Типы геолого-геофизических моделей регионов и рациональный комплекс их исследований

По условиям применения геофизических методов разных регионах, (в т.ч. и прибрежных морях) возможности и задачи региональных геофизических исследований весьма своеобразны, что определяется спецификой доступности регионов, строением верхней части разреза (ВЧР), особенностями глубинного строения и составом земной коры.

А.Я. Дубн и …Ю.И. В 1968г. Наметили 16 типовых геолого-геофизичеких моделей регионов на территории бывшего СССР. Особенности типовых моделей по мере появления новых материалов и представлений уточнялись И.С. Вольвовским (1973), Н.А. Б…. и в целом эти регионы можно представить в следующем виде:

I. Открытые щиты древних платформ, осадочный покров практически отсутствует

II. Полузакрытые щиты древних платформ, мощность чехла до 200-500, реже до 1000 м – склоны всех щитов. Украинский и Воронежский массивы.

III. Антеклизы и неглубокие синеклизы древних платформ. Промежуточный структурный этаж отсутствует, мощность платформенного чехла до 2-4 км. В чехле широко развиты карбонатные, терригенные и менее широко – хемогенные толщи. Мощность коры – 35-40 км. Vг подошвы коры 8 – 8,4. Надфундаментный разрез мощность <2-4 км, Vср чехла – 4,5 км/с. Общая мощность консолидированной коры 35-38 км, гранитный слой 15/6,2 км/с, базальтовый 20/6,8.

IV. Синеклизы древних платформ с амагматическим платформенным чехлом. Фундамент погружается до глубины 5-10 км. Развит промежуточный структурный этаж, частично контролируемый грабенами (Московская, Печорская синеклизы, Камская впадина). Мощность коры 40-45 км, Vг подошвы коры (поверхность М) – 8,0 – 8,4 км/с. Мощность надфундаментного разреза 5-10 и более км,, Vср чехла – 4 км/с. Терригенные, карбонатные и хемогенные формации платформенного чехла, мощность промежуточного структурного этажа 2-4 км. Формации терригенные, карбонатные и эффузивные. Общая мощность консолидированной коры 30-40 км, гранит 15/6,2, базальт 15-20/6,8. Аномалии Δg и ΔТа – анизотропные и мозаичные.

V. Синеклизы древних платформ с участием в платформенном чехле трапповых комплексов (Тунгусская синеклиза). Этот тип отличается от предыдущего наличием траппов. Мощность земной коры 30-35 км, Vг подошвы коры 8,2, Vср чехла – 5,5 км/ч. Карбонатные, хемогенные, эффузивные и терригенные формации осадочного чехла. Мощность промежуточного структурного этажа – 2-4(?) км. Формации промежуточного чехла чаще неизвестны. Общая мощность консолидированной коры 20-25 км. Аномалии Δg и ΔТа – мозаичные.

VI. Краевые прогибы с безгранитной земной корой вблизи древних платформ, с глубоко погруженным фундаментом и чехлом, сходным с чехлом синеклиз платформ, осложненным интенсивной соляной тектоникой (Прикаспийская впадина, Североморская впадина).

Многие исследователи такие прогибы считают специфическими синеклизами древних или молодых платформ. Мощность земной коры 30-40 км, Vг подошвы коры 8,2-8,5, общая мощность надфундаментного разреза >23 км,Vср 4,5 км/с, мощность платформенного чехла 15 км (представлен терригенными, хемогенными и карбонатными формациями), мощность промежуточного структурного этажа до 8 км (представлен терригенными и карбонатными формациями. Мощность консолидированной коры 10-20 км. Гранит до 10/6,4 км/с, базальт 10-15/7 км/с. Аномалии Δg и ΔТа изометричные.

VII. Авлакогены древних платформ по строению чехла схожи с синеклизами, отличаются большей его дислоцированностью, особенностями строения земной коры и геофизическими аномалиями (Донецкий и др.). Мощность коры 35-40 км, Vг подошвы 8,2; мощность над фундаментом 5-10 км с Vср 4,5 км/с; Мощность чехла 8-10 км (терригенные, хемогенные и карбонатные формации). Мощность промежуточного структурного этажа > 3 км (терригенные и эффузивные формации). Общая мощность консолидированной коры до 30 км. Гранит до 15 км/6,0 км/с, базальт 15/7 км/с. Аномалии Δg и ΔТа чаще линейные.

VIII. Открытые складчатые миогеосинклинальные области (МИОГЕОСИНКЛИНАЛЬ [μείον (мион) — менее, приставка, указывающая на неполноту, неполноценность] — относительно малоподвижные, в основном внешние части геосинклинальных областей, характеризующиеся слабой (или отсутствием) вулк. активностью. В складчатых зонах, возникающих из М.. преобладают терригенные и карбонатные форм. М, обычно располагалась на сравнительно полого погружающихся или медленно опускающихся окраинах устойчивых обл. (платформ. срединных массивов)с уже сформировавшимся гранитным слоем. В ряде геосинклинальных обл. режим без существенного проявления вулканизма (миогеосинклинальный) сменяется по вертикали (во времени) режимом с преобладанием вулканизма (эвгеосинклинальным), что затрудняет отнесение тех или иных геосинклинальных прогибов к М. или эвгеосинклиналям. По Штилле (Stille, 1941), в миомагматических обл. не наблюдается проявления геосинклинального (инициального) магматизма. Для них характерна относительно слабая подвижность. Метаморфизм и складчатость не достигают высокой интенсивности. Кей (1955) и Кау (1951) определяют М. как слабо активную геосинклиналь, окаймляющую эвгеосинклиналь и являющуюся переходной зоной (по структурным и литологическим особенностям и мощн. осадков) между эвгеосинклиналью и кратоном. По Рухину (1958) и Кингу (1960), в совр. и, возможно, древних островных дугах М. образуются в их внешних (вогнутых) частях — зонах сравнительно медленного опускания. Богданов (1965) признал, что окраинное положение для М. не обязательно. По Обуэну (1967), пара эвгеосинклиналь — М. составляют элементарную структуру. Л. И. Красный)., на поверхности или под маломощным покровом (до 50-100 м) залегают складчатые амагматические (соляные или глиняные)сооружения палезоид или ранних мезозоид (хребты Каратау). Мощность коры 35-40 км, Vг подошвы 8,1- 8,3 км/с, мощность консолидированной коры 35-40 км, Гранит до 15-20 км/6,1 км/с, базальт 15-20/6,8 км/с. Аномалии Δg и ΔТа анизотропные и линейные.

IX. Открытые складчатые эвгеосинклинальные области (ЭВГЕОСИНКЛИНАЛЬ [εΰ (ύу) — приставка, указывающая на полноту, совершенство] — наиболее подвижные, обычно внутренние части геосинклинальных обл., характеризующиеся высокой вулк. активностью (см. Вулканизм инициальный) со времени их зарождения. В пределах Э. широко развиты офиолитовые образования (геосинклиналь зеленокаменная, подвижные пояса уральского типа, фемические геосинклинальные обл.). Как утверждает Штилле (Stille, 1941) и др., Э. свойственны отл. большой мощн., включающие граувакки, кремнистые и вулканогенные п. По Штилле и Кею (1955), Э. вместе с миогеосинклиналями входят в состав ортогеосинклиналей. Рухин (1959) рассматривает Э. как геосинклинальные прогибы, образующиеся между сближенными двойными островными дугами. Кинг (1960) и др. в пределах геосинклиналей выделяют Э. (с существенным проявлением магматизма) и миогеосинклинали (без заметного магматизма), рассматривая эти разнов. геосинклиналей как одновременно существующие в смежных структурно-формационных зонах. Хаин (1964), Богданов (1965) установили, что Э. и миогеосинклинали могут сменять друг друга во времени и в пространстве (в частности, по простиранию). Обуэн (1967) пару Э. — миогеосинклиналь объединяет в элементарную тект. Структуру). Этот тип аналогичен предыдущему с широким рпзвитием магматизма.(Урал, Тянь Шань, Казахстан и др.) Мощность коры 40-45 км, Vг подошвы 8,0- 8,6 км/с, мощность консолидированной коры 40-45 км, Гранит до 10-15км/6,2 км/с, базальт 25-35/6,2 км/с. Аномалии Δg и ΔТа линейные.

X. Полузакрытые складчатые области – погруженные зоны палеозойских складчатых областей, где фундамент залегает на глубинах до 200-500 м, реже до 1 км. Общая мощность коры 35-45 км, Vг подошвы 8,0-8,3 км/с. Мощность надфундаментного разреза < 1 км при Vср>2 км/с, мощность чехла > 1 км (терригенные образования). Мощность консолидированной коры 35-45 км, Гранит до 15-20 км/6,2 км/с, базальт 20-30/7 км/с. Аномалии Δg и ΔТа линейные, брахиморфно-анизотропные.

XI. Поднятые своды и обрамления плит молодых платформ, лишенные промежуточного этажа, осадочный покров лежит на фундаменте (Ставропольский, Центрально-Каракумский своды, западный склон Урала). Мощность коры 30-45 км, Vг подошвы 8,0- 8,2 км/с, мощность надфундаментного разреза > 3 км, Vср2,5 км/с, мощность чехла < 3 км (в терригенных формациях). Мощность консолидированной коры 35-45 км, Гранит до 12-25 км/6,2-6,4 км/с, базальт 12-20/6,7 км/с. Аномалии Δg и ΔТа линейные, брахиморфно-анизотропные.

XII. Впадины молодых платформ, выполненные преимущественно породами промежуточного структурного этажа. Мощность коры 35-40 км, Vг подошвы 8,0- 8,6 км/с, общая мощность осадочного чехла 7-8 км, Vср 4,5 км/с, мощность чехла < 0,5 км – в терригенных формациях; мощность промежуточного структурного этажа – 7-8 км (терригенные, карбонатные и хемогенные формации). Мощность консолидированной коры 32-36 км, Гранит до 10-15 км/6,2-6,5 км/с, базальт 20-25/6,7 км/с. Аномалии Δg и ΔТа анизотропные.

XIII. Впадины молодых платформ, выполненные преимущественно породами осадочного чехла и промежуточного структурного этажа. Мощность коры 35-42 км, Vг подошвы 8,2 км/с, общая мощность осадочного чехла 12-16 км, Vср 3,5 км/с, мощность чехла 5-7 км – при абсолютном доминировании терригенных формаций присутствуют карбонатные. Мощность консолидированной коры 32-36 км, Гранит до 10-20 км/6,2-6,54 км/с, базальт 10-15/6,2-6,4 км/с.

XIV. Краевые предгорные и межгорные прогибы и впадины молодых платформ, вовлеченные в неотектоническую активизацию. Мощность коры 40-52 км, Vг подошвы 8,2- 8,5 км/с, мощность осадочного чехла 10-17 км, Vср 4 км/с, мощность чехла 10-15 км (абсолютно терригенные формации). мощность промежуточного структурного этажа 2-3 км (состав неизвестен, скорее терригенный). Мощность консолидированной коры 30-35 км, Гранит до 10-15 км/6,5км/с, базальт 20-25/7 км/с. Аномалии Δg и ΔТа анизотропные и брахиформные.

XV. Складчатые орогенические области юга России, фундамент которых вовлечен в неотектонические поднятия и формирует горноскладчатые сооружения (Предкавказье). Мощность коры 45-65 км, Vг подошвы 8,2- 8,5 км/с – вся кора консолидирована. Гранит 20-35 км/5,8-6,4 км/с, базальт 20-30/6,4-6,6 км/с. Аномалии Δg и ΔТа линейные, полосовые.

XVI. Альпийские горно-складчатые области (Кавказ, Карпаты). Мощность коры 45-60 км, Vг подошвы 8,2 км/с, общая мощность осадочного чехла 0-10 км, Vср 3,5 км/с, мощность платформенного чехла (межгорных впадин) 0-10 км – представлены терригенные и хемогенные формации). Мощность консолидированной коры 40-55 км, Гранит до 10-30 км/6,1-6,4 км/с, базальт 15-40/6,7-7,2 км/с. Аномалии Δg и ΔТа линейные.

XVII. Альпийские межгорные впадины, отличающиеся мощным, преимущественно кайнозойским осадочным покровом и континентальной земной корой. Мощность коры 28-40 км, Vг подошвы 8,2 км/с, общая мощность осадочного чехла 5-12 км, Vср 3,5 км/с, мощность чехла 5-10 км –терригенные и карбонатные формации. Мощность консолидированной коры 20-30 км, Гранит до 5-10 км/5,5-6,7 км/с, базальт 20-25/6,8-7 км/с. Аномалии Δg и ΔТа брахиформные, полосовые.

XVIII. Впадины альпийских внутриконтинентальных морей, отличающиеся ограниченными мощностями осадочного покрова и безграничной земной корой (Каспий, Черное море) Мощность коры 20-40 км, Vг подошвы 8,2 км/с, общая мощность надфундаментного разреза 12-28 км, Vср 3,2-3,8 км/с, мощность чехла 12-28 км – исключительно терригенные формации, промежуточный структурный этаж возможен, но практически неизвестен. Мощность консолидированной коры 8-20 км, представлена базальтовым слоем 8-20 км/6,6-6,7 км/с. Аномалии Δg и ΔТа брахиформные.

XIX. Континентальные шельфы и склоны, при общей разностильности строения имеют сокращенную мощность земной коры. Мощность коры 20-35 км, Vг подошвы 8,2 км/с, общая мощность надфундаментного разреза 0-10 км, Vср 3 км/с, мощность платформенного чехла до 10 км – представлены терригенные и карбонатные формации). Мощность консолидированной коры 18-30 км, Гранит до 5-15 км/6,0 км/с, базальт 15-20/6,7 км/с. Аномалии Δg и ΔТа в основном брахиформные.

XX. Приконтинентальные окраино-геосинклинальные глубоководные впадины, отличающиеся высоким тепловым потоком, глубокофокусной сейсмичностью, безграничной земной корой. Мощность коры 12-14 км, Vг подошвы 7,9-8,0 км/с, общая мощность осадочного чехла 4-5 км, Vср 2,5 км/с, мощность чехла 4-5 км – исключительно терригенные формации. Мощность консолидированной коры 5-6 км. Гранит отсутствует, базальт 5-6/6,6-6,8 км/с.

XXI. Островные дуги – зоны современного активного геосинклинального процесса (Камчатка). Мощность коры 30-35 км, Vг подошвы 7,8-8,2 км/с, общая мощность осадочного чехла разреза 0-5 км - преимущественно терригенные и эффузивные формации. Мощность консолидированной коры 25-30 км. Гранит 0-10/5,0-5,5 (пл.ск.) км/с, базальт 20-25/6,3-6,8 км/с. Аномалии отсутствуют (по-видимому съемок не было).

XXII. Окраиные и океанические желоба – пограничные структуры современных геосинклиналей. Мощность коры 5-7 км, Vг подошвы 7,8-8 км/с, общая мощность осадочного чехла менее 1 км, Vср 2,0 км/с, мощность платформенного чехла менее 1 км – формации развиты слабо. Мощность консолидированной (магматической) коры 5-6 км, Гранит отсутствует, базальт 5-6 км/6,0-6,8 км/с.

Зоны перехода от континента к океану имеют совершенно определенные перспективы на поиски залежей нефти и газа – особенно с позиций неорганического, глубинного происхождения нефти и газа, и эти территории остаются наименее изученными, особенно глубоким бурением.

В пределах территории бывшего СССР эти зоны изучались (по сравнению с другими странами) геофизическими методами, что дает возможность представить их геолого-геофизические характеристики в нескольких вариантах и модификациях.

Имеется следующая классификация.

1. Шельфовые зоны. Осадочный слой 1-6 км, в т.ч. верхняя толща 0-3 км, нижняя, более консолидированная – 0-6 км. Мощность земной коры 16-32 км, мощность консолидированной коры (магматометаморфизованная) – 12-24, в т.ч. гранит 0-12 км, базальт 12-20 км. Интервал сейсмичности более 600 км (скорости в мантии нормальные и повышенные). Аномалии ΔТа самые разнообразные, аномалии Буге 20-240 мГал, тепловой поток 0,8-2 мк кал/с*см2.

2. Материковые склоны. Осадочный слой 2-14 км, в т.ч. верхняя толща 0-6 км, нижняя – 0-8 км. Мощность земной коры 12-28 км, в т.ч. гранит 0-8 км, базальт 8-14 км. Интервал сейсмичности тот же, что и в шельфовой зоне (скорости в мантии нормальные и заниженные). Аномалии ΔТа разнообразные, аномалии Буге 40-280мГал, тепловой поток 0,7-2,5 мк кал/с*см2.

3. Глубоководные впадины. Осадочный слой 1,8-3 км, в т.ч. верхняя толща 1,0-2,2 км, нижняя– 1,7-2,0 км. Мощность земной коры 8-10 км, гранит нет, базальт 5-8 км. Консолидированная кора 5-8 км. Магнитное поле близко к нулевым значениям, аномалии спокойные, небольшой протяженности. Аномалии Буге положительные 280-320 мГал, скорости в мантии разные – и повышенные и заниженные, тепловой поток 2,1-2,6 мк кал/с*см2.

4. Подводные возвышенности глубоководных впадин. Осадочный слой 2,0-7,0 км, в т.ч. верхняя толща 1,1-3,5 км, нижняя – 1,4-5,4 км. Мощность земной коры 17-25 км, гранит 5-8 км, базальт 6-16 км. Аномалии ΔТа преимущественно положительные, незначительной протяженности; аномалии Буге 120-180 мГал. Это зона асейсмичная. Тепловой поток 1,0-1,8 мк кал/с*см2.

5. Островные дуги. Осадочный слой 3-8 км, в т.ч. верхняя толща 2-5 км, нижняя – 3-6 км. Мощность земной коры 10-34 км, гранит 2-14 км, базальт 8-24 км. Аномалии ΔТа преимущественно положительные, линейные; аномалии Буге 80-160 мГал. Сейсмичность связана с земной корой. Скорости в мантии заниженные. Тепловой поток 1,4-1,8 мк кал/с*см2.

6. Глубоководные желоба. Осадочный слой 1,7-3,5 км, в т.ч. верхняя толща 0,7-2 км, нижняя – 1,0-2 км. Мощность земной коры 7-9 км, гранит - нет, базальт 4-7 км. Аномалии ΔТа разнообразные, иногда положительные, линейные; аномалии Буге 280-320 мГал. Это зона асейсмичная. Тепловой поток 0,7-0,9 мк кал/с*см2.

Дальнейшие исследования позволяют выделить дополнительные типоморфные геолого-геофизические модели тектонических структур, подразделяя их более подробно по типу и возрасту складчатости. Следует заметить, что все эти региональные исследования были проведены вовремя существования социалистической системы хозяйствования.

Поскольку выделился ряд геолого-геофизических моделей, то соответственно и подбирались комплексы геофизических исследований для каждой модели. В общем виде эти геофизические комплексы – сразу же надо заметить, что рациональный комплекс региональных геофизических исследований для различных геолого-геофизических моделей имеет много общего, как много общего между различными регионами.

1. Опорные профили ГСЗ рекомендованы повсеместно для всех регионов. В регионах III (антеклизы и неглубокие синеклизы платформ), IV (синеклизы древних платформ), V (синеклизы древних платформ с трапповым комплексом), VI (краевые прогибы), VII (авлакогены древних платформ), XI (поднятые своды и обрамления плит молодых платформ), XIII (впадины молодых платформ), XIV (краевые предгорные и межгорные прогибы и впадины молодых платформ), XVII (впадины межгорные альпийские), XVIII (впадины альпийских внутриконтинентальных морей), XIX (шельфы и склоны), XX (окраинно геосинклинальные впадины).

2. Гравиметрические и магнитные съемки масштаба 1:1000000 – 1:200000 рекомендуются повсеместно и досгущение по мере необходимости. Однако считается, что в регионах типа XXII (окраино-океанические желоба – пограничные структуры современных геосинлиналей достаточно съемок масштаба 1:1000000.

3. Сейсмические профили КМПВ во всех регионах комплексировались с МОВ или с ОГТ.

4. Зондирования МПВ – на древних платформах (II, III), полузакрытых складчатых областях (X) и молодых платформах XI.

5. Метод обменных волн землетрясений отмечается целесообразным применять в регионах XI (поднятые своды и обрамления плит молодых платформ), XII –складчатые орогенные области юга России, XVI – альпийские горные области, XVII (впадины межгорные альпийские с кайнозойским складчатым чехлом).

6. Электроразведка МТЗ, ТТ, ЗСП – на древних платформах (III, IV), на обрамлениях молодых платформ и их впадинах (XI,XII,XIII), альпийских межгорных впадинах (XVII).

7. Площадные съемки ОГТ – повсеместно, кроме древних щитов и их окраин (I, II), полузакрытых и открытых складчатых областей (IX,X,XIII), складчатых орогенов (XV, XVI).

Дата добавления: 2014-01-07