ИНТЕРПРЕТАЦИЯ АНОМАЛИЙ СИЛЫ ТЯЖЕСТИ 1 ГО ПРИБЛИЖЕНИЯ (ПРИМОРСКИЙ КРАЙ)

MASS INTERPRETATION OF GRAVITY ANOMALIES FOR A SELECTED AREA OF THE PRIMORYE TERRITORY

Irina Tsygankova

candidate of Science, assistant professor North-Eastern State University,

Russia, Magadan

АННОТАЦИЯ

Количественная интерпретация реализована на базе новой концепции интерпретации гравиметрических наблюдений (новой интерпретационной гравиметрии). В ее основе лежат два главных принципа, которые позволяют использовать гравиметрию как самодостаточный подход к изучению строения литосферы. В рамках принятой модели находят объяснение многие геологические и геофизические явления. Плотностные неоднородности в форме блоков  рассматриваются в качестве основных источников аномалий силы тяжести. В результате интерпретации аномалий силы тяжести, на основе блоковой модели строения земной коры и верхней мантии, определены пространственные характеристики источников аномалий, а так же скачок плотности в горизонтальном  направлении. Выделены контуры разломов и блоков.

ABSTRACT

Quantitative interpretation is realized on the basis of a new concept of interpretation of gravimetric observations (new interpretational gravimetry). It is based on two main principles that allow us to use gravimetry as a self-sufficient approach to studying the structure of the lithosphere. Within the framework of the adopted model, many geological and geophysical phenomena are explained. Density inhomogeneities in the form of blocks are considered as the main sources of gravity anomalies. As a result of the interpretation of gravity anomalies, based on the block model of the structure of the earth's crust and the upper mantle, spatial characteristics of sources of anomalies, as well as a density jump in the horizontal direction, are determined. The contours of faults and blocks are identified.

Ключевые слова: аномалия силы тяжести, блок.

Keywords: anomaly of gravity, block.

Аномалии силы тяжести несут ценную для исследователя информацию об ее источнике – пространственные параметры аномалеобразующего объекта, контраст плотности в горизонтальном направлении, зная который можно по реперным значениям определить плотность тела. Этим занимается количественная интерпретация [1, C.26].        

В основе лежат два принципа:

1) источники аномалий силы тяжести имеют преимущественно блоковую природу;

2) верхние и нижние ограничения  плотностных неоднородностей в форме блоков с квазивертикальными боковыми поверхностями  совпадают с горизонтальными поверхностями расслоения литосферы. Иными словами, верхние и нижние ограничения блоков формируют  эти поверхности [2, C.25].

Придерживаясь представлений о блоковой структуре источников региональных аномалий силы тяжести, можно сказать, что главные черты и особенности гравитационного поля создаются плотностными неоднородностями земной коры и верхней мантии в форме блоков.

Для исследования выделенного участка на карте аномалий силы тяжести в редукции Буге в условном уровне масштаба 1:1 000 000 (рис. 1) были выделены 62 интерпретационных профиля и построены соответственно 62 графика зависимости , где - координата точки вдоль профиля. Затем повторно кривые зависимости строились в билогарифмическом масштабе, т. е. в системе координат, где по вертикальной оси откладываются значения , а по оси абсцисс . Для интерпретации кривых использовались логарифмические палетки [3, C.17], которые построены для тела в форме прямоугольного параллелепипеда. Притяжение прямоугольного параллелепипеда, верхняя и нижняя грани которого параллельны плоскости наблюдения  и оси OX, проходящей через проекцию центра тяжести параллелепипеда перпендикулярно большей стороне, определяется выражением

,

где - аномальная плотность; - меньшая и большая стороны основания параллелепипеда;  ,  - глубина залегания верхней и нижней грани; - координата точки вдоль профиля.

Целесообразность использования логарифмических палеток объясняется тем, что операция логарифмирования позволяет перевести мультипликативную функцию в аддитивную. Интерпретация заключается в подборе такой теоретической кривой в альбоме палеток, которая в идеале полностью совпадала бы с исследуемой. При совпадении форм кривые могут быть лишь смещены по осям ординат и абсцисс. По номеру палеточной кривой и двум осям определяют глубину залегания, аномальную плотность, максимальное значение аномалии (табл. 1). 

Количественной интерпретации предшествовало построение схемы разломов и блоков по зонам повышенных горизонтальных градиентов силы тяжести. 

Рисунок 1. Блоковая тектоника участка Приморского края:  

1 – условные изоаномалы поля силы тяжести; 3 – разломы (разрывные нарушения), бергштрихи указывают направление разуплотнения; 3 – интерпретационные профили.

В первом приближении считается, что блоки имеют форму прямоугольных параллелепипедов с указанными пространственными и плотностными параметрами [3, С. 228].  Выделенные разломы имеют северо-западное простирание. Прибрежная часть характеризуется большим горизонтальным градиентом  .

Таблица 1.

  Некоторые результаты интерпретации первого приближения

Очевидно, для более точных расчетов необходимо учитывать реальную форму блоков. Это возможно компьютерным подбором теоретических кривых по отдельным интерпретационным профилям. И это уже этап второго приближения, который будет реализован в дальнейшей обработке данных.

Использованная методика количественной интерпретации позволяет строить реальные трехмерные (3D) модели геологической среды. Закономерность в сочетании слоев и блоков на практике означает, что рассчитав глубины до нижних и верхних ограничений плотностных неоднородностей, одновременно определяются глубины главных квазигоризонтальных границ расслоения. При этом появляется возможность определять и глубины заложения разломов, оконтуривающих блоки, классифицировать  разломы и блоки по глубине. Определение в процессе интерпретации скачков плотности по латерали на боковых ограничениях блоков позволяет строить схемы относительного изменения плотности на разных глубинах, которые затем трансформируются в схемы абсолютных значений плотности.

Список литературы:

1. Ващилов Ю.Я. Блоково – слоистая модель земной коры и верхней мантии. -М.: Наука, 1984. -  237 с.
2. Ващилов Ю.Я. Глубинные гравиметрические исследования. -М.: Наука, 1973. - 156 с.
3. Блоковая модель структуры по гравиметрическим данным юго-восточного прибрежного шельфа Восточно-Сибирского моря / Цыганкова И.П., Кузеванов Г.П., Зимникова Т.П., Сахно О.В. // Глубинная тектоника и вопросы сеймологии, металлогении, нефтегазоносности Востока России: матер. конф. - Магадан, 1999. - С. 224-237.