Уникальная геодинамическая позиция Г. Москвы

Возникает вопрос – до какой глубины можно использовать методику аппроксимации геофизических данных – «булыжной мостовой», чем занимались Х. Рейд и др.? Для выяснения этого важного вопроса рассмотрим условия, известные для недр г. Москвы.

На глубинах первых десятков метров мы имеем здесь сильно нарушенные остатки четвертичной моренной долины с переуглубленными руслами рек Москвы, Яузы, Сетуни и др., врезающихся в маломощные меловые и юрские отложения (рис. 6). Ниже залегают каменноугольные известняки и доломиты, перекрывающие блоки древнего авлакогена широтного простирания. Там протерозойские и архейские образования в основном гранитоидного ряда. Граница раздела 1000-1400 м. Разумеется, в этой общей верхней части разреза мы имеем породы, полностью соответствующие параметрам «булыжной мостовой».

Рис.6. Первая топографическая карта Москвы (1739г.),
отражающая весьма сложную тектонику района.

Но вот близ центра Москвы Боенская скважина (глубина перфорации составляет 1200-1400 м) вскрывает тепловую (320) и гидрохимическую (262 г соли в литре) аномалию. В излиянии на поверхность рассол вскипает и выделяет газ азотного типа с газовым фактором ~300 мл/л. В этом газе, анализируемом, разумеется, при атмосферном давлении, содержится 3 объемных % гелия.

Возникает вопрос – много это или мало?
Для ответа на него необходимо пересчитать результаты анализа, приведя их к «пластовым условиям», т.е. к глубине 1200 м, (способ В. П. Савченко, В. Н. Корценштейна, ВНИИГАЗ - 9).

Самая высокая концентрация гелия на территории СССР (работы 1960-1992 гг.) по поверхностным водопунктам была установлена на территории Северо-Днестровского разлома. В районе г. Сороки она составила 20 объемных % [1,9]. В спонтанирующем газе тоже азотного типа газовый фактор оказался равным 70 мл/л. С учетом растворимости (минерализация и температура) в этом случае имеется 8 мл гелия в литре воды, что для подземных условий дает парциальное давление около одного бара, т.е. породы Северо-Днестровского разлома на глубине контактируют с однократным значением стопроцентного чистого гелия. Это уже много.

В 1 л вскипающего на поверхности рассола Боенской скважины, газ которой содержит только 3 объемных % гелия, за счет высокого газового фактора содержится около 10 мл гелия, растворимость которого только 3 мл/л (поскольку это рассол). Это значит, что на глубине перфорации Боенской скважины (1200 м), где давление порядка 200 бар (более гидростатического из-за высокой плотности рассола), породы контактируют С ТРЕХКРАТНЫМ ЗНАЧЕНИЕМ СТОПРОЦЕНТНОГО ЧИСТОГО ГЕЛИЯ. Это в три раза более, чем на выходах спонтанирующих вод зоны Северо-Днестровского разлома, отделяющего УКЩ (Украинский кристаллический щит) от Молдавской плиты.

С глубиной в цоколе Москвы парциальное давление гелия соответственно возрастает, растет и температура. Как отмечалось выше, ковалентная активность гелия при этом прогрессивно увеличивается, т.е. растет способность закачки гелия в кристаллическую решетку породы с переводом её в метастабильную субстанцию [2, 5].

На глубине 5 км давление превышает 700 бар (эффект тяжелого рассола). Это приближается уже к условиям физической взрывчатки. Во всяком случае такого рода глубинную субстанцию никак нельзя аппроксимировать «булыжной мостовой» [10].

С приближением к глубине 9-10 км, где давление переходит в равновесное литостатическое, о правомочности допущенной Х.Рейдом аппроксимации говорить уже никак нельзя. Корректнее сказать, что толщина земной коры здесь (т.е. под Москвой) не может превышать 10 км. Это совсем не те 40-50 км, как официально считается. Тем более что с глубиной характер взаимодействия в системе ФЛЮИД-ПОРОДА только усугубляется (по последней информации И.В.Померанцева и др. цоколь г.Москвы совмещается с квазипериодически активизирующимся мантийным каналом).

Причина столь необычной ситуации в недрах Москвы была установлена ещё в 1970-х гг. Сначала здесь были обнаружены локальные тепловая и гелиевая аномалии. Затем последовал удачный космоснимок, показавший, что Москва находится в центре пересечения двух трансконтинентальных систем разломов (рис. 7), ветви которых уходят на Новую Землю, на структуры Памира, к Африканским рифтам Красного моря. Четвертая ветвь уходит от Москвы на северо-запад. Через аномальногелиеносные Эстонию и Швецию она далее прослеживается по дну Норвежского моря, где в сопряжении с Атлантическим рифтом образует наиболее «горячую» вулканическую точку на Земле – Исландию [9].

Рис.7. Региональная позиция Москвы, расположенной на пересечении двух трансконтинентальных систем разломов. На рисунке точками показаны метеостанции с числом аномальных градиентов (перепадов) давления, являющихся признаком тектонической активизации.
С конца 1988г. активные процессы прекратились, и вокруг Москвы образовалась область штиля, показанная изолиниями.