Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Статистические гравитационные модели литосферы Дальнего Востока

ВАК РФ 04.00.12, Геофизические методы поисков и разведки месторождений полезных ископаемых

Автореферат диссертации по теме "Статистические гравитационные модели литосферы Дальнего Востока"

^нТйщм 0000 3

язе

МИНИСТЕРСТВО ВЫСШЕГО И СРЕДНЕГО СПЕЦИАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ РСФСР

Московский ордена Трудового Красного Знпмени геологоразведочный институт имени С. Орджоникидзе

Петрищевский Александр Митрофанович

УДК 550.83:551.24 (571.6)

СТАТИСТИЧЕСКИЕ ГРАВИТАЦИОННЫЕ МОДЕЛИ ЛИТОСФЕРЬ! ДАЛЬНЕГО ВОСТОКА

Специальность 04. СО. 12—Геофизические методы поисков и разведки месторождений полезных ископаемых

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора геолого-минералогических наук

На правах рукописи

Москва 1990

Работа выполнена в Дальневосточном ордена Трудового Красного Знамени политехническом институте имени В. В. Куйбышева

Официальные оппоненты:

Ведущая организация: ВНИ юрмсистем МНТК Геос

Защита состоится 12 апреля 1990 г. в 15.00 часов [на заседании Специализированного Совета Д.063.55.03 при Московском ордена Трудового Красного Знамени геологоразведочном институте имени С. Орджоникидзе в аудитории 6-38 117873 Москва, В-485, ГСП-7, Миклухо-Маклая 23

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института

Автореферат разослан 1990 г.

дактор геол.-мпн. наук доктор техн. наук доктор геол.-мнн. паук

С. С. Красовский В. М. Березкин В. Г. Хомич

Ученый секретарь специализированного Совета

доктор физ.-мат. наук доцент 10. И. Блох

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Интенсивное промышленное освоение Дальнего Востока, определенное решениями ХХУ11 съезда КПСС, обусловливает необходимость постановки здесь массированных поисков минерального и энергетического сырья, проведение которых на этой огромной и труднодоступной территории сопряжено со значительными затратами. По этой причине на Дальнем Востоке повышенное внимание уделяется геофизическим методам исследования региональных закономерностей глубинного строения земной коры и верхней мантии, знание которых, в совокупности с характеристиками палеотектоничео-ких и рудных процессов, способствует сокращенно ареалов поисков.

' В связи с редкой сетью и прострЕКСтвенной разобщенностью сейсмических, электромагнитных и термометрических наблюдений глубинные исследования литосферы Дальнего Востока опираются на гравиметрические данные. Подавлявшая часть гравитационных моделей земной коры и верхней мантии, построенных А.А.Николаевским, Н.А.Беляевским, Э.Н.ЛипиевскЕМ, Г.Д.Бабаяном, Ю.Я.Ващил>вым, Б. М. Письменным, В.В.Пу-рингом, А.Г.Гайяановш, П.А.Строевым, Ю.А.Павловым, В.Ю.Косыгиным, Э.Л-Рейллибом, Н.П.Рсыановским, Р.Г. ф'линичем, А.А.Терешенковш, Л.И. брянским и др., основывается на детерминированное (а.тлитичес-ком) и корреляционном (статистическом) подходах. Реализация детерминированного подхода связана с необходимостью определения множества заранее не известных параметров ''количество слоев и блоков, их плотность, формы залегания, латеральные и вертикальные вариации плотностей), что осуществить с требуемой точностью в условиях Дальнего Востока почти никогда не удается. Часть априорных данных обычно формируется путем подстановки в плотностную модель структуршх (лилейная задача) либо вещественных (нелинейная задача) параметров скоростных моделей, большинство же других выбирается произвольно. По причине неоднозначности обратной задачи гравитационного потенциала такое моделирование служит здесь, в основном, для подтверждения тех или иных геологических гипотез/привнося минимум новой геологической информации. Корреляционно-регрессионные способы моделирования плотаостных границ по данным опорных сейсмических профилей являются здесь в различной степени аффективными при изучении рельефа кровли и подошвы консолидированной коры, однако изучение строения промежуточных и нижележащих слоев, по причине редкой сети глубинных сейсмических зондирований (ГСЗ) и сложности разделения полей, этими способами затруднено, чаще невозможно.

Третий, функционально-статистический, подход к интерпретации гравитационных аномалий, необходимость и перспективы развития которого определены достаточно давно (Страхов, 1970), в регионе наименее развит и представлен работами Ю.Я. Вавилова и автора. Такой подход основывается на выявлении статистических, объективно существующих, связей мевду значениями гравитационного поля и особыми точками плотностных неоднородностей, определяемыми по аналитическим или спектральным выражениям гравитационных аномалий- Главной проблемой функционально-статистического подхода является выбор моделъ-. ного класса источников (плоская граница, пласт или блок, материальная точка, горизонтальный или вертикальный стержень и др.), расчетные же процедуры, по сравнении с детерминированными, реализуются в значительно более узком континууме физической неопределенности и слабо, либо совсем не зависят от входных петрофизических и геологических данных. Поэтому они могут быть использованы не только для получения дополнительной геологической информации о известных ила недостаточно изученных структурах, но и для поиска неизвестных структур определенного тектонического класса и генезиса. Тектоническая гипотеза - основной источник противоречия в детерминированных моделях - при функционально-статистическом подходе к интерпретации гравитационных аномалий оказывает минимальное влияние на результат, а в ряде случаев с помощью статистических проце- ' дур можно оценивать достоверность тех или иных гипотез о строении и эволюции тектонических структур.

Таким образом, актуальность разработки и применения функционально-статистических способов интерпретации гравитационных аномалий в слабо исследованных районах Севера, Дальнего востока, акваторий морей и океанов, а также в рудных районах, характеризующихся интенсивным развитием сложных и многоэтапных тектоно-магматкческих процессов, определяется, с одной стороны, дефицитом априорной геолого-геофизической информации, с другой - необходимостью увязки разномасштабных геофизических, тектонических и металлогенических построений на единой формализованной методической основе и выявления наиболее объективных, устойчиво повторяющихся, особенностей глубинного строения земной коры и верхней мантии с целью ориентировки поисково-разведочных работ.

Цель и задачи и с с лед о в а н и я. Целью работы является изучение глубинного строения типовых" структурных элементов земной коры и верхней мактии Дальнего Востока и их ме-таллогеническая оценка на основе разработки и реализации функцио-

нально-статистических способов гравитационного моделирования.

Задачи исследования:

- разработка методики статистического моделирования пространственных распределений плотностных неоднородностей земной коры (ЗК) и верхней мантии (Ш) с целью диагностики и параметрического описания типовых тектонических и рудно-магматических структур;

- разработка программных средств автоматизированной пнтерпре-тации гравитационных аномалий;

- построение моделей статистического рельефа опорных плотностных граииц раздела ЗК и В.М Западно-Тихоокеанского сегмента, выявление сходства и различий плотностных структур тектоносфер! океанов

и материков: Северо-Востока Азии, Австралии и Тихого океана;

- построение объемных статистических гравитационных моделей типовых структурных элементов земной коры Дальнего Востока: Восточной части Сибирской платформы, складчатых систем, срединных массивов, тектоно-магматических структур актдагада и выявление на этой- основе пространственных и ретроспективных вэаклоотногзний между ними; разработка статистических признаков-индикаторов типовых тектонических структур (элементов структур);

- изучение связей пространственного распределения плотностных неоднородн остей с размещением полезных ископаемых и оценка на этой основе перспектив рудоноскости глубинных структур ншой части Дальнего востока;

.- построение глубинных моделей типовых рудных районов, выяснение структурной позиции и генезиса рудных полей, выработка поисковых критегаев и рекомендаций.

Научная новизна. Автором разработана группа новых функционально-статистических методик интерпретации гравитационных аномалий, реализуемых в условиях минимума априорной информации (достаточно лишь общих представлений о доминирующем классе модельных элементов), математические и физико-геологические предпосылки этих методик таковы, что высокая сложность геологического строения и, соответственно, высокая ди$$еренцкрованностъ гравитационных аномалий ке являются помехами, как в с-Аучае с детерминированными моделями, а наоборот - используются для выработки характеристических параметров геологического пространства. При реализации разработанных интерпретационных процедур по заданному распределению поля можно подучить только одно распределение глубинных плотностных неоднородностей, что сужает область неопределенности гео- ,

логических результатов моделирования.

Впервые па единой идеалогической и формализованной методичео-кой основе проанализированы пространственные-и эволюционные связи непрерывного ряда тектонических структур континентальной и океанической литосферы Дальнего Востока, на большом фактическом материале исследована проблема совместимости статистических (частотных) и де-термиклровакных (аналитических) гравитационных моделей, показаны их достоинства, недостатки и условия применения.

В результате широкого апробирования разработанных методик выявлены новые критерии диагностики глубинных структурных несогласий (границ структурно-Ееществендах комплексов литосферы), областей повышенной палео- и современной эндогенной активности, структур растяжения к сжатия, выделены и описаны новые структурные элементы Адцан-ского щита, Е/решского, Ханкайсчого, Нижне-Амурск ого и Охотского срединных массивов, выявлены клинсформные корово-мантийные структуры на границах континентальных к океанических (субскеанических) микроплит. В рудных районах южной части Дальнего Востока выделены и опн- . саны новые глубинные тектоно-магматические структуры, охарактеризованы особенности их эволюции и перспективы рудоноснобти. '

Практическое значение и реализация результатов исследования. •

Практическое значение работы определяется её металлогенмческой и поисковой направленностью. Автором проанализирована металлогении чеекая характеристика и выполнена прогнозная оценка статистических гравитационных моделей структур различного масштаба (ранга),.текто- . нического класса и генезиса.

В рудных провинциях (Северо-Восток СССР, регион Байкало-Амурской' магистрали) выявлена глубинная металлогеническая зональность, определен вертикальный диапазон рудно-магматических систем л сравнительные перспективы рудных поясов и районов. В шести рудных узлах к районах откартированы пространственные границы рудных полей, предложены новые поисковые признаки рудной минерализации, даны конкретные рекомендации для постановки геолого-разведочных работ.

Методика исследований внедрена в производственно-геологических объединениях: Пргаиоргеология., 'Гаёжгеологля, Дальгеология и институте СахалкнШШИморнефть. Геологические результаты проведенных исследований нэхедят в этих организациях применение при научно-тематических исследованиях и выработке направления поисковых работ. Пакет разработанных автором программ автоматизированной интерпретации гравиметрических данных используется з ПГО Приморгеология, в учебном

процессе на геолого-раэведочн ал факультете Дальневосточного политехнического института и при обучении иностранных аспирантов в Московском геолого-разведочном институте.

Исходные материалы и личный вклад автора в решение проблемы.

Диссертация является итогом 25-летних исследований автора, принимавшего непосредственное участие в гравиметрических съёмках Якутской АССР, Амурской области, Хабаровского и Приморского краёв, по результатам которых им составлены и сданы во Всесоюзный геологический фонд 13 геологических отчетов (1967-1983). В 1980-1989 гг в содружестве с коллегами в институтах Тектоники и Геофизики ДВО АН СССР и СахалинНШИморнефть автор осуществлял обработку и интерпретацию гравиметрических материалов по территориям Дальнего Востока СССР и прилегающих морей при выполнении госбюджетных научных работ.

По территориям окраинных морей Тихого океана и Австралии автор использовал опубликованные данные Государственного астрономического института им. Штернберга, Всесоюзного геологического института (ВСЕГЕИ), ШИИ Зарубе »геология и Бюро Минеральных ресурсов Австралии, а также геологические и гравиметрические карты в зарубежных периодических изданиях.

Программное обеспечение автоматизированной обработки и интерпретация гравиметрических данных на ВС-ЭВМ разработано под руководством и лично автором. Им же выполнен основной объём вычислений.

Достоверность и обоснованность результатов исследования. Анализ условий и результатов применения разработанных функционально-статистических методик интерпретации гравиметрических данных проведен на большем фактическом материале, в разнообразных геолого-геофизических районах, а методика исследований опробована в различных масштабах гравиметрических карт, на структурах различного ранга, генезиса и глубинности. Выполнен большой объём модельных экспериментов, основывающийся на статистической интерпретации предварительно вычисленных гравитационных аномалий от детерминированных плотностных моделей.

Критериями надежности выполнят«, тектонических построений являются: формальные статистические оценки распределений плотное^ ных неоднородностей ЗК и БМ на основе теории математической статистики; воспроизводимость результатов статистической интерпретации гравиметрических данных вне зависимости от типа расчетных процедур,

шага и объёмов исходных выборок; сопоставимость результатов,- подученных без априорной информации, с данными стратиграфии, геохимии, структурко-форлационного анализа и других геофизических методов ОЯГЗ, ВЭЗ, MB, МОВЗ, MOB (ГТ, термометрии и магниторазведки); непротиворечивость и пространственная совместимость детерминированных и статистических моделей.

Апробация работы и публикации,. Основные защищаемые положения и геологические результата диссертационной работы докладывались автором на XXIII, ХХ1У, ХХУ111 и XXX научно-технических конференциях Дальневосточного политехнического института (Владивосток: 1975, 1977, 1984, 1988), Всесоюзном симпозиуме "Глубинное строение, магматизм и металлогения Тихоокеанских вулканических поясов" (Владивосток, 1976), "Дальневосточном математическая семинаре (Хабаровск, 1981), Всесоюзном совещании Теологическая интерпретация гравитационных и магнитных полей Востока СССР и Тихого океана" (Хабаровск, 1983), I Тихоокеанской школе по морской геологии и геофизике (Владивосток, 1983), Международном симпозиуме "Строение и динамика переходных зон" (Сочи, 1983), Международном геологическом конгрессе (Москва, 1984), XIII, ЯУ и ХУТ всесоюзных семинарах по теории и методике интерпретации гравитационных и магнитных аномалий им. Г. Д.Успенского (Ташкент, 1984; . Москва: 1985, 1988), Всесоюзном совещании "Структуры рудных полей •' вулканических поясов" (Владивосток, 1985), У Советско-Японском симпозиуме (Хабаровск, 1985), III Тихоокеанской школе по морской геологии, геофизике и геохимии (Владивосток, 1987), Всесоюзном совещании "Региональные геофизические исследования на Дальнем Востоке" (Хабаровск, 1987), Всесоюзном совещании 'Научные, принципы прогнози-4 рования эндогенного оруднения в Восточно-Азиатски* вулканических поясах СССР (Хабаровск, 1988), международном симпозиуме Теология, геофизика, геохимил и металлогения зоны перехода от Азиатского континента к Тихому океану" (Благовещенск, 1988), III Советско-Китайском симпозиуме (Благовещенск, 1989) и Международном симпозиуме "Тектоника, энергетические и минеральные ресурсы Северо-западной Пацифики" (Хабаровск, 1989).

По теме диссертации автором опубликовано 47 печатных работ, в том числе 3 монографии, 27 статей и 3 учебно-методических руководства для студентов и инженеров геолого-геофизических специальностей.

Структура и объём работы. Диссертация состоит из Введения, семи глав к Заключения на 266 страницах маши-

нописного текста, содержит III рисунков, 17 таблиц и список использованных литературных источников из 350 названий. К диссертации прилагаются програшы автоматизированной обработки и интерпретации гравитационных аномалий на ЕС-ЭВМ.

В первой главе характеризуются глубинная структура литосферы и строение сиалической оболочки земной коры Северо-Востока Азии, Австралии и окраинных морей западной части Тихого океана по материалам предшественников, формулируются выводы и проблемы дальнейших исследований.

Во второй главе более подробно описываются стратиграфия, магматизм, тектоника, петрофизика и рудоносность Нигае-Амурского, Верхне-Амурского (Сергеевский рудный узел), Дальнегорского, Лермонтовского, Вознесенского и Синегорского рудных районов в южной части Дальнего востока, показываются сложность и неоднозначность их гравитационного моделирования.

В третьей главе рассматриваются физико-математические основы методик моделирования глубинных структур по распределениям элементарных масс (шар, горизонтальный цилиндр), вытекающие из теорем единственности и эквивалентности обратных задач гравитационного потенциала и преобразования Хинчина-Винера, приводятся расчетные алгоритма и программы автоматизированной интерпретац".:-'. г; ивитаци-онных аномалий, описывается технология расчетов, анализируются результаты модельных экспериментов и оценки точности построений,

формулируются цели и геологические задачи интерпретационных процедур.

В четвертой главе описываются и анализируются статистические гравитационные модели литосферы Северо-Востока Азии, Австралия и . прилегающих, к ним районов Тихого океана: схемы статистического рельефа подошвы литосферы, подошвы земной коры и промежуточных горизонтов на глубинах 15-30 и 70-110 км, приводятся и интерпретируются вертикальные разрезы, статистических распределений плотност-ных неоднородностей в литосфере континентов и переходных зон к океану, осуществляется ретроспективная тектоническая интерпретация гравитационных моделей.

В пятой главе характеризуются й сравнивайся глубинные статистические и детерминированные модели типовых тектонических структур Дальнего Востока:- срединных массивов (Охотский, фреинский, Ханкайский) и складчатых систем (Монголо-Охотская, Сихотэ-Алинская).

В шестой главе рассматриваются связи пространственного размещения рудных месторождений с глубииными плотностными структурами

литосферы Дальнего Востока в масштабах рудных провинций, поясов и районов, выявляются вертикальные ряды рудных элементов, дискретно связанные с плотностннми неоднородностями определенных слоев земной коры.

В седьмой главе описываются и анализируются детальные плот-ностные статистические и детерминированные модели типовых ру дно-мага этических систем (РМС) южной части Дальнего Востока (раннеорсь-генннх, поаднеорогенных и автономных очаговых), выявляются общие и индивидуальные особенности их глубинного строения и эволюция, даются прогнозные рекомендации.

Автир глубоко благодарен Ю.Ф. Малышеву, Г. И. Власову, Р.Г.Кули-ничу, ю.А.Косыгину, Н.П.Романовскому, Э.Л.Рейнлийу, А.А.Никитину, Ю.И. Блоху, Б.А.Натальину, Л. А.Изосову, Б.Ф.Шевченко, А.Ц-Дураго, А. А.Терещенкову и В.Л. Безверхнему за внимательное, требовательное и доброжелательное обсуждение исследований автора, которое ориентировало и стимулировало его в процессе научной работы.

Автор благодарен В.А.Смолину, П.П.Дойтеру и 1.Б.Резнику за техническую помощь в разработке программного обеспечения автоматизированной интерпретации гравитационных аномалий, А. К. Седоху, .В.М.Кулдошину и Т.В.^уравлевоя - за помощь в оформлении диссертации.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В работе защищаются следующие основные положения:

I. Разработанная методика функционально-статистического моделирования глубинных структур земной коры и верхней мантии по гравиметрическим наблюдениям. обеспеченная пакетом программ автоматизированной интерпретации гравитационных аномалий, является новым средством изучения г дубинного строения слабо изученных и сложных районов к может Сить реализована в условиях дефицита или отсутствия априорной информации.

Теоретическая возможность моделирования глубинных структур, по распределениям элементарных избыточных масс вытекает из анализа теорем единственности и эквивалентности обратных задач гравитационного потенциала (Новиков, 1938; Заморев, 1941; Иванов, 1956; Шаикин, 1958; Зидаров, 1968; Прилзпко, 1970; Цирульский, 1975) и преобразования Хин чина-Винера (Батт, 1980), согласно которым нахождение глубины залегания центра шара и горизонтального линейного элемента массы в детерминированной (аналитической) или статистической (частотной) постановках решается однозначно, в реальных

геологических условиях моделью шара достаточно приемлимо аппроксимируются сложные ыногосвязные системы плотностных неоднородности (1^лах, 1965; Наттег , 1974; Зидаров, 1978; Шапошникова, 1978; Еиконова, 1978). В третьей главе диссертации это положение подтверждается экспериментальными расчетами, а условие компактности эквивалентной массы определено через отношение еэ глубины залегания ( ) и горизонтальных поперечных размеров ( 3 ) >0,5-8.

Геологическая эффективность построения статистических грави-тирующих границ, составленных по совокупностям осоОых точек (центров) плотностных неоднородностей, названных автором границами 3-го рода, определяется лишь частотой и степенью подобия геологических тел исследуемого района телам модельного класса и качеством разделения (локализации) гравитационных аномалий, что существенно уже списка априорных условий, налагаемых на построение слоистых, блоковых и более сложных детерминированных моделей.

Как показывает опыт проведенных исследований, степень подобия эквивалентных компактных масс реальным геологическим условиям достаточно высока в районах с интенсивным проявлением магматизма, блоковой тектоники и современной геодинамической активности, а отклонение среды от модели компактного распределения источников фиксируется спецяальндаи диагностическими признаками, которые используются для выявления глубинных границ между структурно-вещественными комплексами (СВК) земной коры и верхней мантии. Разделение гравоти-рующих источников не является проблемой, если ограничиться выбором аномалий, резко различающихся частотными характеристиками (в проо-том случае их размерами). Другой возможностью является осуществление построений особых точек среды в широка" частотном диапазоне гравитационных аномалий и разделение источников непосредственно в модели среды.

В рамках принятого функционально-статистического подхода к интерпретации гравитационных аномалий автором разработаны 4 способа моделирования плотностных структур:

- способ моделирования глубинного рельефа структурных несогласий по распределениям центров гравнтирующих масс;

- способ гравитационного частотного зондирования по автокорреляционным функциям гравитационного поля;

- способ амплитудно-частотной корреляции плотностных границ слоистых структур по автокорреляционным функциям гравитационного

.поля; •

- способ объёмного моделирования градиентов поверхностной

плотности эквивалентных сферических источников.

Моделирование рельефа структурных несогласий по распределениям центров масс основано на концепции тотальной интерпретации гравитационных аномалий (Ващилов, 1984) и изучении корреляционных зависимостей между глубиной залегания центров эквивалентных компактных масс (.£<,) и соответствующих периодов ( Т ) гравитационных аномалий (Петрищавский, 1981). На экспериментальных моделях установлено, что при выполнении условия ( %! >0,5Ь ) центра масс эквивалентных тел (областей) находятся не грубее, чем с точностью ЗС£, а зависимость £с =Ф(Т} характеризуется высокими угловш. коэффициент ом. и коэффициентом корреляции. В случае {Z■f <0,5В ) зависимость Лс = ф (Т) выполаживается, а угловой когффициент регрессии и коэффициент корреляции параметров снижаются. Как будет показано ниже (положение 2), в реальных геологических условиях ординаты зон выполаживания и смещения констант уравнения регрессии <2« = Ф (Т) совпадают со стратигра^ическши, электромагнитными, скоростными и термодинамическими границами слоев литооферы (табли- ■ ца ).

Технология построения схем статистического рельефа глубинных структурных несогласий литосферы такова:

1) Тотальная автоматизированная интерпретация гравитационных аномалий в классе ксыпактяых (шаровых, точечных) источников по системе параллельных профилей, задаваемых ькрест преобладающего простирания элементов поля и по сети, определяемой масштабом съёмки, * сложностью поля и минимальными размерами исследуемых аномалий. Выделение локальных аномалий производится на линейном или любая другом фоне, вычисляемом стандартными подпрограммами/Для выделения низкочастотных аномалий применяются полиномиальные, цуассшовские (пересчет вверх) или сплайн-преобразования. По результатам этого этапа обработки формируются массивы значений: Хв , уа , ,

Т и Уд (тях).

Для вычисления Лв используется простой расчетный алгоритм (Меков, 1975), не требующай знания избыточной плотности объектов:

а)

Уя.(гг,ах)

2) Построение зависшости = Ф (Т), исследование её с помощью шагового корреляционно-регрессионного анализа п выявление зон потери корреляции Хс и Т.

3) Выборка значений хс , У» и . соответствующих признакам горизонтальных границ, в пределах утроенных стандартов ,

дисперсии . разнесение их на планы и построение схем распределений центров эквивалентных компактных источников.

По разработанной технологии автором составлены около 30 схем статистического рельефа гравктирукда границ 3-го рода в земной коре и верхней мантия Австралии и 12 районов Северо-Востока Азии. Средняя глубина и тенденции поведения статистических границ хороко коррелирух)тся со скоростными границами раздела литосферы, однако выполненные автором построения значительно превосходят сейсмические данные по плотности (густоте) точек определения глубин и содержат новую, нередко принципиально важную, геологическую информацию.

В распределениях гравитируювдх масс различных глубинных уровней отчетливо запечатлены разновозрастные тектоно-магаатические дислокации, что позволило выявить и охарактеризовать пространственные и эволюционные связи СВК земной коры и верхней мантии от глубины 1-3 км до 150-200 ив.

Способ гравитационного частотного зондирования по автокорреляционным функциям гравитационного поля основывается на концепции случайного распределения линейных и точечных элементарных масс в пределах исследуемой выборки гравитационного поля. Математические основы способа разработаны К.В.Гладким, С.А.Серкеровш, В.Н.Страховым и В.Н.Глазневым, которыми с помощью преобразования Хинчина-Винера получен ряд соотношений между глубиной залегания особых точек плотностных неоднородностей ( ^ * ) и критериальными значениями смещения ( £ ) нормированной автокорреляционной функции {£") •гравитационных аномалий, в частности для горизонтального цилиндра:

+ г'

Как следует из анализа этих соотношений, влияние поперечных размеров источников при частотном отображении гравитационных аномалий значительно меньше по сравнению с аналитическим отображением, что позволило упростить-и форлализовать расчетные процедуры в тотальной постановке. Техника полностью автоматизированных вычислений достаточно проста:

I) В скользящей центрированной выборке поля заданного размера ( <1* ) с заданным сдвигом выполняется вычисление средней глубины залегания центров гравитирующих масс ( ), относимое к середине выборки, а вычисленные значения соединяются корреляционной кризой.

2) Процедура повторяется при нарастающих размерах выборки и в автоматическом режиме строится вертикальный разрез кривых Ця .

Особенности построенных таким образом разрезов коррелируются с элементами тектонических структур: поднятиями, прогибами и разломами, а зоны сгущения кривых Ял наблюдаются вблизи стратиграфических, скоростны- и электромагнитных границ раздела ЗК и ВМ.

Способ амплитудно-частотной корреляции плотностных границ является детерминированно-статистическда аналогом гравитационного частотного зондирования и основывается на частотном выражении з гравитационном поле контактной поверхности (Гладкий, Серкеров, 1971) :

рн,., - (Н + а/яУ

где Н - глубина залегания контактной поверхности.

При интегрировании левой (положительной) части кривой Ян(ъ) расчетный алгоритм для вычисления Н сводится к. виду:, ; .

Н = -4/я"г-г)-</г . (3)

Методика обработки и интерпретации гравитационных аномалий аналогична первой процедуре зондирования, однако в структуре данных и механизме расчетов имеются следующие изменения: '

1. Вычисления 3-я проводятся не по центрированным, а по разностным (относительно максимума или минимума) значениям поля с исключением регионального фона.

2. Контрастность рельефа кривых « регулируется значением предполагаемой избыточной плотности исксмой границы.

3. Выбор кривой из разреза , удовлетворяющей исксмой структурной поверхности, осуществляется по признаку наилучшей корреляции кривой й * с наблюденной кривой 4% и критерию невязки прямого и обратного функционалов.

4. Условием совмещения статистической плотностной и реальной геологической границ является существование их общей точки (репера).

5. Задача считается решенной, если аналитическая кривая У& , расчитанная по статистической границе X* , совпадает с наблюденной кривой V* .

Способ обеспечивает быстрое начальное графическое приближение моделей контактных поверхностей по значениям поля и избыточ-

ной плотности границы (априорное определение формы поверхности не требуется).

Способ объёмного статистического моделирования градиентов плотности геологического пространства в классе эквивалентных сферических источников основывается на тождественности плоского и объемного гравитационных потенциалов и использует прием выметания объемных источников на поверхность эквивалентных сфер, математически обоснованный в работах А. Пуанкаре, Ю.А.Шашкина, В.Н.Страхова и В. Звдароьа.

Поскольку щубина ^-¡легания ( %е ) компактных плотностных неоднородностей находится однозначно без предположений о избыточной плотности источников (I), то величина поверхностной плотности эквивалентного сферического источника ( ) гложет быть вычислена из выражений :

М а ^ ' (4)

К

- О . . „ м М___Ухт Л

Градиент поверхностной плотности определится выражением: д/< „ н ' \inrn

(б)

Пренебрегал различиями плоского и сферического слоев и выметая массы (М) на произвольно заданные уровни конденсации (Нк=Ло~к ) • внутри земной коры, приходил к выражению:

л/н. д не „ Унт-3,6

Последнлй параметр является интегральным показателем плотност-ной контрастности геологического пространства, достигающим максимума ( оо- ) в точках ( = Нк). С помощью последовательного перебора значений Нк в нижнем по,цупространстве формируется объёмная модель градиентов сферической плотности, использование которой при изучении латеральных неоднородностей литосферы открывает возможность картирования эндогенных дислокаций скрытых структурно-форма-ционнах комплексов (СФК) сложных тектоно-магматических структур, районов высокой современной геодинамической активности, выявления связей размещения рудных месторождений с глубинными плотностными неоднородьостями, проведения сравнительных оценок вертикальной протяженности и эрозионного среза рудно-магматических систем (РМЗ),

картирования рудных полей. Обход разрывов функции ух" в точках ( = Нк) осуществляется искуственным сглаживанием экстремумов до значений десятикратного фона. Вычисления параиетра ухн полностью автоматизированы, а исходные данные ( х0 , у0 , , Чх)п) для выполнения программы передаются с выхода первого блока (способа) интерпретации.

Разработанные способы преобразования и интерпретации гразшет-рической информации проверены на экспериментальных детерминированных моделях купола, впадины, систем вертикальных пластов и широко опробованы в разнообразных геолого-геофизических условиях. В верхних горизонтах коры статистические плотностные неоднородности отражают тектон»-магматические дислокации приповерхностных СФК, а в более глубоких слоях литооферы совпадают со скоростными,, электромагнитными и термодинамическими неоднородностями. Разработанные функционально-статистические гравитационные модели воспроизводятся при различных исходных условиях моделирования (шаг и размеры выборки поля) и расчетных алгоритмах (частотных и детерминированных), йш устойчиво повторяются в однотипных тектонических структурах пространственно удаленных районов. ' ' ' '

Как следует из приведенных алгоритмов (I, 2, 3, 7), реализация первого, второго и четвертого способов построения гравитационных моделей не требует априорных данных о глубине залегания, избы- ' точной плотности и количестве моделируемых границ. В третьем способе идентифицируются детерминированное (аналитическое) и статистическое (частотное) отображения плотностиых границ. Разработанная методика интерпретации гравиметрических данных универсальна при изучении сложных геосистем любого масштаба, а однотипность выходных информационных характеристик способствует установлению связей разнообразных структур и процессов в системах различного ранга и глубинности: регион — тектоническая область I порядка (рудная провинция) —г тектонические структуры II порядка (рудные районы) — тектоно-магматические структуры II1-17 порядков (рудные узлы) —- геологические тела (рудные поля).

Идеология л технология интерпретационной схемы удовлетворяют основным формулам (направлениям) второй парадигмы в теории интерпретации гравитационных аномалий (Страхов, 1987), сочетающей принципы формализации, оптимизации, автоматизации и системного подхода. В ней нашли экспериментальное пршенение новейшие идеи извлечения информации из гравиметрических наблюдений, касающиеся системности (расчет большого набора элементов поля для широких классов

распределений источников) и эквивалентности (перераспределение источников с сохранением первых моментов) интерпретационных построений (Страхов, 1987).

2. В результате широкого апробирования статистической интерпретации гравитационных аномалий установлены новие формальные критерии диагностики типовых элементов структур земной корн и верхней мантии:

- индикаторами границ раздела структурно-вещественных комплексов литосферч являются резкие изменения характера статистической связи между частотными характеристиками гравитационного поля (гори_-зонтальнши размерами аномалий) и глубиной залегания эквивалентных им точечных масс, выявляемые двумя независимыми расчетными процедурами;

- индикаторами структур сжатия земной коры и верхней мантии являются утолщения гравитационно-активных слоев, формализуемые, процедурой гравитационного частотного зондирования по автокорреляционным функциям гравитационных аномалий, а структур растяжения -сокращения их.мощности;

- индикаторами узлов интенсивных эндогенных дислокаций, рудных полей и районов, являются аномалии плотностноя контрастности геологического пространства, формализуемые параметра/. "градиент поверхностной плотности эквивалентного сферического источника".

Защищаемое положение основывается на исследовании аналитических ( ) и частотных ( Же ) пространственно-статистических распределений источников гравитационных аномалий на территориях двух континентов, западной части Тихого океана и 12 районов советского Дальнего Востока.

С помощью шагового корреляционно-регрессионного анализа экспериментально установлена приуроченность участков разрывов (потери, корреляции) ц смешений коэффициентов уравнений связи г-цубины залегания эквивалентных точечных (шаровых, компактных) масс ( ) с размерами гравитационных аномалий ( Т ) к стратиграфическим, электромагнитным, . скоростным и термодинамически« границам раздела ЗК и ВМ (рис. I, табл. ), В верхних горизонтах коры ординаты ( ¿о ) разрывов и смешений таких зависимостей совпадают с детерминированными гравиметрическими оценками вертикальной мощности геологических тел и структур. На разрезах гравитационного частотного зондирования структурные несогласия (границы резкого изменения плотност-ных свойств) выражаются зонами сгущения кривых , что соответствует выхолаживанию (относительно оси об ) зависимости = . Ф ( ), где: Л - размеры выборки. Диаграммы частости распре-

деления параметра й* при больших реализациях поля в пределах однотипных геологических районов характеризуются дискретностью и совпадением модальных значений Зц с ординатами зон потери корреляции и Т.

В разрезах гравитационного частотного зондирования литосферы Западно-Тихоокеанского сегмента автором установлены струкгурные инверсии пространственно-статистических распределений гравитирую-щих масс двух типов. Первый тип характеризуется ЕОздаманием кривых

%« в верхних частях разрезов и погружением - в нижних и наблюдается в зашей коре складчатых систем, островных дуг и некоторых кристаллических блоков. Этот тип инверсий идентичен скорости ным границам в структурах сжатия.

Для второго типа инверсий, наблюдаемого в структурах растяжения (наложенные впадины.континента и глубоководные впадины морей) характерно погружение кривых £г> в приповерхностных частях разрезов и воздымание - в глубоких (рис.2 ). Устойчивая воспроизводимость инверсий при различной детальности (шаге) исследуемых выборок в однотипных структурах двух континентов и западной части. Тихого океана и совпадение их с моделями распределений скорости упругих волн убеждают в объективности выявленных признаков, а изучение разрезов М-я позводает судить о вертикальном диапазоне инверсионных структур. В районах со сложным геологическим строением и неясной тектонической позицией разработанные признаки способст- . вуют выяснению генезиса и характера эволюции структурных элементов (краевых прогибав, наложенных впадин, ргфтогенных вулканических поясов, антиклинориев и синклинориев).

Аномалии градиентов поверхностной плотности эквивалентных оферических источников ( ), являющиеся формальным показателем степени неоднородности (контрастности) геологического пространства, вычисляемое в заданных границах слоев ( , ) и на заданных уровнях конденсации (Нк) травмирующих масс, в верхних горизонтах коры, как правило и повсеместно, совпадают с проявлениями контрастного магматизма (габбро, андезиты, гранодиориты, граниты) в линейных и очаговых тектоно-магмэтических структурах, контролирующих размещение рудных узлов и районов. В Лермонтов скал, Да льнет ор-ском, Вознесенском и Синегорская рудных районах Пршорья такие аномалии картируют границы рудных полей, совпадающих с глубинными х опт акт дай контрастных магматических ареалов (комплексов), сводами интрузивно-купольных структур и флангами вулкано-тектонических депрессий. Они сопровождаются, кроме того, поясами даек, зонами

выноса ферромагнитных компонентов из габброидов, аномалиями естественного электрического поля и вызванной поляризации. Устойчивое отсутствие аномалий плотно стной контрастности в пределах рудных узлов и полай (Нижне-Амурский район) свидетельствует о несовпадении рудного процесса с главными, наиболее интенсивными, фазами тектоно-магматических процессов.

В глубоких срезах верхней мантии аномалии плотаостной контрастности ( /¡С ) совпадают с район ал и (зонами, поясами) высокой современной геодинамической активности, проявляемой аномалиями теплового потока, сейсмичности, электропроводности и дифференцированных вертикальных движений земной поверхности. Такие совпадения наблюдены , в частности, в пределах ВилзэйскоЯ, Нижне-Ленской, Кндигиро-Колшской, Корякско-Чукотской, Баджало-Еуреинской и Сихотэ-Алшнской зон повышенной геодинамической активности лштосферы.

3. разработанные статистические гравитационные модели лито-„сферн Дальнего Востока отражают особенности глубинного строения и эволюции Западно-Тихоокеанского сегмента и способствуют изучению связей тектонических структур различного ранга, возраста и вертикального диапазона: литосферных плит - земной коры - стратифицируемых комплексов - тектоно-магматических структур активизации -рудных районов, узлов и полей на единой формализованной расчетной основа.

Унаследованные взаимоотношения наблюдаются в верхних ярусах платформ и срединных массивов, краевых прогибах и новейших наложенных впадинах. Спи характерны для границ, разобщенных по вертикали и во времени формирования. Инверсионные взаимоотношения глубинных и поверхностных структур являются наиболее общими и частыми в структурах различного возраста, ранга и происхождения: тектоничео--кого (сжатие-растяжение), магматического (тепловое расширение и разуплотнение) и изостатического. Послойно-дисгармоничные, клино-формные. взаимоотношения глубинных границ характерны дли прибреяно-мзтераковых окраин и связаны с поддвигом пластин океанической литосферы под континенты.

В результате тотальной аналитической интерпретации и автокорреляционного анализа гравитационных аномалий в литосфере Северо-Востока Азии и Австралии установлены статистические гравитнрую-шяе границы третьего рода, соответствующие структурным несогласиям СВК па глубинах 30-50; 70-110 и I3Ö-2I0 км. По глубине залегания п тенденциям поведения первая граница коррелируется с границей Мохоровичича, а две другие - с сейсмическими волноводами и зоначп аномальной электропроводности в верхней маптнн. Соответстзуютае

схемы пространственного распределения центров эквивалентных компактных гравитирующих масс в этих регионах отождествлены с релье-фал подошвы земной коры, слоем селективного плавления в верхней мантии и подошвой литосферы.

Во внутренних районах изученной части Азиатского континента подошва "статистической гравитационной коры" увеличена до 40-50 км в прогибах фундамента Сибирской платформы (Вилюйская синеклиза, Яио-Колымская и Становая складчатые системы) и сокращена - до 35 км - в поднятиях (Оленекско-Мунское поднятие, Алданский щит). Ориентировки элементов рельефа статистической границы в этих районах совпадают с ориентировками глубинных разлсмов, поясов гранитоидных тел и складчатых дислокаций. В прибрежко-материковых районах глубинные плотностные структуры резко дискордантны складчатым дислокациям и совпадают с простиранием Охотско-Чукотского вулканического пояса. В пределах этого пояса, а также в восточной части Алданского щита, Омолонсксм, ^рейнском и Ханкайском срединных массивах средняя глубина залегания статистической гравитационной коры уменьшена до 33-38 км.

На территории Австралийского континента м они ость корового слоя плотностных неоднородностей увеличена до 50-55 км под Северо-Авст-ралийским и Западно-Австралийским щитами, складчатыми системами Аделаида и Лаклан на юго-востоке материка. Структура рельефа этой Гранину под синеклизами и наложенными впадинами связаны двумя типами взаимоотношений: унаследованным (Шла, Бангемолл, Килберли) и инверсионнш . (Шэррей, КУперт, Бсуэн и др.), свидетельствующими о различной степени изостатического равновесия приповерхностных и глубинных структур. В синеклшзах Каннинг и Сффисер углубления нижнеко-ровой границы совпадают с областями более позднего (мезозойского) прогибания, а в восточных частях синеклшз, где распространены палеозойские комплексы, наблюдаются поднятия глубинных границ. Земная кора под срединным массивом Гоулер на юге континента сокращена до 25-30 км.

Структуры р льефа промеауточной литосферной гранивд (70-110 км) на Северо-Востоке Азии дискордантны складчатым структурам, а в прибрекно-материковых районах поднятия этой границы совпадают с вулканическими поясами активизации: Охотско-чукотским и Умлека-. но-Огоджинским. Аналогичные поднятия установлены на востоке и юго-западе Австралийского континента в районах, характеризующихся интенсивным проявлением мезозойских тектоно-магыатических и современных геодинамических процессов.

В районах о увеличенной глубиной залегания этой границы (Пилбара, Кимберли, Мак-Артур, Маунт-Айса, Шла, Новая Англия) тепловой поток понижен, а по периферии погружений располагаются пояса повышенной сейсмичности.

Структуры рельефа третьей глубинной границы (130-210 ни) на Северо-Востока Азии уверенно идентифицируются о ральафоы подошвы литосферы, вычисленной по термометрический данным (Дучнов, 1985; Чарман, 1982) и сопоставляются с палаотектоничасним границами нон-тинэнта (Парфенов, Натальин, 1982; Патрищавсвий, Натальин, 1987). Поведение аналогичной глубинной границы в тавтоносфаре Австралии характеризуется погружением аё от окраин континанта (100-120 ни) к его внутронпим районам (150-230 ни), где автором выделаны два блока повышенной мощности, разделяемые зоной сокращения (растяжения ?) литосфары.

Форш ральафа струнтурных несогласий в средних (10-25 вы) ' и верхних (3-7 им) слоях ЗК изучены автором в разрезах Охотского, Цантрально-Охотоморсвого, Бураинсного, Ханкайсного срединного массивов, Сихотэ-Алинской и Монголо-Охотеной складчатых систем. Б результата сопоставления охам рэспредэления гравитирующих масс на различных глубинных уровнях выделены и описаны три типа связей глубинных и поверхностных структур: унаследованные, инверсные и послойно-диогарионичныа (клиноформныа).

К районам с унаследованным развитием никнаворовых и мантийных структур относятся Алданский щит, большая часть Колымсного массива и Охотсно-Чунотсний вулваничасний пояо, а с инверсионным - Чувотсний массив, Становая и Сихотэ-Алинсвая складчатая системы. Большинство локальных структур ральафа кровли фундамента срединных массивов связано с рельефом подошвы ЗК инверсными взаимоотношениями, а унаследованные отношения наблюдаются только в верхних ярусах массивов в особенно четно - в краевых прогибах (Восточно-Бураинский, Западно-Сихотэ-Алинсний). Мощность ЗК под изученными срединными массивами сонращана до 30-й нм, а з их наиболаа активизированных частях мощность гранитно-матаморфичас-кого слоя сокращена до 1-3 км (Охотсний массив). По степени глубинной перестройки (активизации) прибражно-натериковыа массивы Северо-Востока Азии располагаются в ряд: Омолонсвий, Бураинский (наименее активизированные) •— Ханвайский — Охотский — Цантрадьно-Охотоаорсний.

Глубинные плотносгные структуры Цантрально-Охотоморского массива обнаруживают пространственный связи с материковыми струн-

турами Яио-Колымской и Скхотэ-Алинской складчатых систои, а на более глубоких уровнях литосферы - о Омолоноким срединным пассивом. Полученные данные свидетельствуют, танин образом, о преимущественно остаточной тектонической.природа срединных массивов. Глубинные струнтуры Сахалина и Камчатки дискордантны и не симметричны дислокациям складчатых толщ.

Структуры рельефа дна большей части глубоководных котловин западной части Тихого океана связаны с поведением подошвы статистической гравитационной коры, уверенно картируемой процедурой частотного гравитационного зондирования, инверсными взаимоотношениями, а рельеф кровли фундамента менее глубоководных впадин, заполненных рыхлыми осадками значительной мощности (до 9 км) в Охо-тонорсном регионе характеризуется унаследованными и инверсными взаимоотношениями с рельефом нижненоровых границ. Унаследованные взаимоотношения характерны для структур новейшего интенсивного прогибания (впадины Дерюгина, Шелехова, Западно-Сахалинская), а инверсионные - для структур с выраженными признаками рифтогеназа и пульсационного тантогенеза (впадины Северо-Сахалинсная,Кашева-рова, ТИНРО). Аналогами структур первого типа на континенте является Средне-Амурская впадина, а второго типа - впадины Южно-Алданского рифтогенного пояса (Чульыансная, Токийская и др.) и Зае-Бу-реинская. *

На границах материковых и океанических (субокеаничасних) структур (Сихотз-Алинь, Восточная Камчатка, северо-восточное При-охотье, Юго-Западная Австралия) автором выявлены нлиноформныа ксроБО-ыантийныв струнтуры (слои), подошвы которых погружаются в направлении акваторий окраинных морей и океана, а кровля - под континентальные (субконтинентальные) районы. В юго-восточной части Сихотэ-Алинской складчатой системы, на восточном побережье Камчатки и в Юго-Западной Австралии такие струнтуры подтверждены данными ГСЗ (Василанко, Клюев, 1973; ШаЫчг, 1976; Булин, 1977). В верхних горизонтах норы этих районов широко распространены шарь-яжи, олистостромы и аннрационныа комплексы (Голозубов, Мельников, 1978; Парфенов, 19№; Ханчун и др., 1988), свидетельствующие об интенсивном развитии горизонтальных движений и поддвиге субонаанч-часних пластин под краевые части континентов. По полученным данным, подобные нлиноформныа структуры'проявлены локально, а признаки глобальной субдукции литос^ерных плит отсутствуют. В Азиате- . но-Тихоонеавсной переходной зона особанности поведения нвяненоро-

вых и более глубоких литосферных статистических гравитируюцих границ характеризуются погружением в обе стороны от Курило-Яам-чатского и Японского глубоководных желобов, что согласуется о анализом тектонических диолонаций в системах "дуга-кзлоб" по данный ЫОВ (Ломтев, 1984).

Тектоническая эволюция Восточно-Азиатской (северный фланг) и Австрало-Тихоокеанской переходных зон характеризуется, по полученным данным, волновыми (цикличным) тентоничесними процессами при преобладании фактора направленной нонтинентализации окраин материков. По совпадению детерминированных и статистических глубинных плотностных границ о границами смены возраста главной складчатости и положением комплексов-индикаторов ископаемых континентальных окраин (Парфенов, Натальин, 1981) реконструированы раннепалеозойские и позднепалеозойские границы на северо-востоке . Азиатского и востоке - Австралийского материков.

4. Рудные месторождения южной части Дальнего Бостона связаны с глубинными плотностныии структурами двумя типами взаимоотношений: "сквозными" и дискретными. Наиболее распространен дискретный тип связи месторождений с плотностнымИ'неоднородностями зом-ной корн и переходного олоя "кора-мантия" на глубинах 10. 20 и 40 км. соответствующих подошве земной коры, кровле и подошве её гранитно-метаморфического слоя. Глубинные плотпостные неоднородности. верхнзй мантии не связаны с-размещением рудных месторождений (за исключением медных) а связаны с проявлениями созременной геодинамичзсной активности литосферы.-сопровождаемыми аномалиями сейсмичности.-электропроводности, высокого теплового потока и современными движениями поверхности.

Подавляющая чаоть эндогенных рудных месторождений Дальнего Востока отчетливо норрелируется о аномалиями плотпостной нонтраст-нооти земной коры и переходного олоя "нора-мантия" до глубины 40 им, а нижа этого уровня плотноотные неоднородности не связаны о размещением месторождений либо характеризуются устойчивой отрицательной связью интенсивности плотностных аномалий с экстенсивностью проявлений рудной минерализации. В результате корреляционного анализа рудных проявлений с внутрикоровыми аномалиями градиента плотности {_/<") в южной части Дальнего Востока (регион БАУ) установлена повышенная частота совпадений рудных поясов и районов о аномалиями ппотностноЗ контрастности на глубинах 10 и 20 км,соответствующих средним глубинам залегания кровли и псдоавы гранитно-метаморфического слоя земной воры. К плотностным неоднорсднос-

тям кровли гранитно-метаморфического слоя приурочены Хингакский оловорудный, Нриаргуньский полиметаллический, Удско-Сал'амджинокий, Бомнавсвий и Сутаисний железорудные, Нижне- и Вархна-Аыурсвий золоторудные районы. На глубинах 15 вм эта овязь сохраняется для иикка-Амурсвого, Сутамского, Приаргуньсвого и Удово-Саламдхинсво-гс районов, а в других районах - таряется. На глубина 20 км аномалии ь перечисленных выша районах появляются снова и в шш добавляются аномалии Салангино-Витимсвого вольфрамо-полиметалпичао-кого пояса в Забайкалье, Чаро-Гокнинсного медно-калезорудного, Вэрхнэ-Алдансного золоторудного, Комсомольского олозорудного,Тум-нинсвого золоторудного и Маймавано-Киранского золото-мадно-жалезо-рудного.

На глубина конденсации нигнаворояых гравитирувщих масс (Нв в 30 вм) с /<■ - аномалиями ворралируются единичные районы (Комсомольский, Саваро-Сихотэ-Алинский и западные фланги Нижне-Амурсво-го), а на следующем глубинном уровне (Нн = 40 вм) происходит развоз усиление воррэляционнсй связи приповерхностных рудных месторождений о аномалиями градиента плотности переходного слоя "нора-мантия". С этими аномалиями совпадают территории Салингино-Витим-ского, Центрально-Забайвальского и Приаргуньсвого рудных поясов в Восточном Забайвальа, все рудные узлы Алдансвого золоторудного района, желазо-золото-мадно-полиматалличасвие районы £ восточной части Становива (Бомнавсвий, Удсно-Саламдайнсвий, Сутамский и Маймакано-Кирансвий районы), оловорудныа районы Ям-Алиня, Баджала и золоторудные - Нижнего Приамурья. При нонденсации плотностных неоднородвоотей ВМ на болея глубовие уровни корреляция _/с - аномалий с рудным? месторождениями снова теряется.

Установленные закономерности хорошо,объясняются концепцией вертикальной зональности процессов рудогеаеза (Смирнов, 1971; Жданов, 1975), согласно которой эвотрагирование или сапарэция рудоносных магм и газовожидвих смасай определенных специализаций лроисхсдит на определенных тармодкнэмичасвих уровнях,праймущэсг-ванно в верхних слоях литосферы.

По полученным данным большинство рудных районов южной части Дальнего Востова характеризуется увеличенной мощность»; гранитно-метаморфического олоя и не связано, за исключением золоторудных, с поведением подошвы земной коры. Последние часто приурочены к прогибам норы, а в верхних слоях - в совмвщешным прегибам подошвы вулканических структур и фундамента складчатых толщ (кемплоксг

основания складчатых оиотам). Похожая закономерность размещения золоторудных районов установлена в Забайкалье (Прогнозирование рудоносных площадей.,., 1976) и Казахстана (Лунин, 1973).

Наличие, либо отсутствие, связи приповерхностных рудных мае-торождений о плотностными структурами ЗК нэ различных глубинных уровнях является источником сведений о вертикальной протяженности и, соответственно, сравнительной эрозионной среза однотипных и одновозрастных РМС. Предложены следующие вероятностные критерии оценок:

. - яоррэлируамоегь ГМС с нижнвкоровыми - аномалиями при отсутствии вархнакоровых свидетельствует о высокой срезе РМС;

- воррелируимэсть РМС с верхнаноровыми ук - аномалиями при отсутствии нижнаворовых свидетельствует о сраднаы среза РИС;

- отсутствие любых аномалий градиентов плотности в пределах РМС свидетельствует о её низком ерэзв либо инфантильности рудного процесса;

- наличие JX. - аномалий в больном диапазона глубин свидетельствует о значительной вертикальной протяженности РМС. Таиио РМС обычно относят н сквозным очаговым структурам (Фаворская, Том-сон, 1969), для которых характерны: длительная эволюция магматических процессов, сложная метаооматичасная и полицикличная рудная зональнооти, больной вартиналышй диапазон оруденания и широкий опентр рудных ЭЛ9Ц9ПГОВ. Такие структуры детально описаны автором в седьмой главе диссертации.

По разработанным критериям произведена сравнительная оценка вертикальной протяженности и эрозионного среза.полиметаллических, золоторудных, полиметаллических, ивдно-келезо-рудных, молибдено-вольфрзмогых п оловорудных районов региона БАМ и болое даталько-рудных углов и районов Приморья. Статистический анализ пространственных распределений плотноотных нооднородностей под рудными районами позволил наиотить черты региональной вертикальной зональности рудных элементов в земной коре южной части Дального Востока и Восточного Забайкалья. По предельной вертикальной протяженности ШСюга Дальнего Востока раополэгаютоя а ряд: Аи (45-50 им) — Га, Си (40-45 км)— РЬ , (35-45 км) — W , Но (30-40 ни) —Sn (20 км). По частоте встречи аномалий градиента плотности переходного слоя "кора-мантия" иаоторохдания рудных элементов располагайся в ряд: Fа (высокая частота)—Си — Pfi Аи — Sn —— v/,Mo.

На территории Приморского края установлена приуроченность, большинства рудных районов в зонам плотностноа инверсии верхнвио-

рового ( +д<3") и среднекорового ( -д©) слоев, что является следствием широкого развития интрузивно-купольных структур о гра-нитоидными очагами центрального типа. Ориентировочные оценни глубины залегания таких очагов выполнены с помощью карт-срезов пара—, детра /с" (рис.3 ) на уровнях конденсации гравитирующих масс: О, 2, 4, 6, 8, 10, 12, 16 и 20 км. По полученным данным,в сиали-ческом слое.ЗК Приморья выделены РМС приповерхностного (до 4 км), средненорового (4-10 ) и снвозькорового диапазонов и даны поисковые ориентировки по изучению новых перспективных площадей.

С помощью разработанных фуннционэльно-статистичэсних методик интерпретации гравитационных аномалий в рудных районах южной части Дальнего Востока (Вознесенский, Синегорский, Дальнагорсний, Лермонтовский, Верхне-Амурений, Нижне-Амурсний) успешно решены задачи определения пространственного положения сводов интрузивно-купольных построен, картирования рбльефа подошвы вулкано-тентони-чесних депрессий, определения формы и вертикальных размеров суб-вулканичесних тел, а в Вознесенском рудном районе осуществлено детальное объёмное плотностное картирование надинтруэивной зоны. Статистические построения подтверждены и дополнены детерминированными аналитическими решениями прямых гравитационных задач.

Основные положания диссертации опубликованы в следующих . работах:

I. БРЯНСКИЙ Л.И., КАРСАКОВ Л.П., МАЛЫШЕВ Ю.Ф., ПЕТРИЩЕВСКИЙ A.M., ШЕВЧЕНКО Б.Ф. Глубинное строение и эволюция континентальной части зоны перехода os Азиатского материка к Тихому океану // Тихий океан. Геология, геоморфология, магматизм /Тез. доил. Владивосток, ДВНЦ АН СССР, 1983, о. 51-52.

2..Й30С0В Л.А., ВАСИЛЕНКО Н.Г., МЕЛЬНИКОВ Н.Г., ПЕТРЩЕВС-КИЙ A.M. Вольфрамоносная олистоотрома Центрального Сихотэ-йлиня // Геотектоника, 1988, te 3, с. 76-87.

3. И30С0В Д.А., ПЕТРИЩЕВСКИЙ A.M., БА1АН0В В.А. Позднекеиб-пийский вулкано-плутонический комплекс Вознесенского рудного района Приморья //Сов. геология, 1989, К» 5, с. 90-95.

4. КОРТУНОВ В.А., ПЕТРИЩЕВСКИЙ A.M. Структура магнитного поля золоторудного месторождения по результатам статистического анализа //Глубинное строение, магматизм и металлогения тихоокеанских вулканических поясов. Владивосток, ДВНЦ АН СССР, 1976,

с. 446-448.

5. КОСЫГИН Ю.А., МАЛЫШЕВ Я.Ф., ПЕТРИЩЕВСКШ A.U. Глубинная структура Ханкайского массива //Докл. АН СССР, т. 254, te l, 1981, с. I7I-I7Ó.

6. ЛОЙТЕР П.П., ПЕТРИЩЕВСКИЙ A.M. Гравитационные стэтистичео-ние иодели тентоносферы Восточно-Азиатсной зоны сочленения континента о океаном //Геодинаыичеоние исследования, Н» 10. Геофизика восточно-азиатсних морей. М., МПС АН СССР. 1988, о. 130-138.

7. ВЛАСОВ Н.Г., К0Ш1АНИЧШ0 В.Н., МАЛЫШЕВ В.Ф., ПЕТРИЩЕВСКИЙ A.M., РОЦАНОВСКИЙ Н.П. Ыагматогенно-рудные системы. М., Наука, 1986, 252 с.

8. МАЛЫШЕВ Ю.Ф., БРЯНСКИЙ Л.И., КАРСАКОВ Л.П., ПЕТРИЩЕВСКИЙ A.M., ШЕВЧЕНКО Б.Ф. Глубинное строение срединных пассивов ое-веро-востока Азии и их роль в формировании континентальной окраины //Тихоокеанская геология, й 3, 1983, с. 27-34.

9. БРЯНСКИЙ Л.И., КАРСАКОВ Л.П., МАЛЫШЕВ Ю.Ф., ПЕТРИЩЕБС-КИЙ A.M., ШЕВЧЕНКО Б.Ф. Западная граница зоны перехода от Азиатского материна к Тихому сяеану //Строение и динамина переходных зон /Тез. докл. Международного симпозиума. М., МПС АН СССР, 1983, 0.8-9.

10. МАЛЫШЕВ Ю.Ф., ПЕТРИЩЕВСКИЙ A.M., СЕМЕНОВ Д.Ф. Строение и.динамика переходных зон /Дихоонеанская геология, 1984, fö 4, о. 118—119.

'II..МАЛЫШЕВ Ю.Ф., РОМАНОВСКИЙ Н.П.., БРЯНСКИЙ Л.И., ПЕТРИЩЕВСКИЙ A.M., КАРСАКОВ Л.П. Тектоническая природа гравитационных и магнитных полеЛ Дальнего Востока. /Международный геологический конгресо. Тезиоы. Voi. 1У, section 08.09. М., Наука, 1984, о. 143-144. .

12. ПЕТРИЩЕВСКИЙ A.M. Опыт'применения гравиразведки для поио-вов месторождений флюорита./Тез. докл. ХХШ научно-техн. конф. Дальневост. политех, ин-та. Владивосток, 1975, о. 25-27.

13. ПЕТРИЩЕВСКИЙ A.U., КОРТУНОВ В.А., ИЗОСОВ Л.А., Гравираз-ведка прп структурном картировании и поисках эндогенных рудопро-пвлений в Вознесенском рудном районе Приморья //Разведка и охрана недр, 1977, fö 2, о. 32-37.

14. ПЕТРИЩЕВСКИЙ A.M. Гравиметрические данные об особенностях глубинного строения Дальнегорсной вулкано-тектопической системы Дез. докл. на XXI5 научно-техн. нонф. Дальневост. политех.ин-та. Владивосток, 1977, о. 68-70.

15. ПЕТРИЩЕВСКИЙ A.M. Оптимальные фильтры гравитационного поля в районе полиметаллических месторождений Приморья //Принципы воипленоной интерпретации геолого-геофизическнх данных. Владивосток, ДВНЦ АН СССР, 1979, о. 133-142.

16. ПЕТРИЩЕВСКИЙ A.M..Опыт аппрокоимации сложных геологичео-вих сред массивом материальных точек (Вознаоанский рудный район Приморья) //Геология и гаофизива, 1981, й 5, о. I05-II5.

17. ПЕТРИЩЕВСКИЙ A.M. Методике исследования глубинных струн-тур по распределениям центров масс //Привл. гаофизива, 1982, вып. 104, с. 132-135. .

18. ПЕТРИЩЕВСКИЙ A.M. Глубинная структура магматичеових воы-плэвсов в Вознесенском рудном района //Гаофизичаовиа исследования геологических структур Дальнего Бостона. Владивосток, ДВНЦ АН СССР, 1983, с. IOO-III..

19. ПЕТРИЩЕВСКИЙ A.U. Структурные типы гранитов и гранитизация в южной части Дальнего Востока /Таз.докл. //Принципы глубинных построений по гравитационным и магнитным данным. Владивосток, 1983, ДВНЦ АН СССР, с. 36-37.

20. ПЕТРИЩЕВСКИЙ A.M. Тектонические и магматичеокиа структуры Нижнего Приамурья (по гравиметрическим данным) /Таз. довл. //Глубинное строение Востока СССР и прилагающих авваторий по гравитационным и магнитным данным. Владивосток, ДВД АН СССР, 1983, о. 12-13.

21. ПЕТРИЩЕВСКИЙ A.M. Струвтурныа типы гранитов и гранитизация в рудных районах южной части Дальнего Востова (по гвофизичес-вим данным) //Корреляция эндогенных процессов. Владивосток, ДВНЦ АН СССР, 1983, с. 74-85.

22. ПЕТРИЩЕВСКИЙ A.M. Тантонива Нижнего Приамурья (по геофи-зичаовим данным) //Тихооваансвая геология, 1984, te I, о. 62-70.

23. ПЕТРИЩЕВСКИЙ A.M., Статистические плотностные модели региональных магматоганно-рудных систем //Струвтуры рудных полай месторождений-олова.вольфрама и молибдена. Владивостов, ДВНД АН СССР, 1985, с. 60-62.

24. ПЕТРИЩЕВСКИЙ A.M. О гранитах, гранитизации и природа региональных разуплотнений земной воры на Дальнем Востова //Геотен-тоника, 1985, te 10, с. 80-89.

25. ПЕ'хРИЩЕВСКИЙ A.M. Решение обратных задач грави- и магниторазведки на ЕС-ЭВМ s диалоговом режиме. Методические указания

в выполнению лабораторных работ для студентов специальности 0105. Владивостов, изд-во Дальнзвост. политех, ин-та, 19Б5, 20 с.

26. ПЕТРИЩЕВСКАЯ Т.А., ПЕТРИЩЕВСКИЙ А.И. Глубинная характеристика вулкано-тавтоничасвих струвтур Свргаовсного рудного узла //Глубинное строение и полезные ископаемые Востова СССР. Владивостов, ДВНЦ АН СССР, 1985, С. 78-84.

27. ПЕТРИЩЕВСКИЙ A.M. Моделирование слояних геологических отруктур по аномалиям критической плотности //Глубинное моделирование геологических структур по гравитационный и магнитным данным. Владивосток, ДВНЦ АН СССР, 1965, с. 42-50.

28. ПЕТРИЩЕВСКИЙ A.M. Глубинная структура Охотского срединного маосива //Известия вузов, сер. Геология и Разведка, 1987,

» 4, е.. 100-106.

29. ПЕТРИЩЕВСКИЙ A.M. Статистические гравитационные модели литосферы Дальнего Воотока. Владивосток, изд-во Дальневост. гос. ун-та, 1988, 168 с.

30. ПЕТРИЩЕВСКИЙ A.M. Типовые приемы количественной интерпретации гравитационных эномалий. Владивосток, изд-во Дальневост. политехи, ин-тз, 1987, 24 о.

• . 31. ПЕТРИЩЕВСКИЙ A.M., НАТАЛЬИН Б.А. Сейсиогразитационное районирование и тектоническая эволюция Северо-Востока Азии //Физика к структура звиной яоры окраинных морей Тихого океана. Владивосток, ДВО АН СССР,.о. 58-67. .

• 32. ПЕТРИЩЕВСКИЙ.A.M., ДЕМУРА Г.В. Гравитационное зондирование западно-тихоокеанских переходных зон. "континент-онеан" //Геология Тихого океана /Тез. докл. Ш Тихоокеанской школы. 'Часть 2. Владивосток, 1987, ДВО АН СССР, о. 16-18.

. 33. ПЕТРИЩЕВСКИЙ A.M. Статистический анализ плотностных неоднородности восточного участка БАМ //Геология и полезные ископаемые Дальнего Востока. .(Деп. ВИНИТИ 30.10.87. № 7632-В87).

34..ПЕТРИЩЕВСКИЙ A.M., ШКАБАРНЯ Н.Г;, МОЛЕВ В.П. Методические указания по применению программ автоматизированной обработки и интерпретации геофизических данных в лабораторных, нурсовых и дипломных работах студентами специальности 0802. Владивосток, изд-во Дальневост. политех, ин-та, 1988, 24.с.

35. ПЕТРИЩЕВСКИЙ A.M. Металлогеничеекая интерпретация статистических аномалий плотности земной норы Дальнего Востока //Ме-таллогеничесное районирование вулканических поясов /Тез.докл. Хабаровой. ДВО АН СССР,. 1988, о. II0-II2.

36. ПЕТРИЩЕВСКИЙ A.M. Новые геофизические данные о глубинном отроении Сихотэ-Алинсной складчатой системы Деп. в ВИНИТИ 27.06.88, № 5II2-B88.......

37. ПЕТРИЩЕВСКИЙ A.M. Глубинная плотностная неоднородность вулнано-плутоничесних поясов Приамурья Деп. в ВИНИТИ I 27.06.88. ft 5II3-B88.

38. ПЕТРИЩЕВСКИЙ АД'., ПЛАТУНОВ В.И. Литосфера Австралии и прилегающих ыорэй Тихого океана (по результатам статистического анализа гравитационных аномалий) //Глубинное строение Тихого океана и его континентального обрамления /Тез. докл. междунар. симпозиума. Часть 1-П (секция 1-3), Владивосток, ДВО АН СССР, 1988, с. 23.

39. ПЕТРИЩЕВСКИЙ A.U., ЛОЙТЕР П.П. Гравитационное частотное зондирование литосферы Восточно-Азиатской зоны сочленения "континент-океан" // Геологическая интерпретация гравитационных и магнитных аномалий (матер. 13 сессии Всесоюзного оеминара им. Г.Д. Успенского). Ташкент, изд-во Фан., 1988, с. 307-319.

40. ПЕТРИЩЕВСКИЙ A.M. Плотносгные неоднородности литосферы Востока СССР по данным статистического анализа //Геологические и географические особенности некоторых регионов Дальнего Востока и зоны перехода к Тихому океану. Владивосток, изд-во Дальневост.политех. ин-та, 1989, с. 3-13.

41. ПЕТРИЩЕВСКИЙ А.Ы. Глубинные ыаталлогеничеениз структуры Левобережного Приамурья //Геологин и энология бассейна рани Амур /Tea. докл. Ш Советско-Китайского симпозиума. Благовещенск, ДВО АН СССР. 1989, с. 130-132.

42. ПЕТРИЩЕВСКИЙ А.Ii. Глубинная структура и прогнозирование рудных полей по статистическим параметрам плотностных наоднород-ностей //Тектоника, энергетические и минеральные ресурсы СевероЗападной Пацифики /Тез. докл. междунар. сиипоз. Хабаровск, ДВО АН СССР, 1989, с. 48-49.

43. ПЕТРИЩЕВСКИЙ A.M. Гравитационное зондирование Австрадо-Тихоонеанской переходной зоны //Геология дна Тихого океана и зоны перехода к Азиатскому континенту. Владивосток, ДВО АН СССР, 1989.

44. Гравитационное частотное зондирование земной воры по автокорреляционным функциям' гравитационных аномалий //Принл. геофизика, 1989, вып. 121, с. 169-175.

4Е. ПЕТРИЩЕВСКИЙ А.У. Глубинное строение и металлогения региона BAU (по гравиметрическим данным) //Сов. геология, 1990,№ I.

46. Тектоническая природа геофизических полей Дальнего Востока /Малышев Ю.Д., Ронановскьй Н.П., Пвтрищавский A.M. и др.

У., Наука, 1984, 200 с.

47. Petrishch.evsky A.M. The tectonic of the Lower Amur River area from geophysical data // Geology of the Рас. Ocean, v. 3,

H 1, 1985, p. 101-113.

Геолого-гаофизичасная корреляция отатиотичаових грзвитирующих границ

Таблица

Регион, район Статиотич. глубина структурн. несогласия к и Стратиграфические границы Скоромные границы

Глубина им Природа Глубина ни Природа

¡Саверо-Вост. Азия 130-200 140-200 волневод

^Австралия 80-130 100-130 волновод

Северная Австралия . 35-62 35-60 п. зн

Западная и Вое Австралия Р. 15-23 40-55 13-25 35-50 п. г-м п. зн

Колымский массив 35-45 37-42 II. зв

Бураинский массив 28-45 • 30-40 П. 8Н

Охот он пй массш з ■ . 5-10 13-22 . 28-34 7-13 14-20 п. гк п. вф 5-7 18-22 32-38 п. о-в П. Г-11 П. зв

Ханкайсвий массив , 5-7 12-18 3-4 10-15 п. ч п. вф 3-6 10-14 п. о-в П. Г-ц

Сйхотэ-Алинсва; силадчатая оиоз сев. фланг I. >. 2-3.5 6-9 2-4 8-9 п. т п. гк

юзный фланг 15-20 25-30 15-19 п. гв 15-20 30-40 п. г-м п. эв

Становая евладч. система | 13-22 13-22 П. кф 13-23 п. Г-ц

Сокращения; Сейсмологические олои : о-в -осадочно-вулканоган-ный; г-ц- гранитно-метаморфический; зн- земная кора; номплавсы: вф- кристаллического фундамента; гк- главный гвосиян-линальный; ч- чэхол; п- подошва слоя (комплекса)

Zijw

100 60 20

Буреинский массив

Т, км

Zo, км

Северо-Австрвяийсяи^ щит

v — : • v

Т, км

W

20 60 100 140 180 220 260 40 ÁKM

Охотский массив

30 20

10 1

100 200 300 400

40 20

: 20- 40

60

Т, км

"§5 100 ' iáo

Ъ,ш

Центрально-Охотоморский массив

'У

Т, км

—1-1-1-1-—г-

40 60 80 100 120 140

40 30 20

10

Сихотэ-Алинская складчатая

система

Т, км

5!о,км Хвнкайсмгй массив

^■VTTÍ.Í^ """

Т, км

20 40 . 60 80 100 .120

20 40 60 80 100 120 140"

Рис. I Диаграммы связи периодов ( Т ) гравитационных аномалий с глубиной залегания эквивалентных компактных масс ( )

Ка

ЦИТ МАСГРвЙВ ЭРОМАНГА

А П Кд НА

* + *

* *

±

+ + + + "^х«

+ + д« + + Г +

I—♦___±__+___• *

• «

Ш 'ЁЗ «Ш 'ЕЗ 'И «В Ш 'В

Рис. 2 Притер гравитационного зондирования структур растяжения • I- позднемезозойские и кайнозойснио иомплекси наложенных впадии; 2- палеозойские и раннемеэозойские комплексы сине-юшз и складчатых систем; 3- протерозойские метаморфогенно-складчатые комплексы фундамента Австралийской платформы; 4-гршпстно-метоморфгаеский слой; 6- нпжнекоровый слой; 7- разломы; 8- корреляционные кривые .

Обозначения структур: Ка- синеклиэа Каннинг, наложенные впадины: А- Амадиес, П- Педирка, Ну- %перт; НА- Ново-Английская складчатая система

Рис.з Схема плотностной контрастности земной коры рудных районов центральной чести Приморья на глубине 4 км I- рудопроявления и месторождения ; 2- изолинии градиента поверхностной плотности эквивалентных сферических источников, 10" г/скг/см Гудные районы:СУ- Средне-Уссурский, П- Пионерский, Вы- Велмкоманский, Ку- Кудрявинский, Ок- Октябрьский, ВУ- Верхне-Уссурский, Д- Дальнегорский, И- Ильмовс-кий, Ко- Кокшарсвский, Кб- Кабаргинсхий, К- Кавале-ровский, 5-фурмановский, Ол- Олъгинский, Щ- Щербаковский, Ю- Юбилейный, С- Синегорский, Вз- Вознесенский

Петршцевский Александр Митрофанович

СТАТИСТИЧЕСКИЕ ГРАВИТАЦИОННЫЕ МОДЕЛИ ЛИТОСФЕРЫ ДАЛЬНЕГО ВОСТОКА

Автореферат диссертации

Подписано в печать 04.12.89. ВД 14318. Формат 60x84(16 Бумага писчая. Печать офсетная. Усл.печ.л. 2,0 Уч.-изд.л. 1,59 Тираж 100 экз. Заказ 470. Бесплатно

Фотоофсетная лаборатория ДВПИ. Владивосток, Ленинская,53.