Лекция 4 Продолжение

Р ассмотрим пример интерпретации гравитационных аномалий, осредненных по соконтурным кривым в пределах курско-воронежского массива. По современным геологическим представлениям, кора на массиве имеет такое строение как на рис 4.1. Аномальный эффект на поверхности будет обусловлен блоками I и II. Будем считать аномальный эффект в двух точках P₁ и P₂. Аномальную плотность гранитного блока примем за 0,2 г/см³. Аномальная плотность базальтового слоя -0,4 г/см³. Если подсчитать аномальный эффект в точках P₁ и P₂, то мы получим такой результат:

Со знаком минус, потому что перевешивает базальтовый блок. Если взять разницу между этими точками, то δV_z = 13,5 мГал. В точке P₂ притяжение больше. Это мы получили результат, подсчитанный по модели коры. Подсчет аномального эффекта по соконтурным кривым и определение разности дало результат δV_z = 17,5 мГал. Это несовпадение можно объяснить тем, что наша модель коры не совсем соответствует действительности (однако, разницу в 4 мГал эти различия не объясняют). Расхождение двух результатов, скорее всего, объясняется тем, что при модельном расчете оказался неучтенным какой-то мощный фактор. В толще коры его содержаться не может, значит, не учтена какая-то плотностная неоднородность в мантии. Плотностная неоднородность приносит отрицательный гравитационный эффект. Поэтому при интерпретации следует сказать, что в мантии под массивом имеется отрицательная плотностная неоднородность. Гутенберг считал, что нельзя принимать ни одно геологическое построение, которое противоречит гравиметрическим данным. Гравитационное поле – это поле, которое не имеет никакого экрана, оно всегда присутствует и любая масса создает гравитационное поле.

Развитие коры и характер гравитационного поля, обусловленного глубинным строением

В ходе развития земной коры изменялся характер гравитационного поля, потому что происходили различные перемещения масс (процессы в верхней мантии). С другой стороны, процессы, протекавшие в верхней мантии формировали земную кору, приводили к колебательным тектоническим движениям. К настоящему времени сформировались две точки зрения, объясняющую тектоническую жизнь Земли и характер гравитационного поля.

1. Теория базируется на том, что в природе преобладают мощные горизонтальные течения в мантии, которые приводят к большим перемещениям масс. Приверженцы – геологи-мобилисты.

2 . Основана на том, что в природе преобладают вертикальные перемещения масс в мантии, т.е. всплывание и оседание различных масс.

С точки зрения наблюдаемого гравитационного поля, первая теория не находит своего подтверждения, поскольку не наблюдается больших (многие сотни мГал) положительных аномалий там, где эти массы скапливаются. Кроме того, современные представления о вязкости пород не позволяют считать, что большие горизонтальные перемещения возможны. Такого механизма, который вызывал бы горизонтальные перемещения пока не обнаружено. Гораздо более убедительной точкой зрения, согласно гравиметрическим материалом, является вторая гипотеза. Скорее всего, в природе происходи и горизонтальное, и вертикальное перемещение масс. Однако, преобладающим является вертикальное движение.

Фактические данные подтверждают следующее развитие коры (рис 4.2). Предположим, что в мантии образовался очаг отрицательной плотностной неоднородности. Массы, как более легкие, всплывают и наращивают земную кору снизу. Но такое положение является неустойчивым, потому что земная кора будет всплывать, поэтому фундамент получит такое же положение. Т.е. образуется какая-то крупная положительная структурная форма. Поэтому на выступах фундамента кора более толстая, чем на впадинах. Фактические данные подтверждают такое строение. В частности, под Украинским щитом и Воронежским массивом мощность коры примерно на 7-12 км больше, чем под соседними впадинами. На пермско-башкирском своде наблюдается подъем фундамента и опускание поверхности Мохо. Предполагают, что между амплитудами подъема поверхности Мохо, фундамента и твердой части коры существуют определенные количественные соотношения (10 – 5 – 3, 4 – 2 – 1). По современным данным крупные положительные структуры (в частности, Украинский кристаллический щит в центре поднимается примерно на 10 мм в год) испытывают подъем, что свидетельствует о том, что процесс всплывания коры продолжается и сейчас.