Качественная интерпретация гравитационных аномалий

Для качественной интерпретации необходимо знать, как отображаются различные геологические объекты и, прежде всего, их структурные формы в гравиметрических данных.

Распределение аномалий силы тяжести на поверхности Земли подчинено определенным закономерностям. В районах, сильно приподнятых над уровнем моря (молодые складчатые сооруже­ния), аномалии имеют наибольшие отрицательные значения (до -400 мГал). В равнинных районах, где отметки рельефа не очень сильно отклоняются от уровня моря, аномалии изменяются в пределах от -100 до +100 мГал (в среднем, они около нуля). На акваториях морей и океанов аномалии, как правило, положи­тельные; в районах глубоководных океанических впадин они могут достигать +400 мГал.

Объяснение такому распределению аномалий силы тяжести можно дать, опираясь на представления из сейсмологии о том, что мощность верхней оболочки Земли - земной коры - колеб­лется в пределах 10-80 км. График распределения аномалий силы тяжести в редукции Буге в зависимости от мощности земной коры приведен на рис. 14.3. Наибольшие положительные значения аномалий соответствуют областям акваторий, где мощность земной коры минимальна и высокоплотные породы верхней мантии находятся наиболее близко к поверхности. В геосинклинальных областях, где мощность коры максимальна и мантия погружена на большую глубину, аномалии имеют наибольшие отрица­тельные значения. В платформенных областях мощность земной коры не превышает 30-40 км и значения аномалий находятся в пределах ±100 мГал. Таким образом, уже по общему характеру гравитационного поля (знаку и величине аномалий) предоставляется возможность выделить платформенные и геосинклинальные области.

Гравитационные аномалии, вызванные плотностными неоднородностями геологического разреза, в зависимости от их разме­ров и других особенностей подразделяют на региональные (максимумы и минимумы) аномалии, локальные (максимумы и минимумы) аномалии, гравитационные ступени и др.

Рис. 14.3. График распределения аномалий силы тяжести Буге в зависимости от мощности земной коры:

1 - складчатые области; 2 - платформы; 3 - щиты; 4 - области шельфа; 5 - океа­нические впадины

Региональные аномалии обусловлены, как правило, крупны­ми поднятиями и прогибами земной коры, а также неоднородными по петрографическому составу блоками кристаллического фундамента. Локальные аномалии располагаются в пределах региональных аномальных зон и нередко связаны с локальными структурами в осадочном чехле или с зонами тектонических на­рушений. Гравитационные ступени представляют собой узкие линейно вытянутые зоны относительно больших градиентов гравитационного поля. Они характерны для участков быстрого погружения пород с наибольшей избыточной плотностью или кон тактов пород с различной плотностью. Нередко гравитационные ступени оконтуривают крупные депрессии в осадочном чехле.

В процессе качественной интерпретации данных гравиразведки анализируют общий характер аномального поля и его индивидуальные для данного района особенности - знак и степень дифференцированности поля, наличие региональных и локальных аномалий, их размеры, форму, простирание, интенсивность и т.п.

Платформенные области характеризуются сравнительно слабо дифференцированным полем, интенсивность которого изменяется в пределах нескольких десятков миллигал и в среднем колеблется около нуля. Контуры региональных аномалий расплывчатые и не имеют четкой ориентировки. Осложнения поля в виде локальных аномалий встречаются крайне редко. Лишь в зонах наиболее крупных краевых впадин, заполненных мощными тол­щами гидрохимических осадков, гравитационное поле становится более сложным: в нем наблюдаются многочисленные региональные и локальные максимумы и минимумы (последние связаны с соляными куполами и межкупольными мульдами). Региональные максимумы и минимумы разделены зонами повышенных градиентов (ступенями), составляющими одну из существенных особенностей гравитационного поля солянокупольных областей.

Существенно иной характер имеет гравитационное поле гео­синклинальных областей, которое, прежде всего, характеризуется большими отрицательными значениями аномалий; оно наиболее сильно дифференцировано и многочисленные аномальные зоны линейно вытянуты вдоль оси геосинклинали. Региональные минимумы оконтуривают межгорные и предгорные впадины, заполненные мощными толщами смятых в складки осадочных пород. Последние фиксируются в гравитационном поле в виде цепочек локальных максимумов и минимумов, ориентированных вдоль оси впадин. Границы платформенных и геосинклинальных областей прослеживаются как узкие гравитационные ступени протяженностью в несколько десятков и сотен километрови шириной в несколько километров.

При благоприятных условиях в гравитационном поле ввиделокальных аномалий могут найти отражение отдельные локальные структуры. При проведении высокоточных гравиметрических съемок может быть поставлена задача обнаружения гравитационных аномалий, обусловленных нефтегазовыми залежами Нефтегазонасыщенные породы обладают отрицательной избы точной плотностью по сравнению с водонасыщенными породами, и поэтому над нефтегазовыми залежами могут наблюдаться локальные минимумы аномалий силы тяжести.