Введение к работе
Актуальность темы. Для проведения глубинных геоэлектрических исследований наиболее перспективными являются методы, ис~ пользующие электромагнитные поля естественного происхождения. Эти методы обладают достаточной глубинностью и сравнительно дешевы. К ним относятся методы магнитотеллурического и магнитов ариационного зондирования (МТЗ, УВЗ) и профилирования (МТП, МВП). Переменные токи, текущие в ионосфере, индуцируют в Земле магнитотеллурическое поле, глубина проникновения которого зависит от периода вариаций (скин-эффект) и распределения электропроводности. Анализируя соотношения между горизонтальными составляющими теллурического и магнитного полей (МТЗ), можно получить представление об электропроводности земных недр, что составляет предмет обратной задачи геоэлектрики.. Большой вклад в изучение электропроводности Земли внесли работы советских ученых: М.Н. Бердичевского, Л.Л. Баньяна, H.IL Владимирова, В.И. Дмитриева, М.С. йданова, А.А. Ковтун, Н.В. Липской, Н.М. Ротановой, Б.С. Светова, В.Ю. Семенова, В.В. Сочельнико-ва, Э.Б. Файнберга, И,С. Фельдмана, Е.П. Харина и многих других исследователей.
Теоретические исследования и лабораторные эксперименты указывают на тесную связь электропроводности горных пород с температурой, фазовым состоянием, объемным содержанием насыщающего флюида» Данные об электропроводности могут быть использованы при изучении теплового режима недр, при изучении астено-сферной зоны частичного плавления и флюидного режима литосферы.
В работе приводится результат исследования глубинного геоэлектрического строения острова Сахалин. Этот район, характеш-
дующийся высокой тектонической активностью, является частью области перехода от Азиатского материка к Тихому океану. Электромагнитные исследования с целью изучения глубинного строения на Сіїхалине и Курильских островах начаты в шестидесятые годы . под руководством Л.Л. Баньяна. Магнитотеллурические и магнито-вариационные исследования проведены более чем в 70 пунктах. Основной объем работ выполнен лабораторией глубинных электромагнитных исследований Института морской геологии и геофизики (бывшем СахКНИИ) ДВНЦ АН СССР. В основном в работах в этом направлении уделялось внимание магнитовариационным аномалиям [Мардерфельд, I977J . С 1977 года лабораторией ГЭШ были проведены магнитотеллурические измерения. Экспедиционные работы проводились при непосредственном участии автора. Результаты этих работ легли в основу данной диссертации.
В работе также используется материал короткопериодных магнитотеллурических зондирований (диапазон 1-3600 сек), полученный в более чем 800 пунктах силами Охинской геологоразведочной экспедиции [Никифоров, I987J.. Совместное использование этих материалов с данными ГМТЗ позволило получить кривые кажущегося сопротивления в широком диапазоне периодов - от одной секунды до трех-четырех часов.
Особенностью района с точки зрения геоэлектрики является резкий контраст проводимостей суши и моря. Для изучения индукционных искажений проводилось двумерное моделирование по программам, разработанным в ИЗШРАН под руководством М.С.Иванова. В результате двумерного моделирования были получены поправочные коэффициенты, позволяющие учесть искажающее влияние прилегающих акваторий на результаты магнитотеллурических измерений в широком диапазоне периодов. Получены зависимости ин-
' Аукционных, искажений от поверхностных условий (суммарной про
дольной проводимости осадков).
Исследуемый район представляет интерес как район области перехода от Азиатского материка к Тихому океаііу. С одной сторон интерес вызван потребностью создания комплексной геофизической модели этой активной области, с другой стороны район является перспективна:.', з плане нефтегазоносности и представления о глубинном состоянии вещества необходимы для изучения условий неф— тегазообразования, поиска закономерностей в распределении нефтегазоносных провинций по территории Дальневосточного региона.
Цели и задачи работы. I. Построение глубинного геоэлектрического разреза южной и средней части о. Сахалин. Для этого были выполнены зондирования в широком диапазоне периодов, проведена обработка наблюдений и предложена методика определения оптимальных направлений для интерпретации,
2, Изучение влияния искачс&ю'лих факторов ла резуль^-v: л
магнитотеллурическпх зондирев к-їкй ,
3. Построение комплексной модели астеносфзр.ной зоны на
основе сопоставления результатов магкитотеллуричеекогс зонди
рования и геотермических исследований.
Научная новизна,
-
Проведены систематические магнитотеллурпчоские исследования на юге Сахалина в диапазоне периодов от одной секунды до грех-четырех «асов.
-
Обоснована методика выбора .огггк;аль:;а< поправлений \уг интерпретации.
-
Проведено исследование, индукционного пскедххцек; :-ля-ния и получены количественные оценки искажений.
-
Выполнена .количественная интерпретация и построена мо-
дель глубинного геоэлектрического строения, уточнены параметры корового и астеносферного проводящих слоев под центральной и южной частями Сахалина.
5. Проведено сравнение геотермических и геоэлектрических результатов и внесены уточнения в геАтермическую модель.
Практическая ценность работы заключается в том, что построен геоэлектрический разрез острова Сахалин по значительному количеству магнитотеллурических зондирований. При проведении этой работы бьши использованы современные методы обработки и интерпретации, что позволило оценить д«ст,,вернпсть полученных результатов . Использование данных магнитотеллурических исследований позволяет скорректировать геотермическую модель региона.
Апробация работы. Основные результаты диссертации докладывались на Всесоюзном совещании -по проекту ЭЛАС (Хабаровск, 1980 г..), Рабочем совещании по проекту ЭЛАС (Киев, 1984 г.), УШ Всесоюзной школе по электромагнитным зондированиям (Киев, 1987 г.), Седьмом семинаре "Фундаментальные проблемы морских электромагнитных исследований" (Звенигород, 1988 г.), Втором рабочем совещании по программе ЭЛАС (Киев, 1987 г.), Ш Тихоокеанской школе по морской геологии, геохимии и геофизике (Вла-пдвосток, 1987 г.), а также на семинаре отдела глубинных электромагнитных исследований ИЗМИРАН. По теме диссертации опубли-совано девять научных работ.
Структура работы. Диссертация состоит из введения, четырех лав и заключения. Содержит 100 страниц машинописного текста, :8 рисунков и список литературы, включающий 87 наименований.
Работа выполнена в Институте земного магнетизма, ионосфе-ы и распространения радиоволн АН СССР.
Автор благодарит своих научных руководителей Л.Л- Баньяна и М.С. Дцанова, за постоянное внимание и помощь в работе и выражает признательность Б.Е. Мардерфельду, A.M. Ляпишеву, В.В. Гордиенко, И.Л. Осиповой, П.П. Шилозскому, В.Ю. Семенову, И.Ы. Варєнцову, В.М. Никифорову за внимание и обсуждение результатов.