Плотностное моделирование земной коры центральной части Восточно-Европейской платформы

Глазнев В.Н., Минц М.В., Муравина О.М.

Аннотация

Рассмотрены принципы построения комплексной плотностной модели литосферы центральной части Восточно-Европейской платформы. Сформулирована методика моделирования, основанная на решении прямых и обратных задач гравиметрии, в условиях неполного обеспечения информацией по строению литосферы. Исходными данными для моделирования послужили варианты сейсмических моделей земной коры и данные о скоростном строении верхней мантии региона. Начальное приближение плотностной модели получено на основании перехода от скоростных моделей литосферы к плотностным с учетом температуры и давления в среде. Выполнено редуцирование гравитационного поля на основе учета гравитационного эффекта осадочного чехла региона. Решена прямая задача гравиметрии от трех исходных моделей строения земной коры, различающихся положением границ раздела: с максимальными, средними и минимальными глубинами. Для этих моделей выполнено решение 3D обратной задачи гравиметрии в сферической постановке на регулярной пространственной сети. Модель с максимальными глубинами границ обнаруживает наименьшую норму итоговой невязки между рассчитанным и исходным гравитационным полем. Рассчитанная 3D плотностная модель рассмотрена в связи с региональными тектоническими структурами фундамента центральной части Восточно-Европейской платформы. Сделаны выводы об особенностях строения литосферы этих тектонических структур.

Ключевые слова

плотность; гравитационное поле; сейсмическая модель; инверсия; результаты моделирования

Полный текст:

PDF

Литература

Алексидзе М.А. Приближенные методы решения прямых и обратных задач гравиметрии. М.: Наука, 1987. 336 с.

Антонов Ю.В., Жаворонкин В.И. Региональное поле силы тяжести Воронежского кристаллического массива и современная динамика земной коры // Вестник ВГУ, серия Геология. 1997. №3. С. 139−144.

Буянов А.Ф., Глазнев В.Н., Раевский А.Б., Скопенко Г.Б. Комплексная интерпретация данных гравиметрии, сейсмометрии и геотермии // Геофизический журнал. 1989. № 2. С. 30−39.

Глазнев В.Н. Комплексные геофизические модели литосферы Фенноскандии. Апатиты: КаэМ, 2003. 252 с.

Глазнев В.Н. Стохастическая оценка температурного профиля литосферы Воронежского кристаллического массива / Материалы 39-ой сессии международного семинара им. Д.Г.Успенского «Вопросы теории и практики геологической интерпретации геофизических полей». Воронеж: ВГУ. 2012. С. 68−71.

Глазнев В.Н., Жаворонкин В.И., Минц М.В. и др. Петроплотностная модель и гравитационный эффект осадочного чехла Воронежского кристаллического массива и его обрамления / Материалы 40-ой сессии международного семинара им. Д.Г. Успенского «Вопросы теории и практики геологической интерпретации геофизических полей». М.: ИФЗ РАН. 2013. С. 107−112.

Глазнев В.Н., Жаворонкин В.И., Муравина О.М. Учет гравитационного эффекта осадочного чехла Воронежского кристаллического массива обрамления // Материалы 2-ой школы семинара «Гординские чтения». М.: ИФЗ РАН, 2012а. С. 43.

Глазнев В.Н., Жаворонкин В.И., Хованский Н.Е. Корреляция скорости и плотности пород Воронежского кристаллического массива / Материалы 39-ой сессии международного семинара им. Д.Г. Успенского «Вопросы теории и практики геологической интерпретации геофизических полей». Воронеж: ВГУ, 2012б. С. 73−77.

Глазнев В.Н., Лошаков Г.Г. Решения прямой двухмерной задачи магнитометрии с использованием адаптивной аппроксимации тела / Материалы 39-ой сессии международного семинара им. Д.Г. Успенского «Вопросы теории и практики геологической интерпретации геофизических полей». Воронеж: ВГУ. 2012. С. 80−83.

Глазнев В.Н., Муравина О.М., Воронова Т.А., Холин В.М. Оценка мощности гравиактивного слоя земной коры Воронежского кристаллического массива // Вестник ВГУ, серия Геология. 2014. №4. С. 78−84.

Глазнев В.Н., Муравина О.М., Воронова Т.А., Кислова Е.Б. Мощность гравиактивного слоя верхней части земной коры Воронежского кристаллического массива по результатам стохастического анализа гравитационного поля / Материалы 42-ой сессии международного семинара им. Д.Г. Успенского «Вопросы теории и практики геологической интерпретации геофизических полей». Пермь: ИГФ УрО РАН, 2015. С. 46−48.

Глазнев В.Н., Муравина О.М., Дубянский А.И. Сейсмо-плотностная модель земной коры Воронежского кристаллического массива / Материалы 42-ой сессии международного семинара им. Д.Г. Успенского «Вопросы теории и практики геологической интерпретации геофизических полей». Пермь: ИГФ УрО РАН, 2015. С. 43−46.

Гришина И.Л., Малинина С.С. Технология построения согласованных 2D и 3D магнито-плотностных моделей земной коры в среде ГТС ИНТЕГРО // Геоинформатика. 2015. № 3. С. 39−49.

Картвелишвили К.М. Планетарная плотностная модель и нормальное гравитационное поле Земли. М.: Наука, 1983. 93 с.

Геотраверс «Гранит»: Восточно-Европейская платформа — Урал — Западная Сибирь (строение земной коры по результатам комплекс-ных геолого-геофизических исследований) / Отв. ред. С.Н. Кашубин Екатеринбург: ФГУГП «Баженовская геофизическая экспедиция», 2002. 312 с.

Кобрунов А.И. Математические основы теории интерпретации геофизических данных. М.: ЦентрЛитНефтеГаз, 2008. 286 с.

Козлов Н.Е., Сорохтин Н.О., Глазнев В.Н. и др. Геология архея Балтийского щита. СПб.: Наука, 2006. 329 с.

Конешев В.Н., Непоклонов В.Б., Соловьев В.Н. Сравнение глобальных моделей аномалий гравитационного поля Земли с аэрогравиметрическими измерениями при трансконтинентальном перелете // Гироскопия и навигация. 2014. № 2. С.86−94.

Муравина О.М. Идентификационный анализ петрофизических характеристик пород осадочного чехла Воронежской антеклизы // Вестник КРАУНЦ. Науки о Земле. 2013. № 2.Вып. 22. С. 20−25.

Муравина О.М., Глазнев В.Н. Структурно-параметрические модели петрофизических параметров осадочного чехла Воронежской антеклизы // Известия СО РАЕН. Иркутск: Изд. ИГТУ. 2014. № 1 (44). С. 81−87.

Муравина О.М., Глазнев В.Н. Методология построения комплексных моделей литосферы платформенных областей в условиях неполноты информации. Материалы III Школы-конференции «Гординские чтения». М.: ИФЗ РАН, 2015. С. 22−26.

Муравина О.М., Жаворонкин В.И. Макет петроплотностной карты Воронежского кристаллического массива (данные и анализ) // Материалы 42-ой сессии международного семинара им. Д.Г. Успенского «Вопросы теории и практики геологической интерпретации геофизических полей». Пермь: ИГФ УрО РАН, 2015. С. 150−152.

Муравина О.М., Жаворонкин В.И., Глазнев В.Н. Петрофизическая характеристика осадочного чехла Воронежской антеклизы // Вестник ВГУ. Серия: Геология. 2013. № 1. С. 189−196.

Муравина О.М, Жаворонкин В.И., Глазнев В.Н. Пространственный анализ распределения плотности докембрийских образований Воронежского кристаллического массива // Материалы XV Международной конференции «Физико-химические и петрофизические исследования в науках о Земле». М.: ИФЗ РАН, 2014. С. 170−173.

Муравина О.М., Лошаков Г.Г. Принципы решения прямых задач потенциала при моделировании строения литосферы // Вестник ВГУ. Серия: Геология. 2015. № 3. С . 97−100.

Романюк Т.В. Сейсмоплотностное моделирование коры и верхней части мантии вдоль геотраверса Кварц // Физика Земли. 1995. № 9. С. 11−23.

Литосфера Воронежского кристаллического массива по геофизическим и петрофизическим данным / Ред. Н.М. Чернышев. Воронеж: «Научная книга», 2012. 330 с.

Литосфера Центральной и Восточной Европы: Восточно-Европейская платформа / Ред. В.Б. Соллогуб. Киев: «Наукова думка», 1989. 188 с.

Шумлянская Л.А., Трипольский А.А., Цветкова Т.А. Влияние скоростной структуры коры на результаты сейсмической томографии Украинского щита // Геофизический журнал. 2014. № 4. С. 95−117.

Abbott D.H., Mooney W.D., Van Tongeren J.A. The character of the Moho and lower crust within Archean cratons and the tectonic implications // Tectonophysics. 2013. V. 609. P. 690−705.

Glaznev V.N., Mints M.V., Muravina O.M., Raevsky A.B., Osipenko L.G. Complex geological-geophysical 3D model of the crust in the southeastern Fennoscandian Shield: Nature of density layering of the crust and the crust-mantle boundary // Geodynamics & Tectonophysics. 2015. V. 6. № 2. P. 133−170.

Glaznev V.N., Raevsky A.B., Sharov N.V. A model of the deep structure of the north-eastern part of the Baltic Shield based on joint interpretation of seismic, gravity, magnetic and heat flow data // Tectonophysics. 1989. V. 162. № 1−2. P. 151−164.

Glaznev V.N., Raevsky A.B., Skopenko G.B. A three-dimensional integrated density and thermal model of the Fennoscandian lithosphere // Tectonophysics. 1996. V. 258. № 1−4. P. 15−33.

Grad M., Tiira T. and ESC Working Group. The Moho depth map of the European Plate // Geoph. J. Int. 2009. V. 176. № 1. P. 279−292.

Kozlovskaya E., Elo S., Hjelt S.-E. et al. SVEKALAPKO Seismic Tomography Working Group. 3-D density model of the crust of southern and central Finland obtained from joint interpretation of the SVEKALAPKO crustal P-wave velocity models and gravity data // Geoph. J. Int. 2004. V. 158. № 3. P. 827−848.

Mints M.V., Dokukina K.A., Konilov A.N. et al. East European Craton: Early Precambrian history and 3D models of deep crustal structure. Geol. Soc. of Amer., Special Paper. 2015. V. 510. 433 p.

O’Reilly S.Y., Griffin W.L. Moho vs crust-mantle boundary: Evolution of an idea // Tectonophysics. 2013. V. 609. P. 535−546.

Pavlis N.K., Holmes S.A., Kenyon S.C., Factor J.K. The development and evaluation of the Earth Gravitational Model 2008 (EGM2008) // JGR. 2012. V. 117. B4. doi:10.1029/2011JB008916.

Tiberi C., Diament M., Déverchère J. et al. Deep structure of the Baikal rift zone revealed by join inversion of gravity and seismological data // JGR. 2003. V. 108. B3. P. 1−15.

Tikhotsky S., Achauer U. Inversion of controlled-source seismic tomography and gravity data with the self-adaptive wavelet parametrization of velocities and interfaces // Geoph. J. Int. 2008. V. 172. № 2. P. 619−630.


Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.


(c) 2016 Глазнев В.Н., Минц М.В., Муравина О.М.

Лицензия Creative Commons
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial» («Атрибуция — Некоммерческое использование») 4.0 Всемирная.

683006, Петропавловск-Камчатский, бульвар Пийпа, 9,
Институт вулканологии и сейсмологии ДВО РАН,
редакционная коллегия журнала «Вестник КРАУНЦ. Серия: Науки о Земле»
Тел.: (4152) 202048
Fax: (4152) 297982
Email: vestnik@kscnet.ru
 ISSN PRINT: 1816-5524 
ISSN ONLINE: 1816-5532

© Институт вулканологии и сейсмологии ДВО РАН
© Редакция журнала «Вестник КРАУНЦ. Серия: Науки о Земле»