 |
Астронет: Геологический факультет МГУ Геофизические методы исследования земной коры. Часть 2 http://variable-stars.ru/db/msg/1173324/page13.html |
3.3.1. Основные геоструктуры земной коры и выявление их региональными структурными геофизическими исследованиями.
Основными геоструктурами земной коры, выявляемыми геофизическими методами, являются: глубинные разломы, структуры геосинклинальных и складчатых областей (геосинклинальные прогибы, антиклинальные поднятия, срединные массивы, межгорные впадины и др.), платформенные структуры (прогибы, впадины и поднятия и др.).
Глубинные разломы являются одним из основных элементов земной коры, определяющим иногда общий структурно-тектонический план крупных территорий. Разломы имеют ширину от 2-3 до 15-20 км, глубину заложения до ста километров, протяженность в сотни и тысячи километров. К ним приурочены очаги землетрясений, повышенные тепловые потоки, аномалии электропроводности, намагниченности, плотности, радиоактивности. В зоне разломов отмечаются: изменения положения границ осадочных пород и кристаллического фундамента; различия фациального, литологического состава пород; наличие магматических излияний; увеличение числа сбросов, надвигов, сдвигов; характерные геоморфологические признаки (линейные формы рельефа, впадины, изгибы русел рек и т.п.).
Зоны глубинных разломов картируются с использованием следующих геофизических методов:
- гравиразведки - по высоким градиентам силы тяжести, вытянутости аномалий, перепадам глубин до верхних кромок возмущающих масс в окружающих породах;
- магниторазведки - по высоким градиентам геомагнитного поля, линейной вытянутости аномалий разного знака, наличию цепочек аномалий, смене характера поля в крест зон разломов;
- сейсморазведки (методами преломленных, дифрагированных, рефрагированных и отраженных волн) - по уменьшению скоростей упругих волн, увеличению их поглощения, потере корреляции волн непосредственно в зоне разломов и по ступеням в положениях опорных сейсмических горизонтов в прилегающих блоках;
- электрических и электромагнитных зондирований - по искажению и смене типов кривых, наличию уступов в опорных горизонтах по сторонам от разломов;
- терморазведки - по повышенным тепловым потокам в зонах разломов;
- аэрокосмической инфракрасной и радиометрической съемок - по наличию линейно вытянутых систем (линеаментов).
Геосинклинальные области представляют собой сложные по строению, неоднородные по свойствам и мощностям блоки земной коры и мантии, разграниченные, как правило, глубинными разломами. Если в целом в геосинклинальных, горных областях глубины залегания мантии максимальны (до 70 км), а земная кора состоит из мощного осадочного чехла, " гранитного " и " базальтового " слоев, то в отдельных блоках состав и суммарная мощность земной коры могут резко меняться.
Выяснение общего структурного плана геосинклинальных областей, картирование их границ и основных структурных элементов (синклинальных прогибов, межгорных впадин, антиклинальных поднятий, срединных массивов и др.) проводятся следующими геофизическими методами:
- гравиразведкой - по отрицательным, реже положительным аномалиям Буге;
- магниторазведкой - по наличию намагниченных вулканогенных пород, включенных в немагнитные осадочные;
- электромагнитными профилированиями - по аномалиям от круто залегающих пластов;
- электрозондированиями и сейсморазведкой - по изменениям геоэлектрических и сейсмогеологических разрезов.
Платформенные области приурочены к регионам, в пределах которых отсутствуют интенсивные проявления послепалеозойских этапов складчатости. Для них характерны достаточно выдержанная мощность земной коры (около 35 км), различная мощность осадочного чехла, пологие формы складчатости, образующие своды, впадины, поднятия, прогибы и др. Изучение платформенных областей начинают с проведения аэромагнитной съемки и гравиразведки. Чем меньше мощность осадочного чехла, тем большее влияние на характер магнитных и гравитационных аномалий оказывают состав и строение кристаллического фундамента. Для картирования структур, определения глубины фундамента и мощности чехла осадочных пород основным методом является сейсморазведка (МПВ и МОВ). Сеть дорогостоящих сейсморазведочных работ можно сделать реже, если использовать электромагнитные зондирования: магнитотеллурические (МТЗ и МТП) при больших глубинах ( > 1 км), вертикальные электрические (ВЭЗ) при малых глубинах ( < 500 м), частотные (ЧЗ) или становлением поля (ЗС) (при глубинах 0,5-3 км).
3.3.2. Изучение строения и состава кристаллического фундамента и осадочного чехла.
Кристаллический фундамент, располагающийся на глубинах от 0 до 15 км, а также перекрывающие его осадочные породы являются главным объектом изучения среднемасштабной региональной структурной геофизики, которая решает следующие задачи:
- изучение глубины залегания поверхности кристаллического фундамента;
- выяснение состава пород и строения фундамента;
- расчленение осадочного чехла и выявление структур в нем, особенно благоприятных для нефтегазонакопления.
Изучение глубины залегания поверхности фундамента
- одна из хорошо решаемых задач региональной структурной геофизики.
Поверхность фундамента является сложной эрозионной границей различных
по составу вулканогенных и метаморфических пород, часто разбитых
на отдельные блоки. Она служит опорным геофизическим горизонтом,
так как основные физические свойства (плотность, намагниченность,
удельное электрическое сопротивление, скорости распространения упругих
волн и др.) кристаллических пород фундамента существенно отличаются
от свойств перекрывающих их рыхлых осадочных пород. Наименьшую погрешность
в определении глубины залегания фундамента ( 
1%) дает сейсморазведка,
более высокую (до 10-20%) - электрические и электромагнитные
зондирования и еще большую (до 30%) - гравиметрические методы.
По региональным профилям, отстоящим друг от друга на расстоянии до 10 км, с использованием сейсморазведки (МПВ, МОВ, МОГТ) создают опорную сеть наблюдений с определением глубины залегания фундамента. Данные сейсморазведки, в свою очередь, опираются на ряд скважин, которые бурят в различных структурно-фациальных условиях. При глубине залегания фундамента до 2-3 км между профилями сейсмических работ целесообразно располагать профили электрических (ВЭЗ, ДЗ), а при большей глубине залегания - электромагнитных (МТЗ, ЗС) зондирований. Комплексирование сейсмо- и электроразведки снижает стоимость региональных исследований в 2-5 раз по сравнению со стоимостью непрерывного сейсмического профилирования в том же масштабе. Наименьшая стоимость работ по изучению глубины залегания фундамента достигается при аэромагнитной и гравиметрической съемках, опирающихся на опорные сейсмические профили и бурение.
Изучение состава пород и строения фундамента в геосинклинальных областях проводят преимущественно по данным гравитационных и магнитных съемок, а в платформенных - с помощью сейсморазведки МПВ. Объясняется это тем, что гравимагнитные аномалии связаны со значительными плотностными и магнитными неоднородностями пород фундамента, а с помощью МПВ определяют граничные скорости в нем. Однако основное назначение сейсморазведки - определение геометрии, а не свойств поверхности фундамента. Еще меньше информации о составе пород фундамента дает электроразведка.
Расчленение осадочного чехла, а также выявление структур в нем проводят методами электро-, грави- и, главным образом, сейсморазведки. Если рыхлые осадочные породы по физическим свойствам резко отличаются от пород фундамента, то у скальных (карбонатных и хемогенных) пород электрические сопротивления и скорости распространения упругих волн практически такие же, как у пород фундамента. Поэтому электрическими зондированиями (ВЭЗ, ДЗ) выявляют, как правило, только поверхность верхнего горизонта высокого сопротивления, приуроченного чаще всего к поверхности соленосных или карбонатных пород в осадочном чехле. С помощью электромагнитных зондирований (МТЗ, ЗС) удается проводить расчленение разреза и под высокоомными экранами. В ряде случаев, особенно при унаследованности структур фундамента структурами в осадочном чехле, последние четко выделяются гравиразведкой. Однако основным методом выявления и подготовки структур к поисковому бурению является сейсморазведка методом общей глубинной точки (МОГТ), проводимая на заключительных этапах региональных исследований и на перспективных на нефть и газ площадях. Сеть наблюдений МОГТ сгущают до 1 км профиля на 1 км2 изучаемой площади. Работы проводят с помощью современных цифровых сейсмических станций и систем наблюдений, обеспечивающих трехмерное изучение осадочного чехла, а также сложных приемов обработки материалов на ЭВМ, позволяющих увеличить глубинность, разрешающую способность, а в целом точность разведки.
В результате комплексной интерпретации устанавливают корреляционные или даже аналитические связи между наблюденными или расчетными параметрами для разных геолого-геофизических методов, что позволяет разредить сеть дорогой сейсморазведки. Далее строят региональные карты поверхности фундамента и основных (опорных) горизонтов осадочного чехла (глубинное, объемное картирование). На них выявляют и оконтуривают такие перспективные на нефть и газ структуры, как антиклинальные поднятия, брахиантиклинальные складки, валы, протяженные флексуры, локальные поднятия, рифогенные массивы, соляные купола и др. Важным результирующим материалом комплексных региональных геолого-разведочных работ являются сводные (нормальные), опорные, проходящие через опорные и параметрические скважины, и рядовые геолого-геофизические разрезы.