. Поверхность мантии (отражающая и преломляющая граница М) сложена породами с «нормальным» значением скорости — 8,1 км/сек. минимум на участке Байкальской впадины, как уже отмечалось рядом исследователей, по всей видимости, вызван самой впадиной, заполнен ной осадочными породами пониженной плотности. Региональное умень­шение силы тяжести в направлении от Сибирской платформы к Бай­кальской складчатой области может быть в значительной степени связано с понижением плотности пород верхней мантии, которые в рифтовой зоне обладают уменьшенными значениями скорости упругих волн. В дальнейшем, после оконтуривания зоны пониженных скоростей на поверхности Мохоровичича, гравитационные данные целесообразно привлечь для оценки мощности слоя с аномальными свойствами мантии

Выводы

В результате изложенных выше рекогносцировочных сейсмиче­ских исследований выяснены основные черты волновой картины, условия проведения работ ГСЗ, установлены крупные особенности глубинного строения Байкальской рифтовой зоны и прилегающего участка Сибир­ской платформы. Рифтовой зоне свойственны аномально низкие значе­ния скорости распространения упругих волн в верхах мантии. Эта осо­бенность, по-видимому, находится в связи с аномалиями электропровод­ности и теплового потока, отмеченными ранее в районе Байкала. Бай­кальская впадина не имеет сколько-нибудь значительного «корня» или «антикорня» в рельефе раздела Мохоровичича. Впадина приурочена к глубинному разлому, пронизывающему всю кору и уходящему в верхи мантии Земли.

При продолжении глубинных сейсмических исследований целе­сообразно выделить этапы региональных (рекогносцировочных) и де­тальных работ.

При региональных работах должно быть осуществлено прослежи­вание рифтовой зоны в плане с выходом на пограничные структуры и определением контуров распространения аномальных свойств верхней мантии. Необходимо также выполнить сравнительное изучение глубин­ной структуры отдельных районов рифтовой зоны. Эти задачи могут быть решены путем исследований методикой точечных сейсмических зондирований на ряде протяженных маршрутов и по площадной сети наблюдений. Работы в труднодоступных горных районах следует прово­дить с применением авиатранспорта и портативной аппаратуры «Тайга».

Детальные сейсмические исследования методикой непрерывного профилирования целесообразно сосредоточить прежде всего в районе Байкальской впадины. Главными вопросами, требующими решения, бу­дут: подробное вертикальное расчленение разреза земной коры и вер­хов мантии, изучение локальных структурных форм и зон глубинных разломов, определение глубин до кристалл