Изучение глубинного строения и геодинамики Урала

Исследования по этому направлению проводились на территории Южного, Среднего, Полярного Урала и в зонах сочленения Уральской складчатой системы с Восточно-Европейской и Западно-Сибирской платформами. 

В 1970-х годах были проведены первые гравиметрические пересечения на Урале (А.А. Кузнецов, О.В. Беллавин). Результаты этих работ позволили уточнить геологическое строение Магнитогорского мегасинклинория, оценить мощности отдельных литологических комплексов и выделить участки, перспективные для проведения поисковых работ на железо. Показано, что в основании эффузивно-осадочной толщи Тагило-Магнитогорского прогиба залегают породы по структурному положению, возрасту и плотности аналогичные Тараташскому комплексу. Установлено, что гранитные массивы Среднего Урала являются изолированными телами, имеющими преимущественно форму этмолита с вертикальными размерами не более 10-12 км (О.В.Беллавин). 

Разработаны методика определения плотности и некоторых других параметров горных пород по химическому составу, скорости продольных и поперечных волн, а также рекомендации по использованию сейморазведки при поисках и изучении рудных месторождений (А.Л.Алейников). По существу было сформировано новое научное направление, наметившее пути создания петрологической модели земной коры и верхней мантии. 

На основе явления выдавливания гранитных массивов разработана «концепция геотензометров», позволившая по форме тектонических клиньев, определить преимущественное направление тектонических сил – субширотное сжатие Урала (А.Л.Алейников, О.В.Беллавины). 

Карты нарушенности земной коры, построенные на основе анализа космических снимков и расположения линейных магнитных аномалий, характеризующие, соответственно, тектонику в палеозойское и мезокайнозойское время, позволило сделать вывод, что тектоническая активность во времени мигрировала с восточного склона Урала на западный. 

Установлено, что большинство месторождений различного типа и генезиса (более 80 %) размещается в диагональных, по отношению к Уралу, «поясах концентрации месторождений». Позднее было показано, что это связано с системой характерных для Урала диагональных тектонических нарушений и глобальными зонами диастрофизма. Анализ положения этих поясов может оказать существенную помощь при прогнозировании рудо-нефте-газоперспективных площадей. 

Определены форма и структурное положение гипербазитовых массивов района Рай-Из на Полярном Урале, перспективных на хромитовое оруденение (И.Ф. Таврин). 

Получены изостатические характеристики Урала по профилям ГСЗ. Выявлены закономерности связи распределения изостатических аномалий с особенностями геологического строения. Установлено, что большинство землетрясений на Урале происходит на изостатически нарушенных площадях. (О.В.Беллавиным, Н.И.Начапкиным). 

В результате анализа геолого-геофизических данных, в т.ч. материалов по палеоосадконакоплению, построена комплексная двумерная модель строения земной коры Урала и выделены четыре различающихся по своему строению сектора. Установлено, что кардинальная перестройка региона происходила дважды: – в верхнем девоне-поздней перми; – раннем триасе. (Рыжий Б.П.). 

На основе анализа палеотектонических карт построены три схемы унаследованности вертикальных тектонических движений территории 48 - 66 гр. в.д. и 58 - 68 гр. с.ш.: с валдайско-юдомского времени по девон, с карбона по триас, а также обобщающая. Схемы полезны для геотектонических реконструкций и прогноза нефтегазоносности (Рыжий Б.П., Колтышева Е.С.). 

Выявлена связь положения зон повышенной внутриплитной сейсмичности на территории Африки, Австралии, Южной и Северной Америки, России с составом земной коры и гравитационными аномалиями, которая может быть объяснена различной прочностью пород кислого и основного состава (Рыжий Б.П., Начапкин Н.И.). 

На основе сейсмических данных, гравитационного поля и использования результатов профильно-площадной интерпретации построена трехмерная слоисто-блоковая мо¬дель литосферы Среднего Урала (54-66° в.д. и 54-64 с.ш.) в виде четырех базовых слоев А, В, С, D до глубины 80 км (В.С. Дружинин, Начапкин Н.И.). 

Построена объемная модель глубинного строения зоны сочленения ВЕП с Уральской складчатой системой. Модель представлена в виде комплекта карт-схем и разрезов масштаба 1:2500000. Составлены и уточнены карты-схемы поверхностей М и К01 , основности земной коры, тепловых потоков, неоген-четвертичных и современных вертикальных движений Урала. Построены по регулярной сети через 20 с.ш. сводные геолого-геофизические разрезы (52-68° с.ш., 42-72° в.д.), включающие геополя, обобщенные разрезы земной коры и мощности осадконакопления (Рыжий Б.П., Начапкин Н.И., Колтышева Е.С.) 

Исследования по данному направлению выполнялись по программам ГКНТ СМ СССР (до 1990 г.), грантам РФФИ, хоздоговорам. 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 

1. Алейников А.Л., Беллавин О.В., Дружинин В.С., Рыжий Б.П., Начапкин Н.И. Связь сейсмичности с некоторыми особенностями строения и развития Урала. Доклады РАН.1994, т. 334, № 5, с. 662-664. 0.25. 

2. Беллавин О.В., Дружинин В.С., Рыжий Б.П., Начапкин Н.И. Изостатическая характеристика Урала по данным сейсмометрии. ВИНИТИ. Деп. 01.07.98. № 2014-В98 1.0 

3. Беллавин О.В., Рыжий Б.П., Начапкин Н.И., Колтышева Е.С. Палеогеодинамические исследования Урала на основе седиментологического анализа с использованием геотензометров. ВИНИТИ. Деп. 14.05.98. № 1482- В98 1.1 

4. Беллавин О.В., Рыжий Б.П., Начапкин Н.И. Некоторые особенности гравитационного поля Урала и его связь с глубинным строением. Доклады РАН. 1999, т.366-3, с. 398-400. 0.2 

5. Дружинин В.С., Каретин Ю.С., Бахвалов А.Н., Начапкин Н.И. Использование результатов геофизических исследований на региональных профилях для глубинного геокартирования. Разведка и охрана недр. 2000, № 2, 0.4 с. 2-7. 

6. Дружинин В.С., Каретин Ю.С., Бахвалов А. Н. Разработка методики объемного моделирования верхней части литосферы Урала. Уральский геофизический вестник. 2000, № 1 

7. Ryzhii B.P., Milanovsky S.Yu., Nachapkin N.I. About the link of intraplate earthquakes allocation for South and North America with gravity field anomalies. Geophysical Research Abstracts, Vol. 5, 09955, 2003, EGS 2003, Nice, France. 0.1 

8. Ryzhii B.P., Milanovsky S.Yu., Nachapkin N.I.. INTRAPLATE SEISMICITY AND GRAVITY FIELD ANOMALIES OF THE CONTINENTAL CRUST. IUGG Abstracts, volume B, N 0830-231, Sapporo, Japan, 2003. p. B.474. 0.1 

9. Рыжий Б.П., Милановский С.Ю., Начапкин Н.И. Сейсмичность и аномалии гравитационного поля континентальной коры. Доклады казахстанско-российской международной конференции «Геодинамические, сейсмологические и геофизические основы прогноза землетрясений и оценки сейсмического риска». Алматы. Ин-т сейсмоло гии МОиН республики Казахстан. 2004, с. 51-52. 0.15 

10. Дружинин В.С., Осипов В.Ю., Чурсин А.В., Начапкин Н.И. Стадийность регионально-поисковых геофизических исследований при решении проблемы нефтегазоперспективности доюрских комплексов Приуральской части Западной Сибири. Уральский геофизический вестник, № 7. УрО РАН, г. Екатеринбург. 2004. 0.4 

11. Рыжий Б.П., Колтышева Е.С. Степень унаследованности тектонического развития Тимано-Печорской нефтегазоносной провинции. Межд. науч. конф. «IX Чтения А.Н.Заварицкого». «Эволюция внутриконтинентальных подвижных поясов: тектоника, магматизм, метаморфизм, седиментогенез, полезные ископаемые». Екатеринбург, 3 - 4 июня 2003. 

12. Колтышева Е.С., Рыжий Б.П. Унаследованность вертикальных тектонических движений Тимано-Печорской нефтегазоносной провинции. Уральский геоф. вестник, №6. ИГ УрО РАН, Екатеринбург, 2004. 0.4.