Глубина точки Кюри, температурный режим литосферы и глубины очагов землетрясений Северного Прибайкалья

В работе представлены результаты исследования температурного режима литосферы северо-восточного фланга Байкальского рифта и сопредельных территорий Сибирской платформы и Забайкалья (50–63° с.ш., 110–122° в.д.) по геомагнитным, геотермическим и сейсмологическим данным. Были вычислены: положение нижней границы литосферных магнитных источников, соответствующее глубине точки Кюри, распределения температуры с глубиной и мощность сейсмоактивного слоя. Расчеты глубины точки Кюри проводились на основании анализа азимутально-усредненных Фурье-спектров мощности литосферного магнитного поля Земли, заданного глобальной моделью WDMAM 2.0. Спектры вычислялись в окнах 200 х 200 км. Для улучшения горизонтального разрешения было выбрано перекрытие 100 км между соседними окнами. Линейная аппроксимация полученных спектров проводилась методом центроида. Средние распределения температуры с глубиной для рассматриваемых структур рассчитывались по данным о поверхностном тепловом потоке в предположении 1D кондуктивного теплопереноса с учетом генерации тепла радиоактивными источниками в верхней части земной коры. Мощность сейсмоактивного слоя для северо-восточного фланга Байкальского рифта оценивалась по каталогу землетрясений Байкальского филиала ФИЦ ЕГС РАН (2010–2018 гг.), из которого были исключены события с ошибками определения глубин гипоцентров, превышающими 3 км. Для этой же цели были использованы результаты наших последних исследований очаговых параметров региональных землетрясений средних магнитуд по поверхностным сейсмическим волнам.
В результате было получено, что глубина точки Кюри в пределах рассматриваемой территории уменьшается в южном направлении и составляет в среднем 35 км под Сибирской платформой, 33 км под Байкальским рифтом и 31 км под Забайкальем. При этом каждая структура характеризуется неоднородной топографией нижней границы магнитоактивного слоя, значения глубин варьируют от 25 до 41 км. Корректность проведенных оценок для Байкальского рифта подтверждается сейсмологическими данными. Так, было получено, что мощность сейсмоактивного слоя, температура на нижней границе которого, как известно, составляет около 350° С, в среднем равна 19 км, т.е. приблизительно соответствует рассчитанной нами глубине центра масс литосферных магнитных источников. Для Забайкалья, наиболее равномерно покрытого измерениями теплового потока, и характеризующегося его средним значением ~56 мВт/м2, наблюдается хорошая согласованность геомагнитных и геотермических данных, т.к. согласно полученному температурному распределению температура 580° С, соответствующая температуре точки Кюри магнетита, достигается на глубине 30 км. Однако для Байкальского рифта (43 мВт/м2) и Сибирской платформы (41 мВт/м2) положение точки Кюри, рассчитанное по геотермическим данным, должно быть более глубоким, чем по геомагнитным. Причинами такого несоответствия, на наш взгляд, могут служить, во-первых, неравномерное распределение и малое количество измерений теплового потока особенно на Сибирской платформе. Во-вторых, существенное влияние на наблюденные значения теплового потока в Байкальском рифте может оказывать конвективный теплоперенос и перераспределение тепла подземными водами, занижающий кодуктивную составляющую тепловыноса. Низкие величины средних тепловых потоков в Байкальском рифте и на Сибирской платформе могут быть также следствием островного и сплошного распространения многолетнемерзлых пород, мощность которых в Якутии иногда превышает 1 км.