ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 06.11.2023
Просмотров: 68
Скачиваний: 2
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
В качестве примеров возможности применения гравиразведки рассмотрим региональные и поисково-разведочные работы.
Региональные гравиметрические съемки суши и акваторий. Значительная часть континентов и акваторий морей и океанов исследована с помощью проведения общей региональной гравиметрической съемки в масштабах мельче 1 : 200 000. Основными задачами региональной съемки являются: изучение литосферы и земной коры; оценка их мощности и строения; тектоническое районирование; выявление крупных структур; изучение строения фундамента; выявление перспективных площадей для поиска полезных ископаемых.
Интерпретация карт аномалий в редукции Буге (ΔgБ) качественная, а при наличии опорных геолого-геофизических профилей (как правило, сейсмических) может быть и количественной. На рисунке 1.8 приведен пример использования гравиразведки при решении региональной задачи по определению строения переходной зоны в районе Охотского моря. В результате интерпретации аномалий Буге выделены плотностные блоки с различной эффективной плотностью, соответствующие участкам океанической литосферы, покровно-мантийным комплексам литосферы переходного типа и областям относительно приподнятой астеносферы.
Рис. 1.8. Плотностная модель тектоносферы Охотского моря:
1 — наблюденный (сплошная линия) и расчетный (пунктирная) графики аномалий Буге
в условном уровне; 2 — изолинии μz (10–2 кг/м2/км); 3 — границы плотностных блоков;
4 — расчетная эффективная плотность блоков (10–3 кг/м3); 5 — континентальная земная кора;
6 — нижний слой континентальной литосферы; 7 — аккреционная призма;
8 — Охотско-Чукотский вулканический пояс; 9 — океаническая литосфера; 10 — астеносфера;
11 — покровно-мантийные комплексы литосферы переходного типа (А. М. Петрищевский, 2005)
В результате гравиметрических и сейсмических исследований обширных территорий континентов и океанов выявили прямую зависимость между мощностью земной коры и региональными аномалиями ΔgБ. Установлено, что в геосинклинальных областях отмечаются интенсивные (до –400 мГал) отрицательные аномалии, платформы характеризуются небольшими аномалиями разного знака, а на акваториях наблюдаются интенсивные положительные (до 400 мГал) аномалии, причем тем большие, чем меньше мощность земной коры
. Объясняется это тем, что подошва земной коры (граница Мохоровичича) отделяет породы разной плотности: 2,8–3,0 г/см3 сверху и 3,1–3,3 г/см3 снизу. Поэтому обычно кривая ΔgБ отражает форму границы Мохоровичича, т. е. мощность земной коры.
По гравиметрическим и сейсмическим данным установлено, что при средней мощности континентальной земной коры на платформах примерно 30 км, под горами (в геосинклиналях) она достигает 70 км, а в океанах уменьшается до 5 км. В целом поверхность Мохоровичича зеркально повторяет форму поверхности рельефа Земли, в частности, существуют корни гор. Этот факт объясняют гипотезой изостазии, сущность которой сводится к представлению литосферы и земной коры в виде отдельных блоков, «плавающих» в пластичном подкоровом веществе (верхней мантии). Подчиняясь закону Архимеда — чем больше нагружен блок (например, горами), тем глубже он погружается своей нижней частью, — блоки земной коры как бы «плавают» и избыток масс на поверхности компенсируется недостатком внизу.
По региональным гравиметрическим аномалиям типа гравитационной ступени выделяют глубинные разломы с вертикальными перемещениями соседних блоков. На платформах с большой мощностью осадков (свыше 2–3 км) кривая ΔgБ характеризует поведение кровли кристаллического фундамента: максимумам соответствуют поднятия в фундаменте, минимумам — прогибы. На участках небольшой глубины фундамента (до 2 км) кривая ΔgБ характеризует и литологический состав фундамента, и его рельеф.
При региональных гравиметрических работах удается успешно решать различные задачи структурной геологии, выделяя по соответствующим аномалиям Буге различные структуры земной коры, отличающиеся от вмещающих пород по плотности. Так, в пределах Якутии гравиразведка помогла выявить форму и определить глубину заложения структуры Сарычева (рис. 1.9).
Рис. 1.9. Модель глубинного строения структуры Сарычева (Якутия):
1 — осадочные отложения; 2 — граниты; 3 — вулканиты; 4 — дациты; 5 — метаморфические породы;
6 — зоны метаморфизованных пород; 7 — тектонические нарушения; 8 — значения плотности (г/см3);
9 — кривая силы тяжести в редукции Буге (А — наблюденная, Б — расчетная)
(В. В. Стогний, Г. А Стогний., С. П. Васильев, 2000)
Поиски и разведка полезных ископаемых. Важным направлением гравиразведки являются поиски и разведка нефтегазовых структур: соляных куполов, антиклинальных складок, рифовых массивов, куполовидных платформенных структур. Наиболее благоприятны для разведки соляные купола, поскольку соль отличается низкой плотностью (σ = 2,1 г/см3) по сравнению с окружающими породами и резкими крутыми склонами. Соляные купола, находящиеся в Урало-Эмбенском районе, Днепровско-Донецкой впадине и других районах, выделяются изометрическими интенсивными отрицательными аномалиями, по которым можно судить не только об их местоположении и форме, но и о глубине залегания.
Антиклинальные складки выделяются вытянутыми изолиниями аномалий (ΔgБ) положительного и отрицательного знака в зависимости от плотности пород, залегающих в ядре складок. Интерпретация результатов качественная, изредка количественная.
Многие месторождения нефти и газа приурочены к рифовым массивам, но их разведка гравиметрическим методом является задачей нелегкой. Для разведки рифовых известняков среди осадочных терригенных пород используют анализ как региональных, так и локальных аномалий, причем рифовые известняки выделяются, как правило, положительными аномалиями. Куполовидные платформенные поднятия, к которым также нередко приурочены месторождения нефти и газа, отличаются малой амплитудой и большой глубиной залегания. Применение высокоточных гравиметров позволяет вести разведку и этих структур, выделяющихся слабыми отрицательными аномалиями за счет разуплотнения пород над поднятиями.
В связи с разведкой угольных месторождений гравиметрию применяют как для определения границ угольного бассейна, так и для непосредственных поисков отдельных месторождений и пластов угля. В некоторых случаях мощные, неглубоко залегающие угольные пласты выделяются минимумами ΔgБ за счет малой (σ = 1,1 г/см3) плотности углей.
Гравиразведку применяют в комплексе с другими геофизическими методами также для разведки рудных и нерудных ископаемых, причем ее привлекают как для крупномасштабного картирования и выявления тектонических зон и структур, благоприятных для залегания тех или иных ископаемых, так и для непосредственных поисков и разведки месторождений. Существенное отличие рудной гравиметрии от нефтяной состоит в меньшей глубинности, большей детальности и точности разведки.
Классическим примером применения гравиметрии являются поиски и разведка железорудных месторождений (особенно Курская магнитная аномалия и Кривой Рог), где гравиразведку применяют для изучения структуры бассейна, картирования железорудной толщи и поисков богатых руд. На железорудных месторождениях наблюдаются локальные положительные аномалии за счет высокой плотности железосодержащих руд. Работы проводят совместно с магниторазведкой, что позволяет определить размеры, глубины залегания, мощности рудных залежей (подробнее см. главу 2). Из-за высокой плотности хромитов гравиразведка практически является единственным методом поисков и разведки хромитовых руд.
На рудных колчеданных и полиметаллических месторождениях гравиразведка существенно дополняет методы электроразведки при отделении рудных электрических аномалий от безрудных. С залежами колчеданных руд связаны интенсивные положительные аномалии за счет их повышенной плотности.
Широкое применение находит гравиметрия и при разведке нерудных ископаемых. Интенсивными положительными локальными аномалиями ΔgБ часто выделяются пегматитовые, кварцевые, корундовые, баритовые жилы, кимберлитовые алмазные трубки, месторождения слюд, марганца, боксита и многих других ископаемых. Минимумами ΔgБ выделяются месторождения минеральных солей.