Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Применение сейсмоакустики для реконструкции условий формирования донных отложений Аральского моря и озера Кандрыкуль Нигмедзянова Алсу Равилевна

Применение сейсмоакустики для реконструкции условий формирования донных отложений Аральского моря и озера Кандрыкуль
<
Применение сейсмоакустики для реконструкции условий формирования донных отложений Аральского моря и озера Кандрыкуль Применение сейсмоакустики для реконструкции условий формирования донных отложений Аральского моря и озера Кандрыкуль Применение сейсмоакустики для реконструкции условий формирования донных отложений Аральского моря и озера Кандрыкуль Применение сейсмоакустики для реконструкции условий формирования донных отложений Аральского моря и озера Кандрыкуль Применение сейсмоакустики для реконструкции условий формирования донных отложений Аральского моря и озера Кандрыкуль Применение сейсмоакустики для реконструкции условий формирования донных отложений Аральского моря и озера Кандрыкуль Применение сейсмоакустики для реконструкции условий формирования донных отложений Аральского моря и озера Кандрыкуль Применение сейсмоакустики для реконструкции условий формирования донных отложений Аральского моря и озера Кандрыкуль Применение сейсмоакустики для реконструкции условий формирования донных отложений Аральского моря и озера Кандрыкуль
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Нигмедзянова Алсу Равилевна. Применение сейсмоакустики для реконструкции условий формирования донных отложений Аральского моря и озера Кандрыкуль : Дис. ... канд. геол.-минерал. наук : 25.00.10 : Казань, 2004 170 c. РГБ ОД, 61:05-4/43

Содержание к диссертации

Введение

ГЛАВА 1. Сейсмоакустика осадков современных водоемов (обзор) 9

1.1 История сейсмоакустических исследований 9

1.2 Области применения сейсмоакустики 12

ГЛАВА 2. Объекты исследования 19

2.1 Аральское море 21

2.1.1 Физико-географические особенности Арала и питание его осадочным материалом 21

2.1.2 Геологическое формирование Аральского моря 25

2.1.3 Основные этапы развития моря в голоцене и литология осадков по литературным данным 30

2.2 Озеро Кандрыкуль 40

2.2.1 Общие физико-географические особенности озера Кандрыкуль и питание его

осадочным материалом 40

2.2.2 Геологическое формирование озера Кандрыкуль 40

ГЛАВА 3. Методика исследований 44

3.1 Технология сейсмоакустических исследований 44

3.2 Обработка данных 51

3.3 Преобразование временного масштаба в глубинный 62

3.4 Интерпретация сейсмоакустических данных 67

3.5 Лабораторные исследования донных осадков 71

3.5.1 Методика измерений магнитной

восприимчивости образцов 73

3.5.2 Определение возраста отобранных осадков 79

ГЛАВА 4. Результаты сейсмоакустических исследований

4.1 Аральское море 84

4.1.1 Заливы Аральского моря 95

4.1.2 Западно-Аральская котловина 107

4.2 Озеро Кандрыкуль 121

ГЛАВА 5. Палеоклиматические реконструкции 138

5.1 Аральское море 140

5.2 Озеро Кандрыкуль 150

Заключение 156

Список литературы

Введение к работе

Актуальность проблемы.

Изменения окружающей среды, происходящие в настоящее время, оказывают огромное влияние на жизнь человечества. Естественные изменения окружающей среды, наряду с антропогенными, являются мощным фактором, определяющим будущее развитие общества. Прогнозирование изменений климата, эрозии почв, эволюции биосферы в целом на несколько десятилетий в будущее должно базироваться на тенденциях и закономерностях происходивших в геологическом прошлом, а в особенности - в последние несколько тысяч лет. Реконструкция изменений, происходивших в различных оболочках Земли в прошлом - одна из актуальнейших проблем сегодняшнего дня. Одним из важных источников информации при осуществлении подобных палеореконструкций являются донные отложения современных внутрикон-тинентальных водоемов. Интерес, к отложениям современных озер как к архивам недавних в геологическом масштабе времени изменений окружающей среды объясняется тем, что эти объекты можно обнаружить на всех континентах в различных физико-географических условиях. Сюда можно добавить ряд неоспоримых преимуществ донных отложений: достаточно высокая скорость накопления, позволяющая получать хорошую разрешенность записи вариаций параметров, используемых при палеореконструкциях; минимум постседиментационных изменений донных отложений, гарантирующий высокую достоверность извлекаемой информации; высокая восприимчивость свойств донных отложений к изменениям окружающей среды. Донные отложения современных озер в процессе формирования достаточно тонко фиксируют изменения, происходящие в верхних оболочках Земли.

Процессы осадконакопления в озерах происходят при наложении множества факторов, приводящих к многообразию фациальных условий и неравномерному распределению донных осадков. Данные батиметрии, гидрологические наблюдения в подавляющем большинстве случаев не могут ответить на вопросы фациального распределения осадков. Предварительный отбор проб и классические методы их анализов позволяют получить только точечную или одномерную, по отношению ко всему бассейну, информацию. Наиболее полное осуществление палеореконструкций на основе изучения всего седиментационного бассейна может быть реализовано при сеисмоакустических исследованиях изучаемых водоемов. Сейсмоакустика в этом случае представляет собой мощный инструмент, позволяющий получить принципиально новые данные о генезисе озерных котловин, пространственных характеристиках донных отложений водоемов. В комплексе с другими палеолим-нологическими данными (абсолютное датирование осадков, литология осадков, палеобиологические исследования) результаты сеисмоакустических исследований позволяют надежно реконструировать историю развития внутри-континентальных водоемов, а следовательно - историю изменений окружающей среды.

Целью данной работы является реконструкция истории осадконакоп-ления на основе анализа данных сеисмоакустических исследований разрезов донных отложений о.Кандрыкуль (Башкирия) и Аральского моря (Казахстан).

В процессе выполнения данной работы решались следующие основные задачи:

- получение и обработка сейсмоакустической информации по современным водоемам Арал и Кандрыкуль;

- выделение сейсмостратиграфических комплексов и сейсмофациальный анализ сеисмоакустических разрезов;

- обобщение и анализ литологической, химической и петрофизической информации по разрезам донных отложений о.Кандрыкуль и Аральского моря;

- реконструкции вариаций уровня Аральского моря и озера Кандрыкуль по комплексу информации;

- анализ палеоклиматической информации и сравнение ее с результатами интерпретации сеисмоакустических исследований.

Научная новизна:

- впервые получены высокоразрешенные сейсмоакустические разрезы по Аральскому морю и озеру Кандрыкуль;

- на основании сейсмостратиграфической интерпретации выявлена цикличность колебаний уровней водоемов в голоцене; рассчитаны амплитуды колебаний;

- на основе проведенных палеореконструкций установлено неизвестное ранее сильное понижение уровня Аральского моря;

- показана существенная роль тектонических процессов на эволюцию Аральского моря;

- уточнена кривая вариаций палеоклимата для территории Южного Урала в голоцене.

Практическая ценность работы: полученные результаты позволяют реконструировать изменения окружающей среды за последние несколько тысяч лет в регионах Аральского моря и озера Кандрыкуль. Кроме того, полученные новые геологические данные по водоемам можно в дальнейшем использовать для проведения детальных исследований донных отложений для решения прикладных геологических задач - например, для подсчета запасов сапропелевых отложений озера Кандрыкуль, которые являются ценным лечебным и агросырьем.

Защищаемые положения:

1. Основные черты эволюции Аральского моря и озера Кандрыкуль, реконструированные на основе анализа результатов сеисмоакустических ис следований в комплексе с данными других методов.

2. Существенная роль тектонических процессов в эволюции Аральского моря наиболее полно зафиксирована в донных отложениях западной котловины.

Фактический материал. В качестве основных использованы материалы сейсмоакустических исследований донных отложений о.Кандрыкуль по 2 профилям общей протяженностью 6.5 км. Для реконструкции истории развития Аральского моря были использованы сейсмоакустические данные по 15 профилям общей протяженностью 57 км, полученные в полевые сезоны 2002 и 2004 гг. в различных частях акватории водоема. Для привязки сейсмоаку-стических данных и оценки средних скоростей распространения упругих волн в осадках были использованы результаты исследования 8 колонок осадков. Абсолютная привязка сейсмостратиграфических границ осуществлена с использованием 14 определений абсолютного возраста осадков радиоуглеродным методом.

Апробация работы и публикации. Основные положения и результаты работы докладывались и обсуждались на ежегодных итоговых научных конференциях Казанского государственного университета (Казань, 2002, 2003, 2004 г.г.), на научно-практической конференции «Геоакустика - 2001» (Москва, 2001), на научно- практической конференции «Мы - Геологи XXI века» (Казань, 2001, 2002, 2003 г.г.), международном семинаре «Палеомагнетизм и магнетизм горных пород» (Казань, 2004). Всего по теме диссертационной работы опубликовано 7 печатных работ, одна из них монография в соавторстве.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав и заключения. Общий объем работы 170 страниц; в работе содержится 72 рисунка, 3 таблицы; список литературы состоит из 164 наименований.

Автор выражает искреннюю благодарность своим научным руководителям - д.г.-м.н., профессору Нургалиеву Д.К. и к.г.-м.н., доценту Борисову А.С. за помощь при работе над диссертацией. Автор благодарен сотрудникам геологического факультета КГУ доцентам Леонову П.Г., Черновой И.Ю. и другим коллегам за помощь при выполнении отдельных разделов работы. Особую благодарность автор выражает сотрудникам кафедры сейсмометрии и геоакустики МГУ Старовойтову А.В., Калинину В.В., Владову М.Л. за ценные замечания на завершающей стадии работы.

Области применения сейсмоакустики

Наряду с традиционными геологическими исследованиями на шельфах, сейсмоакустические исследования применяются при ландшафтных и геоэкологических исследованиях, изучении озер, русловых процессов. Сейсмоакустические исследования обычно подразделяют на детальные, средне-детальные и глубинные, которые позволяют решать разного рода научные, научно-прикладные и производственные задачи.

С помощью детальных исследований решают задачи, связанные с инженерными изысканиями, поисками россыпных месторождений и строительных месторождений, геологическим картированием придонных отложений и др. В настоящее время весьма актуальны и эффективны сейсмоакустические исследования при обследовании подводных нефте-, газопроводов и гидротехнических сооружений. Большой объем сейсмоакустического профилирования в последние годы выполнила АО "Моринжгеология" (на Сев.Каспие, на реках и водоемах Волжского и Обского бассейнов), а также такие исследования проводились организациями "ФОРТ-М", НТФ "Гидро-мастер" и др. Целью сейсмоакустического профилирования при инженерно-геологических изысканиях является выявление и оконтуривание компонентов геологической среды, опасных или неблагоприятных для гидротехнических сооружений и подводных коммуникаций. К числу компонентов подлежащих оконтуриванию относятся залегающие на небольшой глубине скоп ления свободного газа ("газовые карманы") и залежи "слабых" неконсолидированных грунтов. На сейсмоакустических разрезах "газовые карманы" при низкочастотном диапазоне волн проявляются как стандартные аномалии типа "залежь" или "яркие пятна" по динамическим параметрам волн. А благодаря проявлению на высокочастотных разрезах тонкой слоистости, удается выделить площади, неблагоприятные ввиду большой мощности "слабых" грунтов для постановки самоподъемной установки и размещения гидротехнических сооружений.

Для газоносных залежей характерно проявление других сейсмических аномальных эффектов: формирование многочисленных неполнократных отражений: образование "акустической тени" ниже по разрезу, обусловленной поглощением акустической энергии; изменение полярности волн; проявление нередко на границах "ярких пятен" дифрагированных волн, свидетельствующих о значительном скачкообразном изменении плотности грунтов [Безродных, Лисицин, Федоров, Кутузов, 2002]. Подобные аномальные эффекты обнаружены при исследовании осадков озера Байкал (Сибирь) с использованием различных типов источников упругих колебаний [Vanneste et al, 2001; Batist, Klerkx et al. 2002]

Переходы трубопроводов через водные преграды обследуют в первую очередь с целью обеспечения их безопасности путем своевременного выявления и ликвидации возникающих неисправностей, оценки и прогнозирования неблагоприятных процессов и явлений, обуславливающих эти неисправности. Предпосылками использования сейсмоакустики в данном случае является особая контрастность по сейсмическим свойствам транспортируемого по газопроводу продукта - газа, по отношению к вмещающей среде.

Следует отметить, что сейсмоакустическое профилирование с гидролокационным обследованием дна включены ОАО "Газпром" как основные компоненты в отраслевую систему мониторинга переходов магистральных газопроводов через водные преграды. Решение гидрогеологических задач, например, с целью поиска водоупорных горизонтов, также успешно выполняется сейсмоакустическими методами [Калинин, Калинин, Пивоваров, 1983].

Озерные осадки, известно [Tracking environmental change using lake sediments, 2001], являются хорошими индикаторами палеоклимата. Поэтому основная цель их исследований сейсмоакустическим методом заключается в реконструкции палеоклиматических обстановок осадконакопления. Такие исследования немногочисленны, но имели и имеют место как в нашей стране - проведение непрерывного сейсмопрофилирования в озере Байкал обеспечило новое понимание структуры и стратиграфии Академического хребта -широкой зоны, разделяющей центральную и северную части Байкальского бассейна; стратиграфия и эволюция осадков дельты Селенги Байкальского озера [Scholz, Hutchinson, 2000]; сейсмопрофилирование осадков озера Хуб-сугул [Федотов, М. Де Батист, Шапрон, 2002]; сейсмические признаки мелкомасштабных озерных дрейфов в Байкале [Colman, Karabonov, Nelson, 1997]; исследования донных осадков озера Байкал [Rensbergen, Batist, Hus, 2002; Vanneste, Golmshtok, Kremlev, Versteeg, 2001; Back, Batist, Kirillov, Strecker, Vanhauwaert, 1998; Mats, Khlystov, Ceramicola, Lomonosova, Klimansky, 2000]; обстановки осадконакопления и фации в озере Иссык-Куль, Киргизская республика [Batist, Imbo, Vermeesch, Klerkx, Delvaux, 2002], так и за рубежом: высокоразрешенная сейсмическая стратиграфия осадков озера Буржет, северо-запад Альп, Франция [Rensbergen, Batist, Beck, Chapron, 1999], озера Аннеси, северо-запад Альп, Франция [Rensbergen, Batist, Beck, Manalt, 1998].; Тигрис-Эфратес дельта, нижняя Месопотамия [Aqrawi, 1995] южная граница Vring плато, близ Норвегии [Bouriak, Vanneste, Saoutkine 2000]; северный антарктический полуостров [Canals, Casamor, Urgeles, Calafat, 2002]; озеро Qinghai, Китай [Kelts, Zao, Lister, Qing, Zhang, Niessen, Bonani, 1989]; озеро Shuswap, Канада [Eyles, Millins, 1997]; озеро Женева [Baster, 2002].

Геологическое формирование Аральского моря

В литературных источниках [Маев 2000; Кесь 1969, 1978, 1990] по геологии Аральского моря известно, что котловина, занятая водами Арала, имеет историю значительно более продолжительную, чем история самого моря, заполнившего эту котловину много тысячелетий спустя после начала ее формирования. Формирование изучаемых нами заливов Арала - Тостубек, Тще-Бас и Чернышева и Западно-Аральской котловины произошло, по мнению большинства авторов в среднем плиоцене с одновременным общим понижением в рельефе на месте Аральского моря. Впадина Аральского моря приурочена к трем крупным тектоническим структурам: Устюртской синек лизе, начинающей испытывать в послесарматпонтическое время общее абсолютное поднятие; Арало-Кызылкумской системе унаследованных линейных дислокаций; Восточно-Аральской впадине, погружение которой вновь возобновилось в конце плиоцена. Разнонаправленные движения этих блоков и разрыв сплошности земной коры по региональным разломам предопределили интенсивное развитие экзогенных рельефообразующих процессов - эрозии, солевого распыления и дефляции, создавших около 2 млн.лет назад основные черты рельефа впадины Арала и всей Арало-Сарыкамышской, в настоящее время полупогребенной, низменности. [Пинхасов, 2003].

Некоторые ученые [Маев, 2000], изучавшие вопрос о происхождение Аральской котловины, считают, что в течение всего мезозоя и в палеогене территория Арала и Приаралья представляла собой дно древнего моря, входившего в систему обширного "средиземного" океана Тетис. Нет достоверных данных о том, была ли хоть как-то выражена в рельефе дна этого моря будущая котловина Арала. Однако геологические данные [Пинхасов, 1972] свидетельствуют о том, что уже в меловой период и в палеогене произошло заложение и оформление тектонического прогиба - Восточно-Аральской впадины, составившей структурную основу большей части котловины Арала. Маев Е.Г. полагает, что в послепалеогеновое время прогибание этой тектонической структуры прекращается, а позднее, в неогене, площади занятые морем начали последовательно сокращаться. Регрессия была связана с альпийским орогенезом, которому сопутствовала активизация новейших тектонических движений и в пределах Приаралья. Уже в среднем миоцене область Арала осушилась, впервые вступив в субаэральный период своего развития. Береговая линия среднемиоценового моря располагалась в западной части современной котловины Арала, вероятно вблизи упомянутого выше Арало-Кызылкумского вала. Она разделила покрытую морем область Устюрта и сушу на месте современного Арала. Для этого времени, исследователи не выделяют отрицательные формы рельефа на месте будущей котловины Арала. И только для среднеплиоценового времени обнаружены достоверные признаки существования понижения в рельефе, поскольку верхнеплиоценовые акчагыльские и апшеронские осадки уже "вложены" в выработанную котловину. Представления о начале формирования аральской котловины в среднем плиоцене разделяются многими исследователями [Рубанов, 1987; Кесь, 1969].

Средний плиоцен оказался важным этапом в истории всей Арало-Каспийской области. Именно в это время в результате тектонических движений и денудационных процессов были заложены многие черты современного рельефа территории. Роль тектоники выразилась в том, что морфоструктура аральской котловины в целом и крупнейших ее элементов обнаруживает прямое соответствие рельефа дна со структурами мезозойско-кайнозойского платформенного чехла, а во многих случаях - и со структурами фундамента. Так, в работе В.И.Мысливица [1983] указано, что залив Тще-Бас занимает замкнутая котловина с дном, несколько переуглубленным (на 6-8 м) по сравнению с участком, расположенным южнее. Поднятию фундамента в этом районе по геофизическим данным соответствует замкнутое понижение в кровле верхней юры. Образование котловины, таким образом, связывают с тектонической инверсией и последующим воздействием аридной денудации. В заливе Чернышева новейшие опускания также предопределили возникновение замкнутых округлых аридно-денудационных котловин. Поэтому возникновение котловины связывают с погружением поверхности фундамента, а переуглубление дна по сравнению с примыкающим с юга участком - с повышенной трещиноватостью пород на участке восточного окончания Севе-ро-Устюртского разлома фундамента. Западный «глубоководный» желоб представляет собой отрицательную морфоструктуру - в его пределах находятся наибольшие глубины поверхности фундамента (6-7 км) и кровли верхней юры (2900 м), которая испытывала интенсивные дифференцированные движения.

Аридные условия среднего плиоцена способствовали интенсивным процессам субаэральной денудации, наложившимся на тектонические движения. Среди денудационных процессов главную роль играла дефляция. Результатом среднеплиоценового этапа рельефообразования явилась система понижений в рельефе, располагавшихся на месте современного Арала и занятых впоследствии водами позднеплиоценовых трансгрессий - акчагыль-ским и апшеронским бассейнами. Эти бассейны не были изолированными, как будущий Арал, а представляли собой заливы пра-Каспия. С регрессией Каспия в послеапшеронское время море отступило, залив осушился. Позднее в плейстоцене даже самые многоводные трансгрессии Каспия уже не достигали этих территорий.

Преобразование временного масштаба в глубинный

Ограничением сейсмоакустического метода наблюдений по принципу центрального луча является невозможность получения данных о распределении скоростей распространения упругих волн по разрезу и в плане, поэтому корректно перестроить временной разрез в глубинный невозможно. Для изучения скоростных характеристик разреза в методе ЦЛ, приходится использовать дополнительные полевые и лабораторные методы. Наиболее детальное распределение скоростей в разрезе можно получить по данным акустического каротажа (АК) скважин, находящихся в пределах площади исследования. К настоящему времени разработаны многочисленные способы определения скоростей в лабораторных условиях [Авербух, 1982; Кондратьев, 1986; Калинин, 1983; Гогоненков, 1972 и др].

В данной работе скорости распространения продольных волн в осадках изучаемых озерных бассейнов мы оценили двумя способами, используя пет-рофизические характеристики колонок, отбираемых на водоемах и анализируя соотношение амплитуд одно и двухкратных волн.

В первом случае мы осуществляли перебор скоростей по отношению к опорному горизонту. В качестве опорного горизонта на сейсмоакустическом разрезе озера Кандрыкуль было выбрано динамически выраженное отражение, прослеживаемое на времени 33.0 мс. Критерием выбора послужила корреляция временного разреза с литологическими свойствами осадков извлеченного со дна озера керна, общей мощностью 6.4 м. Состав озерных осадков, (по керну) преимущественно илисто-биогенный, со значениями плотностей в пределах 1.2-1.4 г/см3. Резкое увеличение плотностей в основании ли-то логической колонки до величин 1.55-1.6 г/см (см. кривую плотности) дает основание полагать, что донный пробоотборник на глубине 6.4 м достиг коренных пород профундали озера. Профундаль озера Кандрыкуль, как известно [Андреева, 1977], представлена алевролитовыми, глинисто-песчанистыми породами. Соответственно динамически выраженная граница, четко прослеживаемая на временных разрезах и коррелируемая с повышенной долей тер-ригенной компоненты в основании отобранной колонки отражает профундаль озера Кандрыкуль. Знание глубины залегания профундали озера по данным отбора осадков (6.4 м от уровня дна) и перебор скоростей в интервале от 1100 до 1800 с помощью модуля t-v преобразование (RadexPro+) позволил нам вычислить среднюю скорость продольных волн для осадков озера Кандрыкуль, которая составила 1440 м/с.

Аналогичные вычисления были проведены для заливов Аральского моря. В заливе Тще-Бас средняя скорость распространения волн в современных осадках составила - 1630 м/с, в заливе Тостубек - 1620 м/с, в заливе Чернышева -1670 м/с. За опорный горизонт в заливах был выбран горизонт с повышенным содержанием гипсовой компоненты, который по данным отбора керна в заливе Тще-Бас прослеживается на глубине 3.22 м от уровня дна, в заливе Чернышева - 6.53 м от уровня дна, в заливе Тостубек - 3.11 м. На основании вычисленных значений средних скоростей мы произвели пересчет временных разрезов в глубинные. Такие вариации скоростей близкие к значению скорости звука в воде « 1480-1540 м/с, свидетельствуют о большом содержании воды в осадках изучаемых водоемов. Более высокие значения средней скорости для осадков Аральского моря по сравнению с озером Канд-рыкуль объясняется присутствием в осадках хемогенной компоненты (гипс).

Во втором случае мы определяли интервальную скорость в верхней части осадочной толщи (поддонный слой) по вычисленному значению коэффициента отражения от дна К. Для определения К мы использовали отношение амплитуд донного и кратного ему отражения. Коэффициент донного отражения в озере Кандрыкуль получился равным 0.085 (см. табл.1). По известной формуле [Гурвич, 1954]: и данным, представленным в таблице 1 интервальная скорость распространения продольных волн в верхнем слое осадков озера Кандрыкуль - составила 1574 м/с. Полученное значение скорости, близкое к скорости звука в воде, характерно для водонасыщенных осадков преимущественно илисто-биогенного состава. К сожалению, использование этого способа имеет ограничения, связанные с невозможностью четкого выделения и идентификации кратной волны от поверхности придонных осадков на всей площади. В частности, прослеживание кратных волн было затруднено на сейсмоакустических разрезах Аральского моря, что не позволило нам произвести соответствующих вычислений интервальных скоростей.

Помимо описанных измерений, в лабораторных условиях нами были произведены вычисления скоростей продольных волн в некоторых образцах отобранных колонок по стандартной методике на ультразвуковой установке \ [Пузырев, 1997]. Полученные значения скоростей с учетом погрешностей измерения варьировали в пределах значений « 1450-1600 м/с, что подтверждало сделанные нами расчеты по коэффициентам отражения.

Заливы Аральского моря

1 стадия. Параллельные и субпараллельные отражения с вариациями амплитуд от средних до высоких прослеживаются в северо-западной части залива Тще-Бас на глубине 7-11 ms и характеризуют равномерное и последовательное налегание слоев. Такая картина с последовательным налеганием и продвижением слоев в сторону суши характерна для схемы трансгрессивного подошвенного налегания. Вероятно, отложение осадков происходило достаточно длительное время при относительном поднятии уровня моря (рис. 41). Следует отметить, что под относительным поднятием понимается кажущееся поднятие уровня моря по отношению к нижележащей поверхности осадконакопления. Относительное поднятие уровня может наблюдаться в результате: 1) реального подъема уровня моря, в то время как нижележащая первичная поверхность осадконакопления опускается, остается неподвижной или поднимается с меньшей скоростью, чем море; 2) постоянства уровня моря при опускании первичной поверхности осадконакопления; 3) опускания уровня моря при опускании первичной поверхности осадконакопления с большей скоростью [Сейсмическая стратиграфия, 1982]. Судить о том, в каких условиях происходило поднятие уровня моря лишь по сеисмоакустическим данным невозможно.

Вероятно, уровень Аральского моря в то время был значительно выше современного (абс.отм. 53 м - до катастрофического понижения уровня) и берега изучаемых нами заливов, выработанные в песчано-глинистых, извест-ково-мергелистых и алевритовых отложениях коренного берега от мелового от неогенового возраста при высоком уровне моря подвергались размыву. В зависимости от характера размывающихся коренных пород зависел состав осадков. Соответственно в прибрежной части, где привнос осадочного материала был наиболее значителен, происходило последовательное и равномерное налегание прибрежных осадков на нижележащую поверхность осадкона-копления.

Хаотичная картина расположения отражений в глубоководной части водоема переходящая в относительно непрерывные отражения на палео-склоне соответствует осадкам, отложившимся в изменчивой, высокоэнергетической обстановке, во время которой происходил интенсивный привнос прибрежного и флювиального песчаного материала и продвижение этих прибрежных осадков в глубоководную часть водоема. Механизм привноса осадков при размыве береговых отложений очевиден - на подводном склоне отлагался грубозернистый материал, вынесенный из береговой зоны, а тонкозернистый взвешенный материал слагал относительно глубоководные области. Поэтому улучшение прослеживания отражений в сторону суши можно интерпретировать как признак переслаивания глинистого материала со слоями грубозернистых необработанных осадков. Слабая же прослеживае-мость низкоамплитудных отражений данной стадии указывает, вероятно, на слишком тонкие пласты, мощность которых ниже разрешающей способности сейсмоакустики.

На временных разрезах заливов Чернышева и Тостубек разрешенность сейсмической записи не позволила выделить данную стадию развития Аральского моря.

Стадия 2. Наблюдаемое смещение вниз по падению прибрежного подошвенного налегания свидетельствует об этапе относительного понижения уровня моря. Относительное понижение уровня моря может отмечаться, если: 1) уровень моря действительно понижается, в то время как первичная поверхность осадконакопления поднимается, остается стабильной, либо погружается с меньшей скоростью; 2) уровень моря остается неизменным, в то время как эта поверхность поднимается, или 3) уровень моря поднимается, а поверхность дна поднимается с большей скоростью [Сейсмическая стратиграфия, 1982]. О понижении уровня моря можно судить по поверхности среза - область, которая подверглась интенсивной подводной эрозии, главным образом за счет волновых процессов в результате относительного опускания уровня моря. Ровной плоскости среза соответствует интенсивное высокоамплитудное отражение, которое указывает на резкое различие в значениях акустической жесткости на контакте двух толщ. Непрерывное отражение данной поверхности несогласия свидетельствует о том, что коэффициент отражения от нее значительно превышает значения коэффициентов отражения от границ выше и нижележащих осадочных слоев. Эрозионный срез осадков обычно является признаком восходящих тектонических движений. Поэтому, выделенное на разрезе залива Тще-Бас понижение уровня моря вероятно связано как с превышением испарения воды над его поступлением в бассейн, так и, частично, с поднятием первичной поверхности осадконакопления.

Отчетливо прослеживаемые в глубоководных частях бассейнов низкочастотные, интенсивные, местами прерывистые отражения (в заливе Тще-Бас на времени 7 ms; в заливе Чернышева - 21-25 ms), соответствуют поверхностям со сложным рельефом. Скорее всего, складчатость придонных отложений такой морфологии является результатом неотектонических процессов, с активизацией которых осадочные слои деформировались, сминались в складки и формировали в итоге неровный рельеф поверхности осадконакопления. На разрезах можно наблюдать выполаживание крутизны наклона смятых слоев вверх по разрезу

Похожие диссертации на Применение сейсмоакустики для реконструкции условий формирования донных отложений Аральского моря и озера Кандрыкуль