Изучение строения кристаллического фундамента

Геологические предпосылки интерпретации. Фундамент очень важный и интересный объект для геологического изучения, т.к. он обуславливает развитие осадочной толщи, а также с фундаментом связаны многие полезные ископаемые. В платформенных условиях фундамент является основным аномалиеобразуеющим фактором.

Как известно, гравитационные аномалии создаются при различии плотности пород в горизонтальном направлении. Несколько элементарных моделей на рис 4.3. Кристаллические породы фундамента делятся на магматические и метаморфические. Все они характеризуются очень низкой пористостью (1-2 или несколько процентов) и большим разнообразием слагающих их минералов различной плотности. Поэтому плотность кристаллических пород зависит в основном от химического состава и структурных особенностей. Глубина и залегание практически не оказывают никакого влияния (из-за отсутствия пористости). Наибольшую плотность среди магматических пород имеют породы с наименьшим содержанием кремнекислоты (ультраосновные). Соответственно, породы кислого состава имеют наименьшую плотность. Однако, эта закономерность носит статистический характер и не всегда может выполняться. Пределы изменения плотности пород одного состава могут быть достаточно широкими. Для гранита плотность может меняться в интервалах 2,56 – 2,74 г/см³. Широко также меняется плотность метаморфических пород. Пример: железистые кварциты 2,84 – 3,5 г/см³. Гнейсы 2,65 – 2,95 г/см³. Плотность пород обычно определяют по керну буровых скважин, а также в условиях естественного залегания по ГГК. Плотность кристаллических пород в целом значительно выше, чем плотность осадочных. И диапазон изменения также большее широкий. Поэтому фундамент на территории платформ – основной аномалиеобразующий фактор. И строение фундамента определяет морфологические особенности полей. Различают следующие морфологические формы гравитационных полей:

1. Изомерные поля. Изаномалы этих полей представляют собой окружности, либо слабо вытянутые овалы. Рис 4.4. Эти поля еще называют трехмерными и интерпретируются точечными источниками, либо объемными телами.

2. Полосообразные поля. Рис 4.5. Представляют собой сильно вытянутые овалы. Такие поля называют двухмерными. Их интерпретируют линией или горизонтальным цилиндром конечного простирания.

3. Поле - гравитационная ступень. Представляет собой более менее параллельные сильно вытянутые изоаномалы. Рис 4.6. Это также двухмерное поле, которое интерпретируется цилиндром или линией бесконечного простирания или уступом. При интерпретации таких полей берут график в крест простирания изоаномал.

4. Мозаичные поля. Рис 4.7. Представляют собой систему резко локализованных полей. Интерпретируются как недостаточно локализованные источники.

Четких критериев для отнесения поля к той или иной форме не существует. За трехмерные поля можно принимать поля, если изоаномалы поля имеют отношение радиусов в поперечном направлении не более чем 1:5.

Лекция 5 Определение глубины до фундамента

Ф ундамент имеет блоковое строение, т.е. представляет собой сочетание уступов, поэтому в качестве исходного выражения для определения глубин используются формулы вертикального уступа. Рис 5.1. (график V_zx берется вкрест простирания изолиний)

Где х – расстояния от точки Р до уступа, z₁ – глубина до верхней части уступа, z₂ – глубина до нижней части уступа. При х=0, то:

По формуле плоского слоя:

Тогда из этой формулы:

На рис 5.1. Δg_{пл сл} имеет смысл амплитуды графика.

Где будет стремиться к нулю.

В итоге:

Это формула Салихова. По этой формуле можно найти z₁. Применение этой формулы на практике осложняется из-за сложности определения Δg_пр и Δg_лев, т.е. из-за сложности определения асимптот. В этом заключается недостаток данного способа.

Для большей уверенности в определении глубин используют некоторые характерные точки графика V_zx, а именно точки ½*х и ¼*х. Это такие точки на профиле, где амплитуда равна половине максимума.

Из этой системы уравнений можно получить формулы:

Эти две формулы – это формулы Никифорова. Имея результаты глубин, подсчитанные разными способами, можно проконтролировать полученные значения.