Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Глубинное геоэлектрическое строение острова Сахалин

ВАК РФ 04.00.22, Геофизика

Автореферат диссертации по теме "Глубинное геоэлектрическое строение острова Сахалин"

АКАДЕМИЯ НАУК СССР ОРДЕНА ЛЕНИНА ИНСТИТУТ ФИЗИКИ ЗЕМЛИ им. О.Ю. ШМИДТА

На правах рукописи УДК 550.3724550.279

МАРТАНУС Елена Рюриковна ГЛУБИННОЕ ГЕОЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ ОСТРОВА САХАЛИН

Специальность 04.00.22 - Геофизика

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

Москва - 1590

Работа выполнена в Институте земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн АН СССР.

Научные руководители: доктор технических наук,

профессор Л.Л. ВАНЬЯН доктор физико-математических наук, профессор М.С. ОДАНОВ

Официальные оппоненты: доктор физико-математических наук

Н.М. РОТАНОВА

кандидат геолого-минералогических наук Е.П. ХАШ

Ведущая организация: Московский Государственный Университет

им. М.В. Ломоносова

Защита диссертации состоится " Jij 1990 г.

шрованного Совет«

в / V часов на заседании Специализированного Совета К.002.08.02 в Ордена Ленина Институте физики Земли им. и.Б. Шмидта АН СССР по адресу: 123810, Москва, Б. Грузинская, 10.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке 1ЙЗ АН

СССР.

Автореферат разослан '■/(?''¡ЬО¿¿^ 1990 г.

Ученый секретарь Специализированного Совета К.002.08.02 доктор физико-математических наук В.А. Дубровский

ОБцАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАВиТЫ

Актуальность темы. Для проведения глубинньк 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. Ваньяна, H.IL Владимирова, В.И. Дмитриева, М.С. Дцанова, A.A. Ковтун, Н.В. Липской, Н.М. Ротановой, B.C. 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 горньгх 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 Сталине и Курильских островах начаты в шестидесятые года . 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) ДШЦ АН СССР. В основном в работах в этом направлении уделялось внимание магнитовариационным аномалиям [Мардерфельд, 1977] . 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, 1987].. 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.Жданова. 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 продольной проводимости осадков). --------

Исследуемый район представляет интерес как район области перехода от Азиатского материка к Тихому океа11у. С одной сторон интерес вызван потребностью создания комплексной геофизической модели этой активной области, с другой стороны район является перспэктивнш.: 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 наблэдзнкй и предложена методика определения оптимальных направлений для интерпретации,

2, Изу-ение влияния искачсшет.их фактороз ла резуль:? и магнитотеллурическнх зоидирсвенкй,

3. Построенкз комплексной модели астеноефзрной зоны на основе сопоставления результатов магкитотеллуркчоскогс зондирования и геотермических исследований.

Научная новизна.

1. Проведены систематические магнитотеллурпчоские исследования на юге Сахалина в диапазоне периодов от одной секунды до грех-четырех «асов. •

2. Обоснована методика выбора ,опп:;алы;к< пппразлеаий 'лл~ интерпретации.

3. Проведено исследование, индукционного «сведзсцеи: : ния и получены количественные оценки искажений.

4. 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 й внесены уточнения в геАтермическ.ую модель.

Практическая ценность работы заключается в том, что построен геоэлектрический разрез острова Сахалин по значительному количеству магнитотеллурических зондирований. При проведении этой работы были 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-девосток, 1987 г.), а также на семинаре отдела глубинных электромагнитных исследований ИЗМИРАН. По теме диссертации опубли-¡овано 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. Дданова, за постоянное внимание и помощь в работе и выражает признательность Б.Е. Мардерфельду, А.М. Ляпишеву, В.В. Гордиенко, И.Л. Осиповой, П.П. Шилозскому, В.Ю. Семенову, И.Ы. Варенцову, В.М. Никифорову за внимание и обсуждение результатов.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введение изложено состояние вопроса, определены актуальностью, цели и задачи выполненных исследований. Эти вопросы

а

были вкратце изложены в начале автореферата.

В I главе сделан обзор геофизических исследований на Сахалине, а также приводится краткое описание основных геологических структур. Кайнозойские структуры Сахалина приурочены к северной меридиональной ветви Японо-Сахалинской островной дуги. Развитие структур Сахалина обусловлено развитием глубинных разломов, определяющих линейное положение острова. Заложение разломов по геолого-геофизическим данным произошло в мезозойский период. Выделяемые на острове крупные структурные элементы объединяю1; ся поверхностей Мохоровичича в единую депрессию с максимальной глубиной в центральной ее части. В целом земная кора Сахалина имеет слоистое строение с отчетливо выделяемыми осадочным, "гранитным" и "базальтовым" слоями. В центральной и южной частях острова широко распространены следы проявления магматической деятельности, начало которой относится к раннему миоцену, £ конец - к позднему миоцен-плиоцену.

В исследуемом районе проведен большой объем -геолого-геофизических исследований. Значительную их часть составляют электромагнитные- методы (магнитотеллурические и магнитовариацион-

ные зондирования), направленные на изучение электропроводности земной коры и верхней мантии. Весомый вклад в изучение электропроводности осадочного чехла, картирования коровых проводящих зон внесен работами Охинской геологоразведочной экспедиции. На основе более 800 зондирований, а также имеющихся данных электрического каротажа 150 скважин глубокого бурения была построена карта суммарной продольной проводимости острова £Альперо-вич, Никифоров, 1984 г.; Альперович и др., 1987 г.}. Эта карта отражает сильную неоднородность (особенно в южной части острова) осадочного чехла. Неоднородность электрических свойств осадочного чехла создает трудности при интерпретации результатов «

электромагнитных методов, однако наличие информации о распределении суммарной продольной проводимости верхней части разреза позволяет создать более точные математические модели и, соответственно, уменьшить искажающее .влияние осадочного чехла на результаты магнитотеллурическиг исследований.

Большой объем геомагнитных исследований проделан в Институте морской геологии и геофизики (ИМГиГ) ДВНЦ АН СССР. С 1964 г. коллективом лаборатории глубинных электромагнитных исследований собирался материал магнитовариационных и магнитотеллурических зондирований на территории Сахалина, Курильских островов и прибрежной части Приморского и Хабаровского края. Выполнены измерения в 70 пунктах. Основное внимание уделялось магнитовариаци-онным аномалиям, обусловленном береговым эффектом [мардерфельд, 1977 г.; Мардерфельд и др., 1980 г.; Мардерфельд и др., 1976 г.; Мардерфельд, 1987 r.J. Глубинная электропроводность Северного Сахалина изучалась в лаборатории геофизических полей Института Океанологии АН СССР. Сотрудниками лаборатории выполнен анализ влияния геоэлектрических неоднородностей осадочного чехла и

/

гидросферы Дальнего Востока на структуру магнитотеллурического поля и результаты глубинных исследований. На основе этого анализа и развиваемой в Лаборатории методики интерпретации была построена глубшшая геоэлектрическая модель Северного Сахалина

[Ваньян, Шиловский, 1983 г.] . В качестве экспериментального материала использовались данные опорных МТЗ, выполненных И.Л. Осипопой и П.П. Шиловскш.1 в 1973-1979 г.г. на северо-восточном побережье острова.

При построении глубинной геоэлектрической модели Сахалина значительный интерес представляют результаты, полученные з сейсмологии и геотермии. Проводящие зоны в коре и верхней мантии, связанные с присутствием флюидов, должны находить отражение в понижении скоростей сейсмических волн. Зоны частичного плавления должны отражаться в распределении температуры внутри коры и верхней мантии. В этом плане интересна работа, выпол-

ненная в Южном Калифорнийском университете[Feng, Teng , 1983 г.. На основе регистрации поверхностных волн вокруг Евроазиатского полигона и подбора моделей, была построена трехмерная модель коры и верхней мантии. На приводимых разрезах зона пониженной скорозти на Сахалине залегает на глубинах от 60 до ¿00 км. Наличие зон пониженных скоростей также получено Р.З. Таракановым

ферная модель области перехода от Азиатского материка к Тихому океану.

Значительный объем геотермических исследований выполнен лабораторией геотермии Института морской геологии и геофизики ДВО под руководством П.М. Сычева. Измерения проводились как на острове Сахалин и Курильских островах, так и на прилегающих акваториях. Объем работ, проведенных в море, значительно превьща-

, 1972 г»J . Исследователем предложена полиастенос-

ет объем сухопутных измерений. Результаты наблюдений интерпре-тироэались совлгестно с Институтом геофизики им. Субботина АН УССР. Расчеты, сделанные В.В. Гордиенко для нестационарной модели, дали распределение температур, позволяющее ожидать наличие зон частичного плавления под Татарским проливом, Сахалином и Охотским морем.

Таким образом тремя независимыми методами: электромагнитными, геотермическими и сейсмологическими получены аномальные распределения сопротивления, температуры и скорости сейсмических волн в верхней мантии рассматриваемого региона. В данной работе использованы новые результаты глубинных магнитотеллури-часких зондирований в центральной и южной частях острова.

Глава 2 посвящена описанию используемой методики магнито-теллурнческого зондирования. В § I этой главы дано краткое описание полевых работ в длиннопериодном диапазоне. Эти {заботы выполнялись в течении 197Б-1982 г.г. в лаборатории глубинных электромагнитных исследований ИМПиГ ДВО АН СССР.

Зондирования выполнены в 10 пунктах в центральной и южной частях острова Сахалин. Район работ определялся программой комплексного изучения глубинного строения области перехода от материка к океацу. Измерения магнитотеллурического поля проводились аналоговой аппаратурой ИЗМИРАН-5. Регистрировались пять компонент поля - три магнитные и две электрические. Для получения кривых кажущихся сопротивлений в широком диапазоне периодов, станции устанавливались в пунктах, где проводились маг-нитотеллурнческиа работы Охинской геологоразведочной экспедицией в диапазоне от секунда до нескольких минут.

В § 2 описызается обработка экспериментальных данных в дяюшопериодном диапазоне. Из нескольких пакетов программ бы-

ла выбрана программа обобщенного гармонического анализа [Семенов , 1904 г.] и по ней полностью обработан весь материал. Одним из достоинств использованной программы обработки является то, что для каждого поворота системы координат сначала перес-читывается поле, а потом уже находятся значения имледансов. Таким образом, независимо от точности определения основных и дополнительных импедансов в каком-то направлении, можно получить полярные диаграммы основных и дополнительных импедансов и по каждому направлению оценить погрешность результатов. При сравнении обработки нескольких независимых реализаций данных можно отметить высокую сходимость результатов. Сравнение проводилось по сходимости импедансных и адмитансных оценок. Результаты этого сравнения в большинстве случаев очень хорошие. Соотношения основных и дополнительных импедансов в большинстве точек характерно для двумерных сред. Диаграммы основного импеданса в целом вытянуты поперек береговой линии, таким образом, основным фактором, искажающим и формирующим двумерную структуру можно считать береговую черту и удлиненную форму острова. Вдоль острова вытянут Татарский пролив, берег материка, имеющий низкую по сравнению с осадочным чехлом Сахалина суммарную проводимость осадков. В таком случае для интерпретации возможно выбрать две кривые кажущегося сопротивления, полученные вдоль и поперек двумерной среды и на основе их интерпретации подобрать глубинные модели.

В § 3 рассматривается один из возможных подходов к выбору направлений для интерпретации. За одно из условий выбора направлений принимается условие минимальной когерентности дополнительного ишеданса. Падение когерентности в определенном направлении свидетельствует об отсутствии линейных связей меж-

ду одноаменньали коютонентвыи электромагнитного поля. Вторым условием рцбара направления являлось отсутствие линейных связей между одноименными электрическими и магнитными компонентами (это выражается я понижении квадратов частных когерентнос-тей горизонтальных магнитных и электрических каналов). Не всегда эти условна в^олнялись одновременно, тогда за основное условие бралось направление падения когерентности дополнительного импеданса как основной критерий выбора. Возможности, предоставляемые обработкой для выбора направлений для интерпретации, очень важны, т.к. зачастую в точках, отстояли« друг от друга <н& расстояние в десять километров, направления отличаются на угол е несколько десятков градусов. При работе в регионе со сложным поверхностным строением трудно выбрать главные направления тензора импеданса, поскольку зачастую поверхностные неоднородности не совпадают с общим 'структурным планом. Цоэтому возможность при обработке выбирать эти направления, является достоинством программы обобщенного гармонического анализа.

В § 4 дан анализ кривых кажущихся сопротивлений. В результате обработки были получены кривые в двух направлениях в десяти пунктах - продольные и поперечные. Продольные кривые близки по форме в длиннопериодаой части и различаются только по уровню. В короткогориодной части кривые отличаются как по форме, как и по уровню. Различие б уровне естественно объясняются приповерхностными неоднородностями, a fie изменением глубинного строения. Чтобы избавиться от влияния локальных неоднороднос-тей было проведано осреднение конформных кривых кажущегося сопротивления. Выло также проведено осреднение фазовых кривых кажущегося сопротивления. Осредненная продольная кривая кажущегося сопротивления в короткопериодной части описывает осадо-

чную толщу с суммарным продольным сопротивлением 200 См. На периоде около ста секунд виден четкий минимум соответствующей норовому проводящему слою, а на периоде около часа - минимум отвечающей астеносфернрй зоне пониженного сопротивления. Поперечные кривые кажущегося сопротивления отражают суммарда) продольную проводимость осадочного чехла, а с увеличением периода описывают некоторую суммарную продольную проводимость, включающую как проводимость прилегающих акваторий, так и проводимость'корового и астеносферного проводящих слоев. При рассмотрении результатов двумерного математического моделирования в следующих разделах можно увидеть, что экспериментальные поперечные кри-' вые кажущегося сопротивления ведут себя как Н-поляризованные' модельные кривые. Привлекать поперечные кривые к построению глубинного разреза можно только на качественном уровне. Например, по перегибам на Н-поляризованной (поперечной.) кривой, можно оценить на каких периодах начинается действие индукционного эффекта.

В главе 3 рассматривается учет региональных неоднородное-тей верхнего проводящего слоя с помощью двумерного численного моделирования.

В § I описываются методика моделирования. Одномерная интерпретация средней продольной кривой кажущегося сопротивления дает возможность приближенно оценить параметры проводящих'слоев: суммарная проводимость корового слоя примерно 500 См, астеносферного - 5000 См. Трансформация Нибле дает приближенную глубину залегания центральной части корового слоя около 20 км, а астеносферного - примерно 70 км.

Осреднением кривых удалось уменьшить действие локальных неоднородностей. Для оценки региональных искажающих факторов

можно использовать двумерное численное моделирование. Остров Сахалин имеет вытянутую форму субмеридиональную форму, а основные геологические структуры вытянуты вдоль острова. Курильская островная дуга и глубоководный желоб также достаточно ли--нейны, так что двумерное моделирование хорошо удовлетворяет естественным условиям. За основу была взята схема суммарной продольной проводимости осадочного чехла Дальнего Востока (по И.Л. Осипозой и H.A. Заболотнсй). Магнитотеллурическое поле моделировалось вдоль субширотных профилей, проходящих через южцуто и центральную часть острова. Сначала была выяснена необходимость включения в модель Курильского глубоководного желоба. Различие в результатах моделирования области с включением в рассмотрение желоба и без него вынудило рассматривать обширную область от материка до Тихого океана. Глубинный разрез был выбран с постепенно уменьшающимся с глубиной сопротивлением. Методика составления глубинной геоглектрической модели описана в [ваньян, Шиловский, 1982 г!) .

В § 2 приводятся результаты моделирования по двум широтным профилям. Сначала было проведено моделирование без включения глубинных проводящих слоев. Понижение Етоляризованных кривых кажущегося сопротивления за счет индукционного эффекта не дает на кривых ложных минимумов в 'исследуемом диапазоне периодов. Таким образом в исследуемый разрез были включены коровый и астеносферный проводящие слои. Общий уровень модельных Е-по-ляризованных кривых занижен, но форма близка к локально-нормальной. На южном профиле коровый слой не проявляется на модельных кривых v так как осадочный чехол характеризуется очень боль-иими величинами суммарной продольной проводимости (до 1000 См). 1-поляризованике кривые демонстрируют сильную зависимость от

/

поверхностных условий. Если Е-поляризованные кривые катящихся сопротивлений сильно расходятся в короткопериодной части, а затем, начиная с получасовых периодов, сближается по форме и уровню, то Н-поляризованные кривые в несколько раз отличаются друг от друга во всем исследуемое диапазоне периодов. В центральной части острова при моделировании проявляется коровый проводящий слой, т.к. суммарная продольная проводимость осадков в центральной части острова значительно меньше выбранной для моделирования корового слоя.

В § 3 сделана количественная оценка индукционного влияния моря. Это влияние чувствуется в широком диапазоне периодов - от нескольких секувд до нескольких часов. Проявляется это влияние занижением Е-поляризованных кривых кажущегося сопротивления относительно локально-нормальных (локально-нормальные кривые кажущегося сопротивления отвечают однородному слоистому разрезу с параметрами, которые описывают вертикальный разрез в данной точке моделирования). Рассмотрев результаты моделирования по двум профилям, можно полу^лть средний поправочный коэффициент, зависящий от периода. Введя его в среднюю продольную кривую на острове, получим кривую кажущегося сопротивления, достаточно свободную от влияния моря. Диапазон действия этого влияния - от 25 секунд до 12 часов. После введения поправки продольную кривую кажущегося сопротивления можно интерпретировать как одномерную. Одномерная интерпретация этой кривой дает продольную проводимость корового слоя 300-350 См и астеносферного слоя 4000-4500 См. Также была сделана попытка учета индукционных искажений в зависимости от положения точки измерения на острове. Осадочный чехол задавался равномерным (50, 250 и 1000 См), а рассматривалось отношение локально-

нормального сопротивления к Б-поляризованному в зависимости от положения точки моделирования на острове. Особенно велики эти отношения на периодах от 15 минут до нескольких секунд.

В главе 4 дается информация о глубинной электропроводности и сравнение с другими геолого-геофизическими данными.

В § I приводятся параметры основных проводящих зон. Предварительную оценку параметров геоэлектрического разреза получена с помощью трансформации Нибле. Удельное сопротивление коро-вого слоя уменьшается до 30-40 Ом'м на глубине 12-15 км. Сопоставляя эту глубину с разрезом, полученным по данным ГСЗ, можно прийти к выводу, что рассматриваемый проводящий слой действительно относится к средней части, земной коры. Вторая проводящая зона характеризуется уменьшением удельного сопротивления до Ю-15 Ом'м на глубине около 50-70 км. Очевидно, речь может идти об астеносферной зоне частичного плавления. Коровая и астеносферная проводящая зона разделены слоем высокого сопротивления. Оно определяется по продольной кривой кажущегося сопротивления крайне недостоверно. Согласно априорной информации сопротивление непроводящих пород верхней мантии превышает

о

10 Ом'м. Сопротивление проводящих зон определяется более точно, однако наиболее надежными параметрами являются интегральная проводимость зоны пониженного ^сопротивления и глубина максимума электропроводности. Интегральная проводимость корового слоя мокко оценить в 500 См, а проводимость астеносферной зоны 4000 См по асимптотическим оценкам и 3000 См по трансформации Нибле.

В § 2 проводится сравнение с электропроводностью материковой части Дальнего Востока. Зоны пониженного сопротивления выделяются, например, в Стеновой складчатой области - на глу-.

бинах 10-25 км и 100-120 км [письменный, Аленин, 1981 г.]. По

результатам работ Института тентоники и геофизики в 1979-1984--------

_г.г.-была построена'геоэлектрическая модель на профиле Нагор-ный-Тында-Магдагачи-Адк. Выделялся слой на глубине 35-45 км, мощностью около 40 км, с суммарной продольной проводи;.',остью от одной до четырех тысяч симменсов.

В § 3 проводится сравнение результатов геотермических исследований с результатами ГМТЗ. В данной работе била использована геотермическая модель области перехода от Азиатского материка к Тихому океану, построенная В.В. Гордиенко. Сравнение проводилось в два этапа. Сначала моделироваласть область, заданная по геотермическим данным, без учета распределения сопротивлений в ней- Было рассчитано пять вариантов моделей, но не было получено достаточно хорошего согласования с результатами П.5ТЗ. После этого в комплексную модель З.В. Гордиенко внес распределение сопротивлений, которые были им получены исходя анализа геотермических, сейсмических и других геолого-геофизических данных и при анализе состава пород мант п: и глубинных мантийных процессов. Затем было проведено автором двумерное математическое моделирование электромагнитных полей и средние модельные кривые кажущихся сопротивлений сравнивались с осреднение;? экспериментальной кривой. Было рассчитано девять вариантов моделей, в которые вошли как геотермическая модель целиком, так и модели, в которых по очереди убирались различные части. Это дало возможность оценить, насколько полученные кривые ПЛТЗ на Сахалине несут з себе информацию о латеральном изменении электропроводности. Наилучшим образом совпадают с экспериментальными кривыми модельные кривые при полном включении в модель всей аномальной зоны, полученной по геотермическим дан-

ным. Эта зона начинается от Татарского пролива и продолжается на восток до Курильской островной дуги. Глубина залегания зоны от 20 км до 200 в своей максимальной части. Средняя глубина нижней кромки 150 км.

В § 4 рассматриваются данные сейсмологии. Из работ в этой области наибольший интерес для сравнения представляют работы [jeng, Teng , 1983 г.], выполненные в Южно-Калифорнийском университете и работа Р.З. Тараканова [тараканов,' 1972 г.] , выполненная в ИМГиГ ДВО Ш СССР.

Полиастеносферная модель Р.З. Тараканова построенная для области перехода, состоит из четырех низкоскоростных слоев, однако точность выделения этих слоев близка к уровню погрешности. В методе магнитотеллурического зондирования разрешающая способность не позволит выделить эти слои как отдельные.

В работе калифорнийских ученых под Сахалином выделяется линза низких скоростей поверхностных волн, имеющая мощность около 100 км восточнее Сахалина и уменьшающаяся до 20-30 км под материком. Относительное понижение скорости должно являться результатом более быстрого возрастания температуры с глубиной по сравнению с ростом давления.

Основные результаты работы:

1. Проведены магнитотеллурические исследования б длинно-периодном диапазоне. Полученные кривые кажущихся сопротивлений дополнены коротколериодными частями, что позволило провести анализ в широком диапазоне периодов. Это дало возможность построить геоэлектрический разрез южной и центральной части острова Сахалин от осадочной толщи до глубин, соответствующих верхней мантии.

2. Обоснована методика выбора оптимальных направлений для интерпретации.

3. Проведено исследование искажающего влияния Охотского и Японского морей и получены количественные оценки искажений. В осредненные результаты магнитотеллурических измерений внесены соответствующие поправки.

4. Проведена количественная интерпретация и построена модель глубинного геоэлектрического строения, уточнены параметры и положение корового и астеносферного проводящих слоев под центральной и южной частью Сахалина. Центр коровой проводящей зоны находится на глубине пятнадцать-двадцать километров, интегральная проводимость составляет около 500 См. Центр астенос-ферной зоны повышенной проводимости приурочен к глубине шестьдесят пять - восемьдесят километров, а интегральная проводимость составляет примерно 5000 См. Оценены процентные содержания флюида в коровой проводящей зоне и расплава в гстеносфер-ной проводящей зоне.

5. Проведено сравнение результатов магнитотеллурических зондирований с другими геофизическими методами - сейсмологией и геотермией. По результатам сейсмологических исследований в . районе выделяются зоны пониженных скоростей, природа .которых связывается с наличием зон частичного плавления. На основе геотермических данных с привлечением результатов других геофизических методов построена модель предполагаемой зоны частичного плавления для области перехода от Азиатского материка к Тихому океану. Сравнение результатов двумерного моделирования этой зоны с осредненными результата.™ магнитотеллурического зондирования позволяет внести некоторые поправки в геотермическую модель и подтвердить гипотезу о повышенной проводимости коровой зоны, как результате наличия флюидов, а не зон частичного плавления.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Ляпишев.А.М., Марталус Е.Р. Предварительные результаты маг-нитотеллурического зондирования юго-западной части острова Сахалин // Сб. "Глубинные элзктромагнитные зондирования Дальнего Востока", Владивосток, 1980, с. I2I-I23.

2. Мартанус Е.Р. Магнитотеллурическое зондирование Тымь-Поро-найской низменности, // Сб. "Глубинные электромагнитные зондирования Дальнего Востока", Владивосток, 1980, с. II9-I20.

3. Семенов В.Ю., Мартанус Е.Р. Комплексная обработка данных глубинного электромагнитного зондирования на о. Сахалин. // "Геомагнетизм.и аэрономия", М., т. ХХУ, № 4, 1985,

с. 656-660.

4. Родионов A.B., Митрофанов В.Н., Мартанус Е.Р. Экспериментальные измерения вариаций электромагнитного поля методом буксировки. // Сб. ''Волновые процессы в северо-западной части Тихого океана", Владивосток, 1980, с. I40-Ï43.

5. Ееселов О.В., Мартанус Е.Р. Глубина кровли астеносферы под Сахалином по геотермическим и магнитотеллурическим данным. // Тез.. докл. совещания по теме ЭЛАС, Киев, 1984, с. 12.

6.' Баренцев И.М., Веселов О.В., Гзрдиенко В.В., Мартанус Е.Р. Сопоставление геоэлектрической и геотермической моделей Тихоокеанской переходной зоны. // Тез. докл. П рабочего совещания по программе ЭЛАС, Киев, 1987, с. 15.

7. Эженов M.С., Шнеер B.C., Варенцов И.М., Голубев Н.Г., Абра-■ мова Л.М., Жданова O.K., Мартанус Е.Р. Уточненная геоэлектрическая модель Тихоокеанской переходной зоны. // Тез. докл. Ш Тихоокеанской школы по морской геологии, геохимии

и геофизике, Владивосток, 1937, с. 231.

8. Вакьян Л.Л., Мартанус Е.Р., Семенов В.Ю.__Оценка глубинной электропроводности Сахшина по данным электромагнитных зондирований. // "Тихоокеанская геология", Владивосток, № 4, 1987, с. 122-126.

9. Мартанус Е.Р. Результаты-глубинных !.1ТЗ п. Пограничное. // Глубинные электромагнитные зондирования, Материалы мирового центра данных Б, вып. 2, М., 1939, с. 39-41.