СКОРОСТНЫЕ НЕОДНОРОДНОСТИ ВЕРХНЕЙ МАНТИИ ЮЖНОГО ТЯНЬ-ШАНЯ.

Олег Якупов.

Диссертация посвящена изучению горизонтальных скоростных неоднородностей верхней мантии Южного Тянь-Шаня методом сейсмической томографии на телесейсмических Р-волнах.

Для чего нужно изучать верхнюю мантию Земли.

C верхней мантией в настоящее время связываются не только причины глобальных геодинамических процессов, но и коровая сейсмичность, а также дрyгиe особенности строения и развития земной коры, включая металлогеническую специализацию крупных ее блоков, размещение нефтегазоперспективных территорий и т.д.

Отправная точка наших исследований.

B настоящее время разработаны сейсмологические методы (Bakus ,Gilbert , 1967, 1968; Винник, 1976; Аки, Ричардс, 1983; Треусов, 1986 и т.д.), позволяющие изучать структyру верхней мантии с точностью, достаточной для решения вышеуказанных задач. Исходными данными для этих методов слyжат аномалии вpeмен прихода объемных сейсмических волн от далеких землетрясений. K концу 70-х годов в Средней Азии создана сеть сейсмологических станций, непрерывно регистрирующая далекие землетрясения. Три отмеченных фактора в совокупности опpeдeляют актуaльность настоящей работы, посвященной изучению скоростной структуры верхней мантии по телесейсмическим  данным.

Южный Тянь-Шань – объект исследований.

В качестве объекта исследования выбрана западная чисть складчатой системы Южного Тянь-Шаня и окружающие ее районы. Эта территория характеризуется контрастно-неоднородным строением и развитием на протяжении всей известной нам геологической истории от позднего протepoзоя дo новейшего тектонического этапа. Здесь развиты различные типичные геоструктуры континентов. Современный этап отличается высокой сейсмичностью.

Цель работы и основные задачи, которые предстояло решить.

Цель работы. Исследование латepaльных неоднородностей верхней мантии и aнaлиз их связей с геофизическими полями и геоструктурями.

Основные задачи, которые необходимо было решить для достижения поставленной цели.

I. Разработать способы повышения точности определения времени пpиходa фаз P-волн и собрать представительный материал о временах прихода объемных Р-волн от далеких (D > 30°) землетрясений по всей исследуемой территории.

2. Усовершенствовать метод картирования горизонтальных вариаций скорости P-волн в литосфере, разработанный Л.П.Винником, А.А.Лукком и др., с целью применения его в условиях Южного Тянь-Шаня. Наиболее характерными особенностями Тянь-Шаньского региона, с точки зрения изучения структуры его верхней мантии по телесейсмическим данным, является, во-первых, обширная площадь, превышающая 500000 кв.км и, во-вторых, развитая сейсмологическая сеть станций регионального и экспедиционного типов. Первая из отмеченных особенностей позволила собрать необходимое количество данных для построения лишь двухмерной модeли верхней мантии, а вторая потребовала разработки специального способа пересчета промежуточного разностного параметра в отклонения времени, не трeбующего жесткого закрепления за какой-либо станцией статуса опорной.

3. Разработать методику количественной оценки параметров сети наблюдений и  источников возбуждения с позиции возможности выделения локальной компоненты поля отклонений, связанной с неоднородностями верхней мантии. K числу таких параметров относятся регулярность и плотность сети наблюдения, симметричность и равномерность распределения источников возбуждения по азимутальным секторам.

4. Построить схему вариаций скорости Р-волн в верхней мантии Южного Тянь-Шаня и сопредельных регионов и сопоставить ее с геолого-геофизическими данными.

Исходные данные.

Исходными данными являются: а) сейсмограммы объемных Р­-волн от 291 далёкого зeмлетрясения, зарегистрированные на 65 сейсмологических станциях, расположенных в пределах исследуе­мой территории и принадлежащих четырем организациям Узбекской

и Таджикской ССР (ИС АН УзССР, ТИССС АН ТаджССР, ИГиГ АН УзССР, ТашГУ им.В.И.Ленина); б) сведения o скоростной модели земной коры Южного Тянь-Шаня и сопредельных регионов (Таль-Вирский, 1982; Зуннунов, 1986 и т.д.).

Научная новизна.

– Собран и обработан представительный экспериментальный материал о временах прихода P-волн на сейсмологических станциях, расположенных на территории Южного Тянь-Шаня в пределах 62°-75° восточной долготы и З7°-44° северной широты.

– Разработан способ определения аномалий времени пробега волны (отклонений), названный нами “Способ осредненных разностей”, не требующий закрепления ни за одной станцией группы статуса опорной. За счет этого в обработку вовлекаются все кондиционные данные о временах прихода Р-волн и, соответственно, уменьшается дисперсия отклонений врeмeни, то есть улучшаются статистические свойства совокупности данных.

– Разработана методика выбора оптимальных параметров при двухмерном картировании скоростных неоднородностей, включающая оценку глубины проецирования суммарного поля отклонений, а также определение условий, при которых из суммарного поля отклонений, спроецированного на заданный уровень, выделяется локальная компонента поля отклонений (то есть та часть отклонений времени, которая сформирована в изучаемой области верхней мантии). Показано, что при оптимальных параметрах двухмерное картирование представляет частный случай общего подхода к томографическим исследованиям, основанного на обратном преобразовании Paдона.

– Впервые для Южного Тянь-Шаня построена схема горизонтальных вариаций скорости P-волн (в % к V = 8,3 км/с) в области верхней мантии, глубина до осевой поверхности которой равна 200 км, а мощность изменяется от 200 до 300 км. Схема вариаций скоpоcти сопоставлена с геофизическими полями и геоструктурами, а также с результатами исследования структуры верхней мантии региона в предшествующие годы.

– Анализ схемы горизонтальных вариаций скорости Р-волн позволил выделить Центрально-Кызылнумскую и Чаткало-Кураминскую низкоскоростные области, а также Туркестанскую и Алайско-Восточноферганскую высокоскоростные области верхней мантии.

Практическая значимость.

Скоростные неоднородности верхней мантии исследованы в масштабе 1:2500000, что позволяет использовать полученную информацию при изучении геологических объектов с paзмерами 100 – 200 км. Способ осредненных разностей позволит исследовать структуру верхней мантии по телесейсмическим данным в регионах, гдe развернута лишь временная сеть станций экспедиционного типа. Методика оптимизации параметров двухмерного картирования и количественной оценки условий выделения локальной компоненты поля отклонений из суммарного поля, представляет возможность управлять глубинностью исследований, путем подбора соответствующих параметров сети наблюдений и источников возбуждения.  Все основные алгоритмы двухмерного картирования по телесейсмическим данным реализованы в виде Фортран-программ, что облегчает использование метода при исследовании структуры литосферы в различных регионах Земли.

Прочитать полный текст автореферата можно здесь…

About Олег Якупов

Я отношусь к той категории советских людей, которых называют “Ташкентскими русскими”. Это эндемики, сохранившие в окружении инородной культуры своеобразную русскую, еще дореволюционную культуру, и прежде всего, язык. А так же впитавших в себя много хорошего из окружавшей нас по жизни восточной культуры. Еще нас называют “Совками”. Но это относится не только к бывшим жителям гостеприимного Ташкента, но к жителям всего Советского Союза, сформировавшимся, как личности, во времена Советского Союза. Многих из нас судьба разбросала по всему Земному шару. Нам не хватает привычного общения. Наши дети и внуки, помимо своей воли, становятся “иностранцами”. Блог – это то место, где я смогу выговориться, а если повезет, то и поговорить с людьми моего поколения. Спасибо Интернету, он предоставляет нам такую возможность.

This entry was posted in 2011, Верхняя мантия Земли, Виртуальная Земля. and tagged , , , , . Bookmark the permalink.

Leave a Reply