УДК 551.32 doi:10.15356/2076-6734-2015-2-42-52
Магнитометрические исследования ледников Южный и Северный Энилчек (Иныльчек) в районе озера Мерцбахера
© 2015 г. А.Э. Шакиров
Центрально-Азиатский институт прикладных исследований Земли, Республика Кыргызстан, Бишкек
a.shakirov@caiag.kg
Magnetometric investigation of glaciers Southern and Northern Inylchek adjacent
to the Merzbacher Lake А. Shakirov
Central-Asian Institute for Applied Geosciences (CAIAG), Kyrgyzstan Republic, Bishkek
Статья принята к печати 15 октября 2014 г. Аномальная зона, ледник, линеамент, магнитометрические исследования, морена, разлом, ригель, радиолокационные исследования, томограмма, экзарация.
Anomalous zone, exaration, fault, glacier, lineament, magnetometric investigation, moraine, radio echo sounding, rock bar (riegel), tomogram.
Приведены результаты площадных магнитометрических исследований ледников Южный и Северный Энилчек в районе оз. Мерцбахера. В результате исследований под ледником Южный Энилчек установлен дугообразный ригель, который стал одной из причин поворота его правых потоков в сторону оз. Мерцбахера. Под ледником Северный Энилчек также обнаружен подковообразный ригельный выступ, который ранее создавал барьер для накопления донных осадков и сформировал своеобразную грунтовую намывную плотину, способствовавшую образованию достаточно широкой границы раздела между верхней и нижней частями оз. Мерцбахера.
Results of areal magnetometric investigation of glaciers South and North Enilchek located in the vicinity of the Merzbaher Lake are presented. These studies resulted in finding of the bow-shaped rock bar (riegel) under the South Enilchek Glacier that became one of causes to turn its right flows toward the Merzbacher Lake. Under the North Enilchek glacier the horseshoe-shaped riegel ledge was also detected, and that one created a barrier to accumulation of bottom sediments and, thus, formed a distinctive soil alluvial dam, which promoted formation of rather wide interface between upper and lower parts of the Merzbacher Lake.
Введение
Изучение ледников Южный и Северный Энилчек связано с перспективами освоения водных, гидроэнергетических и минеральных ресурсов бассейна р. Сары-Джаз. В связи с планирующимся строительством каскада ГЭС в бассейне этой реки учёт объёмов и прогноз времени прорыва оз. Мерцбахера становятся весьма актуальными научно-практическими задачами. Известно, что во время прорыва вода выходит за пределы русла реки и её воздействию подвергаются объекты, построенные на припойменных участках на территории Киргизии. По сообщениям китайских специалистов, катастрофические паводки губительно сказываются и в нижнем течении р. Сары-Джаз, на территории Китая. В связи с этим результаты геофизических исследований могут повлиять на планирование работ и безопасное хозяйственное развитие в бассейне р. Сары-Джаз, в частности, на проектирование, строительство и безопасную эксплуатацию в этом регионе гидроэлектростанций.
Ледник Энилчек, состоящий из северной и южной частей, — крупнейший на Тянь-Шане
ледник дендритового типа. Длина ледника Северный Энилчек — 38,2 км, площадь — 181,2 км2; длина ледника Южный Энилчек — 58,9 км, площадь — 567,2 км2. Этот ледник берёт начало в районе пика Хан-Тенгри (6995 м), а его язык длиной 43,2 км при средней ширине 2,2 км опускается до отметки 2800 м.
Основная цель магнитометрических исследований Центрально-Азиатского института прикладных исследований Земли (ЦАИИЗ, Бишкек) на первом участке — определение причин разделения оз. Мерцбахера на две части, на втором — выяснение причин поворота северных продольных сегментов ледника Южный Энил-чек в сторону образовавшегося оз. Мерцбахера. Для достижения указанных целей необходимо знать геологическое строение пород, слагающих ложе ледников, подтвердить или опровергнуть наличие линеаментов и разрывных нарушений, определённых по геологическим признакам и космическим снимкам, а также выполнить картирование моренных отложений. Для решения поставленных задач сравнивали данные магни-то-, электрометрических и радиолокационных
измерений: первые два метода позволяют по величине магнитных аномалий и электрического сопротивления оценить состав подстилающих ледник пород и границы их распространения, а второй и третий дают возможность определить толщину ледника. При интерпретации геофизических данных использовались космические снимки, служившие основой для сопоставления полученной геофизической информации с геологическими объектами и её привязки.
Методы исследований
В 1960-х годах для изучения толщины, подлёдного рельефа и строения ледников и подстилающих пород в Антарктиде и Гренландии стали применять различные геофизические методы, из которых радиолокационный метод оказался наиболее эффективным [1]. Вертикальное электрическое зондирование (ВЭЗ), проведённое в средней части Центрального Туюксуйского ледника (Казахстан), позволило определить его мощность — 51 м. Скважина, пробуренная на этом участке, на глубине 52,5 м вскрыла обломочные породы донной морены. Хорошее соответствие результатов интерпретации ВЭЗ данным бурения показало большую разрешающую способность ВЭЗ для исследования ледников и перспективность применения методов электроразведки постоянным током при их исследовании [2].
В 1990 г. Международная гляциологическая экспедиция, организованная Институтом географии РАН, провела комплексные исследования ледника Южный Энилчек, включая район оз. Мерцбахера. Радиолокационные исследования вели сотрудники лаборатории гляциокли-матологии Томского университета, Института географии РАН и Марийского политехнического института. Изучали толщину льда, внутреннее строение и подлёдный рельеф ледника [2].
Для корректного решения обратной задачи магнитометрии и изучения физических свойств горных пород используется комплекс геофизических методов. Так, радарные исследования базируются на излучении импульсов электромагнитных волн и регистрации сигналов, отражённых от различных объектов зондируемой среды; электроразведочные методы используют для изучения геоэлектрического разреза; сейсмические методы основаны на регистрации искусствен-
но и естественно возбуждаемых упругих волн; магнитометрия изучает магнитное поле Земли и его аномалии [3]. В 1961 г. магнитометрический метод был применён для измерения толщины антарктических ледников. Магнитные измерения с регистрацией вертикальной составляющей магнитного поля были выполнены на 90 пунктах в области купола Завадского (66°44' ю.ш., 86°24' в.д.). Анализ результатов показал, что магнитное поле не имеет чётко выраженной связи с подлёдным рельефом, поэтому магнитометрический метод пригоден лишь для очень приближённых оценок толщины ледников [1].
В 2012 г. геофизическая группа научно-инженерного центра «ГЕОПРИБОР» Института геомеханики и освоения недр НАН КР (г. Бишкек) в составе И.А. Торгоева, А.Д. Торгоева, Б. Омо-рова и С. Бюретте выполнила геоэлектрические исследования дна подпрудно-ледникового озера Мерцбахера на участке «перемычки» между нижним (основным) и верхним озёрами Мерцбахера. Измерения проводились аппаратурой GeoTom-MK1E100 RES/IP/SP производства компании GEOLOG2000 (Германия). Наибольшая величина разноса питающих электродов (max LAB) составляла 400 м, что позволило изучить геоэлектрический разрез на глубину 80—90 м от дневной поверхности. Для получения конечных результатов данные обрабатывались с помощью программы RES2DINV. Геоэлектрические разрезы (томограммы) перемычки, построенные по данным этих исследований, рассмотрены далее [4].
Наземные магнитометрические исследования дендритового ледника Энилчек проводились в июле—августе 2011—2013 г. А.Э. Шаки-ровым, Ш.Э. Усупаевым и Р.А. Усубалиевым (ЦАИИЗ). Исследования выполнены на двух участках: первый — перемычка между верхним и нижним озёрами Мерцбахера; второй — участок слияния ледников Южный и Северный Энилчек. В 2011 г. магнитометрические измерения на участке слияния ледников Южный и Северный Энилчек вели по пяти профилям (140 точек). Общая длина профилей составила более 12 км, и проходили они по холмистой, пересечённой зияющими трещинами и проталинами ледни-ково-моренной поверхности [6]. В качестве измерительных приборов на контрольном пункте и профилях использовались протонные магнитометры ММП-203 с погрешностью измерений
Рис. 1. Схема линеаментов и кольцевых структур исследуемого района:
1 — региональный линеамент; 2 — региональные и локальные линеаменты, выделенные в виде разломов; 3 — краевые разломы; см. текст
Fig. 1. Scheme of lineaments and ring structures in the investigated area:
1 - regional lineament; 2 - regional and local lineaments, allocated in the form of faults; 3 - boundary faults; see text
±1нТл. Топографическая привязка точек наблюдений велась мобильными GPS-приёмниками «Garmin etrex». Точность определения координат составляла ±4 м. Полевые материалы обрабатывали с помощью программы «Surfer 8.0».
В 2012 г. проведена площадная магнитометрическая съёмка плотинной грунтовой перемычки, разделяющей на две части прорывоопасное оз. Мерцбахера на леднике Энилчек. Цели съёмки — определение глубинного строения ложа перемычки для выявления причин образования протяжённой грунтовово-ледовой плотины между двумя ваннами озера, а также выяснение её роли в режиме наполнения чаши естественного водоёма перед прорывами айсбергово-ледовой плотины [7].
В июле—августе 2013 г. на участке слияния ледников Южный и Северный Энилчек в районе оз. Мерцбахера выполнены площадные магнитометрические исследования для подтверждения наличия разрывных структур и предполагаемого ригеля под ледником, выявленных в результате профильных измерений в предыдущие годы. Магнитометрические измерения выполнены на 120 точках по 10 профилям, общая длина кото-
рых превысила 10 км. Площадь исследования составила около 4 км2 [5].
На схеме линеаментов и кольцевых структур (рис. 1) синим цветом показаны краевые разломы, красным — региональные и локальные линеаменты, выделенные в виде разломов. Ледники даны чёрной линией. Из схемы видно, что нижнее оз. Мерцбахера отделяе
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.