2
Содержание
Введение ........................................................................ 5
Глава I
Состояние проблемы изучения глубинного строения литосферы, изученность, краткая гоолого-геофизическая характеристика pet иона...................... 9
1.1 Исторический обзор и состояние проблемы изучения глубинного строения литосферы 9
1.2 Некоторые понятия из области строения геосфер и моделирования............ 13
1.3 Состояние проблемы моделирования......................................... 16
1.4 Краткая геолого-геофнзическая характеристика региона..................... 25
1.4.1 Геологическая характеристика региона................................ 25
Разломы.............................................................. 31
Связь между тектоническим строением разломов и глубинными
структурами......................................................... 34
1.4.1 Краткая геофизическая характеристика................................ 3?
Глава 2
Методика послойного определения плотности.................................... 40
2.1 Постановка проблемы...................................................... 40
2.2 Основные положения методики............................................... 41
2.3 Мстоднко-вычислительные проблемы......................................... 47
2.3.1 О слоистости и соотношении плотностей в крупных тектонических структурах................................................................ 48
2.3.2 Новое распределение плотности....................................... 50
2.3.3 Способ выделения гравитационного эффекта от слоя.................... 51
Глава 3
Общие сведения о гсо гра нечиста х, их гсолого-тсктоничсская и геофизическая позиция, результаты моделирования ........................................ 53
3.1 Местоположение геотрансектов и их і еолого-тектоннческая характеристика 53
3.2 Геолого-геофизичсская характеристика геотрансектов, исходные плотностные модели разрезов............................................ 54
3.2.1 Геотрансект Иисянь-Цзыбо............................................ 56
Местоположение геотрансскта и его геологическая характеристика... 56
Геофизическая характеристика......................................... 57
Описание исходной модели............................................. 59
3.2.2 Геотрансект Дун Учжучусинь-Дунгоу................................... 61
3
Местоположение гсотрансскта и его геологическая характеристика ... 61
Геофизическая характеристика....................................... 62
Описание исходной модели........................................... 65
3.2.3 Гсотрансскт Маньчжурия-Суйфэньхэ................................. 68
Местоположение гсотрансскта и его геологическая характеристика ... 68
Геофизическая характеристика....................................... 69
Описание исходной модели........................................... 71
3.2.4 Профиль Свободный - Комсомольск-на-Амурс - м. Сюркум............. 75
Местоположение гсотрансекта и его геологическая характеристика ... 75
Геофизическая характеристика....................................... 76
Описание исходной модели.......................................... 76
3.3 Выводы по характеристикам исходных моделей............................. 80
3.4 Результаты послойного плотностного моделирования....................... 85
3.4.1 Плотностная модель по геотрансекту Иисянь-Цзыбо.................. 86
Анализ гравитационного эффскга исходной модели..................... 86
Среда, подстилающая разрез, и астеносфера.......................... 87
Однослойная литосфера.............................................. 89
Двухслойная литосфера: земная кора и подкоровая часть литосферы 90 Консолидированная часть земной коры................................ 92
3.4.2 Плотностная модель по геотрансекту Дун Учжучусинь-Дунгоу 96
Анализ гравитационного эффекта исходной модели..................... 96
Среда, подстилающая разрез, и астеносфера.......................... 97
Однослойная литосфера.............................................. 97
Двухслойная литосфера: земная кора и подкоровая часть литосферы 99 Консолидированная часть земной коры............................... 103
3.4.3 Плотностная модель по геотрансекту Маньчжурия-Суйфэньхэ 108
Анализ гравитационного эффект а исходной модели................... 108
Среда, подстилающая разрез, и астеносфера......................... 108
Однослойная литосфера............................................. 110
Двухслойная литосфера: земная кора и подкоровая часть литосферы .. III Консолидированная часть земной коры............................... 113
3.4.4 Плотностная модель по профилю Свободный - Комсомольск-на-
Амурс • м. Сюркум................................................. 121
Анализ гравитационного эффекта исходной модели.................... 121
Среда, подстилающая разрез, и астеносфера......................... 122
18
упорядоченная совокупность петрографических образований, закономерность и особенность строения и взаимосвязь которых обусловлены геологической историей развития самой среды и отражены в закономерном, генетически обусловленном, упорядоченном распределении физических свойств всей совокупности объектов среды. Физические поля функционально отвечают такому распределению. Поэтому, рассчитывая модели распределения плотностей в геологической среде, которые создают эффект, аналогичный наблюдаемому гравитационному полю, можно получать сведения о структуре геологической среды".
Существует большое число способов построения плотностиых (гравитационных) моделей. Перечислить все их нс представляется возможным. Все известное множество методов и способов интерпретации М.М. Семендуев (1992) делит на три группы (направления): математическую (аналитическую), корреляционно-статистическую и тектоническую. Математическое направление квалифицируется как детерминистский подход к шггерпретации гравитационных аномалий, основывающийся на жестких причинно-следственных связях между возмущающими массами и наблюдаемыми гравитационными эффектами. Корреляционно-статистическое - квалифицируется как вероятностный подход в интерпретации, основанный на концепции количественных связей между определенными геологическими параметрами и характеристиками геофизических аномалий. Тектоническое направление - качественная интерпретация: выяснение геологической природы отдельных аномальных особенностей.
В.Н. Страхов |Гравиразведка, справочник, 19811 в методах математических моделей, используемых при решении обратных задач гравиметрии, определяет четыре принципа классификации с помощью которых выделяет 11 классов моделей.
Представляется своевременным обратить внимание на некоторые признанные методики, используемые для моделирования глубинных структур, сообразно уровню и специфике проводимых исследований в настоящей работе. Интересно отметить, и это будет видно далее, что многие методики имеют географическую привязку. Это говорит о том, что каждая (или почт каждая) методика возникает как реакция на необходимосгъ решения конкретной проблемы (практического, экспериментального или теоретического характера), назревшей в определенном месте в специфических условиях. При этом, часто, для достижения поставленной цели, используются одни и те же инструменты (вычислительные схемы), но с применением иной технологии обработки данных, выбора граничных условии, промежуточных и контрольных вычислений. Именно технология все чаще становится основой новых приемов обработки и интерпретации. Не редко это связано с особенностями геометрии исходной
19
модели, которая не подпадает, или не может быть адаптирована (аппроксимирована) моделью, для которой уже разработана технология и методика расчетов. Этой теме, типизации моделей по геометрическому принципу и принципам исходного распределения в них скорости упругих волн и плотности, посвящена значительная часть последней монографии Л.И. Брянского [1995].
Наиболее подробно и всесторонне разработана методика итерационного моделирования трехмерных градиентно-слоистых юл С.С. Красовского [1981, 1989]. Используется она в полном объеме для моделирования глубинных структур земной коры и верхней мантии главным образом в европейской части Евро-Азиатского континента, но успешно опробована и продемонстрировала хорошие результаты на других континентах, в том числе на океанических акваториях. Метод очень трудоемкий и требует большого объема информации о структурно-вещественном составе, особенно это касается неконсолидированной части коры - осадочного чехла. Плотностной разрез скорее играет роль экспертной оценки для корректировки и прослеживания на глубине структур, установленных в верхних горизонтах земной коры. "Моделируются [Красовский, 1981] наиболее вероятные геологические и физические модели и на всех этапах расчеты производятся при полном контроле интерпретатора, решение ведется в рамках выбранной принципиальной модели iоологической среды, рассматриваются наиболее вероятные с геологической точки зрения варианты*.
М.А. Алехсидзе и K.M. Картвслишвили [1979] предлагают использовать для изучения глубинных структур модель Земли нормальной плотности, "в которую вложены физико-геологические предпосылки" ... без этого “не ясно, что принимать за нормальные уровни, относительно которых отклонение истинного строения Земли обусловливает наблюдаемую аномалию". Они полагают, что "аномалии гравитационного поля обусловлены действием масс промежуточного слоя, ограниченного физической поверхностью Земли и уровнем моря, и аномальных масс земной коры и верхней мантии. Но для определения последних следует зкатъ, какие распределения плотности создает нормальное поле".
B.C. Сурковым и П И. Моренным [1971) разработана методика для определения подошвы земной коры в Сибири на основе концепции изосгазни и стандартной модели земной коры, мощность которой принята равной 39 км, глубина полной компенсации 100 км, средняя плотность коры 2.81 г/см*, мантии 3,25 г/см3. Параметры слоев коры уточняются по редкой сети ГСЗ. Положение раздела К и плотностных неоднородностей в консолидированной коре определяются по разности между наблюденными и расчетными значениями поля.
- Київ+380960830922