Геоэлектрическая модель центральной и восточной частей Средней Азии Белявский, Виктор Владимирович

Введение к работе

Актуальность работы обусловлена необходимостью изучения строения земной коры и верхней мантии Средней Азии. Создание геоэлектрической модели земной коры и мантии способствует построению определенной концепции развития Земли. Так присутствие в коре ионопроводящих пород говорит о выделении флюидов, трищиноватости вмещающих толщ и температурной активизации, а наличие электроннопроводящих пород свидетельствует об интенсивных перемещениях блоков коры и их метаморфизме. Изучение коро-вых проводящих образований является важным элементом для па-леотектонических и рудопоисковых исследований. С другой стороны построение модели осадочных бассейнов способствует целенаправленному проаеденип поисковых работ на нефть и газ. Б связи с этим в работе показаны возможности Ш методов при структурных и региональных исследованиях в основных нефтегазоперспективных провинциях Узбекистана: Сурхандарьинской и Ферганской впадинах, на Бухарской ступени и а Ііриаралье.

На территории Средней Азии скоицентрнроваии практически все структурные элементы палеотектоники. Это палеоокеаны и континенты, соэременк'да плиты н зоны их сближе;вдя, древние складчатые пояса и области новейшего орогенеза, относительно спокойные участки платформ и области их активизации и т.д. Все это привело к многообразия форм отложений, слагающих современный мв-зокаймоэойсхиЯ чехол, палеозойское или докомбрийское складчатые основания. Вышеописанно? многообразна, породившее чрезвычайно сложный геоэлоктрический разрез, требует разработки, соответствующей методики обработки и интерпретации 1ГГ информации.

Цель» работы является создание объемной геоэлектрической модели тектоносфери центральной и восточной частей Средней Азии. В работе обобщены МТ материалы, полученные на территории, протягивающейся от Аральского моря до озера Иссык-Куль и от Чуйс-кой впадины до горных соорунений Памира. В процессе этого обобщения исходный ЫТ материал переобработан и переинтерпретирован на основании разработок, выполненных автором.

Изучение чагнитотеллурическими методами электропроводности тектоносфери складывается из полевых наблюдений, их обработки и интерпретации, а также геологического истолкования нх

* 2 «

результатов. Первая часть довольно успешно решается производственными vi скадемичеекима организациями. ОсоОо следует подчеркнуть исследования, выполняемые ІІІХІ "Уобекгеофиэика", Шно-Таджикской геофизической экспедицией, Институтом Сейсмологии АН Республики Туркменистан, Фрунзенской экспедицией Института высоких температур АН России, Институтом сейсмологии АН Республики Кыргызстан, Илий ской геофизической окпюднцией ИГО "Каэ-геология". Ташкентским государственным университетом. Институтом геологии и геофизики АН Республики Узбекистан.

Вторая часть - первичная обработка осцилограмм и магнитограмм выполнялась по программам, разработанным по ИІШгеофизике И.А. Безруком, А.С. Сафоновым и др., в ИЗМИРАНе и Инстит. те .сейсмологии АН Республики Туркменистан И.н. Варенцовым с коллегами и В.Г. Дубровским с Н.Г. Ашировой. Специфика интерпретации UT данных в регионе потребовала создания дополнительных блоков по расчату МТ функций, которые н создавались «втором совместно с 3. Тулагеновым.

Третья часть - интерпретация выполнялась при пс^пци схем и приемов, разработанных в основном для горизонтально-слоистых разрезов. Отдельные двукерные модели рассчитывались о Шї б группе U.H. Бердмч&аского, а плэночныэ модели исследовались в ШЙИРАНо 3.Б. айнйергоы и его коллегами. Некоторые расчеты выполнены н в филиале Института высоких температур АН СССР, располагавшейся а 00 годы s Ташкенте, есть примори расчетов для Памира и Киргизии, выполненных в Киеве в Институте геофизики АН Республики Украина. Характерніш для этих моделей является присутствие о «орэ трах-чзтырох проводящих блоков. Автором двумерное моделирование выполнялось по программам, разработанным о ИЗМИРЛНо И.Н. Воронцовым и Н.Г. Голубевым, в ЩЪ в.Л. Друскиныы.

Четвертая часть - геологическое осмысли* «шив результатов іаїтерпротацші данных UT3, начатое Р.И. ГатиноЯ, И.Д. Басовым и В.Г. Дубровский, показало, что высокая проводимость палее— ооПскик образований Юкиого Тянь4Ианп связана с графмтиэиро-оанными сланцами. В дальнейшем, в основном благодаря работам автора с Б.Б. Тйль-Влрским а И.А. Цухиныы, удалось объяснить природу проводимости явлением днншоызтвморфнзма осадков, богатых содержанием углерода а сульфидов. Автор вместе с Л. А. Цухмныы связывает структуру аномалий электропроводности, об-

ларуженных в складчатом основании Шного Тянь-Шанл, с этими г» сланцами,независимо от их глубины залегания. Б.Б. Таль-Еярский считаэт, что на глубинах свыше 6-Ю км проводники связаны с образованиями ыеланократового фундамента (серпентиниты) , а верхние проводники (локальные* аномалии) с графи-ткзированными сланцами.

"Іетодическое руководство по обработке и штерпретации низкочастотного материала d начале восьмидесятых годов осу-Еээствлллось В.Г. Дубровским.

Задачи исследований. Исследования потребовали решения слэдушцих основных задач:

1. - построить Ш функции, наилучяим образом отвечающий условиям кэазидвукэрностн;

2. - оценить степень нехотения ІЗТ-функцил н возможность тех. нормализации;

3. - выполнить ояномернуо интерпретаций индивидуальных хфявьи У или У н средних кривых у или у с пвде-^зккзн d разргзэ основных геоэигктрнчэсяих горизонтов;

4. - 3!Шолгетть двумернув и трехіюрнуп гаггерпрзтащзэ мрг-пэтозйригщкснных параметров m?_x , т,<_х с сценкой суммарной проводимости корових проводников и их геометрии;

5. - построить на основании анализа результатов 2Д-моде-лврозаикя серию альтернативных геоэлектрических моделей;

G - рассчитать объемные и пленочные трехиорныз геоэлек-?ричзск.'!е «одоли всего региона и эго характерных участков;

7 «. построить геоэлектричоскуо .модель региона;

d - выполнить геодшамичаскуэ интерпретацию геоэлектри-чэсгасс дакнкх.

Научная новизна.

Ї. Предложен комплекс анализа Ш! денних сочетающий метода основанные на определении главных направхвний матрицы шпедансоз (методик Эггёрса) е ьгетодаии пепольэувдих индукционных и поляризацис!Шкх характеристик (Шквмлль) на диагс— нолизеции теллурических а мапштовариацисишх катрїЩ (Беляв-екий).

2. Разработан и опробован алларат еналитичзского продолжения низкочастотного теллурического поля в кишев полупространство, позволяющий выделять геоэлектрическив неодно-редкости (структуры) в чехле впадин н платформ.

3. Разработан и опробован комплекс по интерпретации двумерных и трехмерных магнитовариационных аномалий, основанный на использовании аналогов преобразования Кертца.

4. На основании анализа результатов моделирования построены номограммы для интерпретации кривых p^L'* в одномерной и двумерной ситуациях. Изучены морфологические особенности кривих р , Р" и их разрешающая способность по отношения

к горизонтальним неоднородностям разреза. Предложены способы нормализации кривых 0^і , искаженных горизонтальными неоднородно стями.

5. Для характерных сечений Тянь-Шаня построены двумер
ные геоэлектрические иодели. Предложена единая объемная мо-

- дель региона.

6. На примера Тянь-Шаня и Памира показана перспективность использования геозлектр;іческих методов для изучения, слагающих палеозойские складчатое основание, глубинных горизонтов.

7. Дается 'гоодинамическая трактовка геозлектрических данных.

Практическая ценность работы. Проведенные исследования показали эффективность применения описанного выаз комплекса по обработке, интерпретации и моделирований Ш* дшных при изучении геологического строения ыезокайнозойского чехла ар-ганской, Сурхандарьинской впадгаш, Приаралья и Бухарской ступени. Получены новые данные о геологическом строении этих регионов. В пределах Кызыл Куиского сектора Южного Тянь-Шаня составлена схема глубины залегания проводящего палеозойского комплекса в масштабе 1:200000. Показана целесообразность использования этой карты для метологеничоского прогноза.

Впервые составлена схематическая карта глубины залегания кровли корового проводящего слоя и его проводимости для восточной и центральной частой СреднеП Азии в иасштабе 1:1о00000. Построены такае геоэлектричоские двумерные модели по серил профилей, пересекающих Вкный Тянь-Шань. Все это является основой для гегдинамических реконструкций и прогноза месторождений полезных ископаемых (золото и нефть). Разработанные методические пркелш по обработке и интерпретации UT методов могут быть использованы в регионах, характеризующихся аналогичным геологически» строением. Основные положения работы

используитсл как на производстве в ПГО "Уэбекгеофизика", так и в учебном процессе ТашГУ, d лабораторных работах студентов по методическому пособию, составленному в 1990 г.

Апробация работы и публикации. Основные результаты работы докладывались на У-ІХ Всесоюзных школах - семинарах по электромагнитным зондированиям (г. Ыукачево 197Э г., Баку I9BI г., Звенигорода 1984 г., Киев 1987 г., Алма-Ата 1991 г.), на ІУ Всесоюзном съезде по геомагнетизму (Суздаль, 1991 г.), на совещании по моделировангао олектромагнитных полей в г. Сухуми (1986 г.), на II рабочем совещании по программе "Электропроводность литосферы и астеносферы" в г. Киеве (1987 г.), на меядународном симпозиуме по индукции о Земле и на Луне d г. Сочи (I9d8 г.).

Публикации, отражающие содержание диссертации, включают I монография около 30 статей и тезисов докладов. Основные из них перечислены в конце автореферата.

Структура и объем работи. Диссертация состоит из введения, семи глав, заключения и списка литературы: общий объем 200 страниц машинописного текста, ІОУ рисунков, 15 таблиц. Библиография содержит 181 наинзновоние.

Личный вклад автора. Диссертация основана на глатериал&х исследования, начатых авторов в начале семидесятых годов и выполнявшихся при его непосредственном участии или под его руководством в секторе Комплексной интерпретации геофизических данных Института геологам и разведки нефтяных и газовім месторождений (ИГИГНИга) Управления геологии Республикации Узбекистан, иа кафедре "Геофизические иетоды исследований" Геологическего факультета Таакентского государственного университета. Исследования велись d соответствии с плановой тематикой ИГИРїїИШ и ТеаГУ (номера госрегкстрации 70047016, 71046050, 74046590, 740465S0, 7203127, 750Ю35, ЗУа2245. Зо69І02/І, 3389160/16, а такгсе по заденгаз Госкомитета по науке и технике при Совете Министров СССР).

Отдельные разделы работы выполнены совместно с сотрудниками других институтов и организаций. Здесь в первую очередь нужно отметить группу, возглавляемую П.А. Мухиным'в САИГШС ^Ташкент), A.M. Варенцова и Н.Г. Голубева в ИЗШ1РАН Шосква), ІІ.Н. БердичевскбГо в МГУ, Н.Н. Юдина в ИГРА, Дубровского В.Р. в Институте геологии Республики Туркменистан. Тесное сотруд-

б -

ничоство имело место с Шно-Тадаикскои геофиэичоскоЯ экспеди-цией. Институтом геологии и геофизики АН Республики Узбекистан, Киргизским филиалом Института высоких температур АН России, Институтом сейсмологии Киргизской Академии наук.

Автор благодарит всех своих коллег, материалы которых били использовшш в настоящей работе, особую благодарность он выражает А.А. Аиагимову, Ы.Д. Басову, Т.Л. ВаОаджанову, B.C. Буртману, Н.В. Ьаглаенко, М.Н. Ьердическому, Л.К. Ьерлинову, А.К. Бухарину, Л.Л. Баньяну, И.У. Варенцову, М.Я. Голанд, Р.И. ГатиноП, Н.Г. Голубцовой, В.Г. ДуСровскому, Ш.Д. Давллто-ву, В.А. Ді)ускину, Т.Н. Далимову, Г.П. Ефимову, Ы.С. Дданову, В.И. Зинекборгу, А.Т. Ка[иаувв, Г. Киму, А.В. Киршину, D.0 Коновалову, JH.U. Китаавой, В.А. Кузнецову, П.А. Мухину, И.И. Иоаосельскому, Н.И. иранскому, И.Ц. Ионичу, В,И. Попову, 30.С. Савчуку, В.Я. Синельникову, Р. Паку, Б.Б. Таль-Вирскому, Л.А. Табаровскому, Э.Б. йайнбергу, Ф.Н. Вдахмну.

Работа на ВЦ по расчету UT-полей, отладке и составлению программ осуществлялась совместно с А.С. Аширматовым, В.И. Зикенбергои, В.А. Сухачевиы, 3. Тулагановьш, C.U. Яковлевой, которых автор сердечно благодарит. Особо хотелось бы подчеркнуть роль И.Ц. Варонцрва в создании в ТашГУ базы по двумерному моделировании, обработке данных ІШЗ и решению обратных задач гоозлектрики. На всех этапах работы автор постоянно пользовался консультациями и конкретной понощьи со сторони проф. U.H. Ьерднчепского , внимание и доброжелательность к работе постоянно проявлялась со стороны заведующего кафедры "Геофизические методы исследований" проф. Ь.Б. Таль-Вирского.