Введение к работе
Объект исследований. Тепловое поле литосферы области сопряжения Центрально-Азиатского и Тихоокеанского складчатых поясов и смежных окраин Сибирской и Северо-Китайской платформ.
Актуальность. Геотермия - наука о внутрипланетарных тепловых процессах и термическом поле Земли. Её изучение включает теоретические и экспериментальные исследования параметров теплового поля: теплофизических свойств, геотермического градиента и теплового потока, характеризующих энергетику недр Земли.
Изучаемый регион сравнительно хорошо изучен геофизическими съёмками различного масштаба (сейсмическими, электромагнитными, гравиметрическими). Выполнены здесь и измерения теплового потока, как в отдельных структурах, так и вдоль региональных геофизических профилей. Но, в отличие от окружающих территорий, эти данные не обобщены, что в значительной степени затрудняет их использование.
Крайне актуально и важно поэтому не только получить новые данные о значениях теплового потока и теплофизических свойствах горных пород, но и обобщить существующий геотермический материал, получить более детальную информацию о распределении теплового потока, теплопроводности и теплогенерации горных пород региона.
Цель работы. Изучение распределения теплового потока, теплофизических характеристик горных пород и определение на их основе глубинных температур области сопряжения Центрально-Азиатского и Тихоокеанского складчатых поясов и смежных окраин Сибирской и Северо-Китайской платформ.
Основные задачи. Измерение температуры в скважинах, изучение теплофизических характеристик горных пород, определение на этой основе величин внутриземного теплового потока и оценка его коровой и мантийной составляющих. Расчёт интенсивности радиогенной теплогенерации в горных породах и слоях земной коры. Обобщение геотермических данных, расчет глубинных температур. Построение карт теплового потока, мощности литосферы и комплексных геотермических разрезов.
Методика исследований. Поставленные задачи решались с помощью стандартных методов, применяемых в геотермии. Распределения температуры в литосфере получены в результате математического моделирования, в основе которого лежат решения уравнений теплопроводности.
При построении комплексных геотермических разрезов, кроме геотермических данных, использовались данные глубинного сейсмического
и магнитотеллурического зондирований, сейсмогравитационного и послойного моделирования.
Защищаемые результаты:
1. Установлены средние значения теплового потока геологических
структур исследуемого региона. Максимальные значения наблюдаются в
вулканогенных поясах и осадочных бассейнах, 80-90 мВт/м2, наименьшие -
в докембрийских блоках и орогенных поясах, 50-53 мВт/м2, что
определяется глубинным строением, мощностью литосферы и типом
геотермического режима.
2. Построены комплексные геотермические разрезы (модели)
литосферы, которые дают детальную картину распределения температуры в
литосфере как по латерали, так и по глубине. Выделено пять литосферных
блоков: Алдано-Становой мощностью 100-200 км; Керулено-Мамынский -
100-150 км; Сунляо - 50-100 км; Сихотэ-Алинский - 75-100 км и Северо-
Китайский - 50-100 км. Сокращение мощности литосферных блоков
связано с возрастанием интенсивности кайнозойской активизации.
Научная новизна. Выполнено 120 определений величины внутри-земного теплового потока на территории Дальнего Востока России, измерены теплофизические свойства горных пород (-3000 образцов). Определён характер геотермического режима основных тектонических структур. Рассчитана теплогенерация горных пород и радиогенная составляющая теплового потока. Составлены карты распределения теплового потока и мощности литосферы региона. Построены комплексные геотермические разрезы области сопряжения Центрально-Азиатского и Тихоокеанского складчатых поясов и смежных окраин Сибирской и Северо-Китайской платформ.
Достоверность результатов. Достоверность полученных геотермических результатов обеспечена применением современной аппаратурно-аналитической базы. Качество измерения радиоактивных элементов и теплопроводности горных пород контролировалось по эталонным образцам. Комплексные геотермические модели сопоставлялись с геоэлектрическими, сейсмическими, гравиметрическими построениями.
Практическая значимость работ. Проведённые исследования существенно улучшили геотермическую изученность юга Дальнего Востока России. Составлены карты теплового потока, мощности литосферы региона. Построены комплексные геотермические разрезы, необходимые для понимания геодинамических процессов, происходящих в зоне сопряжения Центрально-Азиатского и Тихоокеанского складчатых поясов, рассчета глубинных температур и построения более корректных геотермических моделей. Показано, что большинство районов с высокими значениями геотермических параметров принадлежит нефтегазоносным и
перспективным на нефть и газ осадочным бассейнам.
Материалы автора использовались при построении следующих карт: Карта теплового потока Тихого океана и прилегающих континентов. М-б 1:10000000 / Под ред. И.К. Туезова. - Хабаровск: Геодез. предпр. № 2, 1986; Флюидогеодинамика и нефтегазоносность Северно-Восточной окраины Азиии. М-б 1:2500000 / Под ред. Ю.А.Косыгина, О.В. Равдоникас. Хабаровск: Геодез. предпр. № 2, 1990; а также вошли в следующие работы: Тектоническая карта области сочленения Центрально-Азиатского и Тихоокеанского поясов. М-б 1:1500000. Объяснительная записка / Отв. ред. Л.П. Карсаков. Владивосток-Хабаровск, 2005. 265 с; Среднеамурский осадочный бассейн: геологическое строение, геодинамика, топливно -энергетические ресурсы / Отв. ред. Г.Л. Кириллова. - Владивосток: ДВО РАН, 2009. 424 с.
Личный вклад и фактический материал. В основу диссертации положены полевые и лабораторные исследования теплового поля, проводившиеся автором в различных частях Дальнего Востока России. Исследования выполнялись в соответствии с заданиями темы НИР института «Физические поля, строение и геодинамика земной коры и мантии Восточной Азии», (номер гос. регистрации 01200954306) по программе фундаментальных научных исследований РАН, пункт 56 «Физические поля Земли - природа, взаимодействие, геодинамика и внутреннее строение Земли». Автором создана аппаратурно-техническая база для проведения полевых работ, обследовано лично или при его непосредственном участии порядка 1000 скважин на территории Дальнего Востока, определён тепловой поток в 120 скважинах, измерены теплофизические свойства порядка 3000 образцов горных пород.
В процессе подготовки данной работы автором самостоятельно выполнен сбор данных по Восточной Сибири, Дальнему Востоку, Восточной Монголии и северо-восточной части Китая, обобщение, анализ и интерпретация использованного геолого-геофизического материала.
Апробация работы и публикации. Основные результаты исследований докладывались на российских и международных конференциях: «Тепловое поле Земли и методы его изучения», Москва, (1998, 2002, 2008); «Закономерности строения и эволюции геосфер», Хабаровск, 1998; «Проблемы геодинамики и прогноза землетрясений», Хабаровск, 2000; «2, 3, 5, 6 Косыгинские чтения», Хабаровск, (1999, 2001, 2006, 2008); «Строение, геодинамика и металлогения Охотского региона и прилегающих частей северо-западной Тихоокеанской плиты», Южно-Сахалинск, 2002; «Тектонические совещания», Москва, 2002, 2007; «Пятые научные чтения Ю.П. Булашевича», Екатеринбург, 2009.
Результаты работы неоднократно докладывались и обсуждались на
заседаниях лаборатории и учёных советов Института.
По теме диссертации автором опубликовано 26 работ, в том числе 7 в научных рецензируемых изданиях, рекомендованных перечнем ВАК.
Объём и структура работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав и заключения. Общий объём работы составляет 137 страницы, 22 рисунков, 14 таблиц, список литературы состоит из 151 наименований.
Благодарности. Автор признателен д.г.-м.н., профессору |И.К. Туезову,| который предложил данное направление научных
исследований, академику Ю.А. Косыгину, д.г.-м.н., профессору Н.П
Романовскому, д.г.-м.н А.Н. Диденко, к.г.-м.н. Ф.Г. Корчагину, к.г.-м.н. О.В
Веселову за содействие и поддержку этих работ; д.г.-м.н. А.Д. Дучкову, к.т.н. Л.С. Соколовой, д.ф.-м.н. Ю.А. Попову и к.т.н. С.А. Казанцеву за методическую и научную помощь в постановке геотермических исследований на Дальнем Востоке России. Самую искреннюю благодарность автор выражает своему научному руководителю д.г.-м.н., профессору Ю.Ф. Малышеву.
