НЕКОТОРЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РЕШЕНИЯ ОБРАТНОЙ ЗАДАЧИ ГРАВИМЕТРИИ ДЛЯ ВОЗМУЩАЮЩИХ ТЕЛ (ПРИМОРСКИЙ КРАЙ)

АННОТАЦИЯ

Целью работы является построение модели первого приближения глубинной структуры выделенного участка Приморского края. Для этого выявлялись плотностные неоднородности в форме блоков, которые рассматриваются в качестве основных источников аномалий силы тяжести. В результате интерпретации аномалий силы тяжести определены пространственные характеристики блоков, а так же скачок плотности в горизонтальном направлении.

ABSTRACT

The aim of this work is to construct a model of the first approximation of the deep structure of the selected area of Primorsky Krai. For this purpose, density inhomogeneities in the form of blocks were identified, which are considered as the main sources of gravity anomalies. As a result of the interpretation of gravity anomalies, the spatial characteristics of the blocks are determined, as well as the density jump in the horizontal direction.

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, С.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.

Таким образом, земная кора и верхняя мантия разделены примерно вертикальными поверхностями на блоки и горизонтальными на слои. В рамках принятой модели находят объяснение многие геологические и геофизические явления [2, С.15]. Плотностные неоднородности в форме блоков рассматриваются в качестве основных источников аномалий силы тяжести. Контуры блоков в плане определяются существующей сетью разломов. Разломы выделяются по зонам повышенных горизонтальных градиентов силы тяжести. Боковые ограничения плотностных неоднородностей нередко имеют вертикальный вид. На вертикальных и горизонтальных границах блоков резко изменяются физические свойства вещества – плотность, вязкость, скорость распространения сейсмических волн, прочность и т.д.

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.

Количественная интерпретация аномалий силы тяжести проводится в три этапа. На каждом этапе строится соответствующее приближение объемной геофизической модели глубинной структуры исследуемого участка шельфа. Моделью первого приближения является блоковая модель структуры, построенная по результатам подбора теоретических кривых по отдельным интерпретационным профилям с помощью билогарифмических палеток [1, С. 130] для тел в форме параллелепипедов, имеющих на горизонтальной плоскости вид прямоугольников. Модель второго приближения строится на основе компьютерного подбора кривых силы тяжести вдоль отдельных профилей, но уже для блоков произвольной формы в плане. Объемная модель третьего приближения подбирается на компьютере для большого числа источников аномалий блоковой формы. На этом этапе принимается, что источники образуют единую, сплошную систему геологических тел – блоков и слоев на рассматриваемой акватории. Сопоставление теоретического и измеренного полей силы тяжести проводится не вдоль профилей, а по соответствующим картам - теоретической и исходной наблюденной, по которой осуществляется интерпретация аномалий силы тяжести.

Для исследования выделенного участка территории Приморского края 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. Целесообразность их использования 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)

Рисунок 1. Блоковая тектоника участка Приморского края:

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

Количественной интерпретации предшествовало построение схемы разломов и блоков по зонам повышенных горизонтальных градиентов силы тяжести. В первом приближении считается, что блоки имеют форму прямоугольных параллелепипедов с указанными пространственными и плотностными параметрами. Выделенные разломы имеют северо-западное простирание. Прибрежная часть характеризуется большим горизонтальным градиентом  .

 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.