Введение к работе
Актуальность проблемы
Настоящая работа посвящена изучению глубинного строения земной коры северной части Балтийского шита (Печенгско-Аллареченский район). Исследуемый район располагается на Кольском полуострове на северо-западе Мурманской области Российской Федерации. Это промышленно развитый район, где производится разработка месторождений медно-никелевых руд, которые совместно с месторождениями Норильского района являются основным источником добычи никеля в России. На сегодняшний день практически все месторождения, расположенные близко к поверхности земли, уже открыты и разрабатываются.
Актуальность диссертации определяется необходимостью расширения минераге-нических перспектив Печенгско-Аллареченского района и разработки современных представлений о его глубинном строении.
7= и? Т —!Г.— ,
С-Петербург
ОЭ 200СактбО_?„
Геофизические исследования на территории Печенгско-Аллареченского района проводятся с 1958 г. и включают обширный комплекс методов. В ходе разведочных и научно-исследовательских работ, в частности сейсмическими методами, накоплена огромная геолого-геофизическая информация по строению и истории района. Однако необходимо отметить, что для такого длительного периода сейсмических исследований закономерна несопоставимость отдельных результатов работ, обусловленная рядом принципиальных причин. Каждый из используемых методов по-своему освещает неоднородности земной коры. При этом не существует достаточной ясности в вопросах природы сейсмических волн и характере сейсмических границ в сложнопостроен-ных средах, подобных Балтийскому щиту. В результате региональных профильных исследований информация о строении земной коры представлена в виде двумерных разрезов. В то же время при сложной тектонике региона трехмерные модели среды могут дополнить и расширить имеющуюся информацию, в частности, позволят проследить изменение по площади скоростных особенностей, выявленных при бурении СГ-3. Имеющийся к настоящему времени огромный сейсмический материал по Балтийскому щиту, достижения в методике анализа волновых полей, использование современной вычислительной техники для обработки сейсмических данных позволяют провести обобщение и дать обоснованную интерпретацию материала на качественно новом уровне с целью разработки современных коры региона.
Цель и задачи работы
Целью работы являлось получение новых сведений об особенностях глубинного строения земной коры северной части Балтийского щита по данным обменных волн от землетрясений и искусственных сейсмических источников возбуждения.
Для достижения поставленной цели в диссертации решались следующие задачи:
-
Систематизация данных взрывной сейсмологии (времена первых вступлений продольных волн).
-
Анализ полученных данных методом лучевой сейсмической томографии. Построение трехмерной скоростной модели региона.
-
Построение сейсмотомографического (СТ) разреза по профилю Приречный-Печенга-Лиинахамари (профиль Ш).
-
Создание единой базы данных метода обменных волн от землетрясений (МОВЗ).
-
Переобработка и переинтерпретация сейсмических материалов, полученных на разных этапах исследований МОВЗ.
-
Построение уточненного глубинного разреза по профилю Ш.
-
Сопоставление полученных разрезов по профилю Ш и построение сводного разреза МОВЗ-СТ.
Исходный материал
В настоящей работе для сейсмотомографического анализа использованы материалы взрывной сейсмологии, полученные по данному региону на длинных профилях Печенга-Ловно, Никель-Умбозеро, Полар, Кварц, 1-ЕВ, АР-1 и при регистрации крупных взрывов сетью сейсмологических станций. Сигналы зарегистрированы на удалениях 5-250 км от пунктов взрыва.
Также в настоящей работе собраны в общую базу и совместно проанализированы данные, полученные на разных этапах исследований МОВЗ, проведенных СЗФ «Невскгеология> в Печенгско-Аллареченском районе (за период с 1988 по 1995 гг.)
Поскольку работы МОВЗ предусматривают непрерывную регистрацию сейсмических колебаний, на записях регистрируются не только землетрясения, но и взрывы различного генезиса (промышленные взрывы в карьерах горнообогатительных комбинатов, специальные взрывы), сигналы пневмоиэлучателей. Зарегистрирован-
ные взрывы включены в общую базу данных для томографического анализа, что повысило его детальность.
Научная новизна работы
В процессе исследований и подготовки настоящей работы собран и обработан огромный материал уникальных по своей детальности наблюдений взрывной сейсмологии.
Новый этап интерпретации материалов связан с переходом к трехмерному изучению среды методом сейсмической томографии. По результатам томографического анализа получена трехмерная модель среды, отображающая детальное распределение скоростных неоднородностей в земной коре исследуемого региона.
В ходе работы впервые создана единая база данных метода обменных волн от землетрясений для Печенгско-Аллареченского района.
Для анализа обменных волн от землетрясений усовершенствован пакет обрабатывающих программ. В частности, автоматизированы этапы построения временного разреза, вычисления эпицентраяьных расстояний, азимутов и углов выхода обменных волн.
Практическая ценность
Следует особо отметить самостоятельную значимость собранной базы данных взрывной сейсмологии, она может быть свободно адаптирована для любых последующих методических приемов обработки и интерпретации.
Разработанный пакет программ для анализа обменных волн от землетрясений значительно ускоряет, упрощает обработку данных и может быть использован при дальнейших исследованиях МОВЗ.
В результате проведенного исследования выделены тектонические структуры, определены новые сейсмогеологические признаки перспективности площадей Печенгско-Аллареченского рудного района.
Апробация работы
Основные результаты исследований, представленных в работе, докладывались на —Четвертых геофизических чтениях им. В. В. Федынского (Москва, 2002 г.), — Международной конференции «Наука о земле и образование: задачи, проблемы,
перспективы» (Санкт-Петербург, 2002 г.),
4-й Международной конференции «Проблемы геокосмоса» (Санкт-Петербург, 2002г.),
8-й Международной конференции «Глубинное строение и геодинамика Фенноскан-дии, окраинных и внутриплатформенных транзитных зон» (Петрозаводск, 2002 г.), а также на семинарах лаборатории динамики упругих сред кафедры физики Земли физического факультета СПбГУ и на заседании кафедры геофизики геологического факультета СПбГУ.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 7 работ (2 статьи и 5 публикаций в виде тезисов докладов).
Защищаемые положения
-
Построенная по данным о временах пробега продольных волн детальная трехмерная скоростная модель Печенгско-Алларечевского района подтверждает наличие на глубине 8-12 км инверсии скорости Р-волн (зоны волновода) и позволяет проследить ее положение в пространстве. Выделена область повышения скорости продольных волн до 7 км/с на глубине 20-25 км под Печенгской структурой.
-
В результате анализа единой базы данных МОВЗ для Печенгско-Аллареченского района уточнена ілубина границы Мохоровичича под Печенгской структурой — 35-36 км, при уровне 37-40 км в обрамляющих структурах.
3. Сопоставление сейсмотомографического и глубинного разрезов по профилю
Приречный-Печенга-Лиинахамари позволило установить связь тектонических зон,
контролирующих рудные узлы Печенгского рудного поля, с нижнекоровой высоко
скоростной аномалией. По аналогии глубинного строения площадь, расположенная
на северо-востоке Печенгско-Аллареченского района может рассматриваться как ру-
доперспективная.
Структура и объем диссертации
Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения и списка литературы. Общий объем работы — 73 страницы машинописного текста, включая 21 рисунок и библиографию из 51 наименования.
