Размещено на http://www.allbest.ru/

Глубинные температуры, кайнозойский вулканизм и сейсмичность Восточной Тувы

Территория Тувы расположена в контурах Алтае-Саянской складчатой области, объединяющей обширную территорию на юге Сибири: Кемеровская область, Красноярский край, Алтайский край, республики: Хакасия, Бурятия, Алтай (рис.1).

геологический вулканизм тува кайнозойский

Рисунок1. Территория Тувы расположена в контурах Алтае-Саянской складчатой области

На рассматриваемую нами территорию мы относим: очаговые зоны проявления новейшего вулканизма в Туве, связанные с Восточно-Тувинским вулканическим ареалом, объединяющим одноименное лавовое нагорье и систему лавовых рек, прослеживающихся по долинам верховьев рек Большой Енисей и Малый Енисей и их притоков (Билин, Серлиг-Хем) и р. Жом-Болок, сформированными на протяжении последних 2,1 млн. лет в результате ряда импульсов вулканизма; территории аномально теплового потока и очаги термоминеральной разгрузки в виде минеральных источников Чойган, Уш-Белдир, Маймалыш, Тере-Холь, Тарыс и др.; области наибольшей сейсмической активности на юго-западе Байкальской рифтовой зоны -Каахемский разлом и зона Билин-Бусийнгольского грабена (рис.2).

Рисунок 2. Очаговые зоны проявления новейшего вулканизма в Туве, связанные с ВосточноТувинским вулканическим ареалом.

В названии данной статьи мы выделяем именно восточную часть территории Тувы, так как на западе и юго-востоке вопросы теплового потока и кайнозойского вулканизма практически не изучались, а сейсмогеологические исследования имели преимущественно рекогносцировочный характер.

Позднекайнозойский внутриплитный вулканизм плиоцен-плейстоцен-голоценового этапа, проявился в виде Восточно-Тувинского ареала, включающего Восточно-Тувинское лавовое нагорье. Последнее является составной частью западной ветви Южно-Байкальской вулканической области, формировании которой принимали участие умеренно деплетированные источники типа PREMA и обогащенные источники типа EM-I, EM-II. Ареал включает западную часть Тувино-

Монгольского массива, который сложен венд-кембрийскими карбонатными осадками платформенного типа [2]. Позиция Восточно-Тувинского вулканического ареала и центров излияний в его пределах контролируется разломной зоной северо-восточного простирания. Она является главной магмоконтролирующей структурой в новейшей вулканической истории региона. «ею определяется размещение практически всех вулканических центров» в Восточно-Тувинском лавовом нагорье и за его пределами [4].

В развитии новейшего вулканизма Восточной Тувы наблюдается многоимпульсный характер излияний. Нами зафиксировано и продатировано по меньшей мере 25 импульсов в период 2,1 млн. по 1 тыс. лет. В этот период увеличивается частота проявлений вулканической активности. Так, если в период 2140-1000 тыс. лет фазы вулканического затишья измеряются несколькими сотнями тысяч лет, то, начиная с 750 тыс. лет, фазы затишья постепенно убывают до нескольких десятков и даже 2-3 тыс. лет. Начиная 350 тыс. лет, сближенные во времени (от 10-15 до 2-3 тыс. лет между импульсами) проявилось несколько (до 10) центров, расстояния между которых от 5-10 км до 100 км. При сохранении таких тенденций последнее проявление вулканизма, произошедшее 1-2 тыс. лет назад (Жом-Болокская лавовая река), должно сопровождаться следующими проявлениями вулканизма в пределах Восточно-Тувинского вулканического ареала. Позиция ареала и центров излияний в его пределах контролируется системой разломов субширотного и субмеридионального простирания, определившей также формирование современного БилинБусийнгольского грабена - западного фланга Байкальской рифтовой системы.

В зонах сопряжения этого грабена с субширотными и северо-восточными разломами происходит разгрузка термоминеральных вод. Изотопно-гелиевое исследование источников позволило установить современную разгрузку аномально высокого тепломассопотока на гораздо большей территории, чем область проявления новейшего вулканизма. Высокие содержание мантийного гелия и изотопные отношения сохраняются далеко на запад за пределами грабена, что обусловлено высоким положением астеносферы - 70-50 км (Рычкова и др., 2007; Дучков и др., 2009).

На территории Восточной Тувы и сопредельной Монголии происходит необъяснимо резкая смена напряженного состояния литосферы. Это наиболее сложный и наименее изученный участок западного фланга Бакальской рифтовой зоны, «…глубинное строение которого имеет свои особые черты и на настоящий момент является актуальной проблемой» [1].

Измерения геотермического градиента производились в скважинах, расположенных преимущественно в Центральной Туве. В Восточной Туве скважины, пригодные для производства замеров теплового потока, отсутствуют. Поскольку параметрическая оценка сейсмической и тектономагматической активности невозможна без инструментального изучения теплового поля, с 2003 года для оценки теплового потока применяются современные методы газовой геохимии [2].

Исследованы 5 очагов современной термоминеральной разгрузки, приуроченные к активным разломам в бортовой части Билин-Бусийнгольского рифтогенного грабена и его горном обрамлении. Пробы отобраны из горячих источников в центральной части рифта (в районе сезонного курорта Уш-Бельдир), из термальных источников Эми-Бусийнгольской зоны (Тарыса), из источников Салдам, приуроченных к зоне сопряжения Агардагского и Бусийнгольского разломов, из источников Маймалыш в срединной части хребта академика Обручева, из сероводородного источника Нарын в западной части Сангиленского поднятия.

Под Билин-Бусийнгольской впадиной на глубине 10 км температура в среднем 284⁰С, на глубине 50 км -1038⁰С, средний геотермический градиент - 188⁰С на каждые 10 км глубины. Под горными хребтами глубинные температуры выше, чем под впадиной: в среднем на глубине 10 км она составляет 313⁰С, на глубине 50 км - 1102⁰С, соответственно выше градиент температуры, равный 197⁰С. Параметры указанных температур практически совпадают с максимальными данными по Байкальской зоне [4]. Горные поднятия в Туве прогреты значительно выше (примерно в два раза и больше), чем хребты Байкальской рифтовой зоны. Результаты термобарометрии ксенолитов из кайнозойских вулканитов Восточного Саяна [4] показывают температуру литосферы в 1000-1100⁰С на глубине 65 км, тогда как по нашим данным средней температуре в 1100⁰С соответствует глубина в 50 км. Полученные температуры в низах коры на участках Маймалыш, АкСуг и Чойган отвечают зонам частичного плавления.

Таким образом, динамика развития новейшего вулканизма и существование современного аномального тепломассопотока на востоке Тувы позволяет считать, что территория северо-востока и востока Тувы осложнена влиянием структур Байкальской рифтовой зоны. Последнее обстоятельство, по-видимому, связано не только с тем, что этот участок более тектономагматически активный по сравнению с другими районами Тувы, но и широким проявлением четвертичного вулканизма.

Сейсмическая активность района, в связи с его труднодоступностью, оценивается в настоящее время преимущественно по данным сейсмостатистики отдаленных региональных сейсмостанций. Одной из причин сложившегося положения является игнорирование или слабое привлечение геологических данных при изучении и прогнозировании землетрясений. На территории изучаемого района четко проявлена корреляция высокосейсмичных зон с активизированными в новейшее время участками глубинных долгоживущих разломов сдвигового типа. Это наиболее характерно для Каахемской субширотной c перегибом на юго-восток и Агардагско-Окинской северо-восточной зон, Билин-Бусийнгольской и Шишхидгольской систем сдвиговых разрывных нарушений. С 2011 гг по настоящее время особое внимание заслуживает

Каахемский разлом, где произошли крупные землетрясения: 27.12.11 г c М(ms) = 6.6 и 26.12.12 г с М (ms) =6.7. Афтершоки этих землетрясений происходят по настоящее время. Всего афтершоков здесь было 1229, в том числе с М>4 =57. Вне эпицентральной зоны было 530 сейсмических событий, в том числе с параметрами M>4 =8. Магнитуда наиболее сильного землетрясения, зафиксированного на северном участке Бусийнголького грабена в 1991 г, соответствует значению 6,5 (К ? 16). С юга к этой эпицентральной зоне примыкает субширотная зона Северной Монголии, простирающаяся вдоль хребтов Хан-Хухийн-Гол и северных отрогов хребта Болнай-Нуру.

Таким образом, данный район является тектономагматически активный с широким развитием глубинного теплового потока и четвертичного вулканизма, с большой вероятностью проявления здесь крупных, возможно катастрофических землетрясений.

Работа выполнена в рамках приоритетного направления фундаментальных исследований СО РАН VIII.78., Программы VIII.78.1., Базового Проекта ТувИКОПР СО РАН VIII.1.4. «Напряженное состояние сейсмоопасных зон: оценка сейсмической безопасности на основе сейсмологических исследований и данных сети сейсмических данных».

Список литературы

1. Дучков А Д, Соколова Л.С., Рычкова K.M. Тепломассопоток из мантии Восточной Тувы по изотопно-гелиевым и геотермическим данным // Разломообразование и сейсмичность литосфере: тектонофизические концепции и следствия: Материалы Всерос. совещ. (18-21 авг. 2009 г., Иркутск): В 2-х томах. - Иркутск: Ин-т земной коры СО РАН, 2009. - Т. 2.- С. 184-186.

2. Лебедев В.И., Ярмолюк В.В., Сугоракова А.М. и др. Новейший вулканизм и вероятность тектономагматической активизации сейсмоопасных зон на территории Тувы //Состoяние и освоение природных ресурсов Тувы и сопредельных регионов Центральной Азии. Геоэкология природной среды и общества: Научные труды ТувИКОПР СО РАН / Отв. ред.: д.г.-м.н. В.И. Лебедев. - Кызыл: ТувИКОПР СО РАН, 2001. - С. 46-52.

3. Рычкова K.M., Дучков А.Д., Лебедев В.И., Каменский И.Л. Изотопы гелия в термальных источниках и тепловой поток востока Тувы II Геодинамическая эволюция литосферы ЦентральноАзиатского подвижного пояса (от океана к континенту): Материалы Всерос. науч. совещ. (9-14 сент. 2007 г., Иркутск). - Иркутск: Ин-т земной коры СО РАН, 2007. - Т. 2. - С. 52-53.

4. Ярмолюк В.В., Лебедев В.И., Сугоракова A.M. и др. Восточно-Тувинский ареал новейшего вулканизма Центральной Азии: этапы, продукты и характер вулканической активности //Вулканология и сейсмология. 2001. №3. С. 3-32.

Размещено на Allbest.ru