Стационары ИЗК 2013 часть I - Институт земной коры СО РАН

Стационары
ИЗК СО РАН –
ИЦАГ МАН,
2011-2012 гг.
Схема расположения стационаров ИЗК СО РАН
и ИЦАГ МАН
Стационар
“Могод”
Стационар
“Эмээлт”
Геодинамическая обсерватория «Могод» (предистория)
Сейсмодислокация Могодского землетрясения 1967 г.,
протяженность разрыва 45-48 км.
С конца 80-х годов ХХ века ведутся исследования
по контролю сейсмического режима этой территории
Жилые юрты
Столовая
Сантехнические
помещения
Юрта сторожа
Складские и камеральные помещения
Геодинамический стационар “Эмээлт”, Монголия
Проекты и программы фундаментальных исследований СО РАН, РАН, международных
фондов, реализуемые на полигонах «Могод» и «Эмээлт», Монголия
NN
пп
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
Название проекта
Реконструкция процессов опустынивания в
Центральной Азии по ледникам и ледниковым
комплексам
Изучение
закономерностей
проявления
опасных природных процессов в исторически
обозримом прошлом для разработки основ
прогноза их поведения на ближайшие
десятилетия
Периодизация истории Земли, определение
длительности и корреляция геологических
событий на основе развития методов
геохронологии, стратиграфии и палеонтологии
Структура и современные деформации
литосферы Монголо-Сибирского региона
Формирование
и
переработка
континентальной коры на конвергентных
границах плит (аккреционно-коллизионные
системы)
Индикаторы процессов крупномасштабного
внутриконтинентального тектогенеза
Магматизм и рудогенез на границах
скольжения океанических и континентальных
плит: причины разнообразия, эволюция в
пространстве и во времени
«Изучение сейсмотектонических деформаций
земной поверхности на основе GPSнаблюдений в Западной Монголии»
Надсубдукционный ультрамафит-мафитовый
магматизм
Урало-Монголо-Охотского
подвижного пояса: возрастные рубежи,
петрологические и геодинамические модели
формирования и металлогения
Минеральные
источники
БайкалоМонгольского региона: гидрогеохимическая
паспортизация и перспективы практического
использования (бальнеология, геотермальное
энергоснабжение,
извлечение
полезных
компонентов)
Мониторинг геолого-геофизических полей на
геодинамическом
полигоне
«Эмэлт
(Сонгинохайрхан)» близ г. Улаанбаатар
Современная
Монголии
геодинамика
центральной
Сроки
выпол
нения
20122014
20122014
Номер гранта
Программа
Президиума РАН №
4.9
Интеграционный
проект-77
2012
Приоритетное
направление
фундаментальных
исследований РАН
№ 54
ОНЗ-7.7.
2012
ОНЗ 10.2
2012
ОНЗ 10.3
20122014
Интеграционный
проект СО РАН-ДВО
РАН №79
2012
2012
20122014
Интеграционный
проект СО РАН-УрО
РАН № 6
20122014
Междисциплинарный
проект № 5
2012
Соглашение между
ИЗК СО РАН и
Исследовательским
центром астрономии и
геофизики АН
Монголии от 2009 г.
СО РАН
2012
Сейсмичность геодинамического полигона «Улаанбаатар»
Красные кружки – эпицентры землетрясений, регистрируемые с 2005 г., отчетливо
выстраиваются в линию вдоль активного разлома. Западный фланг Улаанбаатарского
геодинамического полигона (стационар «Эмээлт»)
Сейсмоактивные разломы – основной объект исследований,
проводимых на геодинамическом полигоне «Улаанбаатар» (Эмээлт)
•
Установлено сходство морфологии Тольской и Керуленской впадин, контролируемых
Хустайским и Керуленским разломами
Сделан вывод о том, что возможная приуроченность впадин к единой зоне раздела структурнофациальных комплексов являются основанием для предположения о сравнимой современной
тектонической и сейсмической активности Тольской и Керуленской морфоструктур.
Геофизические исследования (изучение строения земной коры)
Геологическая схема и объекты исследований гравиметрическим методом в районе г. Улаанбаатар.
1 - четвертичные отложения; 2 - верхний неоген-плиоценовые отложения; 3 – нижнемеловые отложения; 4 - песчаники, глинистые сланцы, гравелиты,
конгломераты, алевролиты; 5 - песчаники, алевролиты, сланцы, кварциты, линзы основных эффузивов; 6 – Богдоулинский массив: гранит-порфиры, граниты,
порфировидные граниты; 7 – Горихинский массив - гранит-порфиры, граниты; Цифры в кружках арабские – объекты интерпретации - крупные плотностные
неоднородности верхней части земной коры: 1 – Улаанбаатарская депрессия; 2 - Богдоулинский гранитный массив; 3 - Горихинский гранитный массив; 4 –
Жанчивланский гранитный массив; Цифры в кружках римские: интерпретационные профили Богдоулинского гранитного массива.
Методами гравиметрии изучена структура кайнозойской впадины, в которой расположен г.
Улаанбаатар, и ее горного обрамления.
Геофизические исследования (изучение строения земной коры)
Схема изопахит осадочных отложений Улаанбаатарской впадины. Условные обозначения: 1 – четвертичные отложения; 2 – неогеновые
отложения; 3 – пролювиальные отложения; 4 – докайнозойские породы; 5 – разломы: а – установленные, б – предполагаемые; 6 – палеозойские
граниты; 7 – изопахиты осадочного наполнения впадины, м
Основные результаты – характеристики верхних частей разреза сейсмоактивного района (2012 г.):
1) Построена схема мощности рыхлых отложений (схема глубинного строения фундамента)
Улаанбаатарской депрессии, установлено, что мощность осадков в ней достигает 150 м.
2) Оценены вертикальные размеры Богдоулинского гранитного массива. Сделан вывод о том, что
мощность гранитного массива в районе исследований достигает 6 000 м
Геофизические исследования (малоглубинная геофизика)
Для выделения зон разломов и
зон повышенной
трещиноватости, обычно,
используют два вида съёмки в
полевых условиях методом
вертикального электрического
зондирования (ВЭЗ):
профильную в крест
простирания оси искомой зоны и
площадную.
На рисунках приведены
результаты интерпретации по
этим видам работ
(распространение
электрического сопротивления
на различных глубинах в районе
Гуджин, Монголия).
Пунктиром выделена ось
предполагаемого тектонического
нарушения. Она может
выражать или ось разлома, или
сильно трещиноватую зону
(чаще всего обводнённую,
отсюда и низкое электрическое
сопротивление).
Интерпретация данных геофизических наблюдений на участке разлома «Гунджин»,
2011- 2012 в р-не г. Улаанбаатар А, Б, В – электроразведочные профили,
Г – сейсморазведочный профиль
Геофизические исследования (малоглубинная геофизика)
PR3 VES 4
1000
100
100
Rk, Om*m
Rk, Om*m
PR3 VES 1
1000
10
1
10
1
1
10
100
1000
1
10
AB/2, m
1000
100
1000
PR3 VES 11
PR3 VES 10
1000
Rk, Om*m
100
Rk, Om*m
100
AB/2, m
10
100
10
1
1
1
10
100
AB/2, m
1000
1
10
AB/2, m
Примеры кривых ВЭЗ, Эмээлт, Монголия
Разрез кажущегося сопротивления и геоэлектрический
разрез, Эмээлт, Монголия.
Получен достаточно качественный экспериментальный материал (кривые ВЭЗ), которые в пределах не
более 5% отличаются от теоретических расчетов для Монгольского региона в целом, это говорит о
достаточно уверенном определении электрического сопротивления грунтовых слоев с глубиной.
На разрезах кажущегося сопротивления и на геоэлектрическом разрезе ослабленная зона достаточно
уверенно выделяется в центральной части профиля, пониженными значениями сопротивлений
Сейсмическое микрорайонирование территории г. Улаанбаатара
a, см/c
150
100
50
0
-50
-100
-150
А
2
Б
S, см/c
20
Исходная акселерограмма (А) и ее
амплитудный спектр (Б) для
территории г. Уланбаатара.
15
10
5
0
0
5
a, см/c
150
100
50
0
-50
-100
-150
0
10
15
20
0
А
2
10
15
20
0
20
Б
S, см/c
30
25
20
15
10
5
0
5
10
10
20
Исходная акселерограмма (А) и ее
амплитудный спектр (Б) для
территории г. Уланбаатара при
использовании дополнительных
данных.
Использовались различные подходы к формированию исходного сигнала для территории гг. Эрдэнэта и
Улаанбаатара. Основные параметры землетрясений для г. Улааньаатара, могут меняться в следующих
пределах: эпицентральное расстояние 0–240 км, магнитуда 5,4–8,0, глубина очага 10–20 км, механизм
очагов – сдвиг и взбросо-сдвиг.
В связи с немногочисленностью имеющихся в нашем распоряжении записей местных землетрясений,
зарегистрированных за последнее время региональной сетью сейсмических станций в районе г.
Уланбаатара, сформированная исходная акселерограмма так же может совершенствоваться при
дальнейшем их накоплении.
Палеосейсмологические исследования на
геодинамическом полигоне «Улаанбаатар» (Эмээлт)
Канава заложена поперёк простирания
разлома и при длине 42 м полностью
вышла на тыловой склон подпирающей
дамбы. Ширина канавы - 2.5 м.
Проходка канавы осуществлялась в два
подхода с интервалом в 10 дней в связи с
глубоким промерзанием грунта. В конечном
итоге глубина канавы была доведена до
2.5, а в присклоновом конце до 3.5 м.
•
Гунджинская сейсмодислокация,
восточная окраина Улаанбаатара
Зарисовка стенки канавы, пересекающей Гунджинскую сейсмодислокацию
В траншее подсечены трещины раскрытия, как в стенках канавы, так и на её днище. Трещины вертикальны и примерно
одной ориентировки. В юго-восточной стенке боковой рассечки трещины расположены параллельно одна по отношению к
другой на расстоянии 1,0-1,5 м друг от друга. Ширина раскрытия трещин не превышает 1 метра. Трещины заполнены
суглинисто-щебнистой массой, отчётливо контрастирующей с элювием коренных пород.
То, что трещины имеют различный состав наполнителя, перекрываются разновозрастными гумусированными
отложениями, даёт нам основание предполагать, что эти трещины образовались при разновозрастных сейсмических
событиях.
Палеосейсмологические исследования на
геодинамическом полигоне «Улаанбаатар» (Эмээлт)
Результаты интерпретации комплекса методов малоглубинной разведочной геофизики. Профиль
ориентирован поперек линии разлома и проходит вдоль северо-восточной стенки канавы. Обращает
на себя внимание соответствие границ слоёв и неоднородностей, выделенных разными методами
исследований. Отчётливо определяются поверхности антиклинальных складок, разобщённых
вертикальными разрывами.
Палеосейсмологические исследования на
геодинамическом полигоне «Улаанбаатар» (Эмээлт)
После выяснения последовательности образования слоёв и деформирующих трещин, из гумусосодержащих горизонтов
было отобрано 7 проб на радиоуглеродное определение абсолютного возраста. Полученные датировки позволили
определить абсолютный возрастной интервал во время которого произошло последнее палеособытие. Датирование
деформаций по зоне Хустайского разлома должно внести некоторую ясность в вопрос о синхронности активизации
Хустайского и Гунжинского разломов, как кулисных звеньев единой разломной зоны.
К юго-востоку от г. Улан-Батора выявлен отчётливый линеамент протяжённостью более 10 км,
представляющий собой границу двух морфоструктурных элементов.
Полученные результаты свидетельствуют о высокой сейсмической активности территории, прилегающей к
столице Монголии, и необходимости продолжения начатых здесь работ.
Собранные данные дают основание предполагать, что нормативная сейсмическая опасность УланБатора и ряда аймачных центров, расположенных на востоке МНР (Хэнтэй, Чойбалсан) могла быть
существенно недооценена.