Оглавление
Введение
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…
Related Posts:
