ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 29.10.2023
Просмотров: 41
Скачиваний: 2
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
ПЕРВОЕ ВЫСШЕЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ УЧЕБНОЕ ЗАВЕДЕНИЕ РОССИИ
МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Кафедра геофизики
Отчет по лабораторной работе №5
По дисциплине: Физика Земли
Тема: «Построение глубинного разреза по Уралсейс»
Выполнили: студент гр. РФ-19: / / Демяшкин С.С.
Проверил: профессор / / Егоров А.С.
Санкт-Петербург
2023
Цель работы: построение глубинного геолого-геофизического разреза на примере Уральской складчатой области по данным геотраверса «Уралсейс».
Задачи работы:
1. Изучить содержание рабочего банка данных: сейсмические данные (МДС), линеаментный анализ, особые точки потенциальных полей, частотный и псевдоплотностной разрезы
2. Наметить положение разрывных нарушений и границ слоев.
3. Написать пояснительную записку.
Фактологическая основа
-
Учебные пособия:
-
Зоненшайн Л.П. Палеогеодинамика / Л.П.Зоненшайн, М.И.Кузьмин. М.: Наука, 1992. 192 с. -
Егоров А. С. Физика Земли: Учебное пособие; Национальный минерально-сырьевой университет «Горный». СПб, 2012. 101 с
-
Тектоническая карта РФ, банк данных Corel Draw;
Научно-теоретическая основа
Исследование глубинного строения тесно связано с изучением процессов магматизма, метаморфизма, геодинамики, эндогенной металлогении в горных системах. Формирование месторождений полезных ископаемых часто приурочено к конвергентным границам таким как субдукция (Анды: молибден, вольфрам, медь) и коллизия (Уральская складчатая область). Однако изучение глубинного строения земной коры осложнено практически полным отсутствием скважинной информации на больших глубинах. Имеется только полтора десятка сверхглубоких скважин с максимальным проникновением в недра Земли до 12 260 м (Кольская СГ-3).
Глубинные геофизические исследования способны решить задачу регионального изучения земной коры и верхней мантии: картирование тектонических нарушений, интрузивных массивов, установление латеральной и вертикальной неоднородностей. К глубинным геофизическим методам относят глубинное сейсмическое зондирование (ГСЗ), метод отраженных волн общей глубинной точки (МОВ-ОГТ), а также данные магнитотеллурического зондирования (МТЗ).
Геотраверсы – это региональные профили, по которым выполнялись комплексные геологические и глубинные геофизические работы для интерпретации структуры земной коры. В России подобные исследования начались с конца прошлого столетия. На примере данных геотраверса по профилю «Уралсейс» выполним построение глубинного разреза земной коры территории Южного Урала.
Геологическое строение Западно-Уральской зоны
Уральская складчатая область (УСО) рассматривается как коллизионный ороген, сформированный в результате позднепалеозойской аккреции континентальных плит Балтия, Казахстан и нескольких микроплит и островных дуг в условиях закрытия Уральского океанического бассейна. Следовательно, Уральский ороген включает деформированные окраины континентальных плит Балтия и Казахстан, несколько палеомикроплит с корой континентального типа и сутурные мегазоны, выполненные комплексами островных дуг и древней океанической коры. Орогенез сопровождался интенсивным проявлением складчатых и разрывных деформаций, горообразованием, магматизмом и региональным метаморфизмом.
Вдоль профиля МОВ-ОГТ «Уралсейс» выделяют протяженные субмеридионально вытянутые структурно-формационные зоны.
Западный фрагмент разреза пересекает тектонически слабо деформированный восточный фланг Восточно-Европейской платформы (ВЕП). Суммарная мощность палеозойской части разреза здесь достигает 2 км; ниже, на глубинах от 2 до 11 км, залегают рифейско-вендские осадочные комплексы.
Проявления позднепалеозойских складчато-надвиговых дислокаций комплексов древней пассивной окраины Восточно-Европейской палеоплиты картируются к востоку от Шиханского надвига, маркирующего западную границу Предуральского краевого прогиба. Вдоль этого надвига по сейсмическим данным моделируется воздымание кристаллического фундамента платформы с амплитудой до 3 км.
В строении осадочного слоя Башкирского и Уралтауского поднятий доминирующая роль принадлежит рифейским метаморфизованным осадкам. Интенсивные позднепалеозойские дизъюнктивные деформации обусловили пластинчато-надвиговый стиль строения верхней коры Башкирского поднятия. Здесь по данным МОВ-ОГТ моделируется серия верхнекоровых сегментов с наклонным положением сместителей.
Уралтауское поднятие моделируется как относительно однородный сейсмически расслоенный коровый сегмент столбообразной формы, ограниченный по флангам глубинными разломами. Эта особенность разреза Уралтауского поднятия связывается с высокоамлитудным (до 7 км) воздыманием окраины континентальной части Восточно-Европейской палеоплиты в условиях ее аккреции с другими плитами Уральского палеоокеана. Тектонической границей Уралтауского поднятия с Магнитогорской мегазоной является Главный Уральский разлом.
В разрезе Восточно-Магнитогорской зоны развиты островодужные образования, включающие тела гипербазитов. В сравнении с однотипной Западно-Магнитогорской сутурной зоной, Восточно-Магнитогорская зона имеет более узкую верхнекоровую часть. Ее узкий глубинный канал фиксируется на разрезах МОВ-ОГТ и их трансформантах слабо выраженной наклонной зоной нарушения структуры сейсмической расслоенности.
Методика работы
Исходные данные состоят из:
-
Фрагмента тектонической карты с вынесенным положением профиля «Уралсейс». На карте цветом, крапом и индексами отражены СВК: коричневый цвет – моласса; болотно-зеленые – пассивной окраины; синие –островных дуг; красные – коллизионные ганитоидные плутоны (рис.1)
Рис.1. Тектоническая карта с вынесенным положением профиля «Уралсейс»
2) Рамка и название геологических структур, индексы СВК;
3) МДС – сейсмический разрез коры МОВ-ОГТ, обработанный методом динамической сейсморазведки (рис.2).
Рис.2. Сверху - разрез МДС, снизу – МДС в показатели рефлективности
МДС - это процедура суммирования и генерализации оптических изображений с построением разрезов в показателях отражательной способности. На разрезе МДС отражающие элементы проявляется в виде радиально-зонального распределения сейсмически прозрачных и гетерогенных областей. Таким образом, более контрастно выделяются палеоплиты, разрывные нарушения прослеживаются на глубину
4) Особые точки по данным потенциальных полей и псевдоплотностной разрез (рис.3);
Рис.3. Слева - псевдоплотностной разрез, справа – особые точки по потенциальным полям
5) Разрез МОВ-ОГТ (рис. 4), на котором прослеживаются как наклонные границы различных блоков земной коры, так и выполаживающиеся с глубиной разрывные нарушения
Рис.4. Разрез по данным МОВ-ОГТ
6) Частотный разрез по данным МТЗ (рис. 5). На нем четко выделяются верхняя часть разреза, представленная осадочными породами, хорошо отбивается граница Мохо.
Рис.5. Глубинный разрез по данным МТЗ
7) Линеаментный анализ сейсмического поля (рис.6)
Рис.6. Линеаментный анализ сейсмического поля
Выполнение работы начинается с вынесения глубинных разломов по карте тектоники.
Рис.7. Глубинный разрез по профилю «Уралсейс»
Наиболее четко отбиваются верхние слои земной коры по данным МДС и МТЗ. В качестве проверки используем особые точки потенциальных полей и данные глубинной сеймики. После чего маркируем границу Мохо по данным МОВ-ОГТ.
По ГСЗ, МОВ-ОГТ и МТЗ выделяем контрастные слои, где проявляются осадочная толща на глубинах от 2 до 11 км, а также две субгоризонтальных высокоотражательные пачки, локализованные на глубинах 19-22 и 32-40 км, которые маркируют подошвы верхне- и нижнекорового слоев кристаллической коры.
По показателю рефлективности дифференцируем объекты: области стационарности расчётных геофизических параметров, отвечающие блокам (палеоплитам) с древней континентальной корой, и разделяющие их градиентные зоны, маркирующие положение глубинных межплтных швов. По линеаментам проверяем корректность выделения слоев и разломов.
Последним этапом является раскрашивание слоев, исходя из априорной геологической информации, показателей рефлективности (рис. 8).
Рис. 8. Геолого-геофизический разрез земной коры вдоль профиля МОВ-ОГТ «Уралсейс». В условных обозначениях: 1 – платформенный чехол, 2 – моласа предгорных прогибов, 3 – осадки пассивных континентальных, 4 – осадочно-вулканогенные островные дуги, 5 –– гранитоиды, гнейсы (пониженные значения рефлективности): 6 – гранитоиды, гнейсы (средние значения рефлективности); 7 – гранитоиды, гнейсы (повышенные значения рефлективности); 8 – литосферная мантия; 9 – разрывные нарушения; 10 – граница Мохо, 11 – граница Конрада; 12 – тренды воздымания и опускания блоков верхней коры
Вывод: Уральская складчатая область (УСО) формировалась как коллизионный ороген при столкновении континентальных плит Балтии с Казахстаном в условиях закрытия океана в период Герцинской складчатости. Изучение глубинного строения земной коры и верхней мантии на территории южной части УСО осуществлялось с помощью геотраверсов. Вдоль профиля «Уралсейс» с помощью тектонической карты, а также геофизических данных построен геолого-геофизический разрез. На нем выделяются следующие плиты с корой континентального типа и сутурные мегазоны: окраина ВЕП, Предуральский прогиб, Башкирское поднятие, Уралтаусское поднятие, Западно-Магнитогорская зона, Центрально-Магнитогорская и Восточно-Магнитогорские зоны, Восточно-Уральский мегаблок, Шеркалинская мегазона, Зауральский мегаблок. Между ними активно проявляются складчатые зоны, разрывные деформации.
Осадочные толщи выражены в разрезах пониженными значениями скоростей и удельного электрического сопротвления, их мощность в пределах разреза достигает от 2 до 10 км.
При интерпретации верхней и средней коры палеоплит плит проявляются наклонные отражающие границы. Для них характерно большое количество разрывных нарушений, надвиговый характер смещения границ.
Разрезам палеоплит присуще чередование в радиальном измерении высокоотражательных и сейсмически прозрачных пачек. Индивидуальный характер этой расслоенности в разных блоках и его смена являются индикатором положения межблоковых швов.
По геофизическим данным моделируется клиновидная морфология Западно-Магнитогорской зоны и ее узкий глубинный канал. Разрез верхней коры Восточно-Магнитогорской зоны отличается меньшим диаметром структуры на поверхности. Граница Мохо четко отображается по данным глубинной сейсморазведки и магнитотеллурики.