ГЕОЛОГО-ГЕОФИЗИЧЕСКОЕ ИСТОЛКОВАНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ КОЛИЧЕСТВЕННОЙ ИНТЕРПРЕТАЦИИ АНОМАЛИЙ СИЛЫ ТЯЖЕСТИ В КЛАССЕ ТРЕХМЕРНЫХ БЛОКОВЫХ МОДЕЛЕЙ (ЦЕНТРАЛЬНАЯ ЧАСТЬ ЯНО-КОЛЫМСКОГО ОРОГЕННОГО ПОЯСА)

GEOLOGICAL AND GEOPHYSICAL INTERPRETATION OF THE RESULTS OF GUANTITATIV INTERPRETATION OF GRAVITY ANOMALIES CLASS THREE-BLOCK MODEL (CENTRAL PART YANA-KOLYMA OROGENIC BELT

Irina Tsigankova

candidate of Science, assistant professor of Northeastern State University,

Russia, Magadan

АННОТАЦИЯ

На основе количественной интерпретации гравиметрических наблюдений построена блоковая модель глубинной структуры центральной части Яно-Колымского орогенного пояса. Плотностные срезы и разрезы литосферы дают информацию о структуре и веществе рассматриваемой территории.

ABSTRACT

Based on the quantitative interpretation of gravimetric observations built block model of deep structure of the central part of the Yana-Kolyma orogenic belt. Density sections and sections of the lithosphere gives information on the structure and substance of the territory.

Ключевые слова: аномалии силы тяжести; блоково-слоистая модель.

Keywords: gravity anomalies; block-layered model.

Изучение структуры и вещественного состава литосферы центральной части Яно-Колымского орогенного пояса () осуществлялось на базе методики количественной интерпретации гравиметрических наблюдений, разработанной в лаборатории региональной геофизики СВКНИИ ДВО РАН и широко освещенной в научной литературе [1–5]. Эффективная методика базируется на основе блоково-слоистой модели земной коры и верхней мантии. Схема разломов и блоков (плотностных неоднородностей) с оцифровкой минимально возможных глубин их заложения, полученных при количественной интерпретации гравитационных данных, совмещенная с картой аномалий силы тяжести в редукции Буге, представлена на рисунке 1.

Рисунок 1. Блоковая тектоника участка  по гравиметрическим данным: 1 – условные изоаномалы поля силы тяжести; 2 – разломы (разрывные нарушения) первого порядка; бергштрихи указывают направление разуплотнения; Ч-Ю – Чай-Юрьинский разлом, И-Д-Иньяли-Дебинский разлом, Д-разлом Дарпир; 3 – дизъюнктивные нарушения второго порядка; 4 – минимально возможная глубина заложения разломов; 5 – минимально возможная глубина заложения плотностных неоднородностей (блоков); 6 – линия и номер разреза литосферы

Плотностная модель подбирается для большого числа источников аномалий блоковой формы. Здесь рассчитывается гравитационный эффект, создаваемый всеми источниками вдоль выбранного интерпретационного профиля. Так уточнялись геометрические параметры блоков (глубина заложения верхнего и нижнего ограничений и ) и скачок плотности в горизонтальном направлении (). Глубины и  определяют положение главных квазигоризонтальных границ расслоения вмещающей среды.

На этапе 3-го, наиболее точного приближения, рассчитывалось гравитационное влияние всех блоков. Результаты позволили получить необходимую информацию не только о пространственных параметрах плотностных неоднородностей, но и абсолютные значения плотности пород. По ним составлены плотностные срезы и разрезы земной коры и верхней мантии. При построении объемной модели использовался метод плотностных геологических реперов [6]. Естественными плотностными реперами послужили гранитные массивы со средней плотностью гранитов около  и  на глубинах соответственно 1 и 6 км. Используя латеральный скачок, плотность переносилась от одного блока к другому. При этом учитывается направления разуплотнения. Для расчета абсолютной плотности на больших глубинах, начиная с 10 км, необходимо иметь другие эталонные значения плотности. Глубинное вещество под воздействием метаморфических процессов приобретает отличные от приповерхностных пород свойства. При определении абсолютной плотности пород на глубинах свыше 10 км в качестве опорных использовались данные плотностных срезов литосферы Северо-Востока России [4]. Но принцип расчета оставался тем же.

Геолого-петрологическая интерпретация модели глубинного строения проведена на основе изучения плотности образований осадочного и магматического происхождения на поверхности. Наиболее близким к дневной поверхности сделан плотностной срез на глубине 1 км (рис. 2). Видно, что в Чай-Юрьинской зоне и в зоне разлома Дарпир представлены породы с плотностью , характерные для палеозойских отложений. В зоне Иньяли-Дебинского разлома прослеживаются породы триасовой системы с плотностью . Из интрузивных пород на срезе фиксируются граниты с плотностью и гранодиориты с плотностью .

Рисунок 2. Геолого-петрологический срез участка 62°00'-63°20' с.ш. и 147°00'-150°00' в.д. на глубине 1 км. 1 – расчетные значения плотности; 2 – опорное значение плотности; 3 – разломы (разрывные нарушения) первого порядка; бергштрихи указывают направление разуплотнения; 4 – дизъюнктивные нарушения второго порядка; 5 – терригенные осадочные породы триаса; 6 – пермские отложения; 7 – граниты; 8 – гранодиориты

Диапазон изменения плотности на глубине 6 км , куда включены гранодиориты, диориты, базиты (рис. 3). По результатам интерпретации второго приближения на срезе выделены блоки пород повышенной плотности . Это базиты-ипербазиты. Породы с плотностью гранодиоритов  занимают достаточно большую площадь. Таким образом срез на глубине 6 км показывает, что на рассматриваемой территории породы кровли «базитового» слоя подходят относительно близко к дневной поверхности.

Рисунок 3. Геолого-петрологический срез участка 62°00'-63°20' с.ш. и 147°00'–150°00' в.д. на глубине 6 км. 1 – расчетные значения плотности; 2 – опорное значение плотности; 3 – разломы (разрывные нарушения) первого порядка; бергштрихи указывают направление разуплотнения; 4 – дизъюнктивные нарушения второго порядка; 5 – гранодиориты; 6 – диориты; 7 – базиты

На глубинный разрез наносятся вертикальные разрывы и проецируются нижние и верхние ограничения тех блоков, которые или пересекаются линией разреза на карте, или находятся вблизи от нее. Эти проекции определяют положение поверхностей расслоения, что хорошо согласуется с модальными значениями, выделенными на полигонах распределения и . Модальные значения 6,3; 11; 16; 27,2; 33; 37 км отмечены границами определенной природы. На глубине 11 и 16 км расположена кровля базитового слоя. На глубинах 33 и 37 км – поверхность Мохо. Внутри осадочного слоя выделяются границы, которые распространены неповсеместно и находятся на глубинах 0,8–1 км

Рисунок 4. Плотностной разрез I–I литосферы по результатам 2-го приближения. 1 – граниты; 2 – гранодиориты; 3 – диориты; 4 – базиты; 5 – базиты-гипербазиты; 6 – терригенные осадочные породы; 7 – индексы поверхностей расслоения; 8 – плотность пород на данной глубине; 9 – вертикальные ограничения плотностных неоднородностей; 10 – верхние и нижние ограничения плотностных неоднородностей; 11 – квазигоризонтальные поверхности раздела; 12 – разломы Дарпир и Иньяли-Дебинский

Профиль I-I (рис. 4) пересекает структурные образования Иньяли-Дебинского синклинория – разломы Дарпир, Иньяли-Дебинский, составляющие сквозькоровой магмаконтролирующей Яно-Колымской зоны разломов, а также глубинные интрузивные образования. Видно, что кровля базитового слоя находится на глубине 15 км южнее Иньли-Дебинского разлома. Он смещает эту поверхность расслоения. К северу от разлома кровля базитового слоя Б опускается до глубины 18 км и вблизи нее породы имеют плотность 2,87–2,88 г/см³. Основание коры – поверхность Мохоровичича располагается на глубине 33 км. Подошва осадочного чехла отмечена верхними ограничениями блоков. Следовательно, осадочные отложения мезозоя-палеозоя имеют толщу до 1 км.

Таким образом, в ходе выполнения работы получена ценная информация о структуре и веществе рассматриваемой территории.

Список литературы:

1. Ващилов Ю.Я. Глубинные гравиметрические исследования. – Москва, 1973. – 156 с.
2. Ващилов Ю.Я. Методы тотальной интерпретации гравитационных и магнитных аномалий в классе блоковых моделей источников возмущения. // Геофизические исследования блоково-слоистой структуры литосферы. – Магадан, 1983. – С. 3–54.
3. Ващилов Ю.Я. Блоково-слоистая модель земной коры и верхней мантии. – Москва, 1984. – 240 с.
4. Ващилов Ю.Я. Глубинная структура, геодинамика и геокинематика Северо-Востока России // Структура и геокинематика литосферы Северо-Востока России. – Магадан, 1993. – С. 19–43.
5. Ващилов Ю.Я. Гравиметрическая томография – новое направление изучения твердой оболочки Земли: доклады РАН, – Москва, 1995, – Т. 343, № 4, С. 532–536.
6. Ващилов Ю.Я., Кабак И.Б., Максимов А.Е., Сахно О.В., Цыганкова И.П. Геолого-гравиметрическая интерпретационная томография земной коры и верхней мантии: теория, методология, результаты. // Проблемы геотомографии: сб. науч.трудов. – Москва, 1997. – С. 266–287.