1.2 Сейсмическое состояние Эльбрусской вулканической области

Министерство образования и науки Российской Федерации
УДК 550.3
ГРНТИ 37.00.00
Инв. № 1115842
УТВЕРЖДЕНО:
Исполнитель:
федеральное государственное бюджетное
образовательное учреждение высшего
профессионального образования «КабардиноБалкарский государственный университет им.
Х.М. Бербекова» (КБГУ)
Ректор КБГУ
______________/Крамурзов Б.С./
М.П.
НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИЙ
ОТЧЕТ
о выполнении 2 этапа Государственного контракта
№ 14.740.11.1296 от 17 июня 2011 г.
и Дополнению от ___ ____________ 2011 г. № 1
Исполнитель: федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования «Кабардино-Балкарский государственный
университет им. Х.М. Бербекова» (КБГУ)
Программа (мероприятие): Федеральная целевая программа «Научные и научнопедагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 гг., в рамках реализации
мероприятия № 1.3.2 Проведение научных исследований целевыми аспирантами.
Проект: Исследование теплового поля в областях современного вулканизма на Северном
Кавказе для создания систем геотермального тепло-энергоснабжения
Руководитель проекта:
______________/Долов Спартак Муазинович/
(подпись)
Нальчик
2011 г.
1
СПИСОК ОСНОВНЫХ ИСПОЛНИТЕЛЕЙ
по Государственному контракту 14.740.11.1296 от 17 июня 2011 на
выполнение поисковых научно-исследовательских работ для
государственных нужд
с дополнительным соглашением от __ ______________ 2011 г. № 1
Организация-Исполнитель: федеральное государственное бюджетное
образовательное учреждение высшего профессионального образования
«Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова»
Руководитель темы:
Аспирант
чрезвычайных
КБГУ
кафедры
ситуаций
Нормоконтролер,
начальник ОСМО
___________________
20.09.2011 г.
Долов С. М.
___________________
20.09.2011 г.
Кольченко Е.А.
2
Реферат
Отчет 50 с.,9 рис. 2 табл., 29 источников.
ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ
СТРУКТУРЫ,
МАГМАТИЧЕСКАЯ
КАМЕРА,
МАГМАТИЧЕСКИЙ ОЧАГ, ТЕРМАЛЬНЫЕ ВОДЫ, ГИДРОГЕОТЕРМИЯ,
НЕТРАДИЦИОННЫЕ
(НВИЭ),
ТЕПЛОВОЕ
ГЕОТЕРМАЛЬНЯ
ВОЗОБНОВЛЯЕМЫЕ
ПОЛЕ
ЗЕМЛИ,
ЭНЕРГЕТИКА,
ИСТОЧНИКИ
ГРАДИЕНТ
ЭНЕРГИИ
ТЕМПЕРАТУРЫ,
ГЕОТЕРМОСЪЕМКА,
БАКСАНСКАЯ
НЕЙТРИННАЯ ОБСЕРВАТОРИЯ (БНО), ТЕПЛОВЫЕ АНОМАЛИИ.
Объектом исследования являются температурные поля и термальные
источники в районе Эльбрусского вулканического центра на территории
Кабардино-Балкарии и в прилегающих регионах.
Цели второго этапа работ:

проведение экспериментальных работ на территории Эльбрусского
вулканического центра;

определение
температурных
вариаций
в
Эльбрусской
вулканической области и в штольне Баксанской нейтринной обсерватории;

На
камеральная обработка полученных данных;
втором
этапе
достаточно
внимания
уделено
температурным
вариациям в штольне Баксанской нейтринной обсерватории, а также тепловым
полям вулкана Эльбрус.
Продолжение работ по проекту предусматривает решение следующих
задач:
1.
Забор воды с термальных источников и проведения химических
анализов для определения ее пригодности в теплоснабжении.
2.
Составление
цифровой
модели
карты
тепловых
полей
на
территории Северного Кавказа.
3.
Оценка объема запасов термальных вод. Обобщение данных
3
тепловых наблюдений, выполненных на исследуемой территории.
Запланированные по второму этапу НИР работы выполнены в полном
объеме, проведен обзор литературы по проблеме исследований с учетом
последних достижений в данной области.
В процессе выполнения второго этапа исследований по проекту проведен
обзор литературы по тепловым полям Эльбрусской вулканической области.
Проведен анализ по следующим вопросам тематики НИР:
 Тепловой режим Эльбрусской вулканической области.
 Температурные вариации в штольне Эльбрусской вулканической
области.
 Тепловое поле вулкана Эльбрус.
В процессе выполнения следующих этапов НИР основные усилия будут
направлены на получение основных экспериментальных данных о направлении
тепловых потоков, измерении температурных полей в исследуемом регионе и
оценки возможности применения глубинного тепла в народном хозяйстве.
4
Содержание
Введение ....................................................................................................................... 6
Основная часть Выявление локальных и тепловых аномалий в районе
Эльбрусской вулканической области...................................................................... 12
Глава 1 Полевые исследования ................................................................................ 12
1.1 Исследование тепловых аномалий в районе Эльбрусской вулканической
области........................................................................................................................ 12
1.2 Сейсмическое состояние Эльбрусской вулканической области .................... 16
Глава 2 Определение температурных вариаций в Эльбрусской вулканической
области........................................................................................................................ 26
2.1
Температурные
вариации
в
штольне
Баксанской
нейтринной
обсерватории .............................................................................................................. 26
2.2 Температура минеральных вод на территории Эльбрусской вулканической
области........................................................................................................................ 29
Глава 3 Камеральная обработка полученных данных ........................................... 38
3.1 Анализ тепловых полей исследуемого района ................................................ 38
3.2 Аномальные температурные колебания в штольне Баксансокой нейтринной
обсерватории .............................................................................................................. 42
Заключение ................................................................................................................ 46
Список используемых источников .......................................................................... 48
5
Введение
Эльбрусская вулканическая область представляется крайне интересной
для вулканологов. Здесь отмечаются три района проявлений вулканизма:
Минераловодский, Нижнечегемский и Эльбрус - Кюгенский. В первом районе
крупных вулканов не возникло. Во втором наблюдаются только продукты
аэрального
переноса
пеплового
материала
в
виде
«палящих
туч»,
образовавшегося при эксплозивном извержении Верхнечегемской кальдеры [1].
В Эльбрус - Кюгенском районе образовались Верхнечегемская и Эльбрусская
разновозрастные кальдеры и значительный по размерам вулкан Эльбрус,
сопровождающийся
мелкими
сателлитными
вулканами
(Таш
-
Тебе,
Сылтранская вулканическая постройка и др.).
Верхнечегемская кальдера (отметки кровли 3500 - 3800 м) расположена в
северной части горст-антиклинария Главного хребта на водоразделе рек Чегем
и Кестанты. Она приурочена к грабену палеозойских пород, который развился
вдоль поперечного (субмеридионального) Чегемского разлома в месте его
пересечения с субширотной Пшекиш-Тырныаузской зоной. Поперечный разлом
отделяет поднятый западный Эльбрус-Чегемский блок от опущенного и
перекрытого
юрскими
отложениями
Восточно-Балкарского
блока.
Верхнечегемская кальдера сформировалась в верхнем плиоцене (2,83-2,84 млн.
лет тому назад) в очень короткий промежуток геологического времени (0,01
млн. лет). В четвертичное время эта структура была интенсивно эродирована, в
результате чего образовался сильно расчлененный горный массив с узкими
щелеобразными долинами и вертикальными обрывами высотой более 1 км.
Среди магматических пород, слагающих Верхнечегемскую кальдеру
выделяются:
1) внутрикальдерные туфы;
2) внекальдерные туфы;
3) гранит-порфиры субинтрузивного штока (резургентный купол);
4) посткальдерные андезиты.
6
Внутрикальдерные туфы с общей мощностью более 2 км и площадью
развития до 150 км 2 , разделяются на три толщи: нижнюю риолитовую
( SiO2 =75,6-76,7%), мощностью до 220 м; среднюю риолитовую ( SiO2 =71,074,5%), мощностью до 1420 м; верхнюю дацитовую ( SiO2 =65,4-70,0%),
мощностью до 480 м.
Внекальдерные спекшиеся туфы риолитового состава мощностью до 200300 м (так называемое Нижнечегемское вулканическое нагорье) заполняют
широкую палеодолину. Они по нашим петролого-геохимическим и изотопным
данным являются аэрально перенесенным пирокластическим материалом,
возникшим при мощных взрывных извержениях в Верхнечегемской кальдере.
Внутрикальдерная резургентная субинтрузия гранит-порфирового состава
имеет площадь выхода на дневную поверхность до 20 км 2 и вскрыта эрозией на
1200 м. Она, скорее всего, приурочена к жерлу древнего стратовулкана,
располагавшегося в бассейне р. Джылгысу, лавы которого сохранились в
районах гор Кюгенкая и Кум-Тюбе. Котакты гранит-порфиров с вмещающими
их туфами резкие и явно интрузивные.
Посткальдерные андезиты (мощность до 200 – 300 м) подстилаются
моренными отложениями (мощность до 50 м) апшеронского покровного
оледенения, а последние, в свою очередь, с небольшим несогласием и
размывом перекрывают верхнюю толщу внутрикальдерных туфов [2].
Магматическая активность в пределах Эльбрусского вулканического
центра
проявлялась
в
виде:
докальдерного
вулканизма,
мощного
синкальдерного эксплозивного извержения, приведшего к образованию
кальдеры и посткальдерного вулканизма, сформировавшего стратовулкан
Эльбрус.
Докальдерные
вулканические
образования
пока
достоверно
не
установлены. Предположительно к ним мы относим останцы лавовых потоков
трахиандезитового состава, обнаруженные в устьевой части р. Худес
(мощность до 200 м) и трахиандезитобазальтового состава (мощность до 120 150 м) - в верховьях р. Тызыл. Калий-аргоновый возраст трахиандезитов р.
7
Худес, по валовой пробе породы, составил 800 тыс. лет.
Синкальдерный вулканизм, связан с образованием [3] крупной (17  14
км по бровке ограничивающего уступа) Эльбрусской кальдеры обрушения. С ее
формированием ассоциируется массовый выброс пирокластического материала
риодацитового
и
риолитового
составов
и
формирование
туфовых
и
игнимбритовых покровов.
Время образования кальдеры определялось калий-аргоновым методом по
стеклу и слабо раскристаллизованной основной массе биотитовых игнимбритов
с характерными вкрапленниками розового кварца. Этими игнимбритами
сложен довольно мощный (до 200 - 250 м) покров, расположенный в 20 км к
ЗСЗ от вулкана Эльбрус в верховьях р. Чучхур. Полученная цифра 790  70 тыс.
лет, скорее всего, и соответствует времени проявления мощных эксплозивных
извержений.
Посткальдерные лавы, лавобрекчии дацитового состава и туфы,
преимущественно риолитового состава, слагают расположенную внутри
кальдеры позднеплейстоцен-голоценовую постройку стратовулкана Эльбрус.
Через Восточный и Западный вершинные кратеры проходит субширотная,
скорее всего, магмоконтролирующая зона разлома (Сылтранский разлом), к
которой приурочен ряд мелких вулканических аппаратов в долинах рек
Кыртык, Сылтрансу, Бийтик-Тебе и др.
Двуглавый вулкан Эльбрус (абсолютные отметки Западной и Восточной
вершин 5642,7 м и 5620 м соответственно) находится на северном склоне
Большого Кавказа и располагается на водоразделе рек Малки, Баксана и
Кубани, впадающих в Каспийское и Черное моря соответственно.
Из-за своего географического положения он как бы «нависает» над
плотно
заселенными
районами
Северного
Кавказа,
прилегающими
территориями юга России и севера Грузии.
Над разделяющей их седловиной Западная вершина воздымается на 270
м, а Восточная – на 250 м. Несмотря на близкие абсолютные отметки и
голоценовый возраст обеих вершин, они относятся к разным по типу, размеру и
8
возрасту вулканическим постройкам. Западная вершина – это верхняя часть
более старого и крупного стратовулкана, а Восточная – является побочным,
относительно небольшим, но также многоактным вулканом, насаженным на
ВЮВ склон последнего на высоте порядка 5000 м.
Западная вершина имеет более сложное строение и худшую сохранность,
чем Восточная. Так, в пределах верхней части постройки Западной вершины
выделяются два кратера диаметром 1,0 и 0,5 км, а также центральный
эффузивно-экструзивый купол.
Весь западный сектор Западной вершины разрушен сильными взрывами и
гигантскими обвалами, о чем свидетельствуют как минимум три обвальных
цирка и открытый на ЗЮЗ обвально-взрывной кратер размером 2,31,8 км.
Восточная вершина устроена гораздо проще, там имеются лишь очень
свежий по облику вершинный кратер овальной формы размером 0,350,3 км, а
в ВЮВ секторе – открытый на ВЮВ удлиненный кратер размером 0,60,35 км.
Его верхняя кромка располагается на абсолютной отметке  5200 м. В ССВ
секторе, примерно в 1 км от кромки вершинного кратера находится еще один
эруптивный центр типа бокки с небольшим лавовым куполом, из которого
излился лавовый поток. Высшая точка лавового купола имеет отметку 5185,3 м.
Ниже отметки 5400 м слившиеся между собой постройки Западной и
Восточной вершин образуют общий конус вулкана Эльбрус. Характерная
крутизна его склонов в верхней части составляет 20 0 - 35 0 , в средней 15 0 20 0 , а в нижней – 50 0 - 100 0 . В истоках р.Уллу-Хурзук нами обнаружен еще
один, наполовину уничтоженный взрывом, верхненеоплейстоценовый кратер.
Его постройка - Кюкюртлинская, диаметром до 900 м и высотой до 1,2 км,
перекрывается голоценовыми лавовыми потоками из Западного вершинного
кратера.
Для последующих выводов о возможных катастрофических последствиях
извержения вулкана Эльбрус важно отметить, что он является одним из самых
крупных центров оледенения. Имеется более 20 ледников, общей площадью
около 139 кв. км, а суммарный объем льда оценивается в  6 км3 [4].
9
Вулкан
Сылтранской
Эльбрус
приурочен
к
магмоконтролирующей
месту
пересечения
разломной
зоны
с
продольной
поперечным
Эльбрусским разломом и “насажен” на древние кристаллические породы,
образующие горстовый блок. Диаметр основания вулкана около 14 - 15 км с
относительной высотой 3 км.
Причем Западная и Восточная вершины, а также общий конус вулкана
Эльбрус, приурочены к огромной (площадь  230 км2) недавно обнаруженной
[3] кальдеры обрушения.
Важно отметить, что практически по всему разрезу стратовулкана, в
лавах дацитового состава были обнаружены, часто встречающиеся, ксенолиты
(включения) пород средне-основного состава (андезитобазальты), размером от
долей сантиметров и до первых десятков сантиметров; ксенокристаллы кварца
с пироксеновой «короной»; а также основного плагиоклаза, обрастающие
каймой более кислой разновидности.
Эти находки позволили предположить, что в процессе извержения
вулкана происходило смешение двух расплавов - кислого корового и более
глубинного андезитобазальтового.
Анализ немногочисленных
публикаций, относящихся
к
проблеме
обнаружения проявлений вулканической активности в приповерхностном
тепловом поле, указывает на возможность изучения и мониторинга этих
процессов средствами дистанционного (в том числе) и космического теплового
зондирования [5].
Теоретической основой метода являются системные представления о
нормальных и аномальных геотермических полях, геотермические критерии
тектонической, сейсмической, геодинамической и вулканической активности
[6].
Вулканическая
и
тектоническая
активность
в
районе
может
характеризоваться усилением процессов вертикального тепломассопереноса по
разломам и разрывным нарушениям, что приводит к возникновению линейно
вытянутых
положительных
аномалий
10
температур
поверхности
или
к
последовательному
чередованию
положительных
и
отрицательных
температурных аномалий вдоль разлома [7].
Модель конвективной самоорганизации в пределах флюидосодержащей
разломно-блоковой
геологической
среды,
приводящей
к
образованию
закономерного сочетания восходящих и нисходящих флюидных потоков, в
определенной мере объясняет чередование положительных и отрицательных
аномалий поверхностного геотермического поля наблюдаемого над активными
разломами,
создавая
мозаичную
структуру
геотермического
поля
на
относительно однородном тепловом фоне [8].
Подобное проявление активных разломов отмечалось по температуре
приповерхностного слоя (1-2 м), а также по плотности потока излучения
(радиационная температура) земной поверхности [9].
Вопрос о проявлении
приповерхностном
новейших геодинамических процессов в
температурном
поле
до
настоящего
времени
экспериментальными методами широко не исследовался.
Ряд экспериментальных работ, проведенных в пределах активных
локальных геодинамических структур, указывают на то, что современные
локальные движения земной коры находят отражение в приповерхностных
температурных полях.
Положительные аномалии температуры амплитудой до первых градусов
отражают участки вертикального теплового потока.
Одной из причин возникновения подобных аномалий могут являться
магматические образования и структуры дилатансного типа.
Обобщение
работ
по
изучению
поверхностных
тепловых
полей
показывает, что для характеристики активности эндогенных процессов по
данным
ТДЗ
информативными
параметрами
могут
быть
значения
радиационной температуры (РТ) с усреднением при заданной детальности
анализа,
среднеквадратическое
теплофизических
свойств
отклонение
(тепловая
поверхности.
11
РТ,
инерция)
а
также
верхнего
слоя
вариации
земной
Основная часть Выявление локальных и тепловых аномалий в
районе Эльбрусской вулканической области
Глава 1 Полевые исследования
1.1 Исследование тепловых аномалий в районе Эльбрусской
вулканической области
Анализ
данных
приведенных
в
многочисленных
публикациях
свидетельствует о том, что вулкан Эльбрус относится к категории активных
вулканов, но «спящих» в настоящее время.
Полученные новые данные дают основание полагать, что не исключено
возобновление вулканической активности, как в пределах вулканической
постройки, так и на удалении от нее. В ряде мест на вулкане эпизодически
наблюдается спонтанная фумарольная активность, особенно под восточным
вершинным кратером и ниже скал Пастухова
Важно отметить, что после 2002 г. интенсивность и частота проявления
фумарольной активности увеличились. Наблюдения подтверждают усиление
флюидной
активности практически на всей
территории
Эльбрусского
вулканического центра.
Наблюдаемые аномальные явления, развивающиеся на высотах 4500-5000
м, обусловлены, скорее всего, постоянными повышенными температурами на
отдельных участках в пределах выделенных температурных аномалий. При
этом одной из основных причин повышения температур в отдельных районах
вулканической постройки Эльбруса естественно связывать с наблюдающейся в
этом регионе флюидной активностью.
Температурные наблюдения, проведенные в районе восточной вершины
вулкана, показали, что температура поверхностного слоя породы на дне
фумаролы составила, в момент посещения, 60 С.
Сотрудники экспедиции ощущали выход флюидов (паров и других газов),
12
затрудняющих их пребывание непосредственно в районе фумаролы. Других
фумарол на восточной вершине в период этого посещения обнаружено не было.
Отборы проб газа на сероводород, углекислый газ и метан при помощи
мобильных пробоотборников дали отрицательный результат.
Скорее всего, в составе наблюдавшихся паровых эманаций затруднявших
дыхание присутствовал в значительных концентрациях радон, гелий и другие
газы,
что
в
условиях
кислородной
недостаточности
и
создавало
дискомфортную обстановку.
Верхне-Кубанский
геодинамический
полигон
ВСЕГИНГЕО
Министерства природных ресурсов России, расположен в 30 км к западу от
подножья вулкана Эльбрус в пределах развития его батолита.
От места расположения полигона к Эльбрусу подходит три ущелья:
Худес, Улу –Хурзук, и Улу-Кам, которые выходят в Кубанское ущелье, по
которому течет река Кубань.
При выполнении полевых работ, для измерения температурных полей в
районе полигона была выбрана 100-метровая скважина ВК-11.
В процессе измерений использовался комплект оборудования «РЕЖИМАВТОМАТ-ТЕРМО-10-100»,
который
позволил
организовать
автоматизированные наблюдения (с накоплением данных на цифровых
носителях) за температурами в глубине скважины.
Основные технические характеристики измерительной системы:
Диапазон измерений -20...+500С.
Число температурных датчиков в термокосе -10 шт.
Длина термокосы – 100 метров.
Расстояние между температурными датчиками – 10 метров
Основная погрешность измерений (%): не более 0.5 (приведенная к
полной температурной шкале.)
Дополнительная
погрешность,
обусловленная
изменениями
температуры (%), в диапазонах температур от -10 до +50 градусов Цельсия, на
каждые 10 градусов: не более ±0,015.
13
Питание - автономное от встроенной в логгер литиевой батареи.
Габаритные размеры: линия связи кабель КСПВ -27 – длина – 110 м;
логгер диаметр корпуса – 40 мм.
Общий вид прибора в сложенном состоянии показан на рисунке 1.
Рисунок 1 - Термокоса в сборе.
Координаты скважины: с.ш. 43033,441’ в.д. 42008,041’. Абсолютная
отметка устья: 1200 м. Глубина скважины: 119.8 м. На рисунке 1 приведена
скважина с установленным логгером.
14
Рисунок 2 - Схема скважины ВК-11, в которой проводились измерения
температур.
Геологическое строение в районе скважины не отличается большим
структурным разнообразием. Здесь можно выделить два слоя: первый слой
мощностью 24 метра, состоящий из валунов, галечника, щебня, песка; второй
слой геологической среды, состоит из кристаллических трещиноватых сланцев
протерозоя.
Установлено, что температурный режим в скважине, которая удалена от
выявленных
магматических
образований
в
районе
Эльбрусского
магматического центра более чес на 40 км, находится в пределах нормы (30 0С
на километр).
Проведенные измерения еще раз подтверждают, что повышенные
температуры и зафиксированные температурные градиенты удается наблюдать
только
в
непосредственной
близости
15
от
магматической
камеры
и
магматического очага.
В настоящее время термокоса накапливает данные о температурных
изменениях в скважине. В дальнейшем будет установлена вторая коса в другой
скважине на удалении в несколько километров от первой. Это позволит
получить более точные данные о температурном режиме в этом районе.
1.2 Сейсмическое состояние Эльбрусской вулканической области
Кавказские Минеральные Воды и Приэльбрусье относятся к СевероКавказскому региону, который является одним из наиболее сложных
геофизических районов Северного Кавказа.
Повышенный интерес к этому региону обусловлен, прежде всего, тем, что
здесь расположен вулкан Эльбрус, который в настоящее время относят к числу
«спящих» молодых вулканов [10].
Глубинное строение земной коры и верхней мантии рассматриваемого
района было рассмотрено достаточно подробно в ряде работ.
Среди наиболее ярких научных публикаций восьмидесятых годов
прошлого столетия следует выделить работы Гаретовской и др., Попова и др.
В этих работах освещены основные особенности строения района
Кавказских Минеральных Вод и Приэльбрусья по сейсмическим данным.
Характеризуя состояние исследований в этой области, отметим, что
научные результаты, полученные российскими учеными во второй половине
прошлого столетия, не утратили своей актуальности и в настоящее время.
Они являются достаточно представительными по охвату геологогеофизических вопросов.
Главные выводы работ этого периода взяты автором диссертации за
основу при изучении всего комплекса задач, связанных с исследованием
тепловых и наведенных волновых (сейсмических) процессов в районе
Эльбрусского вулканического центра.
Работы наших выдающихся исследователей Эльбруса [11; 12; 13],
16
проведенные в районе Эльбрусского вулканического центра, позволили
наметить пути создания физико-геохимической модели вулкана.
В настоящее время удалось с высокой вероятностью указать на наличие
магматического очага, который и сегодня находится в достаточно активном
состоянии [14].
В течение последних двадцати лет российские геофизики провели ряд
экспедиций на вулканическую постройку вулкана Эльбрус и выполнили
достаточно
большой
объем
полевых
наблюдений
и
теоретических
исследований [15], Ниже приведены некоторые наиболее характерные научные
достижения, касающиеся изучения глубинного строения района Кавказских
Минеральных Вод и Приэльбрусья.
Наиболее достоверным источником данных сведений о волновых
процессах в земной коре Приэльбрусья являются результаты натурных
наблюдений непосредственно в районе вулканической постройки.
На рисунке 3, который заимствован из работы приведены записи,
отражающие ряд волновых структур (продольных и поперечных волн) в
изучаемом регионе. Как правило, первые вступления здесь отчетливые и
определяются на сейсмограммах достаточно надежно.
Обращает на себя внимание экспериментальный результат, который
показывает, что на удалениях порядка 40-50 км в последующих вступлениях
регистрируется волна большей интенсивности; а начиная с расстояний порядка
~70 км эти типы волн наблюдаются уже в виде интерференционного колебания,
затухающего далее 80 км.
Записи первых вступлений на ~88 и ~103 км принадлежат более глубоким
волнам, чем первые. Здесь авторы выделяют достаточно интенсивные
колебания, которые доминирует на общем сейсмическом шумовом фоне.
По оценкам, проведенным в работе [14], эти характерные волновые
процессы отражают резонансные особенности слоистой геофизической среды в
исследуемом регионе и в первую очередь именно они несут информацию о
тонкой структуре среды в районе магматического очага, который располагается
17
в районе вулканической постройки Эльбруса.
При сопоставлении записи продольных волн от промышленных взрывов,
наблюдаемых в районе Кавказских Минеральных Вод и Приэльбрусья, с
волновой картиной профиля ГСЗ «Степное-Бакуриани» Г.В. Краснопевцева
[16]
в
ряде
случаев
отмечает
отчетливую
сопоставимость
основных
зарегистрированных особенностей с характеристиками сейсмических волн в
пределах Центрального Кавказа.
По ее утверждениям интенсивность S-волн здесь значительно выше, чем
у волн Р.
По сравнению с последними относительные характеристики S-волн
сохраняются, хотя запись первых волн S проще и затухание их более сильное.
Такая особенность по-видимому связана с наличием магматического очага,
который, как всякое локальное резонансное образование, изменяет структуру
волнового поля в своей ближней зоне.
Приведенные результаты позволили построить примерную модель
земной коры в изучаемом регионе.
Поскольку абсолютные времена вступлений сейсмических волн от
взрывов на сейсмограммах МОВЗ определялись не всегда надежно, то за меру
сходимости
сравниваемых
годографов
принималась величина
разности
вступлений волн S и Р.
Для расчета теоретических годографов принималась многослойная
модель земной коры.
Следует отметить и то обстоятельство, что в выбранную модель авторы
цитируемой работы ввели слой с пониженной скоростью; последнее допущение
было
вызвано
необходимостью
согласования
теоретического
и
экспериментального годографов волны Р.
Основой такого подхода послужило то обстоятельство, что качественным
признаком наличия волновода в земной коре района Кавказских Минеральных
Вод и Приэльбрусья может служить затухание первых продольных волн на
удалениях около 80 км от источника.
18
Рисунок 3 - Экспериментальные времена глубинных волн для ПВ Тырныауз и
теоретические годографы, рассчитанные для вероятной модели земной коры районов
КМВ и Приэльбрусья.Теоретические годографы: 1 - продольных волн, 2 - поперечных
волн; 3 - наблюденные времена сейсмических волн, 4, 5 — теоретические годографы
коровых отражений.
Таблица 1 - Значения скоростных параметров геофизической среды.
Интервал
глубин,
км
0-1
1-6
6-11
11-15
Vp ,
VS ,
км/с
км/с
3,10
3,30
5,80
6,00
6,20
6,25
5,80
5,85
Интервал
глубин, км
1,80
1,85
3,35
3,47
3,58
3,61
3,35
3,38
15-24
24-29
24-44
44
Vp
VS , км/с
.км/с
5,95
6,00
6,40
6,45
6,90
7,00
3,43
3,47
3,70
3,74
4,00
4,05
8,1
4,68
Полученные в результате интерпретации сейсмических волновых
процессов, наведенных взрывами в карьере Тырныаузского месторождения,
значения скоростных параметров геофизической среды в изучаемом районе
19
приведены в таблице 1, а представление о соответствии теоретического и
экспериментального годографов для рассматриваемого случая можно получить,
если обратиться к рисунку 3.
Сейсмический
потенциал
Приэльбрусья
оценен
картой
«Общего
сейсмического районирования Северной Евразии» (ОСР-97 ) и характеризуется
в основном 8-ми и 9-ти балльными зонами интенсивности сотрясений (на
средних грунтах в баллах шкалы MSK-64). Границы этих зон рассчитаны при
10%, 5% и 1% вероятностях превышения расчетной интенсивности в течении
50 лет (периоды сотрясений 500, 1000 и 5000 лет соответственно процентам
вероятности).
Исторически на территории Кабардино-Балкарии известны сильные и
разрушительные землетрясения. Наиболее значительный ущерб принесло 8-ми
балльное землетрясение 1350 г. (100 лет) с М=5.9 в Чегемском ущелье, когда
под обвалами в горах было погребено несколько селений. Часть сильных
землетрясений в ближайших сопредельных районах ощущалась в населенных
пунктах КБР.
В Эльбрусской глубинной кольцевой структуре эпицентры слабых
землетрясений (КР≤7) расположились по периметру внутреннего кольца
структуры, оконтуренного слабыми аномалиями гелия и характеризующимися
выделением глубинных газов (Rn, CO2) в подземных водах.
Сейсмическая сеть и ее регистрационные возможности Современное
состояние сейсмической сети ГС РАН на Северном Кавказе позволяет
регистрировать без пропусков землетрясения с М≥1.0-1.5 на большей части
территории Республики, благодаря созданию и развитию сетей СевероОсетинского филиала и лаборатории мониторинга Кавказских Минеральных
Вод ГС РАН. В 2006-2009 гг. эта сеть получила развитие, непосредственно на
территории Кабардино- Балкарской Республики (рисунок 4), где в 2006-2008 гг.
были установлены две новые станции: «Нальчик» и «Нейтрино» [17]. Эти
станции оснащены цифровым 24-разрядным регистрационным оборудованием
20
«UGRA» («Микросейсм», Обнинск), широкополосным сейсмометром СМ3 –
ОС в «Нальчике» и короткопериодным СМ3-КВ на «Нейтрино».
Рисунок 4 - Современная сеть сейсмических станций на территории КБР и ее
ближайшего окружения по состоянию на январь 2011 г.
Введение в эксплуатацию этих
станций позволило существенно
расширить регистрационные возможности региональной сейсмической сети в
районе Эльбрусского вулканического центра
Получить
оценки
представительной
магнитуды
по
результатам
статистического анализа каталога Северного Кавказа для этого района пока не
представляется возможным из-за относительного небольшого периода времени
работы станции «Нейтрино» и слабой сейсмичности в регионе.
В связи с этим был применен метод оценки представительных магнитуд
землетрясений, основанный на анализе уровня шумов на сейсмических
станциях. Как известно, основным фактором, ограничивающим способность
сейсмостанций к обнаружению сейсмических источников и оценке их
параметров, являются микросейсмические помехи. Последние вызываются
21
суммарным воздействием множества факторов.
Проведено исследование возможных оценок дальности регистрации,
исходя из уровня микросейсмических шумов на станциях «Нейтрино» и
«Нальчик».
Для получения представительных оценок уровня микросейсмического
шума было выбраны записи, свободные от записей землетрясений и не
содержащие записей штормовых бурь и прочих колебаний в виде интенсивных
помех, в том числе и техногенного характера.
Для корректного использования такого способа при оценке возможной
регистрируемой
магнитуды
на
определенном
расстоянии,
измерения
амплитуды микросейсмического шума выполнялись на «симулированной»
записи СКМ-3. «Симуляция» записи аналоговых приборов по цифровым
записям производилась в программе WSG [18].
Уровень шумов измерен на «симулированной» записи короткопериодного
канала типа СКМ-3 в полосе частот 2-5 Гц, наиболее характерной для записей
близких
и
региональных
землетрясений.
Использовались
записи
микросейсмического шума в ночное время в январе и феврале 2010 г.
В ходе выполненных исследований была замечена особенность на
записях локальных и региональных землетрясений станцией «Нейтрино»,
заключающая в том, что вопреки имеющимся представлениям, в Р- волне на
вертикальной компоненте почти всегда регистрируется сигнал слабее, чем в
этот же момент на одной из горизонтальных компонент, соответствующей
направлению
прихода
луча.
Вероятно,
это
объясняется
спецификой
регистрации сейсмических лучей в штольне на глубине около 2000 м.
Регистрация слабых роевых землетрясений на Северном Кавказе
предваряющих относительно сильное землетрясение отмечалась неоднократно
в пределах структур Кавказских Минеральных Вод и Терско-Каспийского
прогиба.
На территории КБР такое явление зарегистрировано 21 июня 2002 г. за
два месяца до относительно сильного землетрясения 22 августа 2002 г. С
22
КР=11.7 в 10 км к северо-западу от его эпицентра. Рой начался 21 июня в
05h57m и состоял из более 30 слабых землетрясений с КР=5.5-9.3, сильнейшим
из которых был толчок 21 июня в 13h51m с КР=9.3.
Для 19 землетрясений с КР=6.3–9.3 были определены параметры по
данным сети станций. Остальные более слабые события зарегистрированы
лишь на ближайших станциях «Куба-Таба» и «Шиджатмаз». В исследовании
записей роевых событий обращает на себя внимание факт похожести волновых
форм (рисунок 4).
Рисунок 5 - Записи 13 землетрясений роя 21 июня в интервале от 05h57m до
07h40m с КР=5.5 ч 8.1 на вертикальной компоненте станции «Шиджатмаз» – SHA.
Записи отфильтрованы в полосе 1–10 Гц.
В 1992–1997 гг. исследования сейсмической активности в районе
Эльбруса были продолжены подразделениями ГС РАН. В 1992 г. на северном
склоне Эльбруса (рисунок 5) на высоте 3600 м над уровнем моря была
23
установлена сейсмическая станция «Эльбрус», входившая в состав.
На рисунке 6 приведена запись события 11 мая 2010 г. в 13h 51m.
Условно выделенные вступления Р- и S- волн имеют различную поляризацию.
В начале записи события наблюдаются нечеткие вступления, при этом первый
цуг не имеет устойчивой поляризации.
При фильтрации в полосе 1.2−6 Гц событие довольно уверенно
выделяется на всех компонентах, с явным преимуществом по амплитуде на
компонентах Z и E–W.
График движения частиц, построенный через 0.6 с от начала записи
позволяет сделать вывод о линейной поляризации колебаний и азимуте на
эпицентр в направлении на северо-запад. Аналогичные по волновой картине
события были зарегистрированы 11 мая в 13h 29m и 13h 45m.
Рисунок 6 - Графики движения частиц в разные моменты записи локального
события 11 мая 2010 г. (а, б, в) и трехкомпонентные записи «Нейтрино»
отфильтрованные в полосе 1.2−6 Гц (г).
24
Расстояние, определенное по разности вступлений фаз, примерно равно
20 км, что близко с расстоянием от станции «Нейтрино» до Эльбруса.
«Симулирование»
записи
прибора
Вуда-Андерсена
позволило
оценить
значение локальной магнитуды ML=0.5, что соответствует энергетическому
классу К=3.5.
Спектральный состав событий, зарегистрированных сейсмостанцией
«Нейтрино», аналогичен спектральному составу событий, зарегистрированных
в 1984 г. и 1997 г., и имеет максимум на частотах 1–4 Гц
Другие локальные события, регистрируемые на станции «Нейтрино»
имеют более высокочастотный состав колебаний. Например, 11 мая 2010 г. в
21h 32m зарегистрировано местное землетрясение, эпицентр которого
находился в том же направлении (Az=269ϒ) от станции, но в непосредственной
близости, примерно в 2.5−3 км от места регистрации. Локальная магнитуда его
составила ML= −0.2.
На рисунке 13 представлены его записи, отфильтрованные в полосе 8−22
Гц. Соотношение более выраженной записи в начале на одной из
горизонтальных компонент, ближе соответствующих азимуту распространения,
и более выраженной S - волны на противоположной компоненте, выявленное на
записях сильных землетрясений, сохраняется и этом случае.
Природа регистрируемых низкочастотных событий пока достоверно не
определена и требует продолжения исследований с использованием локальных
площадных сейсмических групп, одна из которых в ближайшем будущем будет
установлена в штольне Баксанской нейтринной обсерватории.
Таким образом, накопленные опыт и отработанные в других районах
Северного Кавказа методики, позволяют достаточно детально исследовать и
идентифицировать записи слабых сейсмических событий на территории
Республики Кабардино-Балкария.
25
Глава 2 Определение температурных вариаций в Эльбрусской
вулканической области
2.1 Температурные вариации в штольне Баксанской нейтринной
обсерватории
Существующая в районе Эльбруса отрицательная гравитационная
аномалия, которая указывает на дефицит плотности пород под вулканом (0.7
г/см3) была открыта и интерпретирована М.В. Авдуловым еще в 1962 году.
По мнению М.В. Авдулова гравитационная аномалия обусловлена
наличием питающей магматической камеры вулкана, залегающей на глубине 13 км ниже уровня моря. Наличие под вулканом зоны поглощения сейсмических
волн на глубинах 0.5-2.0 км ниже уровня моря также указывает на наличие
вулканической камеры, заполненной расплавом.
По современным гравиметрическим и сейсмологическим данным
мощность земной коры в Приэльбрусье довольно постоянна (45-50 км), а
«гранитного» слоя — изменчива, уменьшаясь от 24 км на севере до 16 км в
районе самого Эльбруса.
В коре северного Приэльбрусья на глубинах от 10 до 20 км-плотность
пород аномально понижена, а в верхней мантии обнаружена обширная,
радиусом 45-60 км от вулкана, зона заметного замедления скорости
сейсмических волн, считающаяся «астенолинзой» [20].
Плотность теплового потока в районе Эльбруса, по наблюдениям за
ледяным покровом, составляет в среднем 4.8·10-5 кал/см2·сек, т.е. 2 Вт/м2.
Такая плотность потока на всей площади, покрытой льдом (120-140
км2), при чисто кондуктивной теплопередаче и характерной теплопроводности
пород 2-3 Вт/(м·К) обусловила бы геотермический градиент порядка 0.7-1.0
К/м.
Это отвечает присутствию кислого расплава внутри вулканического
конуса на глубине около 1 км, и следует предполагать активный вынос
26
глубинного тепла подземными флюидами [20].
При
проведении
исследований
тепловых
процессов
в
районе
вулканической постройки и на прилегающих территориях с применением
космических технологий теплового зондирования Земли [21] и контактными
методами [22] в районе Эльбрусского вулканического центра были выделены
устойчивые тепловые аномалии (рисунок 7).
Рисунок 7 - Карта тепловых аномалий, обнаруженных в районе
Эльбрусского вулканического центра
В пределах вулканического конуса зафиксированы тепловые аномалии
интенсивностью более 0,5 С, пространственно совпадающие с данными
магнитотеллурического и резонансного зондирования глубинных структур
вулкана, которые подтверждают наличие приповерхностной магматической
камеры на глубине около 8-1 км от поверхности.
27
В процессе проведения дальнейших исследований нам необходимо было
выбрать такие места, где действие фоновых помех минимальны.
В этой связи эксперименты были продолжены в штольне Баксанской
нейтринной обсерватории ИЯИ РАН. Координаты обсерватории: N 43o 16,338’
и E 42o 40,878’. Высота места 1740 м. Расстояние от вершины Эльбруса 21,9 км.
Азимут штольни - 150º37'.
Штольня находится в поселке Нейтрино в вырубке горы Андырчи, и
имеет глубину более четырех километров (рисунок 8).
Рисунок 8 - Схематический разрез горы Андырчи вдоль штольни БНО.
На рисунке 8 черной точкой отмечена место где были установлены
температурные датчики.
28
2.2 Температура минеральных вод на территории Эльбрусской
вулканической области
Эльбрус, крупный полигенный стратовулкан высотой 5633 м (высшая
точка Европы), находится в сольфатарной стадии активности. Об этом
свидетельствуют наблюдавшиеся в 1960-х годах вблизи его восточной
вершины выходы углекислых газовых струй с температурой 18°С [23]. Конус
вулкана возвышается на 2.5-3 км над палеозойским кристаллическим цоколем,
который плавно погружается к северу, переходя в фундамент эпигерцинской
Скифской плиты.
Продукты Эльбруса по петрохимическому составу варьируют от
риолитов до андезито-дацитов, относясь к кальциево-щелочной серии. По
данным Sr-Nd-О изотопной систематики, они происходят из мантийных
расплавов,
контаминированных
коровым
материалом.
Этот
вывод
подтверждается и изотопией гелия.
Наблюдающаяся в районе Эльбруса отрицательная гравитационная
аномалия, которая указывает на дефицит плотности пород под вулканом в 0.7
г/см3, была интерпретирована М.В. Авдуловым как следствие наличия
водонасыщенной питающей магматической камеры в форме диска диаметром
16 км и мощностью 6 км, залегающей на глубине 1-3 км ниже уровня моря.
По мнению Г.С. Штейнберга, эта аномалия отражает существование
погребенной кальдеры, заполненной рыхлой пирокластикой, которая была
позднее оконтурена на основании данных геоморфологического анализа.
Наличие под вулканом зоны поглощения сейсмических волн на глубинах 0.52.0 км ниже уровня моря [24] также указывает на наличие вулканической
камеры, заполненной расплавом.
По гравиметрическим и сейсмологическим данным [25], мощность
земной коры в Приэльбрусье довольно постоянна (45-50 км), а «гранитного»
слоя — изменчива, уменьшаясь от 24 км на севере до 16 км в районе самого
Эльбруса.
29
В коре северного Приэльбрусья на глубинах от 10 до 20 км плотность
пород аномально понижена, а в верхней мантии обнаружена обширная,
радиусом 45-60 км от вулкана, зона заметного замедления скорости
сейсмических волн, считающаяся «астенолинзой».
Плотность
теплового
потока
в
районе
Эльбруса
оцененная
по
наблюдениям за ледниковым покровом [26], составляете среднем 4.8х10"5
кал/см2·сек, т.е. 2 Вт/м2.
Такая плотность потока на всей площади, покрытой льдом (120-140 км2),
при чисто кондуктивной теплопередаче и характерной теплопроводности пород
2-3 Вт/(мхК) обусловила бы геотермический градиент порядка 0.7-1,0 К/м (а не
0.1 К/м, как считал Ю.П. Масуренков).
Это отвечает присутствию кислого расплава внутри вулканического
конуса на глубине около 1 км. Поскольку это противоречит другим
геофизическим данным, то в теле вулкана следует предполагать активный
вынос глубинного тепла подземными флюидами.
Последний
раз
Эльбрус
извергался
в
I-П
веке
н.э.
[27],
что
подтверждается результатами радиоуглеродного датирования [28]. Возможная
новая эруптивная активизация Эльбруса представляет собой потенциальную
угрозу для населения окружающего региона.
Поэтому состояние вулкана требует постоянного целенаправленного и
разностороннего изучения. Важной характеристикой оценки возможной
активности Эльбруса является температура окружающих подземных вод,
которая и стала предметом нашего исследования.
Температура дает представление о физических условиях формирования
подземных вод (глубине их циркуляции).
По этому параметру подземные воды делятся на два класса: холодные и
термальные. Объективным критерием такой их типизации, как справедливо
указал еще в 1912 г. К.
Кейльгак, является отношение температуры t вод при разгрузке на
земную поверхность к температуре «нейтрального слоя», (подошве слоя
30
годовых теплооборотов), которая примерно соответствует климатической
среднегодовой для данной местности, tн.с... При t > tн.с... разгрузка подземных
вод сопровождается избыточным выносом глубинного тепла, и именно такие
воды следует считать термальными.
На Северном Кавказе температуры нейтрального слоя изменяются от
~10°С в районе Кавказских Минеральных Вод (КМВ), расположенном на
отметках 500- 1000 м, до ~3 °С в ближайшем Приэльбрусье на высоте 25002700 м [29].
Для детализации распределения температур источников в Приэльбрусье и
выяснения его общей закономерности использовались результаты около 40
собственных термометрических измерений, сделанных в 1998-2000 гг. Всего
было учтено около 200 измерений температуры минеральных источников,
располагающихся на удалении от 5-6 до 80 км от Эльбруса. Ранее в меньшей
выборке уже была подмечена тенденция роста температур водопроявлений по
мере приближения к Эльбрусу [12].
Однако более полная выборка свидетельствует о значительном разбросе
температур вод в источниках, располагающихся на равном расстоянии от
вулкана). На рисунке видно, что фигуративные точки большинства источников.
Находятся существенно выше линии температур нейтрального слоя
(особенно далеко от нее расположены точки некоторых источников,
ближайших к Эльбрусу ист. Джилы-су на реках. Малка и Бийтик-Тебе.
Это указывает на разгрузку вод из более глубоких горизонтов и таким
(геотермическим) образом отличает термоминеральные источники от обычных
пресных родников, чьи фигуративные точки располагаются более или менее
ниже этой линии - по-видимому, из-за той или иной примеси талых вод.
Все это говорит, что температура вод источников формируется под
воздействием нескольких разнородных факторов, среди которых могут быть
выделены эндогенные и экзогенные.
К экзогенным факторам относятся соотношение поверхностного и
грунтового стока и высота над уровнем моря. Первое колеблется в зависимости
31
от
сезона
опробования
и
локальных
гидрогеологических
и
физико-
географических условии, и выделить его влияние в чистом виде при
разновременности термометрических измерений и различиях природных
условий в разных частях исследуемого района практически невозможно.
Гипсометрическое
же
положение
обсуждаемых
источников
подчинено
естественной закономерности - уменьшению высоты местности по мере
удаления от Эльбруса.
В тренде «приведенной» температуры вод источников Приэльбрусья
наглядно проявляется роль в их температурном режиме эндогенных факторов:
глубинного магматизма и его производной - современного вулканизма, влияние
которых накладываются на фоновое тепловое поле. Особенно высоки
«приведенные» температуры в зоне радиусом около 20 км от вулкана, но и
далее они заметно повышены, постепенно уменьшаясь на протяжении не менее
80 км.
В первой
зоне, по-видимому, доминирует тепловое воздействие
промежуточной вулканической камеры Эльбруса, которая, как было указано
выше, по геофизическим данным аппроксимируется диском диаметром 16 и
толщиной 6 км с центром на глубине 3,5-6,0 км от уровня моря, или 9-11 км от
вершины Эльбруса.
Далее же, вероятно, сказывается влияние залегающего глубже более
обширного
теплового
источника
-
региональной
зоны
магматической
активности, с которой может быть связана и «астенолинза», установленная
геофизическими исследованиями в радиусе 50-60 км от Эльбруса.
При этом обращают на себя внимание также точки, отвечающие
максимальным «приведенным» температурам в источниках, расположенным в 27-28, 40-55, 60 и 80 км от Эльбруса.
Они явно представляют собой локальные термоаномалии, не связанные с
вулканической камерой Эльбруса.
В целом же приэльбрусский ореол повышенных температур кажется
лишь наиболее ярким проявлением крупной «антикавказской» термоаномалии,
32
которая, как уже давно установлено геотермическими исследованиями,
отчетливо видна даже на Ставропольском своде. Базовую температуру
циркуляции гидротерм оценивают также геохимическими методами.
В
таких
расчетах
используют
концентрации
(или
отношения
концентраций) растворенных компонентов, чувствительные к температурным
условиям взаимодействия вода-порода, а также зависящие от температуры
равновесия некоторых активных газов и изотопные составы входящих в них
летучих элементов.
В
частности,
для
этого
используются
формулы,
учитывающие
концентрацию кремнезема при разных предположениях о форме его
нахождения
в
породе
(так
называемые
кварцевый,
халцедоновый,
кристобалитовый и т.п. геотермометры) и градиенте снижения температуры
воды при подъеме в область разгрузки (адиабатическом или обусловленном
кондуктивной теплопередачей).
Справедливость тех или иных расчетных схем контролировалась
термометрией скважин, как и формул, учитывающих другие соотношения - NaK, Na-K-Ca, Na-Li, Mg-Li. Последние, однако, во многом зависят от
особенностей состава пород на пути подъема гидротерм, так что найденные
зависимости такого рода более условны, выдерживаясь лишь в одинаковых
геологических разрезах.
В целом, элементные геотермометры, в отличие от газовых и изотопных,
имеют скорее качественный характер, но все же могут дать представление об
относительных латеральных различиях базовых температур.
Что касается Na-K геотермометра, то полученные с его помощью гораздо
более высокие, чем Si- и Mg-Li термометрами, оценки базовых температур в
районе Передового хребта и его северных отрогов кажутся следствием
аномально повышенной здесь минерализации подземных вод.
Вероятно,
в
данном
районе
в
водах
минеральных
источников
присутствует значительная доля этих осолоненных седиментационных вод. В
ближайшем же в Приэльбрусье картина распределения глубинных температур
33
по Na-K термометру в общих чертах сходна с полученными Si и Mg-Li, а также
Na-Li термометрами.
В прошлом предпринимались попытки реконструировать температуры
минеральных вод до их разбавления атмосферными осадками. Эти оценки
базировались на гипотезе о том, что недонасыщенность нарзанов карбонатом
кальция является следствием именно такого разбавления (следует заметить, что
эта гипотеза не учитывает возможные различия в составе вод из-за местных
неоднородностей
геологического
разреза,
определяющих
геохимические
результаты взаимодействия вода-порода).
Расчеты показали, что источники, располагающиеся к востоку от вулкана
- Терскольский, расположенный в ~13 км от вершинной седловины Эльбруса, и
Ирик-нарзан, находящийся от нее в -18 км (в них измеренные температуры
составляют всего 9.1 и 7.5 °С соответственно), - имеют существенно более
высокие «реконструированные» температуры (103 и 52 °С), чем источники
западного и северного Приэльбрусья, в частности, Уллукамский (32°), Джилысу на р. Бийтик-Тебе (37°) и Джилы-су Малкин- ский (29°С). Если базовая
глубина циркуляции минеральных вод (глубина их формирования) одинакова,
то различия их «реконструированных» Ю.П. Масуренковым температур
должны быть отражением конфигурации изотермических поверхностей,
наиболее приподнятых в районе Терскола.
Если это так, то исследуемая термоаномалия распространяется еще
дальше к востоку от вулкана, имея относительно Эльбруса асимметричный
характер. Обращает на себя внимание и то, что «язык» повышенных
«приведенных» температур (>15 °С) протягивается также к северо-востоку от
Эльбруса в направлении Кавказских минеральных вод (КМВ) до р. Хасаут, где
локальные максимумы 21-22 °С маркируют распространение термоаномалии в
антикавказском направлении.
Таким образом, становится ясно, что на температуру вод источников
оказывают влияние, помимо собственно промежуточной вулканической камеры
Эльбруса, и другие магматические тела, проявленные, в частности, в виде
34
лакколитов Пятигорья.
Найденные
латеральные
вариации
«приведенных»
температур
повторяются в распределении базовых температур формирования минеральных
вод, оцененных с помощью геотермометров.
Все использованные геотермометры указывают на повышенные базовые
температуры не только вблизи Эльбруса, но и во всей юго-восточной части
исследованного района.
Практически все они показывают также распространение этой области
повышенных температур и к северо-востоку от вулкана, в направлении КМВ.
Таким
образом,
все
гидрогеотермические
данные
согласуются
с
распределением вулканических построек и интрузивных тел, основная масса
которых находится восточнее Эльбруса.
Не менее показательно, что эти данные согласуются с распределением
значений отношения концентраций изотопов гелия в газовой фазе минеральных
вод, 3Не/4Не. Как известно, это отношение резко различно в мантии, где оно
имеет порядок 10-5 из-за присутствия остатков первичного 3Не, и древней коре,
в которой оно на три порядка меньше из-за генерации радиогенного 4Не.
Сравнительный анализ показал, что рост величин этого отношения в подземных
флюидах отвечает увеличению плотности фонового кондуктивного теплового
потока
Таким образом, в картине распределения величин гелиевых отношений
отмечается некоторая ассиметрия - они быстро убывают в западном
направлении и медленнее - в северо-западноном, северном и северовосточном,
сохраняя в восточном секторе такие же высокие величины, как и в ближайшем
Приэльбрусье.
Это в общем повторяет характер распределения величин температур,
измеренных в источниках с поправкой на абсолютную отметку и температур
формирования
вод,
рассчитанных
по
их
химическому
составу
(геотермометрам).
Следует иметь в виду, что ранее в ближайшем Приэльбрусье
35
существовали и более высокотемпературные водопроявления, чем наблюдается
сегодня. Об этом, в частности, свидетельствуют находки опалитов и магнезитов
в лавах Эльбрусе в верховьях рек Бийтик-Тебе, Кюиортли и Кыртык.
Обычно
появление
опалитов
связано
с
развитием гидротерм
с
температурами не менее 80-100 °С.
Кроме того, в верховьях рек Малки и Баксана встречаются остатки
травертиновых куполов, указывающие на более широкое распространение
углекислых
минеральных
вод
в
предыдущие
эпохи.
По-видимому,
гидротермальная деятельность была здесь более активной.
Выше отмечались небольшие флюктуации температуры в некоторых
современных источниках, расположенных на склонах Эльбруса примерно в 10
км от вершинной седловины.
В них немного варьирует и химический состав воды, что отражается в
разбросе на 20-30 °С оценок базовой температуры их формирования по Si- и
Na-K термометрам.
Хотя эти вариации, вероятнее всего, вызываются сезонными колебаниями
степени разбавления восходящих потоков подземных вод инфильтрующимися
атмосферными осадками, нельзя исключить, что они отчасти связаны и с
режимом поступления в подземные воды вулканических эманации, учитывая
близость этих источников к вулкану.
В любом случае, режимные наблюдения за температурой источников в
долинах Малки и Бийтик-Тебе целесообразно в комплекс работ по
мониторингу активности Эльбруса включить.
Таким образом, анализ распределения температурных характеристик
естественных
водопроявлений
в
Приэльбрусье
подтверждает
наличие
текмоаномалии в районе вулкана Эльбрус, что очевидно связано с наличием
магматической камеры на относительно небольших глубинах от поверхности
земли.
Термоаномалия надежно фиксируется в источниках, расположенных в
радиусе примерно 20 км от вулкана, что в общем (учитывая площадь прогрева
36
вмещающих пород) совпадает с оценками размеров вулканической камеры,
полученными по геофизическим данным.
Относительно вулкана зона повышенных температур располагается
асимметрично, наиболее далеко распространяясь в северо-восточном и
восточном направлениях.
Сопоставление
оценок
«базовых»
и
приведенных
температур
с
характером распределения величин изотопно-гелиевого отношения показывает,
что вулкан располагается в узле пересечения линейных зон температурных
аномалий северо-западного, северо-восточного и субширотного простирания.
Угол наклона между первыми двумя составляет 90°, а с осью Главного хребта
они образуют углы около 40-45°. Вероятно, в поле распределения температур
выявляются зоны глубинных разломов, представляющие собой трещины скола
в континентальной коре, возникшие в результате тектонического сжатия,
которое испытывает горное сооружение Кавказа в субмеридиональном
направлении.
Приуроченность термальных аномалий к этим нарушениям указывает на
их высокую вертикальную проницаемость для газоводных флюидов, т.е. это
зоны растяжения, а повышенные величины гелиевого отношения указывают на
их глубинный характер.
На местности эти зоны проходят по долинам рек Кыртык-Бийтик-Тебе
(субширотная), долине Худеса и далее по Кубани (северо-западная) и по долине
р. Малка (северо-восточная).
Таким
образом,
тектонические
движения
любой
направленности
практически всегда должны вызывать активизацию магмоподводящих каналов
Эльбрусского
вулканического
центра.
Вероятно,
это
и
обеспечивает
долговременный характер активности Эльбруса, что коренным образом
отличает его от других вулканических структур неоген-четвертичного возраста
рассматриваемого района.
37
Глава 3 Камеральная обработка полученных данных
3.1 Анализ тепловых полей исследуемого района
Среди тепловых аномалий Северного Кавказа на первый план выступает
район Эльбрусского вулканического центра, так как Эльбрус является
действующим вулканом в состоянии покоя [4,9].
Установлено, что периферический и материнский магматические очаги
вулкана располагаются на глубинах 0—7 и 20—30 км ниже уровня моря
соответственно, а геотермический градиент под вулканом составляет 100°С/км
[1,5,8].
Полученные
данные
указывают
на
наличие
существенного
температурного воздействия корневой системы вулкана на окружающую ее
среду, что находит отражение и в температурном режиме углекислых
минеральных вод (УМВ) [4,6].
Сегодня в связи с получением новых данных о тепловых аномалиях в
районе Эльбрусского вулканического центра [9,10] представляется важным
выяснить характер воздействия вулканических очагов на температуру
углекислых минеральных вод.
В работе выполнен анализ процессов современного выноса тепла
углекислыми источниками Приэльбрусья в свете новых данных о глубинном
строении флюидномагматических структур вулкана Эльбрус.
Большинство
геолого-геофизических
процессов,
связанных
с
формированием жизненного цикла вулканических центров, определяется
магматическими структурами, включая и геотермальную активность.
Оценка потоков энергии стала возможна благодаря изучению геологогеофизического строения Эльбрусского вулканического центра и термических
свойств окружающей среды, определяющих структуру наблюдаемых тепловых
аномалий [9,10].
Движение глубинных флюидов к поверхности через разломноблоковые
структуры приводит к формированию разномасштабных тепловых аномалий,
38
проявляющихся, в том числе и в изменении температурного режима УМВ.
Измеренные в естественных условиях температуры УМВ Приэльбрусья и
прилегающих территорий (всего более 500 источников) колеблются весьма
незначительно: 7—12° С, реже температура опускается до 3—5°С или
поднимается до 15°С. Исключение составляют теплые нарзаны у западного и
северного подножия Эльбруса: 17— 22°С.
Обращает на себя внимание заметное отличие температур углекислых
минеральных источников северного и южного склонов Главного Кавказского
хребта. На юге температуры выше.
Это обстоятельство проявляется и в средних значениях температур
источников: для севера и юга соответственно 8.2 и 11.2°С.
Кроме того, в пределах северного склона в направлении от Главного
хребта к предгорьям и равнине также наблюдается общая тенденция некоторого
повышения температур: от средней 7.8°С в высокогорной части Приэльбрусья
до 9.5°С в среднегорной.
Полученные данные позволяют сделать предположение о некоторой роли
климатического фактора в формировании температуры воды углекислых
источников. В этой связи обратимся к выявлению зависимости между
температурой вод и дебитом источников.
Априори представляется очевидным, что влияние глубинного прогрева
вод с некоторой вероятностью должно сохраняться на многодебитных
источниках, тогда как малодебитные больше подвержены поверхностным
климатическим воздействиям — их легче и быстрее остудить или нагреть, т.е.
привести в температурное равновесие с окружающей средой.
Таким образом, выявление прямой зависимости температуры воды от
дебита источников позволило бы установить и реликтовую природу
относительно повышенной температуры в многодебитных источниках.
Отсутствие такой количественной связи между температурой и дебитом
свидетельствовало бы о том, что поверхностные факторы преобладают
настолько, что нивелируют возможный вклад глубинного температурного
39
воздействия на углекислую воду источников.
Анализ данных о дебите более 200 источников показал, что для вод
северного склона Главного хребта начиная с дебита 500 л/сут и более
обнаруживается положительная корреляция между дебитом и температурой.
Следовательно, повышенные температуры вод углекислых минеральных
источников Приэльбрусья отражают в среднем воздействие на них эндогенных
факторов.
Для малодебитных источников (менее 500 л/сут), представленных
сравнительно небольшим числом, повышение температуры скорее всего
связано с поверхностным прогревом воды, так как напрямую зависит от
снижения их дебита, отражая тем самым поверхностные условия летнего
отбора проб. Иная картина наблюдается для источников южного склона
Главного хребта.
Достаточно
четкой
зависимости
между
этими
величинами
не
наблюдается. Однако область разброса данных такова, что содержит в себе
возможность существования такой зависимости, в частности по верхней
границе области разброса, где располагаются наиболее нагретые воды
источников.
Среди них вполне могут присутствовать носители реликтовых глубинных
температур. Между тем нижняя граница области разброса свидетельствует как
бы об обратном — о превалирующем влиянии на температуру вод
поверхностного прогрева.
Так или иначе, а воздействия климатического фактора на температуру
источников УМВ отрицать нельзя — в большей или меньшей степени он все
равно проявляется.
И в связи с этим представляется полезным попытаться устранить этот
фактор для более точного выявления роли глубинной температурной
составляющей.
Наиболее устойчивым температурным параметром для той или иной
климатической зоны являются среднегодовая температура воздуха или
40
температура нейтрального слоя.
Для северного склона Главного Кавказского хребта в качестве такового
нами принято +5°С, что примерно соответствует среднегодовой температуре в
следующих пунктах: Нальчик +8.7°С, Архыз +5.0°С, Шиджатмаз +2.3°С,
Юсенги +4.2°С, среднее +5.0°С.
Принятые значения среднегодовых температур могут рассматриваться
как фоновые, формируемые местными климатическими условиями.
Согласно этому допущению отклонение от фона в большую сторону
могло бы быть интерпретировано как реликт глубинной температуры,
На основе этих соображений нами был рассчитан вынос глубинного тепла
многодебитными источниками УМВ Приэльбрусья (более 100 источников). Он
составил 21277 тыс. ккал/сут или 1030 кВт.
Особый интерес вызывает картина пространственного распределения
этого глубинного потока энергии. Даже при учете всех скрытых и неучтенных
потерь тепла суммарный вынос его из очага много меньше энергии, которая
составляет среднюю продуктивность вулкана при его жизни. Она равна
примерно 40—400 МВт [3].
Произведенные расчеты и их графическое изображение представляют
интерес как тепловая проекция периферического магматического очага на
дневную поверхность. Зона многократно повышенного выноса тепла образует
аномалию, совпадающую с вулканической постройкой Эльбруса.
В субширотном направлении (по тренду 3 млн. ккал/сут, с которого
начинается его резкое возрастание) поперечник ее составляет 10 км, в
субмеридиональном он равен 30 км.
В этой связи заслуживает особого внимания и то обстоятельство, что
размеры аномалии практически совпадают с размерами предполагаемых
очаговых
зон
под
вулканом,
которые
были
выявлены
различными
геофизическими методами: в субширотном направлении 10 км [8, 9],
субмеридиональном 20 км и более [2,7].
Сходимость результатов определения параметров очага несколькими
41
независимыми методами исследования убеждает в надежности полученных
данных и правильности избранного пути.
Выполненный
анализ
современного
выноса
тепла
углекислыми
источниками Приэльбрусья отражает активное состояние очага. Тепловое
воздействие очага на окружающую среду на порядки превышает фоновые
значения теплового потока и включает в себя не только кондуктивный, но и
конвективный перенос тепла. И здесь немаловажная роль принадлежит
углекислым минеральным водам.
3.2 Аномальные температурные колебания в штольне Баксансокой
нейтринной обсерватории
Обе
штольни
Баксанской
нейтринной
обсерватории
(главная
и
вспомогательная) проветриваются вентиляцией только до 4000 метров. В самом
конце штольни на углублении 4300 метров, где полностью отсутствует
циркуляция воздуха, существует застойная зона.
Здесь из стен горных пород бьют нестационарные струи горячего пара и
воды с температурой около 46°С.
В связи с этим здесь образовалось небольшое «озеро» глубиной 90см.
Дебит воды составляет примерно 2 м3/час. Здесь и были выбраны места для
измерений температурных вариаций.
Укажем, что конец штольни находится под слоем горных пород
толщиной более 2 км. При проведении эксперимента здесь полностью
исключаются фоновые помехи.
Для измерения температур и температурных полей нами были
использованы миниатюрные температурные регистраторы iButton DS1922L-F5,
которые производятся компанией Dallas Semiconductor.
На рисунке 9 показаны общий вид и габаритные размеры температурных
регистраторов.
42
Рисунок 9 - Температурный регистратор iButton DS1922L-F5.
Автономный регистратор представляет собой полностью защищенный
одноканальный электронный самописец (логгер).
Регистратор семейства iButton со встроенными элементами питания,
упаковывается
в
герметичный
металлический
корпус
MicroCAN™
модификации F5, внешне напоминающий дисковую батарейку или «таблетку».
Корпус изготавливается из высококачественной легированной нержавеющей
стали типа 305 (Type 305 Stainless Steel) толщиной 0,254 мм.
Материал
корпуса
является
полностью
инертным
в
отношении
абсолютного большинства химических соединений и биологических объектов.
Логгер обеспечивает накопление в собственной энергонезависимой памяти
значений
температуры
среды,
окружающей
их
корпус,
в
различных
измерительных диапазонах с привязкой к реальному времени.
При проведении измерений можно устанавливать момент начало
регистрации данных.
Регистрация может начаться сразу после задания всех параметров
измерения, через определяемую пользователем временную задержку или по
достижении температурой порогового значения.
Основные характеристики и функциональные возможности регистратора
43
DS1922L-F5 приведены в таблице 2.
Таблица 2 - Основные характеристики и функциональные возможности
регистратора DS1922L-F5.
Диапазон регистрируемых температур: от -40°С до +85°С.
Точность измерения: не хуже ±0,5°С в диапазоне от -10°С до +65°С.
Водонепроницаемость: глубина под водой 1 метр в течении 30 дней при
температуре 25°С.
Время между двумя последовательными измерениями от 1с до 273ч.
Встроенные часы/календарь реального времени в BCD-формате, отображает
секунды, минуты, часы, месяц, день, недели и год (учитывая високосные).
Погрешность хода часов ±2 минуты в месяц при эксплуатации при
температуре 25°С
Толщина и диаметр корпуса типа MicroCAN F5, в виде плоского дискового
аккумулятора 5,89 мм и 17,35 мм соответственно.
Масса датчика - 3,3 г.
Температурные датчики были установлены в нескольких местах в конце
штольни. Установка датчиков осложнялась 100% влажностью, в сочетании с
температурой воздуха более 43-46ºС.
Результаты измерения представлены на рисунке 10.
Рисунок 10 - График изменения температуры воздуха на 40-м пикете штольни БНО.
44
График на рисунке 10 показывает изменения температуры в период с
августа 2007 года по май 2009 года. Обращает на себя внимание характер
тепловых флюктуаций. Видно, что температура в местах установки датчиков не
постоянна, а изменяется нерегулярно скачками.
Скачки температуры составляют от 3°С до 5°С. Аномальные колебания
температуры
свидетельствуют
о
пульсационно-ритмичном
изменении
количества тепла в горных породах. Это дает основание утверждать что
магматическая камера под Эльбрусом находится в активном состоянии.
45
Заключение
Запланированные по второму этапу НИР работы выполнены в полном
объеме, проведен обзор литературы по проблеме исследований с учетом
последних достижений в данной области.
В процессе выполнения второго этапа исследований по проекту проведен
обзор литературы по тепловым полям Эльбрусского вулканического центра,
температурным вариациям в штольне Бакскансокй нейтринной обсерватории.
-
Тепловой режим Эльбрусской вулканической области.
-
Температурные вариации в штольне Эльбрусской вулканической
области.
-
Тепловое поле вулкана Эльбрус.
В процессе выполнения следующих этапов НИР основные усилия будут
направлены на получение основных экспериментальных данных о направлении
тепловых потоков, измерении температурных полей в исследуемом регионе и
оценки возможности применения глубинного тепла в народном хозяйстве.
Эльбрусский вулканический центр является типичным представителем
развивающейся области современного вулканизма.
Оценка тепловых запасов в районе Эльбрусского вулканического центра
имеет, важное хозяйственное значение для Республик Северного Кавказа, так
как выявленные здесь магматические очаги и гидротермальные системы,
обладая громадным энергетическим потенциалом, могут обеспечить широкое
развитие электростанций и систем геотермального теплоснабжения. Говоря о
поисках возобновляемых источников энергии на Северном Кавказе следует,
прежде всего, остановиться на запасах гидротермальной энергии.
Последнее легко объяснить, если учесть что здесь запасы термальной
энергии связываются с вулканическими центрами и в первую очередь с
кальдерой Эльбруса и ближайшими прилегающими территориями.
Практика
эксплуатации
термальных
систем
показывает,
что
использование в схеме извлечения тепловой энергии современных технологий,
46
с применением бинарных установок, позволяет, регулируя электрические и
тепловые нагрузки,
добиваться
максимального
значения
коэффициента
использования геотермальных ресурсов в регионе. Горячей водой можно
непосредственно обогревать жилища, общественные здания и предприятия
(централизованное теплоснабжение).
47
Список используемых источников
1. Lipman P.W., Bogatikov O.A., Tsvetlov A.A., Gazis C., Gurbanov A.G.,
Hon K., Koronovsky N.V. et al. 2.8 Ma ash-flow caldera at Chegem River in the
northernCaucasus Mountains (Russia), cotemporaneous granites. And associataed are
deposits. // Journal of Volcanology and Geotermal Research. 1993/ № 57. P. 85-124
2. Рогожин Е.А., Собисевич Л.Е., Нечаев Ю.Н., Собисевич А.Л.,
Богатиков
О.А.,
ГурбановА.Г.и
др.
Геодинамика,
сейсмотектоника
и
современный вулканизм Северного Кавказа. Монография. – М.: JBAP РАН,
2001. –С.340
3. Богатиков О.А., Мелекесцев И.В., Гурбанов А.Г., Сулержицкий Л.Д.,
Катов
Д.М.,
Пурига
А.И.
Радиоуглеродное
датирование
голоценовых
извержений вулкана Эльбрус (Северный Кавказ, Россия) // ДАН. 1998. Т. 363,
№2
4. Короновский Н.В. Геологическое строение и история развития вулкана
Эльбрус // Оледенение Эльбруса. М.: МГУ. 1968
5. Дмитриевский А.Н., Володин И.А., Корниенко С.Г., Якубсон К.И.,
Ораевский В.Н., Алексеев В.А. Космические методы выявления зон активной
тектоники и современной геодинамики // Наука и техника в газовой
промышленности. – 2000. – № 2
6. Сардаров С.С. (мл), Савин А.В., Суетнова Е.И. Геотермический
критерий тектонической активности / Геофизические методы в геотермии // Сб.
научн. тр. Института проблем геотермии Даг. ФАН СССР. 1986
7. Савин А.В. Изучение геотермических полей различных уровней
иерархии в связи с поисками месторождений нефти, газа и парагидротерм. Тр.
Ин-та проблем геотермии. Даг. ФАН СССР. 1984
8. Савин А.В. Разномасштабные проявления геотермической активности
// Тез. докл. Междунар. симпозиума «Тепловая эволюция литосферы и ее связь
с глубинными процессами». М.: Недра, 1989
9. Корниенко С.Г., Ляшенко О.В., Савин А.В. Поиск нефтегазовых
48
залежей методом наземной тепловой съемки // Геология нефти и газа. № 8. 1996
10. Лаверов Н.П., Добрецов Н.Л., Богатиков О.А., Бондур В.Г., Гурбанов
А.Г., Коваленко В.И., Карамурзов Б.С., Коваленко В.И., Мелекесцев и др. //
Новейший и современный вулканизм России. М.: Наука, 2005
11. Абдулов М.В. Строение земной коры по данным гравиметрии на
Центральном Кавказе // Сов. геология. 1963. № 9
12.
Марусенков
Ю.П.
Кайнозойский
вулканизм
Эльбрусской
вулканической области. М. 1961
13. Милановский Е.Е. Новейшая тектоника Кавказа. М.: Недра, 1968
14. Богатиков О.А., ГурбановА.Г., Коваленко В.И., Собисевич Л.Е. и др.
Мониторинг магматических структур вулкана Эльбрус. М. 2001
15. Гаретовская И.В., Краснопевцева Г.В., Сизов Ф.В. и др. Изучение
глубинного строения Северо-Кавказской сейсмической зоны с помощью
сейсмических и гравиметрических методов (Кавказские Минеральные Воды и
Приэльбрусье) // Основные проблемы сейсмотектоники. М.: Наука, 1986
16.
Краснопевцева
Г.В.
Глубинное
строение
Кавказского
сейсмоактивного региона. М.: Наука, 1984. С.109
17. Маловичко А.А., Мехрюшев Д.Ю., Горожанцев C.B., Шевченко А.В.
Новая
сейсмическая станция на территории Кабардино-Балкарии .//
Сейсмические приборы. 2011.Т.47, №1– С.156
18. Красилов С.А., Коломиец М.В., Акимов А.П. Организация процесса
обработки цифровых сейсмических данных с использованием программного
комплекса
WSG.//
Современные
методы
обработки
и
интерпретации
сейсмологических данных. Материалы международной сейсмологической
школы, посвященной 100-летию открытия сейсмических станций «Пулково» и
«Екатеринбург». Обнинск. 2006
19. Габсатарова И.П. Северный Кавказ // Землетрясения Северной
Евразии в 2001 году. – Обнинск: ГС РАН, 2007
20. Лаверов Н.П., Богатиков О.А., Гурбанов AT.и др. // Геодинамика,
сейсмотектоника и вулканизм Центрального Кавказа. М.: Наука, 1997
49
21. Корниенко С.Г., Ляшенко О.В., Гурбанов А.Г. Выявление признаков
очагового магматизма в пределах Казбекского вулканического центра по
данным тепловой космической съемки. ВНЦ РАН И правительство Республики
Осетия-Алания. Вестник ВНЦ. Т. 4, № 3. 2004
22. Лиходеев Д.В., Собисевич Л.Е., Шевченко А.В., Сердюков И.И.,
Каширгова Р.Р. Исследование тепловых аномалий в районе Эльбрусского
вулканического центра // Материалы Всероссийской научной конференции
«природные
процессы,
геодинамика,
сейсмотектоника
и
современный
вулканизм Северного Каказа»
23. Масуренков Ю.П. Роль поперечных структур в локализации
углекислых минеральных вод Кавказа. Тр. Лабор. Гидрогеол. Проблем АН
СССР. Т. 48. 1962
24. Хитаров Н.И., Щукин Ю.К., Сизов А.В. К оценке активности вулкана
Эльбрус // ДАН СССР. 1985. Т. 275, № 4
25. Гаретовская И.В., Краснопевцева Г.В., Сизов Ф.В. и др. Изучение
глубинного строения Северо-Кавказской сейсмической зоны с помощью
сейсмических и гравиметрических методов (Кавказские Минеральные Воды и
Приэльбрусье) // Основные проблемы сейсмотектоники. М.: Наука, 1986
26. Масуренков Ю.П. Плотность теплового потока и глубина залегания
магматического очага вулкана Эльбрус // Бюл. вулканол. станции. 1971. № 4.
27. Гущенко И.И. Извержение вулканов мира. М.: Наука, 1979.С. 475/
Действующие вулканы Камчатки. Т. 1,2. М.: Наука. 1991
28. Богатиков О.А., Мелекесцев И.В., Гурбанов А.Г., Сулержицкий Л.Д.,
Катов
Д.М.,
Пурига
А.И.
Радиоуглеродное
датирование
голоценовых
извержений вулкана Эльбрус (Северный Кавказ, Россия) // ДАН. 1998. Т. 363,
№2
29. Врублевский М.И. О геотермических условиях и формировании
температуры минеральных вод Центрального Кавказа. // Вести. ЛГУ, 1954, №10
50