ВЕРТИКАЛЬНОЕ ПРОЕЦИРОВАНИЕ АНОМАЛЬНОГО ГРАВИТАЦИОННОГО ПОЛЯ В СИСТЕМЕ ВЕКТОР

  • М.С. ЧАДАЕВ Горный институт УрО РАН

Аннотация

Введение С теоретических позиций познание строения и тектонических процессов зон со- членения морской и сухопутной частей региона, океанической и континентальной зем- ной коры, соотношения разноплановых мегаблоков Фенноскандинавского щита, Ба- ренцевской, Печорской и Русской плит относят к числу приоритетных исследований геологической науки, рассматривая Евро-Арктический регион как уникальный энерго- сырьевой район. При изучении глубинного строения верхней средней и нижней земной коры при- меняют комплекс сейсмических методов, сопровождаемый гравиметрией и магнито- метрией. В процессе решения обратной задачи гравиметрии, а также магнитометрии способом подбора участвуют два основных компонента: модель или эскиз геологиче- ского строения и петрофизическое обеспечение. Отсюда возникает необратимая зави- симость от принятой начальной модели. Причем существующая теоретическая неодно- значность решения осложняет оценку достоверности результата. 163 ----------------------- Page 164----------------------- В данной работе рассмотрена гравиметрическая задача изучения нижней коры [2, 3], уделяя основное внимание анализу раздела Мохо. Новизна предложенного способа интерпретации заключается в непосредственном использовании глубинных гравимет- рических разрезов. Обработка гравиметрических данных в системе ВЕКТОР выполнена для двух со- седних регионов, изображенных на рис. 1, А и 1, Б на соответствующих горизонталь- ных срезах диаграмм 3D в системе ВЕКТОР. Баренцево море 1 Белое Кварц море ЗТ Онежское озеро Ладожское озеро ЗТ А Б Рис. 1. Горизонтальный срез диаграммы 3D в системе ВЕКТОР на эффективной глуби- не раздела Мохо: А - Северо-западная часть, Б - Северо-восточная часть. ЗТ - Западно- Тиманский глубинный разлом [1]. Границы: 1 - административная, 2 - Фенносканди- навского щита [4]; 3 - профили ГСЗ КВАРЦ, АГАТ-2 и РУБИН-1; 4 - линии I-I и II-II гравиметрическихразрезов в системе ВЕКТОР Северо-Восточная часть Профили ГСЗ КВАРЦ, РУБИН-1 и АГАТ-2 по вертикали неоднородны по структуре поля: в верхней своей части (нижняя кора) содержат множественные аномалии с размерами от 20 и редко до 100 и более километров. В нижней части профиля (верхний слой литосферы) аномалии более интенсивные, превышают по протяженности 100 км. Это позволяет, учитывая и скоростную характеристику, отнести верхнюю часть профиля к нижней коре и тем самым спрогнозировать границу Мохо между этими группами аномалий. При визуальном анализе можно отметить, что большеразмерные положительные аномалии в общих чертах характеризуют повышенное залегание гра- ницы Мохо, а отрицательные - пониженное. Положительные аномалии пространствен- но, как правило, совпадают с интервалами нескольких протяженных сейсмических гра- ниц в нижней земной коре. На рис. 2 помещён гравиметрический разрез по профилю АГАТ-2. Наблю- даемые аномалии для Русской по сравнению с Печорской плитой имеют большие размеры и глубину залегания источников. Наиболее интенсивные положительные 164 ----------------------- Page 165----------------------- 0 0 аномалии вдоль профиля РУБИН-1 находятся в интервале примерно от 43 до 56 в.д. (рис. 3). Эта область (Русская плита) пространственно соответствует Волго- Уральской антеклизе и характеризуется относительно приподнятым положением 0 - 0 границы Мохо (интервал 43 57 ). Р у с с к ая п л и т а Печорскаяпл и т а Разлом С и с т е м а р а з л о м о в ЗТ Рис. 2. Вертикальный срез гравитационной диаграммы 3D в системе ВЕКТОР по линии профиля ГСЗ АГАТ- 2. ЗТ - глубинный разлом, разделяющий плиты. М - рельеф границы Мохо по данным ВСЕГЕИ Р у с с к а я п л и т а Фенноскандинавский щит Пониженное содержание SiO2 (в вес. %) В о л г о - Ур а л ь с к а я а н т е к л и з а Рис. 3. Вертикальный срез гравитационной диаграммы 3D в системе ВЕКТОР по профилю ГСЗ РУБИН-1. М - рельеф границы Мохо по данным Егоркина А.В. и др. (1986) По сравнению с ГСЗ КВАРЦ и АГАТ-2 профиль РУБИН-1 отличают существенно меньшие размеры глубинных источников аномалий, но более плотно занимающих про- странство разреза. Профиль РУБИН-1 пересекает [1] область пород аномально пониженного содер- жания кремнезема, пространственно соответствующую Коми-Пермяцкому своду 0 0 (КПС). Эта область на профиле занимает интервал 43 -54 в.д. с экстремумом на широ- те 530 в. д. Пониженное содержание SiO2 указывает на повышенную «основность» по- род нижней коры, что и приводит к усилению интенсивности глубинных гравитацион- ных аномалий. Печорская плита - участок эпибайкальской платформы, имеющий значительной мощности осадочный чехол (нефтегазоносная провинция), характеризуется тремя до- минирующими отрицательными глубинными аномалиями, указывающими на пони- женное положение поверхности Мохо. Наиболее интенсивные положительные аномалии находятся в интервале профиля 0 0 РУБИН-1 примерно от 43 до 57 в.д. Эта область пространственно соответствует Вол- 165 ----------------------- Page 166----------------------- го-Уральской антеклизе (В.А. Дедеев, И.В. Запорожцева, 1985); характеризуется отно- сительно приподнятым положением границы Мохо. Положительные глубинные анома- лии на срезе, как правило, характеризуют приподнятые участки раздела Мохо, а отри- цательные - впадинные. Северо-Западная часть Продолжая условно на территорию Фенноскандинавского щита (рис. 1, А) про- фили АГАТ-2 и РУБИН-1, имеем две линии профилей I-I и II-II. По этим линиям на ос- нове гравитационной диаграммы 3D в системе ВЕКТОР получены глубинные грави- метрические разрезы, изображенные соответственно на рис. 4 и 5. Аномальный план разреза II-II структурно детализирован в одинаковой степени с разрезом I-I. Наблюдаемые положительные аномалии характеризуют приподнятые уча- стки раздела Мохо, а отрицательные - пониженные. Вместе с тем структурный план профилей в изаномалах имеет существенные отличия, особенно на акватории, напри- 0 0 мер, в области Ботнического залива (примерно, 17 - 22 в. д.) [4, 5]. Рис. 4. Вертикальный разрез гравитационной диаграммы 3D в системе ВЕКТОР по линии I-I (Продолжение линии профиля ГСЗ РУБИН-1). Пунктирной линией показана прогнозная граница Мохо Рис. 5. Вертикальный разрез гравитационной диаграммы 3D по линии II-II (Продолжение профиля ГСЗ АГАТ-2). Пунктирной линией показана прогнозная граница Мохо Выводы Наиболее востребованное решение обратной задачи гравиметрии способом под- бора включает два основных компонента: модель или эскиз геологического строения и петрофизическое обеспечение. Отсюда возникает необратимая зависимость от приня- той начальной параметрической модели. Вносимые неточности параметризации и су- ществующая теоретическая неоднозначность решения осложняют оценку достоверно- сти результата. 166 ----------------------- Page 167----------------------- Новизна предложенного интерпретационного процесса заключается в непосред- ственном переходе от графиков к глубинным гравиметрическим разрезам в системе ВЕКТОР, которые могут быть дополнены геологическими или другими материалами на любой стадии интерпретации, что расширяет возможности комплексирования методов. Обработка гравиметрических данных в системе ВЕКТОР позволила выполнить прогноз рельефа границы Мохо, относительного положения блоков пород по глубине и изменчивости их вещественного состава.

Литература

  1. Пономарева Т.А. Взаимосвязи теплового потока и естественных радионуклидов с глубинным строением Тимано-Североуральского региона / Пономарева Т.А., Шукто- мова И.И. // Изв. Коми науч. центра. - 2012. - № 3 (11). - С. 68-75.
  2. Чадаев М.С. Проецирование трехмерного изображения гравитационного поля в системе «ВЕКТОР» / Чадаев М.С., Простолупов Г.В. // Геология и полезные ископаемые Западного Урала: статьи по материалам регион. науч.-практ. конф. / ПГНИУ. - Пермь, 2013. - С. 215-218.
  3. Возможности геофизических методов при изучении неоднородностей земной коры / [Чадаев М.С., Костицын В.И., Ибламинов Р.Г., Гершанок В.А., Тарантин М.В., Простолупов Г.В., Христенко Л.А.]; под общ. ред. М.С. Чадаева, Р.Г. Ибламинова; Перм. гос. нац. исслед. ун-т. - Пермь, 2017. - 136 с.
  4. Шаров Н.В. Литосфера Северной Европы по сейсмическим данным. - Петрозаводск: Карельский науч. центр РАН, 2017. - 168 с.: ил.
  5. Grad M. The Moho depth map of the European Plate / Grad M., Tiira T. // Geophysical journal international. - 2009. - V. 176, № 1. - С. 279-292.
Опубликован
2018-10-01
Выпуск
Раздел
Статьи