Геофизический образ графитизированных глубинных разломов

• Автор: Кашкевич, Марина Петровна
• Шифр специальности: 04.00.12
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 124 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. Отображение графитизированных глубинных разломов в физических полях.
1.1 Геологическая характеристика и классификация глубинных разломов.
1.2 Обзор результатов геолого-геофизических исследований в зонах глубинных разломов
1.3 Геолого-геофизическая характеристика Хаутаваарской тектонической зоны.
ГЛАВА 2. Графит в горных породах.
2.1 Природа аномалий электропроводности в верхней части литосферы.
2.2 Графитовые пленки - источник аномалий электропроводности в зонах глубинных разломов: теоретические и экспериментальные доказательства.
2.3 Аномалии элект рического сопротивления и вызванной поляризации в районе Хаутаваарского колчеданного месторождения.
Г ЛАВА 3. Особенности интерпретации аномалий ЕП в условиях графитизированных глубинных разломов.
3.1 Интенсивное естественное электрическое поле (ElI) как индикатор графитизированных глубинных разломов.
3.2 Естественное электрическое поле равномерно поляризованного сфероида.
3.3 Естественное электрическое поле в случае неоднородной поляризации электронных проводников. ГЛАВА 4. Комплексные геофизические и геохимические исследования Хаутаваарской тектонической зоны
4.1 Результаты комплексных геофизических и геохимических съемок и их анализ.
4.2 Исследования магнитных свойств пород в зонах глубинных разломов.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Список литературы

Введение
Глубинные разломы, являющиеся крупными тектоническими элементами, разделяющими земную кору на отдельные блоки и проникающими в мантию, привлекают особое внимание исследователей. Разломы несут информацию об истории геологического развития и строении регионов. С зонами тектонических разрывов земной коры во многих случаях связаны магматизм и рудообразование.
Разломы обладают повышенной проницаемостью и рассматриваются как пути проникновения гидротерм и флюидов. Хотя зоны разломов сами редко содержат промышленные концентрации рудных минералов, к тектоническим узлам приурочено большинство известных рудных месторождений.
Представление о пространственном расположении глубинных разломов необходимо при строительстве крупных объектов, например, таких, как атомные электростанции, для которых особенно необходима сейсмически стабильная обстановка. Вероятность же различных подвижек в земной коре в зонах глубинных разломов во много раз больше, чем в других областях.
Многолетние наблюдения за состоянием здоровья людей, проживающих в пределах зон глубинных разломов, показали резкое возрастание числа заболеваний раком, что связано с воздействием радона, мигрирующего с глубин. Эти факты необходимо учитывать при строительстве жилых массивов.
Возникающие вблизи разлома зоны трещиноватости и дробления горных пород, характеризующиеся повышенной проницаемостью для растворов, является негативным фактором при размещении захоронений радиоактивных и химических отходов.
Таким образом, выявление и трассировка зон разломов земной коры комплексом геолого-геофизических методов - одна из важных и интересных задач геологии. Однако недостаточно знать только положение разлома. Не менее важными являются вопросы о глубине его заложения, проницаемости и т.д. Глубина заложения разлома - один из наиболее трудно устанавливаемых параметров и возможность его определения появляется лишь при условии выхода на поверхность интрузивных пород глубинного происхождения. Кроме того, разломы, перекрытые более поздними отложениями, не выявляются непосредственно при геологической съемке. Большими возможностями в таких условиях обладают геофизические методы (Никитский, Бродовой, 1987). В настоящее время разработан комплекс геофизических методов для картирования глубинных разломов. Но в зависимости от структуры и генезиса, от сопровождающих его

минеральных ассоциаций, разлому будет соответствовать свой геофизический образ, т.е. он будет характеризоваться индивидуальным набором геофизических полей определенной структуры и интенсивности.
Таким образом, под термином “геофизический образ” будем понимать совокупность геофизических признаков, характеризующих графитизированные глубинные разломы, т.е. как отображение данных структур в физических полях на поверхности Земли, так и указание петрофизических характеристик и особенностей минеральных ассоциаций, генетически связанных с этим типом разломов.
На территориях древних щитов в районах тектонической переработки кристаллических пород фундамента, приуроченных к глубинным разломам, исследователи обнаруживают зоны, в которых при относительно малом объемном содержании (порядка единиц процентов) электронопроводящих минералов (графита и пирротина) электрические аномалии весьма интенсивны: потенциал естественного электрического поля (ЕП) достигает минус 750 мВ; кажущееся удельное сопротивление (р,) - единиц омметров при фоне 5-10 тысяч омметров. Повсеместно отмечена их четкая пространственная корреляция с интенсивными аномалиями магнитного поля (АТ) обоих знаков (от -10000 до +12000 нТл). В пределах Хаутаварской зоны отмечены аномальные содержания гелия, ртути (Мейер и др., 1995) и ряда металлов.
Подобные явления были зарегистрированы на Балтийском, Канадском щитах, а также в северо-восточной Баварии вблизи сверхглубокой скважины КТВ (Наак, 1991; Frost, 1989; Korja, 1996 и др.).
Мы обратились к данной проблеме после того, как группа сотрудников и студентов геологического факультета СПбГУ (при участии автора) обнаружили эти уникальные аномалии в Южной Карелии в районе Хаутаваарского колчеданного месторождения.
Цель работы - изучение геолого-геофизического образа графитизированных глубинных разломов древнего кристаллического фундамента на основе комплексных геофизических исследований и разработка методики их выявления и прослеживания при геологической съемке.
Выделены три основные задачи:
1) определение специфических минеральных ассоциаций и структур в зонах глубинных разломов древнего кристаллического фундамента, создающих интенсивные геофизические аномалии;
2) составление рационального комплекса геофизических работ для

ления их с геолого-геофизическими данными по ряду других глубинных разломов докембрийских щитов, выявлены общие закономерности поведения физических полей над графитизированными глубинными разломами. Характерным для указанных зон является высокая интенсивность и пространственная корреляция аномалий удельного сопротивления (единицы омметров при фоне 5-10 тысяч омметров), естественного электрического (-750 мВ) и магнитного (от -10000 до +12000 нТл) полей, а также пространственное расположение локальных аномалий вдоль зон разломов, формирующих протяженные региональные аномалии.
На основании выводов, сделанных в главе 1, на защиту выносится: 1. Глубинные разломы древнего кристаллического фундамента проявляются в физических полях в виде протяженных региональных аномалий электропроводности, естественного электрического и магнитного полей, состоящих из цепочки локальных аномалий высокой интенсивности.