|
апрель 2007 года
СЕКЦИЯ ГЕОЛОГИИ
содержание
П.Ю. Пушкарев, Н.Л. Шустов, Д.С. Силева
Магнитотеллурические (МТ) зондирования дают информацию о распределении удельного электрического сопротивления (УЭС) горных пород в Земле. Этот параметр характеризует минеральный состав горных пород и объемное содержание в них воды и расплава. Глубинность исследований зависит от длительности наблюдений, и при регистрации МТ-поля в течение 8-16 часов составляет несколько километров.
Геотермальная зона Травале находится в центральной Италии. В этом регионе в начале XX века тепло Земли впервые было использовано для выработки электроэнергии. Высокие значения теплового потока вызваны гранитными интрузиями, ярко проявляющимися в гравитационном поле. Изначально теплоноситель извлекался из так <верхнего> резервуара, приуроченного к слабоизмененным осадочным породам. В настоящее время ведутся исследования более перспективного <нижнего> резервуара, связанного с трещиноватыми зонами в метаморфических породах, на глубинах 2 - 4 км.
Геотермальная зона Хенгилл, располагающаяся в 30 км от Рейкьявика, обеспечивает электроэнергией и горячей водой наиболее густонаселенную часть Исландии. Аномалия теплового поля Земли здесь связана с рифтовой зоной. До недавнего времени бурение скважин для извлечения теплоносителя велось на участках развития горячих источников и других проявлений геотермальной активности. Сейчас актуальной задачей является получение информации о глубинных источниках тепла. Эта информация позволит наметить перспективные участки, не проявляющиеся на поверхности и соответственно не являющиеся туристическими достопримечательностями.
Площадные МТ-исследования были выполнены в зоне Травале в 2004 году на площади 5x5 км2 (60 МТ-зондирований) и в зоне Хенгиль в 2005 и в 2006 годах на площади 15x15 км2 (160 МТ-зондирований). Регистрация вариаций двух электрических и трех магнитных компонент МТ-поля выполнялась при помощи измерителей и датчиков производства компании Phoenix Geophysics (Канада). Для подавления промышленных помех и обеспечения возможности получения двухточечных частотных характеристик, регистрация велась также в удаленной (базовой) точке. В результате обработки записей МТ-поля был получен ряд частотных характеристик (компоненты тензора импеданса, матрицы Визе-Паркинсона) в диапазоне периодов примерно от 0.01 до 1000 секунд. Их анализ позволил разделить приповерхностные искажения и отклик от изучаемых глубинных структур, оценить степень горизонтальной неоднородности среды, выделить направления простирания основных структур. В результате интерпретации детерминанта тензора импеданса (кривых эффективного кажущегося сопротивления и фазы эффективного импеданса) построены предварительные объемные распределения УЭС до глубины около 10 км.
Наиболее яркая аномалия на изученной площади в геотермальной зоне Травале связана с резкими изменениями мощности и сопротивления осадочных пород, слагающих верхние несколько сотен метров разреза. В частности, они заполняют узкую вытянутую впадину, которая по всей вероятности сформировалась над разломной зоной. В этих условиях для локализации дающих более слабый отклик обводненных зон в метаморфическом фундаменте использовалась двухмерная инверсия МТ-данных по профилю, ориентированному поперек впадины. Результаты инверсии согласуются с представлениями о строении метаморфического комплекса и позволяют уточнить положение обводненных разломных зон.
В геотермальной зоне Хенгилл четко выделяются два проводящих слоя, непосредственно связанные с геотермальной активностью. Верхний, расположенный на глубинах до нескольких сотен метров, обусловлен наличием глинистых минералов, образовавшихся в результате гидротермального изменения базальтов. Нижний, залегающий на глубинах несколько километров, и пока не достигнутый бурением, предположительно содержит расплав или рассолы магматического происхождения. Наиболее важным результатом интерпретации МТ-данных является локализация участков увеличения проводимости и подъема кровли этого слоя. Они в основном тяготеют к оси рифтовой зоны и рассматриваются как наиболее разогретые и перспективные для эксплуатации.
Авторы выражают искреннюю признательность своим коллегам Е.Д. Алексановой, В.А. Куликову и В.В. Лонгинову, а также сотрудникам Института георесурсов Италии и студентам Университета Исландии за участие в полевых работах и обработке получаемых данных. Мы благодарны В.В. Спичаку (ЦГЭМИ ИФЗ РАН), Адель Манзелле (IGG CNR, Италия), Хьялмару Эстейнсону и Кнутуру Арнасону (ISOR, Исландия) за содействие в организации работ, а также Лео Фоксу и Олексу Ингерову (Phoenix Geophysics, Канада) за предоставление аппаратуры. Исследования были поддержаны ИНТАС, грант 03-51-3327.
|
