![](/user_photo/_userpic.png)
книги из ГПНТБ / Вольвовский И.С. Сейсмические исследования земной коры в СССР
.pdf
|
|
Р а й о н |
|
Т у р а и с к а я п л и т а |
|||
Мапгышлакская зона поднятий ' |
|
||
Северо-Устюртскпй |
прогиб |
|
|
Карабогазскпіі |
свод |
|
|
Каракумский |
свод |
|
|
Бухаро-Хпвпиская |
ступень |
|
|
Амударьинско-Мургабская депрессия |
|||
Южно-Таджикская |
депресспя |
|
|
З а п а д н о - С и б и р с к а я |
п л п т а |
||
Ханты-Манспйская |
впадина |
|
|
Уренгойский грабен |
|
||
Кулупдпнскпй |
массив |
|
О б л а с т и м е з о з о й с к о й с к л а д ч а т о с т и
Верхояно-Кольшская складчатая область . . .
Спхотэ-Алпнская складчатая область Ханкайскгш массив
О б л а с т и а л ь п и й с к о й |
с к л а д ч а т о с т и |
Закарпатский прогиб |
". . . |
Мегаптпклипорпй Восточных |
Карпат . . . . . |
Предкарпатскпй прогиб |
|
Черноморская впадина |
|
Рчешская впадина |
|
Курпнская впадина |
|
Мегантиклпнорий Большого |
Кавказа |
Предкавказский прогиб |
|
Южно-Касппйская впадина |
|
Западно-Туркменская впадина
Об л а с т и к а й н о з о й с к о й ^
ск л а д ч а т о с т и
Центрально-Охотское поднятие |
|
|
Южно-Охотская впадина |
|
|
Структуры Северного Сахалина |
|
|
Впадина Японского моря |
. . . . . . . . . . . |
|
Возвышенность Ямато |
|
|
Курильская островная дуга |
|
|
Курпло-Камчатекпй желоб |
|
|
С т р у к т у р ы д н а Т и х о г о |
о к е а н а |
|
С т р у к т у р ы д н а С е в е р п о г о |
||
Л е д о-в и т о г о |
о к е а н а |
Баренцева платформа Хребет Ломоносова
Продолжение |
табл. IS |
|
Поперхность консолидиро корыванной |
Поперхность «базальтового» слоя |
у - |
|
|
|
|
|
* 2 |
|
|
в х |
|
|
с о |
|
|
e s |
0,56 |
0,96 |
0,83 |
0,70 |
0,96 |
0.S7 |
0,87 |
0,95 |
U.85 |
0,52 |
0,92 |
0,87 |
0,57 |
0,92 |
0,84 |
0,88 |
0,87 |
0,82 |
0,84 |
|
0.91 |
0,89 |
0,92 |
0,85 |
0,86 |
0,94 |
0.83 |
0,50 |
0,94 |
0,88 |
|
0,91 |
0.84 |
|
0,94 |
0,82 |
— |
0,92 |
0.90 |
0,39 |
0.9R |
0,82 |
0,37 |
•0,89 |
0,87 |
0,73 |
0.92- |
0.84 |
|
0,60 |
0,83 |
0,60 |
0,93 |
0,89 |
0,58 |
0,93 |
0,89 |
|
0,84 |
0,90 |
0,65 |
0,90 |
0,88 |
|
0,55 |
0,83 |
— |
0,83 |
0,89 |
0,83 |
0,96 |
0,87 |
|
0,74 |
0,83 |
0.84 |
0,92 |
0,85 |
— |
0,31 |
0,81 |
0,36 |
0,92 |
0,87 |
0,44 |
Л 76 |
0,87 |
— |
0,36 |
0,83 |
— |
0,31 |
0,78 |
0,91 |
0,92 |
0,84 |
0,75 |
0,81 |
0,72 |
125
о т р а ж е н н ых |
(до критических — |
ѵк — 15 — 10 км/ с |
и закритиче- |
ских-— ѵк = |
10 -f- 7 км/с) волн, |
прослеживающихся |
на всем интер |
вале наблюдений в последующей части записи. Эти волны, в основ ном формирующие волновое поле на удалении от 150 до 300 км,
весьма надеяшо и однозначно опознаются по устойчивым |
индивиду |
|||
альным и характерным совместным признакам . |
|
|
||
Скорости сейсмических волн |
вдоль |
поверхности Мохоровичича |
||
независимо от глубины ее залегания и |
района прослеживания |
ха |
||
рактеризуются очень близкими |
значениями — 8,0—8,2 |
км/с . |
Н а |
блюдаемые вдоль отдельных профилей или в разных регионах не
которые вариации значений |
граничных |
скоростей |
свидетельствуют |
|||||
о наличии региональных |
и |
локальных |
неоднородностей в |
верхней |
||||
части |
мантии в горизонтальном направлении . |
В пределах |
отдель |
|||||
ных |
тектонических зон |
граница Мохоровичича |
залегает |
до |
||||
вольно полого, практически |
горизонтально и |
лишь на стыках |
этих |
зон (блоков) отмечаются довольно резкие изменения глубины ее залегания .
Поверхность «базальтового» слоя в противоположность первым двум основным поверхностям является слабой сейсмической грани
цей. |
Отношение |
скоростей на |
ней д л я большей части территории |
СССР |
составляет |
0,90—0,95. |
Х о т я диапазон изменения значений |
отношения скоростей на ней значительно больше, чем на поверх ности Мохоровичича (от 0,74 до 0,98), крайние значения характерны д л я гораздо меньшего числа структур, суммарная площадь которых вряд ли превышает 10—15% общей изученной методом ГСЗ терри тории СССР. Наибольшей резкостью поверхность «базальтового» слоя характеризуется в Черноморской и Южно - Каспийской впа
динах |
(0,55—0,60), во всей |
складчатой области |
У р а л а (0,81—0,83), |
|
в глубоководных впадинах Охотского (0,74) |
и Японского (0,31) |
|||
морей, в пределах Курильской островной дуги |
(0,76) и в |
изученных |
||
зонах |
акваторий Тихого |
океана (0,31—0,36). |
Б л и з к и е |
к единице |
соотношения скоростей отмечены на щитах и массивах — Б а л т и й
ском (0,98), Украинском и Воронежском |
(0,96), в пределах |
Б а й к а л ь |
ской впадины (0,93) и Сихотэ-Алинской |
области (0,94). |
|
Поверхность «базальтового» слоя |
выделяется ка к преломля |
|
ющая или о т р а ж а ю щ а я граница . Несмотря на сложность и |
недоста |
|
точную выразительность создаваемого |
ею волнового поля, она |
выделяется во многих районах к а к ' о п о р н а я сейсмическая граница внутри консолидированной коры . Граничные скорости вдоль нее
достаточно изменчивы (6,6—7,6 км/с), однако на |
большинстве р а з |
|||
резов они составляют |
6,7—6,9 км/с . |
|
|
|
В консолидированной коре выделяется еще |
несколько |
границ |
||
(до двух-трех в к а ж д о м |
слое), однако |
их отождествление и к о р р е л я |
||
ц и я очень условны, так к а к различия |
в значениях |
скоростных |
пара |
метров на этих границах часто соизмеримы с точностью их опреде ления и вариациями в горизонтальном направлении . Иногда на промежуточных границах наблюдается скачкообразное изменение скорости. В вертикальном направлении скачки сравнительно неве-
126
пики — всего 0,2—0,3 км/с , ио в горизонтальном направлении могут быть достаточно резкими и соизмеримыми с таковыми на по
верхности консолидированной |
коры и |
поверхности |
Мохоровичича. |
Л и ш ь в некоторых районах |
(Кавказ, |
Т я н ь - Ш а н ь , |
Казахстан) по |
следующие «базальтовые» волны характеризуются очень четкими
интенсивными вступлениями с |
ѵк — 7,4—7,7 км/с . |
Соответству |
ющая этим волнам сейсмическая |
граница обособляет |
вторую н и ж |
нюю высокоскоростную половину «базальтового» слоя, |
предположи |
|||
тельно |
отождествляемую нами с «базито-эклогитовым» |
комплексом. |
||
Таким |
образом, |
к а ж д о м у |
из основных слоев консолидированной |
|
коры |
свойственна |
еще и |
внутренняя м е л к а я неоднородность. Сте |
пень тонкой слоистости различна дл я разных регионов и отдельных блоков земной коры . Пр и одной и той ж е детальности работ отме чаются однородные блоки, где невозможно выделить большое число волн, и слоистые блоки с большим числом сейсмических границ . Прерывистая слоистость земной коры, очевидно, отрая^ает особен ности ее внутреннего строения. Поле отдельных сейсмических пло щадок позволяет наметить антиклинальные п синклинальные струк туры, зоны выклинивания и смены литологического состава, про следить плоскости сбрасывателя, выделить глубинные разломы и т. п.
Н а такую с л о ж н у ю внутреннюю структуру накладывается рас смотренная региональная расслоенность земной к о р ы на крупные
толщи. Эти слои |
обособляются протяженными преломляющими |
и отражающими |
горизонтами или, что чаще всего, п р о я в л я ю т с я |
в общих закономерностях изменения скоростей по вертикали и гори зонтали. Таким образом, в первом приближении по существенным различиям физических параметров и геологического строения верх них и н и ж н и х комплексов консолидированной к о р ы ее можно под
разделить на условные «гранитный» и «базальтовый» слои. |
Несмотря |
||||
на |
то, что «. . . физические |
свойства пород определяются |
не |
только |
|
их |
составом, но и 'состоянием вещества |
при определенной темпера |
|||
туре и давлении на глубине, их вековой петрографический |
состав |
||||
все же , по-видимому, примерно оправдывает указанные |
петрогра |
||||
фические н а з в а н и я слоев, |
выделенных |
по сейсмическим |
данным» |
(А. А. Борисов [13]). Р а з л и ч и я физических условий, в которых в раз ных регионах находятся эти слои, сопровождаются вариациями и не
которым |
перекрытием значений параметров |
их физических |
свойств. |
||
Поэтому |
сейсмические границы, очевидно, не могут строго |
соответ |
|||
ствовать |
петрохимическим границам, |
и, следовательно, |
одинаковые |
||
значения |
сейсмических параметров |
еще не |
доказывают |
тождества |
|
петрохимического состава, а их различные |
значения — его р а з л и |
чий |
[6]. Тем не менее в первом приближении эти различия невелики, |
||
и уровень значений физических параметров |
может рассматриваться |
||
к а к |
индикатор |
петрохимического состава. |
|
|
Имеющиеся |
сейчас сейсмические данные |
свидетельствуют о том, |
что и в е р х н я я мантия, по крайней мере до глубины 80—120 км, тоже
расслоена. Пр и этом ее сейсмическая расслоенность |
свойственна ка к |
континентальным, так и океаническим структурам |
[56]. Мощность |
вы д ел я ем ых |
в верхней маитпи слоев колеблется от 5 до 20 км, |
т. е. |
||||||
размерность |
ее |
слоистости |
примерно т а к а я |
же , как ц для - земной |
||||
коры . |
Однако |
в верхней мантии отмечается |
значительно б о л ь ш и й |
|||||
общин |
уровень |
скоростей. |
Н а глубине |
100—120 км они достигают |
||||
значений |
9,0—9,5 км/ с при градиенте |
скоростей, примерно |
вдвое |
|||||
меньшем, |
чем |
в земной |
коре . |
|
|
|
||
|
ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ПРИРОДА СЕЙСМИЧЕСКИХ ГРАНИЦ 1 |
|
||||||
Волновые |
и скоростные |
характеристики земной коры, определя |
||||||
ющие |
ее субгоризонтальную региональную и л о к а л ь н у ю расслоен- |
ность, в сопоставлении с установленными составом и термодинами
ческими условиями земной коры, позволяют составить |
представление |
|
о |
закономерностях корреляционных связей между составом пород, |
|
их |
плотностями и скоростями и высказать некоторые |
соображения |
о |
геологической природе сейсмических границ . |
|
Вероятнее всего, причин субгорпзонтальной расслоенное™ зем ной к о р ы несколько . Наиболее важное значение среди них, повидимому, имеют следующие: первичные неоднородности веществен ного состава; изменение фпзических свойств горных пород в условиях возрастающих давлений и температур; специфика проявления мета морфизма. Не исключено, что все эти факторы при определенных условиях могут оказывать совместный эффект, приводящий к из менениям ка к состава, так и физических свойств вещества земной коры .
Первичные неоднородности вещественного состава земной коры континентов связаны с процессами ее формирования ка к в геосинклн- н а л ь н у ю , так и в более позднюю платформенную стадии развития . Исследования последних лет показали, что наиболее древние (воз
раст 3,0—3,5 |
млрд. |
лет) известные породы (гранито-гнейсы, |
гнейсы, |
|
г р а н у л и т ы |
и |
др.) |
возникли в результате гранитизации первичной |
|
базальтовой |
|
коры |
[124, 128, 131, 149, 154]. Т а к и м образом, |
данные |
об эволюции Земли датот основание предполагать первичную рас -
слоенность |
коры |
континентов: более |
основной |
состав ее |
н и ж н е й |
|||
и более КИСЛЫЙ состав верхней частей. |
Это в общих |
чертах |
соответ |
|||||
ствует представлениям о «базальтовом» |
(сейсмические скорости 6,8 ± |
|||||||
± 0,2 |
км/с) и «гранитном» (6,2 ± 0,2 км/с) слоях |
консолидированной |
||||||
коры . |
В р я д |
лп |
вызывает |
сомнение |
возможность |
существования |
||
в земной коре сейсмических границ, имеющих конкретные |
возраст |
|||||||
ные пределы. К ним прежде |
всего относятся, границы структурных |
несогласий, разделяющие различные по времени складчатости и составу комплексы пород, перерывы осадконакопления и глубокий
эрозионный срез [71], с которыми следует связывать резкие |
(что |
|
наиболее характерно дл я сейсмических границ), а не плавные |
изме |
|
нения состава и физических |
свойств пород. Протяженность |
т а к и х |
границ, по-видимому, д о л ж н |
а быть соизмеримой с размерами |
текто - |
1 Раздел наппсан совместно с Н. А. Беляевским.
128
нических зон, в пределах которых они возникли . Эти границы д о л ж н ы
быть более отчетливыми (резкими) в случае, если они |
я в л я ю т с я |
рубежом между комплексами пород существенно |
различного |
состава. |
|
Отчетливость границ раздела, обусловленных первичными не -
однородностями, очевидно, д о л ж н а |
быть различной |
в разных |
частях |
||
земной коры . В н и ж н е й ее |
части, |
где вероятность |
метаморфической |
||
дифференциации вещества |
велика |
и где, к а к |
было |
показано в ы ш е , |
|
земная кора более гомогенна в сейсмическом |
отношении, |
возмож |
ность выделения этих границ несомненно связана с большими труд ностями. Тем не менее вероятность существования таких разделов обосновывается прерывистым характером распределения сейсми
ческих скоростей и различиями структурных планов |
|
расположения |
|||||||||||
сейсмических границ . |
Ч а щ е |
всего |
эти различия |
устанавливаются |
|||||||||
в |
расположении |
границ |
в |
«базальтовом» слое, |
с |
одной стороны, |
|||||||
и |
в «гранитном» |
слое |
— с |
другой |
(рис. 59). |
|
|
|
|
||||
|
Многочисленные группы разноориентированных (часто круто |
||||||||||||
наклоненных) о т р а ж а ю щ и х площадок в разрезе |
(первые 10—15 км) |
||||||||||||
«гранитного» слоя на Балтийском щите |
[79] (рис. |
60), в |
Центральном |
||||||||||
Казахстане [40] |
и на Среднем |
У р а л е |
[103] (рис. |
61) |
вполне обосно |
||||||||
ванно отождествляются с пачками пород различного |
петрографи |
||||||||||||
ческого |
состава. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Едва ли следует детально останавливаться |
на |
|
рассмотрении |
|||||||||
природы |
сейсмических |
границ |
в осадочном чехле |
|
платформенных |
областей, поскольку практикой геологоразведочных работ доказано, что все они обусловлены либо литологическими особенностями слоев и стратиграфических горизонтов, либо связаны с разрывами их сплошности, вызванными дизъюнктивными тектоническими дисло
кациями . Очевидной представляется |
и природа |
сейсмического |
р а з |
дела м е ж д у консолидированной и |
неконсолидированной толщамп |
||
земной к о р ы в пределах платформ. |
Здесь его |
стратификация, |
ото |
ждествление и к о р р е л я ц и я определенны и однозначны. Существен
ные затруднения при установлении этой границы |
возникают л и ш ь |
в том случае, когда на палеозойских платформах |
присутствует т а к |
называемый «промежуточный» комплекс, который нередко по сей смическим признакам бывает трудно отделить к а к от осадочного
чехла, так и от складчатого основания |
[22, 142]. По сейсмическим |
|
данным |
поверхность консолидированной |
к о р ы представляется сгла |
женной, |
субгоризонтальной или пологоволнистой. Т а к о й характер |
контакта, по-видимому, л и ш ь в самых общих чертах отражает су
ществовавшие ранее отношения |
м е ж д у структурными |
этажами, так |
к а к геологические исследования |
в районах, доступных |
д л я непосред |
ственных наблюдений, свидетельствуют о гораздо более сложных формах рельефа поверхности структурного несогласия . Очевидно, на сейсмических разрезах мы видим только «осредненный» разрез
поверхности |
контакта . |
Примерно |
то ж е отмечается и .в горно-складчатых областях, где |
в е р х н я я часть |
земной коры сложена разновозрастными и различно |
9 З а к а з 124 |
12S |
ю
w |
V \ |
i |
|
|
|
|
|
|
|
'ri |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5J ? J |
« Л ^ |
|
|
20 |
|
|
|
ss |
N |
|
|
|
|
|
6> |
4 |
JJ |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
\ |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
30 |
|
|
|
|
|
|
|
АО |
|
4 |
\ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
5.9, |
|
|
|
5,8-6.3 |
^ |
|
|
|
|
|
|
|
||
50 |
|
|
|
|
|
|
|
60 |
|
|
|
|
|
|
|
70 |
|
|
|
|
|
|
|
\2S0 |
где |
/да |
/до |
да |
|
да |
RHM |
Нкм |
|
г • |
|
|
/ |
|
|
|
|
J L ^ " " |
U |
Й |
7 |
||
|
|
|
|
|
|
||
Pnc. 59. Разрез земной коры по профилю ГСЗ Шамхор — Волгоград, |
характери |
зующий несоответствие структурных планов границ «гранитного», «базальтового»
и подкорового |
слоев [118]. |
1 — п р е л о м л я ю щ и е с е й с м и ч е с к и е г р а н и ц ы : а — |
п о у в е р е н н ы м д а н н ы м , б — п о неуверенным |
д а н н ы м ; 2 — о т р а ж а ю щ и е с е й с м и ч е с к и е г р а н и ц ы ; 3 — п о в е р х н о с т ь к о н с о л и д и р о в а н н о й к о р ы ;
4 — п о в е р х н о с т ь |
М о х о р о в и ч и ч а ; S — участки э к с т р а п о л я ц и и |
сейсмических г р а н и ц ; в — |
|||||
р а з л о м ы п о г е о л о г и ч е с к и м |
данным; 7 |
— |
п р е д п о л а г а е м ы е |
зоны |
р а з л о м о в |
д о д а н н ы м Г С З . |
|
Скорость |
(в к м / с ) : |
н а д г р а н и |
ц е й |
— с р е д н я я , п о д |
г р а н и ц е й — г |
р а н и ч н а я . |
метаморфнзованными толщамп пород, составляющими самостоятель ные (разновозрастные) структурные этажи . Построенные здесь
сейсмические границы |
пород более простые, чем это м о ж н о - п р е д |
положить н а ' о с н о в а н и и |
геологических данных . По-видимому, здесь |
так ж е , к а к и в основании осадочного чехла платформенных областей,
по |
сейсмическим |
данным |
фиксируется |
некоторая |
осредненная |
к а р |
||||||||||||||
тина. Тем не менее ее геологическая |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
реальность едва ли вызывает сомнение. |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
Рассматривая |
|
влияние |
тектониче |
|
|
|
|
|
|
||||||||||
ских |
факторов |
на |
|
слоистость |
в земной |
|
|
|
|
|
|
|||||||||
коре, устанавливаемую по |
сейсмическим |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
данным, необходимо отметить, что в |
тех |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
случаях, когда тектонические |
д в и ж е н и я |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
охватывают широкие пространства, на |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
пример |
таких |
структур, |
к а к |
плат |
|
|
|
|
|
|
||||||||||
формы, сейсмические границы в глубо |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
ких |
частях |
земной |
коры |
часто |
распо |
|
|
|
|
|
|
|||||||||
лагаются |
субгоризонтально |
(Волго- |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
У р а л ь с к а я |
антеклиза). |
|
Однако |
|
там, |
|
|
|
|
|
|
|||||||||
где |
тектонические |
|
д в и ж е н и я |
п р о я в л я |
|
|
|
|
|
|
||||||||||
лись |
более |
контрастно, |
охватив |
|
сра |
|
|
|
|
|
|
|||||||||
внительно небольшие площади, возни |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
кают отчетливые изгибы во всей толще |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
земной коры . Они могут иметь вид |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
антиклиналей |
|
(например, |
К а р а к у м с к и й |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
свод) |
|
или |
|
синклиналей |
|
(например, |
|
|
|
|
|
|
||||||||
Ферганская межгорная впадина). Сей |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
смические |
данные |
показывают, |
|
что |
|
|
|
|
|
|
||||||||||
структуры д а ж е в глубоких |
слоях |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
земной коры нарушены к а к |
крупными, |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
так и более мелкими разломами, раз |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
личающимися крутизной падения [134]. |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
Реальность этих разломов |
определяется |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
их |
хорошей |
коррелируемостыо |
с |
зо |
|
|
50км |
|
|
|||||||||||
нами |
|
дизъюнктивных |
тектонических |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
нарушений, |
|
|
выделяемых |
|
непосред |
Рис. 60. |
Разрез |
земной |
коры |
|||||||||||
ственно |
по |
|
геологическим |
наблюде |
по профплю |
ГСЗ .Имандра — |
||||||||||||||
ниям . |
Тот |
факт, |
что по разломам |
про |
Варзуга |
на |
Кольском |
полу |
||||||||||||
|
острове |
[34]. |
|
|
||||||||||||||||
исходит |
вертикальное |
смещение |
|
сей |
|
|
|
|||||||||||||
|
У с л о в н ы е |
о б о з н а ч е н и я |
est. н а |
|||||||||||||||||
смических слоев и границ, |
подтверждает |
|||||||||||||||||||
|
р и с . |
59. |
|
|
||||||||||||||||
предположение, |
что |
возникновение |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
этих слоев и |
границ обусловлено |
не столько физическими, |
сколько |
геологическими причинами, среди которых наиболее важное значе ние имеет изменение петрографического состава в комплексах пород, слагающих земную кору .
Термодинамические условия в земной коре несомненно оказывают большое влияние на физические параметры горных пород. И з у чение в л и я н и я давления на изменение скорости распространения
9* |
131 |
3
ч
го
s- ' |
s. |
Job
50 |
, |
s 1 (ЛТТПТТТГТ Q 2 |
m |
НИМ |
|
|
|
Prie. 61. Разрез |
земной коры по профнлю |
ГСЗ Ижевск — Ишпм (свердловское пересечение Урала) [103] |
1 — п о в е р х н о с т ь к о н с о л и д и р о в а н н о й к о р ы : а — п о у в е р е н н ы м д а н н ы м , б — п о н е у в е р е н н ы м д а н н ы м ; 2 — п о в е р х н о с т ь М о х о р о в и ч и ч а :
а _ д о у в е р е н н ы м д а н н ы м , б — п о н е у в е р е н н ы м данным; 3 — точки д и ф р а к ц и й . Остальные у с л о в н ы е о б о з н а ч е н и я с м . н а р и с . 59.
сейсмических волн |
в |
различных горных |
породах, |
проведенное |
|||||
М. П. Воларовичем |
и |
Е . И. Б а ю к о м |
(рис. 62) |
и |
Г. М. |
Авчяном |
|||
(рис. 63), показывает, |
что |
значения |
скоростей |
довольно |
быстро |
||||
нарастают п р и увеличении |
давления |
до |
1—2 |
к б а р , |
а затем д л я |
Ур, км/с
Рлс. 62. Графшш изме нения скоростей распро странения сейсмических волн в зависимостп от давления (изверженные
иметаморфические по
роды). Составили М. П. Воларовпч и
Е. И. Баюк, 1969 год.
П о р о д ы : |
J — у л ь т р а о с н о п - |
|||
ныс, |
2 — |
основные, |
3 — |
|
кислые; 4 |
— п р е д е л ы |
и з м е |
||
н е н и я з н а ч е н и и |
с к о р о с т е й |
|||
д л я |
разлігчных |
о б р а з ц о в ; |
S — с р е д н и е з н а ч е н и я с к о р о с т е й д л я р а з л и ч н ы х о б р а з ц о в .
р, кбар
большинства горных пород рост значений скоростей с увеличением давления происходит постепенно. П р и увеличении гидростатического давления от 1 к г с / с м 2 до 10—15 кбар (наиболее вероятное давление в основании земной коры) значения скоростей для большинства
|
|
|
|
Рпс. |
63. Графики |
|
измене |
|||
|
|
|
|
ния скоростей |
распростра |
|||||
|
|
|
|
нения |
сейсмических |
волн |
||||
|
|
|
|
в |
зависимости |
от |
давления |
|||
|
|
|
|
(осадочные породы). |
Соста |
|||||
|
|
|
|
вил Г. М. Авчян, |
1969 |
год. |
||||
|
|
|
|
1 — и з в е с т н я к и , д о л о м и т ы ; 2 — |
||||||
|
|
|
|
п е с ч а н и к и ; 3 — г л и н ы ; 4 — п р е |
||||||
|
|
|
|
д е л ы и з м е н е н и я а и а ч е ш і й с к о |
||||||
|
|
|
|
р о с т е й д л я р а з л и ч н ы х о б р а з |
||||||
|
|
|
|
|
|
ц о в . |
|
|
|
|
|
|
|
р ; ф 1 кгс/см |
2 |
|
|
|
|
|
|
горных |
пород |
возрастают |
на 1,0—1,5 к м / с . П р и |
увеличении |
|
темпе |
||||
ратуры |
от н у л я до 500—700° С, т. е. до температуры, которая |
может |
||||||||
ожидаться у |
поверхности |
Мохоровичича |
д л я |
большей части |
|
терри |
||||
тории |
СССР, |
значения скоростей несколько |
снижаются |
(на |
0,3— |
0,5 км/с) . Таким образом, влияние температурного фактора на из менение скоростей с глубиной не исключает в л и я н и я гидростатиче ского давления . К сожалению, скорости распространения сейсми ческих волн в метаморфических породах изучены слабо. Имеется
133
мало данных об исследовании этой группы пород в условиях |
ком |
бинированного в л и я н и я высоких температур и давлений. |
Л и ш ь |
немногочисленные материалы свидетельствуют об относительно боль шем увеличении в них скоростей распространения продольных сей смических волн при возрастающем давлении, чем в интрузивных породах. Таким образом, можно отметить, что за редким исключением магматические породы кислого состава даже при давлении порядка 10—15 кбар не приобретают значений скоростей продольных волн, свойственных породам основного ряда, и соответственно скорости
продольных волн в последних по величине всегда резко |
отличаются |
от скоростей' в ультраосновных породах . Исключение |
составляют |
метаморфические породы группы эклогита. По скоростям и плот
ностям эта группа пород охватывает ш и р о к и й интервал |
значений, |
соответствующих к а к основным, так и ультраосновиым |
породам. |
Некоторые разности эклогитов по значениям скоростей и плотностей
превосходят, например, такие ультраосновные породы, |
к а к |
пе |
||||||||
ридотиты. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Графики зависимости между скоростями и плотностями пород, |
||||||||||
составленные М. П. Воларовичем,- М. Л . Озерской |
и другими |
[60], |
||||||||
а т а к ж е группой японских |
исследователей |
[163], |
показывают, |
что |
||||||
увеличение плотностей |
не |
сопровождается |
скачкообразным |
возра |
||||||
станием |
скоростей. |
В |
соответствии |
с этим |
не |
приходится |
предпо |
|||
лагать |
возможности |
возникновения |
каких - либо |
сейсмических |
р а з |
делов в земной коре, которые можно было бы связывать только с уве личением гидростатического давления, т. е. наблюдаемые в глубоких слоях земной коры сейсмические разделы скорее всего отражают границы между породами, существенно отличающимися в плотностном отношении п, соответственно, различными по своедіу химиче скому и вещественному составу. Данное заключение, по-видимому, не распространяется на породы группы эклогита, которые по хими ческому составу отвечают базальтам (в широком понимании этого термина), а некоторые их разности (эклогитизированные породы) мо гут оказаться близкими к пироксеновым гранулитам . Следовательно, возникновение в толще земной коры эклогитовых комплексов, по всей вероятности, должно сопровождаться возрастанием скоростей
распространения сейсмических волн. Т а к к а к |
возможность появле |
ния значительных масс эклогитизированных |
пород связывается |
с наиболее глубокими частями земной коры, а |
эклогитизированные |
разности пород отличаются высокими скоростями (7,3—7,5 км/с) распространения упругих колебаний, следует допустить, что сей
смические границы, характеризующиеся в этих условиях |
близкими |
|||
значениями граничных скоростей, в какой-то |
мере |
могут |
ограничи |
|
вать зоны распространения различных групп |
эклогитизированных |
|||
пород. |
|
|
|
|
Региональный метаморфизм, |
к а к известно, |
является |
следствием |
|
термодинамических условий, существующих |
или |
существовавших |
||
в земной коре . Предполагается |
т а к ж е , что региональный метамор |
|||
физм, особенно в глубоких зонах |
земной коры, |
в значительной мере |
134