МЕТОДИКА ТА ТЕХНОЛОГІЯ МОДЕЛЮВАННЯ - Глибинна будова Гвінейського крайового плато на підставі даних сейсмометрії та гравіметрії

Методика моделювання. При вивченні глибинної будови Землі одним з провідних методів є гравітаційне моделювання. Під ним розуміється побудова моделі земної кори і верхньої мантії з підбором густин, розрахунковий ефект якої дає максимальний збіг зі спостереженим полем сили тяжіння в межах погрішності. Моделювання може проводитися у двовимірному (профільному) і тривимірному (об'ємному, або площинному) варіантах. Останній більш трудомісткий, але й більш ефективний з погляду підвищення вірогідності результатів інтерпретації.

Майже вся наявна геолого-геофізична інформація в акваторіях охоплює верхню частину розрізу - переважно осадовий чохол, у меншій мірі кору та лише частково мантію. Тому для побудови моделі літосфери доводиться керуватися загальногеологічними концепціями, отриманими за допомогою синтезу непрямих даних. Зокрема, можна використовувати закономірність, яка полягає в тому, що в океанах підошва літосфери (покрівля астеносфери), поверхня мантії та поверхня консолідованої кори залягають згідно, на відміну від континентальних ділянок, де покрівля астеносфери повторює поверхню мантії та незгодна поверхні консолідованої кори. Для структур, генетично пов'язаних з трансформними розломами, численними сейсмічними дослідженнями встановлено співвідношення, подібне до континентальних областей: зниженим ділянкам рельєфу відповідає підйом покрівлі мантії, а піднятим - її прогин. Така ж закономірність намічується і на підводних височинах, під якими потужність кори збільшена в порівнянні з океанічними улоговинами.

Щоб кількісно оцінити вплив глибинних неоднорідностей різнотипних структур, а також узгодити між собою моделі різних регіонів земної кулі, необхідно використовувати прийом нормування розподілу густини з прив'язкою розрахункових гравітаційних ефектів до єдиного рівня, або "норми". Такий підхід дозволяє забезпечити розрахунок модельних аномалій без вичленовування зі спостереженого поля регіонального фону, що значно спрощує моделювання та підвищує вірогідність інтерпретації.

Принцип побудови моделі. При густинному моделюванні з абсолютною прив'язкою відносно опорної, або нормальної, колонки гравітаційний ефект розраховується не від усього розрізу, а тільки від тих інтервалів, в межах яких густина розрізу, що моделюється, відрізняється від її нормального розподілу. Побудова моделі починається з визначення глибини розмежування шарів та значень їхньої абсолютної густини. Другим кроком є побудова розрізу зі сукупності відносних густин по інтервалах глибин.

У такому поданні моделі є деякий недолік - доводиться задавати більшу кількість тіл, оскільки шар, що характеризується деякою абсолютною густиною, на різних глибинах може утворювати кілька ділянок з різними значеннями відносної густини відповідно до параметрів нормальної колонки. Тому краще задавати в тих самих межах по латералі та глибині основну модель з густинами в абсолютних значеннях і модель приведення з величинами, взятими зі зворотним знаком. Тоді сума ефектів опорної й розрахункової моделей дадуть шукану модельну аномалію.

Особливості моделювання перехідної зони океан-континент. Немаловажне значення при моделюванні відіграє визначення положення границі переходу океан-континент. У даній роботі такою границею була визнана вісь передматерикового прогину, який представляє собою найбільш занурений блок консолідованої кори з відповідно найбільшою потужністю осадового чохла.

При моделюванні перехідних зон океан-континент труднощі також виникають при виборі колонки приведення, тому що своїми бортами такі зони виходять на контрастні структури, континентальну та океанічну, для кожної з яких існує свій нормальний розподіл густини. Якщо зістикувати прив'язані до обох опорних колонок моделі механічно, то в граничній зоні в гравітаційному полі виникає аномалія крайового ефекту (Гельмерта), що має характерну форму - сполучення максимуму і мінімуму. Для рішення цієї проблеми здобувачем було розраховано гравітаційний профіль, що перетинає все плато уздовж 16° з. д. і захоплює частину улоговини Сьєрра-Леоне. Виходячи з отриманих результатів, доведено, що при моделюванні континентальних окраїн зсувного типу можна використовувати як опорну колонку океанічної улоговини до глибини 180 км, так і колонку приведення кратону на ту ж глибину, оскільки розрахунковий рівень буде однаковим в обох випадках. Вибір колонки залежить від того, яка зі структур, океанічна або континентальна, займає більшу частину розрізу, що моделюється.

Технологія тривимірного гравітаційного моделювання. Відомо, що поле сили тяжіння, виміряне в будь-якій точці, формується за рахунок впливу не тільки мас, що перебувають під нею, але й неоднорідностей, розташованих на деякому, іноді досить значному віддаленні. Для врахування бічного впливу в межах досліджуваної акваторії до моделі було прибудовано додаткові блоки - закраїни, щоб задана модель перевищувала площу, над якою обчислювався гравітаційний ефект. За допомогою двовимірного моделювання було розраховано, що при обчисленні моделі до глибини 100 км досить задати закраїни шириною близько 200 км для кори та 500 км для верхньої мантії.

Тривимірне густинне моделювання здійснювалося за допомогою автоматизованого комплексу Старостенко-Легостаєвої. Його перевагою є простота у використанні та прийнятна швидкість розрахунку площинних гравітаційних ефектів.

Модель масштабу 1:3000000 має розміри 580Ч300 км і розташована в межах координат 8°00г - 10°51г пн. ш. й 18°20г - 13°18г з. д. карти, що вводилися в комп'ютер, оцифровувалися по сітці 10Ч10 км. З тим же кроком з точністю 0,1 мГал розраховувалася модель. Залишкове поле сили тяжіння підбиралося до ± 20 мГал.

Для більш детального дослідження з метою прогнозування покладів вуглеводнів задавалася модель масштабу 1:1000000, що захопила лише мілководну частину акваторії. Модель розташована в межах координат 8°45г - 10°25г пн. ш. й 16°10г - 14°00г з. д. і має розміри 240Ч190 км. Карти оцифровувалися з кроком 2,5 км. Розрахунки проводилися по сітці 5Ч5 км з точністю 0,1 мГал. Залишкове поле сили тяжіння підбиралося до ± 10 мГал, що порівняно з точністю побудови спостереженого поля.

Похожие статьи




МЕТОДИКА ТА ТЕХНОЛОГІЯ МОДЕЛЮВАННЯ - Глибинна будова Гвінейського крайового плато на підставі даних сейсмометрії та гравіметрії

Предыдущая | Следующая