WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


Pages:     || 2 |
Хубаева О.Р., Шульга О.В., Котенко Л.В., Котенко Т.А.

МОРФОСТРУКТУРА И ОЦЕНКА ВЫНОСА ТЕПЛА В СЕВЕРНОЙ ЧАСТИ ОСТРОВА ПАРАМУШИР Хубаева О.Р., Шульга О.В., Котенко Л.В., Котенко Т.А.

Институт вулканологии и сейсмологии ДВО РАН, Петропавловск-Камчатский, Россия, E-mail: grifon03@yandex.ru Территория Северо-Парамуширской гидротермально-магматической системы характеризуется разной степенью изученности. Хорошо изучены район вулкана Эбеко и выходы термальных источников в долине р. Юрьева. За их пределами данных значительно меньше. В статье для выявления термоконтролирующих проницаемых зон использован метод линеаментного анализа, позволяющий трассировать такие зоны за пределы хорошо изученных участков. Это позволяет оценивать прогнозные термальные ресурсы на флангах системы. Использование карт линеаментной сети и карт сопряжённых с ними морфоструктур центрального типа позволил уточнить строение гидротермально-магматического резервуара. В частности, в его недрах предполагается наличие куполовидной магматической интрузии центрального типа, с морфологически хорошо выраженной надинтрузивной зоной. Единство структурного плана и пространственная связь кольцевых структур с вулканитами позволяет предположить, что под северной частью о. Парамушир существует единая длительноживущая питающая магматическая система, обеспечивающая тепловое питание всех термопроявлений.

MORPHOSTRUCTURE AND ESTIMATE OF A HEAT EFFLUX IN NORTHERN PART OF PARAMUSHIR ISLAND Khubaeva O.R., Chulga O.V., Kotenko L.V., Kotenko T.A.

Institute of Volkanology and Seismology Russian Academy of Sciences Far East Division, Petropavlovsk-Kamchatsky,Russia, Е-mail: grifon03@yandex.ru The terrain of North-Paramushir hydrothermal - magmatic systems is characterized by a different degree of a scrutiny level. Region of a volcano Ebeko and outputs of thermal sources in apron plain of river Jureva are well studied. Behind their borders the information is significant less. Thermal sourses are situated near the permeable zones. The method of the lineament analysis allows to site permeable zones outside of the well studied zones. It allows to give the forecast for thermal resources on flanks of hydrothermal - magmatic systems. Usage of the maps, compounded by me, (map of lineament grid and map of conjugate with them central morphostructure patterns) allows to give a conclusion, that in lineament and central morphostructure patterns the constitution of the hydrothermal - magmatic reservoir shows. In particular, the availability of dome-shaped magmatic intrusion. The unity of the structural plan and spatial connection of ring structures with volcanic rocks allows to suspect that the unified long-living feeding magmatic system ensuring a feed of all thermomanifestations is exist under northern part of island Paramushir.

1. Введение Научные исследования для выявления геотермальных ресурсов с целью водои теплоснабжения г. Северо-Курильска проводятся на острове Парамушир с 1950-х годов. Однако эти работы выполнялись преимущественно в районе вулкана Эбеко и вблизи г. Северо-Курильска, в результате чего остальная часть СевероРаздел 2: Структура, тепловое и рудное питание гидротермально-магматических систем Парамуширского геотермального района оказалась слабо изученной. В настоящее время имеется очень мало геоморфологических и специальных структурных исследований, направленных на расшифровку морфоструктуры геотермального района или отдельных, наиболее перспективных на выявление месторождений парогидротерм.

Известно [1, 9], что в северной части Северо-Парамуширского геотермального района расположена одноименная гидротермально-магматическая система, локализованная в пределах северных отрогов вулканического хребта Вернадского (рис. 1). Здесь на относительно небольшой территории разгружаются термальные воды различных типов - глубинных высокотемпературных, смешанных Рис. 1. Карта действующих вулканов Северных Курильских островов [2].

охлажденных и холодных метеорных. Наличие элементов линейности в их расположении предполагает возможность циркуляции термальных вод по субвертикальным или наклонным проницаемым зонам, однако конкретное их положение пока мало изучено. В данной работе выполнено исследование дизъюнктивной тектоники методом линеаментного анализа в сочетании с методами гидролого-гидрогеохимического исследования поверхностных вод.

Хубаева О.Р., Шульга О.В., Котенко Л.В., Котенко Т.А.

2. Общая географическая характеристика района Остров Парамушир расположен на северо-восточном окончании Большой Курильской островной дуги, вулканический хребет Вернадского слагает северную часть острова. Северо-Парамуширский геотермальный район в пространственном отношении соответствует хребту Вернадского, и имеет протяженность около 25 км, причём его границы в пределах хребта располагаются в районе вулкана Ветрового на севере и вулкана Вернадского на юге. Осевая часть геотермального района в морфологическом отношении представляет собой серию следующих друг за другом в субмеридиональном направлении моногенных и более сложно построенных четвертичных вулканических аппаратов, слагающих водораздел хребта Вернадского.

Расчленённый горный рельеф хр. Вернадского формировался в результате взаимодействия активных тектоно-магматических, вулканических, эрозионных и гидротермальных процессов. В настоящее время в северной и центральной частях хребта продолжается вулканическая (эксплозивная, фреатическая), а также газогидротермальная деятельность, оказывающая непосредственное влияние на современные рельефообразующие процессы.



3. Общая геологическая характеристика Северо-Парамуширской гидротермально-магматической системы Северная часть о. Парамушир сложена породами, имеющими возраст от верхнемиоцен-плиоценового до современного. Фундамент составляют вулканогенно-осадочные породы парамуширского комплекса свит:

вулканомиктовые песчаники, туфы, туфогравелиты охотской свиты, а также плохо сортированные конгломераты, брекчии, грубозернистые песчаники океанской свиты.

С отложениями охотской и океанской свит согласны или прорывают их дайки, силлы, субвулканические образования сложной формы. Дайки имеют андезитовый и андезибазальтовый состав, мощность до первых десятков метров и близкий к силлам и субвулканическим телам возраст [9].

На отложениях охотской и океанской свит залегают лавы андезитов верхнеплиоценового возраста, образующих плато в южной части северного Парамушира. В северной части о. Парамушир из наиболее древних эффузивов вскрыты лавы базальтового состава, предположительно нижнесреднеплейстоценового возраста [11]. Здесь широко представлены, названные Раздел 2: Структура, тепловое и рудное питание гидротермально-магматических систем межледниковыми, двупироксеновые андезиты. Четвертичные вулканы:

Крашенинникова, Билибина, Богдановича, Неожиданный, Эбеко и др. образуют крупную линейную вулкано-тектоническую структуру, в недрах которой в течение длительного времени происходила миграция магматического расплава андезибазальтового состава. Вулканы Эбеко и Неожиданный, венчающие СевероПарамуширскую гидротермально-магматическую систему, сложены наиболее молодыми постледниковыми лавами двупироксеновых андезитов или андезибазальтов.

Вулкан Эбеко является действующим. Известны извержения 1793, 1833-34, 4.10.1934-осень1935 (эксплозивное из среднего кратера), 1963, 1965 (фреатическое), 1967, 1970, 14.10.1987-апрель1990, 16-22.03 1998 (фреатические взрывы) [3, 5].

Последние извержения были фреатическими [1, 9].

4. Методика исследований Применение линеаментного анализа, обычно позволяет выделить линеаменты всех направлений. При этом преобладающими направлениями во многих регионах Земли являются направления планетарной трещиноватости (ортогональные – субширотное и меридиональное, и диагональные – СЗ-ЮВ и СВ-ЮЗ). В частности, для вулканического хребта Вернадского на о. Парамушир (Северные Курильские острова) основными служат именно эти четыре направления. Поэтому особый интерес представляет развитие используемого нами метода, ориентированного на изучение ортогональной и диагональной сети линеаментов, так как по данным В.Л.

Леонова (Леонов, устное сообщение) термопроявления северной части о.Парамушир приурочены к разрывным нарушениям данных простираний.

Так же используемый метод позволяет учитывать как линейные, так и кольцевые элементы рельефа [10].

На первом этапе исследований для решения поставленной задачи, на основании дешифрирования топографической карты масштаба 1:50000, были составлены следующие картосхемы: линеаментной сети, ортогональных и диагональных линеаментов, горизонтального эрозионного расчленения рельефа, кольцевых морфоструктур.

Составленная по материалам анализа топографических карт схема линеаментов корректировалась путём анализа космических снимков.

Важной методической проблемой линеаментного анализа является решение Хубаева О.Р., Шульга О.В., Котенко Л.В., Котенко Т.А.

вопроса о степени формальности таких построений. Не всегда известно, в каких случаях выявленные линеаментные узоры являются реальным отражением дизъюнтивной тектоники, а в каких – случайным сочетанием разнородных элементов рельефа. Для устранения этого недостатка существую два пути. Первый, детальное полевое картирование, может потребовать многих лет работы, и авторами уже начаты такие исследования на некоторых участках хребта.

Однако нельзя не воспользоваться и другой особенностью линеаментного анализа, которая даёт большое преимущество при предварительных исследованиях геотермальных районов, - возможность получать при минимальных затратах времени и ресурсов генерализованную схему общего строения территории даже в том случае, если часть линеаментов выявлена ошибочно. Тем не менее, для повышения объективности исследования мы использовали и второй путь повышения достоверности такого анализа – сопоставление с данными геологогидрогеологического строения территории. Для этого нами выполнены работы по картированию теплового поля очагов скрытой разгрузки термальных вод и содержания хлора в поверхностных водах. При составлении карты теплового поля очагов скрытой разгрузки термальных вод использовалась формула:

Q · toC : S = J ккал/км2-с.

где Q – расход воды (л/с); toC – температура ручья; S – площадь водосбора.

J-вынос тепла в ккал/км2-с, после чего полученные данные наносились на топографическую основу (В.И. Белоусов, устное сообщение).

5. Фактический материал На картосхеме линеаментной сети (рис. 2) отчётливо проявляются зоны меридионального простирания, состоящие из трёх параллельных линеаментов. Одна из них (Осевая меридиональная зона) приурочена к осевой части северного сектора острова, две другие окаймляют её с обеих сторон, образуя фигуру, напоминающую эллипс. Развитые в пределах таких зон породы быстро осваиваются гидросетью и хорошо проявляются в рельефе, что благоприятствует обнаружению и прослеживанию разрывных нарушений. На северном и южном окончаниях данной структуры обнаружены две крупные симметрично расположенные овальные области (соответствующие среднечетвертичному вулкану Ветровой и горе Вернадского), ограниченные со всех сторон оперяющими трещинами.





Раздел 2: Структура, тепловое и рудное питание гидротермально-магматических систем Рис. 2. Картосхема линеаментной сети.

Примечательно, что эти две кольцевые структуры замыкают северное и южное окончание Осевой Меридиональной линеаментной зоны, и именно к этому ансамблю линейных и кольцевых структур пространственно приурочено большинство новейших вулканических морфоскульптурных форм рельефа и очагов разгрузки на дневную поверхность термальных вод. Район г. Вернадского пространственно соответствует крупному разлому субширотного простирания, в центральной части которого наблюдается смещение его бортов по механизму левостороннего сдвига.

На территории восточного побережья северного сектора о. Парамушир видна чешуеобразная структура, включающая в себя р. Левашова, центральную часть хр.

Вернадского и р. Птичья.

На картосхеме горизонтального эрозионного расчленения чётко Хубаева О.Р., Шульга О.В., Котенко Л.В., Котенко Т.А.

прослеживается активное развитие эрозионных процессов в осевой части объекта.

На фоне общей высокой интенсивности расчленения рельефа хр. Вернадского наблюдаются зоны с относительно низким горизонтальным расчленением в его периферийных частях. Восточная часть северного сектора острова, которая сложена ледниковыми и современными аллювиальными, морскими и озерными отложениями проработана эрозией гораздо сильнее, чем западная её часть, сложенная в основном лавами андезитового и андезибазальтового состава. При сравнительном анализе топографической карты и картосхемы эрозионной расчлененности отмечается, что весь северный сектор острова разделён на горизонтально вытянутые, попеременно сменяющие друг друга и различающиеся по степени эродированности, блоки.

Рис. 3. Картосхема кольцевых структур.

1 – преобладающее простирание изолиний; 2 – уступ; 3 – бровка На схеме кольцевых морфоструктур (рис. 3) хорошо проявлен радиальный рисунок, приуроченный к сочленению двух смежных наиболее крупных кольцевых морфоструктур, проявленных на схеме. Одна из них находится в районе горы Краснухи, расположенной в центральной части постройки. Южная часть структуры имеет значительно более чёткие очертания по сравнению с северной и представляет Раздел 2: Структура, тепловое и рудное питание гидротермально-магматических систем собой полукруг правильной формы. Вторая находится в районе г. Сабля и представляет собой вихреобразную по форме структуру. Наибольшее количество кольцевых структур приурочено к осевой части хр. Вернадского.

Кроме того, в восточной и западной частях о. Парамушир обнаруживаются линейно вытянутые скопления кольцевых структур, соответствующие ослабленным зонам, проявленным на карте линеаментов. Такие структуры на территории северной части о. Парамушир распространены почти повсеместно, за исключением участков, перекрытых лавами или обвально-осыпными отложениями.

На схеме структуры теплового поля очага разгрузки (рис. 4) хорошо видно, что на территории Северо-Парамуширского геотермального района отсутствуют обширные участи скрытой разгрузки термальных вод в поверхностные водотоки, наименьший вынос тепла характерен для его осевой части хребта Вернадского.

Исключение составляет обширный веерообразный в плане участок в бассейне рек Птичья и Наседкина, дренирующих восточные склоны хребта. Здесь происходит интенсивный вынос тепла, причём на территории р. Птичьей выделяются две аномальные зоны (в верховьях (30967 ккал/км2с) и в устье реки (10306 ккал/км2с)), совпадающие по значениям с ареалом высоких концентраций хлора в поверхностных водах. На инфракрасном снимке эта территория также выделяется как одна из наиболее тёплых зон. Более того, этот район чётко вписывается в центр вышеупомянутой кольцевой структуры (см. рис. 3).

6. Обсуждение результатов анализа Проявленные на картосхеме линеаментной сети две симметрично расположенные овальные области (соответствующие среднечетвертичному влк.

Ветровой и влк. Вернадского), ограниченные со всех сторон оперяющими линеаментами, могут свидетельствовать о высокой проницаемости земной коры на этих участках. По геологическим данным видно, что к этому ансамблю линейных и кольцевых структур пространственно приурочено большинство новейших вулканических морфоскульптурных форм рельефа и скрытых очагов разгрузки термальных вод. Особенно много локализованных выходов гидротерм наблюдается у подножия влк. Ветрового, тогда как в эродированной части его постройки термы отсутствуют.

Поскольку линеаментный анализ выполнялся на основе анализа эрозионной сети, то этот факт свидетельствует о развитии вокруг построек вулкана Ветровой и г.

Хубаева О.Р., Шульга О.В., Котенко Л.В., Котенко Т.А.

Вернадского кольцевых просадок, проработанных речными долинами. Этому явлению могут быть даны три возможных объяснения:

- Если предположить, что постройки вулканов Ветрового и Вернадского сформировались в более древних кальдерных депрессиях, то кольцевые долины могут обрамлять каждую из построек и ограничиваться при этом бортами кальдеры.

- Не исключено также, что кольцевые линеаменты вокруг каждого из вулканов трассируют кольцевые ослабленные зоны над разрывами, относящимися к элементам строения магматического комплекса центрального типа, обеспечивающего магматическое питание этих вулканов.

- Третье возможное объяснение – приуроченность речных долин к кольцевым компенсационным опусканиям, образовавшимся вокруг вулканических построек, нагружающих своим весом подстилающие их геологические слои.

Pages:     || 2 |










© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.