МАССОВАЯ ИНТЕРПРЕТАЦИЯ АНОМАЛИЙ СИЛЫ ТЯЖЕСТИ ДЛЯ ВЫДЕЛЕННОГО УЧАСТКА ПРИМОРСКОГО КРАЯ

Информация о различных свойствах глубинных тел заключена в аномалиях силы тяжести. По ним можно определить размеры тел, изменение плотности на границах. А если известен скачок плотности, то по реперным значениям можно определить и саму плотность тела.[1, С.26]. Такими расчетами занимается количественная интерпретация аномалий силы тяжести. Два положения определяют основной подход:

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. Таким образом, верхние и нижние ограничения блоков фиксируют положение поверхностей.

Следовательно, литосфера разделена примерно вертикальными поверхностями на блоки и горизонтальными на слои. Эта модель объясняет различные глубинные явления [2, С.15]. Плотностные неоднородности в форме блоков рассматриваются в качестве основных источников аномалий силы тяжести. Грани блоков формируются образованной сетью разломов. Контуры разломов фиксируются зонами максимального горизонтального градиента силы тяжести. Блоки размером порядка единиц и десятков километров в длину нередко имеют форму треугольников, параллелограммов, трапеций и других правильных, либо неправильных многогранников. Боковые ограничения источников аномалий нередко имеют вертикальный вид. Физические характеристики вещества, составляющего блок – скорость сейсмических волн, прочность, вязкость, меняются скачкообразно на гранях блоков. Верхние и нижние поверхности блоков формируют поверхности расслоения вмещающей среды, к которым относятся кровля «гранитного», базитового слоев, поверхность Мохо, подкоровые границы.

Количественная интерпретация аномалий силы тяжести проводится определенным порядком. На каждой ступени строится соответствующее приближение объемной геофизической модели глубинной структуры исследуемого участка. 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. Для построения модели второго приближения необходимо осуществить подбор кривых для блоков различной геометрической формы. Объемная модель третьего приближения подбирается на компьютере для большого числа аномалеобразующих объектов. В этом случае учитывается гравитационное влияние всех геологических тел – блоков и слоев на рассматриваемой территории. Сопоставление расчетного 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 расчета геометрических параметров блоков, а так же приращения плотности на гранях 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 переводили данные в билогарифмический масштаб, т. е. в систему координат, где по вертикальной оси откладываются значения , а по оси абсцисс - . Для интерпретации кривых использовались логарифмические палетки [3, С.17]. Они построены для тела в форме прямоугольного параллелепипеда. Если верхняя и нижняя грани прямоугольного параллелепипеда параллельны плоскости наблюдения и оси ОХ, которая проходит через проекцию центра тяжести параллелепипеда перпендикулярно большей стороне, то притяжение такого тела определяется выражением

,

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

Для интерпретации в альбоме палеток выбирается такая теоретическая кривая, которая в большей степени совпадает с исследуемой. При совпадении форм допускается лишь смещение кривых по вертикальной и горизонтальной осям для определения глубины залегания, аномальной плотности, максимального значения аномалии  (табл. 1).

Для осуществления интерпретации была построена схема разломов и блоков (рис.1). Они фиксируются зонами повышенных горизонтальных градиентов силы тяжести. В этом случае предполагается, что блоки имеют форму прямоугольных параллелепипедов с указанными пространственными и плотностными параметрами. Большая часть выделенных разломов имеет северо-восточное простирание.

Рисунок 1. Блоковая тектоника участка Приморского края: 1 – условные изоаномалы поля силы тяжести; 2 – разломы (разрывные нарушения), бергштрихи указывают направление разуплотнения; 3 – интерпретационные профили

Проведена предварительная оцифровка минимально возможных глубин их заложения, рассчитанных на основе количественной интерпретации гравитационных данных. Схема совмещена с картой аномалий силы тяжести в редукции Буге. Анализ рабочей карты изолиний показывает, что геофизическая картина весьма сложная. Относясь к области мезозойской складчатости, указанная площадь имеет много разломов. Известно, что на территории Приморья существует более десяти крупных и большое количество мелких разломов, формирующих Сихотэ-Алиньскую горную страну. Система горных цепей прослеживается на карте аномалий силы тяжести по простиранию на северо-восток. Зона разлома хорошо выражена интенсивными аномалиями, отличается прямолинейностью. Разделяет блоки, отличающиеся большой разностью . Так, на юге выделенного участка блоки характеризуются большими по значению положительными аномалиями. Наблюдается разуплотнение пород в северном направлении по карте (от Владивостока до Уссурийска). Восточный блок в большем объеме сложен мезозойскими отложениями, на поверхности представленными преимущественно нижним мелом. Сихотэ-Алинский разлом представляется структурным элементом зоны контакта океанических и континентальных блоков земной коры.

Высокие отрицательные аномалии, выделяемые в гравитационном поле в северной части, вероятно, соответствуют увеличению мощности осадочного чехла. Выделенные на схеме блоки по ширине от 30 до 60 км. Прибрежная часть характеризуется большим горизонтальным градиентом .

 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 позволит в дальнейшем на основе рассчитанного приращения плотности на границах блоков построить систему плотностных срезов на различных глубинах и разрезов, уточнить глубины оконтуривающих блоки разломов [4, С.127; 5, С.24].