Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Технология изучения скоростных свойств интрузивных массивов при построении комплексной модели Хибинского и Ловозерского массивов Кольского полуострова

ВАК РФ 25.00.10, Геофизика, геофизические методы поисков полезных ископаемых

Автореферат диссертации по теме "Технология изучения скоростных свойств интрузивных массивов при построении комплексной модели Хибинского и Ловозерского массивов Кольского полуострова"

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Геологический институт Кольского научного центра Российской академии наук

На правах рукописи

ЖИРО В А АНЖЕЛА МАКСИМОВНА

ТЕХНОЛОГИЯ ИЗУЧЕНИЯ СКОРОСТНЫХ СВОЙСТВ ИНТРУЗИВНЫХ МАССИВОВ ПРИ ПОСТРОЕНИИ КОМПЛЕКСНОЙ МОДЕЛИ ХИБИНСКОГО И ЛОВОЗЕРСКОГО МАССИВОВ КОЛЬСКОГО ПОЛУОСТРОВА

Специальность 25 00 10-геофизика, геофизические методы поисков полезных ископаемых

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

003150226

Апатиты-2007

Работа выполнена в Геологическом институте Кольского научного центра Российской академии наук Научный руководитель доктор физико-математических наук

В Н Глазнев

Официальные оппоненты доктор физико-математических наук,

проф М Л Владов (МГУ) доктор технических наук, проф МБ Шнеерсон(РГГРУ)

Ведущая организация. Институт Геологии КарНЦ РАН

Защита состоится 18 10 07г в 15 часов на заседании диссертационного совета Д21212107 при Российском государственном геологоразведочном университете по адресу 117997, г Москва, ул Миклухо-Маклая, д23, ауд.6-38

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке РГТРУ

Отзывы, заверенные печатью учреждения, в двух экземплярах просим направлять по адресу 117997, г Москва, ул Миклухо-Маклая, д23, Ученому секретарю диссертационного совета

Автореферат разослан 15 09 2007 г

Ученый секретарь

диссертационного совета, //• Г Н Боганик

кандидат технических наук,

проф

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность проблемы

Центральными объектами изучения являются Хибинский и Ловозерский массивы - крупнейшие щелочные массивы, с которыми связаны основные месторождения апатитовых руд региона и редкометальные месторождения Изучение их глубинного строения является актуальной задачей для региона и представляет интерес для формирования концепций образования и динамики развития этих магматических систем Для выяснения глубинного строения целесообразно использование геофизических данных в виде объемных сейсмоплотностных моделей

К настоящему времени указанные массивы изучены неравномерно Это выражается в вполне удовлетворительной освещенности верхней части массивов, контактов с вмещающими породами и изученности структур, с которыми связаны рудные тела, и в тоже время слабой освещенности глубинных горизонтов, в особенности донных частей Отсутствие трехмерных сейсмоплотностных моделей, построенных на основе всего объема накопленных в регионе сейсмических и гравиметрических данных, при неравномерной изученности массивов явилось основанием проведения данных исследований

Существующее информационное обеспечение не дает возможности непосредственного построения моделей скорости на основе готовых современных вычислительных алгоритмов Специфика накопленного сейсмического материала, проявляющаяся в его разнородности, требует усложнения методики обработки сейсмических данных, разработки специальной технологии построения скоростных характеристик Проблема корректного и максимально полного использования накопленных старых сейсмических данных в условиях, когда постановка новых дорогостоящих сейсмических исследований затруднена, явилась

основанием для разработки особой методики изучения скоростных характеристик и ее использования для исследования данных объектов

Цель работы

Целью работы является разработка технологии интерпретации сейсмических данных и построение скоростных моделей уникальных интрузивных массивов Кольского полуострова, (Хибинского и Ловозерского), в условиях разнородности исходных материалов и фрагментарной сети наблюдения

Основные задачи исследований

В соответствии с поставленной целью в работе решаются следующие основные задачи

1 Создание банка данных по первым вступлениям слаборефрагированных сейсмических волн на основе восстановленных фондовых и архивных материалов для построения объемных моделей скорости изучаемых объектов

2 Обобщение и анализ физических свойств пород региона, а также установление корреляционных зависимостей между скоростью и плотностью, необходимых для решения комплексной обратной задачи

3 Многоступенчатый анализ волнового поля, включающий идентификацию сейсмических волн на основе решения прямых задач сейсмометрии в Ш варианте, дисперсионный статистический анализ для исключения из исходных данных сильных одиночных осцилляций, изучение влияния ЗМС и сложного рельефа региона

4 Определение оптимальных параметров алгоритма решения сейсмотомографической задачи и специфики регуляризации в комплексной задаче на основе тестовых исследований

5 Изучение скоростных характеристик в верхней части исследуемой среды до глубины 0 10-0 15 км с использованием сейсмических лучей MOB,

зарегистрированных на расстояниях менее 2 км

6 Построение объемных скоростных моделей Хибинского и

Ловозерского массивов до глубины 15 км с использованием данных ГСЗ и сейсмических лучей MOB, зарегистрированных на расстояниях свыше 5 км

Научная новизна

Научная новизна работы заключается в следующем

1 Разработана технология изучения скоростных характеристик интрузивных массивов, обеспечивающая применение разнородных детальных и региональных сейсмических данных

2 Впервые на базе разработанной технологии изучения скоростных характеристик и использования всех накопленных в регионе сейсмических и гравиметрических данных построена объемная сейсмоплотностная модель уникальных щелочных массивов Кольского полуострова - Хибинского и Ловозерского плутонов

3 Построенная объемная модель массивов позволила уточнить их глубинное строение Для Ловозерского массива установлено, что его лакколитообразная форма подтверждается характером низкоскоростной и низкоплотностной аномалий в интервале глубины от поверхности до 7-9 км Для Хибинского массива установлено, что его глубинное строение является более сложным и отличным от существующих представлений о нем Это проявляется в чередовании положительных и отрицательных аномалий скорости и плотности в средней части плутона, а также в характере его юго-западного контакта с окружающими породами и поведении рельефа дна, устанавливающихся по аномалиям отрицательного знака Выявлено, что выполаживание юго-западного контакта массива с

протерозойскими эффузивами происходит на уровне менее 4 км Для донной части массива получена оценка глубины, равная 11-12 км

Личный вклад автора состоит в следующем:

• Создание банка данных по первым вступлениям слаборефрагированных сейсмических волн на основе восстановления фондовых и архивных материалов региона

• Обобщение и анализ петрофизических свойств типичных пород региона, анализ характера взаимосвязи между скоростью продольных волн и плотностью пород, установление корреляционной взаимосвязи между физическими свойствами необходимой для построения согласованных моделей скорости и плотности в задаче комплексирования

• Разработка технологии применения разнородных сейсмических данных для изучения скоростных характеристик объектов

• Реализация разработанной технологии для построения объемных скоростных характеристик Хибинского и Ловозерского массивов в рамках решения комплексной обратной задачи по сейсмическим и гравитационным данным

Практическая ценность работы

Практическая ценность работы заключается в следующем

1 Создан банк сейсмических данных для результатов детальных работ MOB, проведенных на территории Хибинского и Ловозерского массивов и Прихибинья, необходимый в качестве базового материала для выполнения объемных сейсмических моделирований

2 Разработана технология изучения скоростных характеристик среды, которая позволяет использовать разнородные детальные и региональные сейсмические материалы для построения объемных скоростных моделей

3 Построены объемные скоростная и плотностная модели центральной части Кольского полуострова, которые могут быть использованы для уточнения геологического строения Хибинского и Ловозерского плутонов и формирования концепций динамики развития этих магматических систем

Апробация работы

Основные положения диссертационной работы докладывались на X в Апатитах (1999), XI в Петрозаводске (2000), XIII в Апатитах (2002), XVI Апатитах (2005), XVII в Петрозаводске (2006) научных конференциях «Геология и полезные ископаемые северо-запада и центра России», посвященных памяти К О Кратца, на школе-семинаре российских делегатов XXXI Международного Геологического Конгресса «Вопросы геологии континентов и океанов» на НИС «Академик Иоффе» Калининград - Рио-де-Жанейро - Калининград (2000), на IV Международной научно-практической геолого-геофизической конкурс -конференции молодых ученых и специалистов «Геофизика» в Санкт-Петербурге (2003), на 5-й Международной конференции «Проблемы Геокосмоса» в Санкт-Петербурге (2004), на XII Международной конференции «Активные геологические и геофизические процессы в литосфере Методы, средства результаты изучения» в Воронеже (2006), на 34-й сессии Международного семинара им Д Г Успенского «Вопросы теории и практики интерпретации гравитационных, магнитных и электрических полей» в Москве (2007)

Публикации

Результаты работ отражены в 2 научных статьях, 10 материалах конференций и в 2 тезисах докладов, представленных на научных конференциях

Объем и структура работы

Диссертация состоит из введения, 4 глав и заключения, содержит 129 страниц машинописного текста, 76 рисунков, 2 таблицы, библиографию из 99 наименований

Работа выполнена в лаборатории региональной геофизики Геологического института Кольского научного центра РАН в рамках плановых заданий названного института по теме НИР ГИ КНЦ «Экспериментальное и теоретическое изучение природы геофизических границ» ГР № 0120 0 409213 Исследования по теме диссертации поддержаны грантами РФФИ № 06-05-64130, № 07-05-00397 и № 07-05-13579- офи_ц

Автор глубоко благодарен научному руководителю доктору физ -мат наук В Н Глазневу за участие в становлении автора как исследователя Автор сердечно благодарит за большую помощь доктора геол-минерал наук В Н Шарова Автор глубоко признателен коллегам, прежде всего, по лаборатории региональной геофизики Геологического института КНЦ РАН А Б Раевскому, В А Тюремнову, А Н Шевцову, Л Г Осипенко , а также А А Арзамасцеву, В В Балаганскому, А К Шпа-ченко, В И Пожиленко, С Л Певзнеру, С Б Имашевой за помощь, полезное обсуждение результатов работы, конструктивную критику и, в отношении некоторых из упомянутых коллег, за совместную плодотворную работу За внимание, проявленное к этой работе, консультации и советы выражаю благодарность доктору физ -мат наук А А Никитину и кандидату тех наук Г Н Боганику Автор также благодарит к т н Е Г Васильеву за помощь, поддержку и полезные советы

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Введение

Во введении обоснована актуальность темы диссертации, сформулированы цели и задачи исследований, приведены защищаемые положения, охарактеризованы научная новизна, практическая значимость работы и личный вклад автора

Глава 1. Геолого-геофизическая характеристика Хибинского Ловозерского массивов и их обрамления

Глава посвящена краткой геологической характеристике Хибинского и Ловозерского массивов и обрамляющих их комплексов пород Освещены также основные направления и результаты геофизического изучения объектов для понимания общего уровня их изученности и необходимости дальнейшего исследования Показан большой вклад в геолого-геофизическом освоении Хибинского и Ловозерского массивов следующих специалистов А В Галахов, Е А Каменев, Ф В Минаков, И В Буссен, А С Сахаров, А А Арзамасцев, Г Н Шаблинский, А В Роллер, А Л Ронин, В А Тюремнов, О Л Сняткова, Н И Пронягин, Г А Иванов, А Ф Буянов и др По результатам обобщения имеющихся данных и новым, полученным автором, рассматриваются физические свойства пород (скорость продольных волн, плотность)

Геологическое строение и сырьевой потенциал Хибинского и Ловозерского щелочных массивов изучается с тридцатых годов прошлого века Основное внимание при этом уделялось решению «рудных» задач в связи с апатитовыми месторождениями Хибинского плутона и редких металлов Ловозерского, а изучение массивов как целостных структурных образований достаточными ресурсами практически не обеспечивалось В результате выполненного анализа установлено, что в настоящее время не изучено поведение рельефа нижних границ массивов, не существует единого мнения относительно их морфологии Отсутствуют объемные модели глубинного строения этих уникальных массивов, отвечающих

современному уровню информационных и методических возможностей анализа выполненных ранее геофизических съемок.

На основе анализа изученности плутонов показана необходимость и сформулирована задача построения объемных сейсмограшшетрическнх моделей массивов с использованием всего накопленного исходного материала, а также современных методик и технологий его интерпретации для решения существующих геологических проблем.

Выполнено обобщение и систематизация физических свойств пород региона, которые необходимы для построения стартовых моделей скорости и плотности, и установления корреляционных взаимосвязей между физическими параметрами.

В главе приводятся результаты расчете в средневзвешенных значений скорости продольных волн для каждой породы и комплекса пород и гистограммы частости значений скорости и плотности. Даны оценки надежности разделения пород на основе статистического подхода но величине средних значений скорости и плотности с учетом различия их дисперсий. Из этих оценок следует, что объекты, не различимые по признаку скорости, могут быть разделимы по признаку плотности (см. пример на рис. Г) и наоборот.

Установлены корреляционные связи между физическими параметрами среды (рис. 2). которые являются необходимым условием выполнения сейсмоплотностного моделирования. На основе анализа физиических параметров порол сделан вывод о том, что их особенности

2,6 2,7 2,В 2.9 3,0 Плотность, г/смЗ

Рис. I. Оценка надежности разделения пород Рь Рг

гисто граммы ч ас госте й значений плотности для

рисчорритов и ийолгюв соответственно; А-всро-

ятность ошибки nepiioio рода; В-вероятность

ошибки второго рода.

и

5 7 *

J ь о о о. о

У = 11,77Ln(x) - 6,62 : . Тоналит,

R2 = 0,75 ¿¡И* Гранодиорит

Метавупкэнит

•» t ♦ о ■ Jkj- * Габбро,норит, Щелочной

Ультра мафит.

Перидотит

g fe.. i ■ я * Породы

Имандра-

V*. • .■ Варзуга

а а г L П,ОрОД^1

* ■ Хибинского массива

2,5 2,7

Рис.2. Эмпирическая взаимосвязь скорости от плотности порол

2,9 3,1 3,3 Плотность, г/смЗ

подтверждают возможность эффективного комплексированш таких методов как сейсмометрия и гравиметрия.

В целом для пород региона установлена общая тенденция обратной зависимости значений фиЗШССких характеристик пород от содержания кремнезема и прямой зависимости от содержания темноцветных минералов.

510

490

470

Рис. 3 .Проекции траекторий длинных (свыше 5 км) сейсмических лучей MOB на дневную поверхность с вынесенным участком Умбозеро.

500 520 540 560 580

Глава 2. Банк сейсмических данных для центральной части Кольского полуострова

Глава посвящена созданию банка первых вступлений слабореф-рагированных сейсмических продольных волн. Основой для создания банка явились накопленные и восстановленные материалы, полученные гю результатам проведенных и регионе сейсмических работ. Охарактеризованы особенности банка данных, заключающиеся в одновременном использовании большого объема разнородных материалов: а) восстановленных разрозненных архивных и фондовых данных по результатам детальных работ MOB (рис. 3); б) результатов региональных исследований ГСЗ (рис. 4). Банк включает параметры сейсмических лучей, источниками которых являются специальные сейсмические взрывы и промышленные взрывы рудников, Действующих на территории Кольского региона.

Особенностью сейсмического материала также является его

неравномерное распределение по региону изучения, в большей мере относящееся к данным MOB (ем. рис, 3), т.е. материал недостаточно качественен с точки зрения сейсмической томографии. Это определило специфику его дальнейшего использования в сейсмотомографи-ческих исследованиях, а именно, классификацию и раздельное использование материала на различных этапах исследования: для изучения приповерхностной

Рис. 4. Схема лучей сейсмических волн по результатам работ 1 СЗ

части среды на предварительном этапе и всего изучаемого объема среды на основном этапе исследования

В конце главы сделан вывод о том, что перечисленные особенности сейсмического материала, собранного в банке, не дают возможности непосредственного построения скоростных моделей на основе готовых вычислительных алгоритмов Это обстоятельство требует разработки технологии интерпретации сейсмических наблюдений

Глава 3. Технология изучения скоростных свойств интрузивных массивов при построении комплексной модели Хибинского и Ловозерского массивов Кольского полуострова

Глава посвящена технологии интерпретации сейсмических наблюдений и описанию отдельных ее аспектов В начале главы кратко перечислены основные проблемы построения объемных скоростных моделей, обуславливающие необходимость разработки и применения специальной технологии их изучения Проблемы сводятся к следующему а) разнородный и недостаточно качественный, с точки зрения сейсмической томографии, исходный материал банка данных, б) сложная форма сводного годографа первых вступлений сейсмических волн, в) пересеченный рельеф района исследования, г) необходимость учета влияния термодинамических условий на физические свойства пород, а также использования априорных ограничений в задаче сейсмической томографии Для построения скоростных моделей в этих условиях разработана технология, отдельные элементы которой являются решением каждой из перечисленных выше проблем

Многочисленные проблемы, связанные с исходным материалом, потребовали проведения его многоступенчатого анализа в рамках данной технологии изучения скоростных характеристик Выполнен анализ региональных материалов ГСЗ по типу волн, статистический анализ данных ГСЗ и MOB и изучено влияние ЗМС и рельефа

Неоднозначность формы сводного годографа проявляется в сложности идентификации годографа рефрагированных волн во временном поле первых вступлений Это связано с различным выходом в

первые вступления сейсмических волн, преломленных на границе М, из-за различия мощности коры в юго-западной части региона и на северо-востоке С целью исключения всех не коровых сейсмических волн из сводного годографа, проведен анализ волнового поля на основе моделирования решения прямых задач сейсмометрии в Ш варианте с использованием обобщенной скоростной модели региона (01агпеу е! а1, 1989) В результате установлено минимальное расстояние, на котором преломленные волны выходят в первые вступления и из общей совокупности исключены все лучи, связанные с расстояниями, превышающими это минимальное

В главе приводятся результаты дисперсионного анализа, необходимого для исключения грубого шума из исходных сейсмических данных, который проявляется в виде значительных одиночных отклонений времен пробега волн от аппроксимирующей кривой и способен вызвать ложные аномалии в результативных моделях Дисперсионный анализ особенно важен для данных ГСЗ, качество которых зависит от типа используемого источника сейсмических волн (специального или промышленного взрыва)

Для корректного выделения из однородной совокупности данных аномальных выбросов использован статистический метод - правило «трех сигм» Предварительно оценен закон распределения случайной величины и принято решение о возможности использования правила «трех сигм» В качестве случайной величины использованы не абсолютные значения времен пробега сейсмических волн, а их отклонения от аппроксимирующей сводный годограф кривой, т е невязки Результаты анализа данных ГСЗ представлены на рис 5, где демонстрируется интервал ±3а, который ограничивает область допустимых значений времен Символом а обозначено среднеквадратичное отклонение, рассчитываемое для каждого интервала, на которые разбито все временное поле

В рамках данных исследований, изучено влияние ЗМС, представляющей собой моренные отложения в регионе Введены соответствующие статические поправки в данные МОВ Характеристики

о 1

Зо =0,89

t-* а

3^=0,96

-2

0

40 80 120 160

Расстояния, км

Рис 5 Результат дисперсионного анализа данных ГСЗ

ЗМС рассчитаны на основе результатов КМПВ (Пронягин и др, 1980, Роллер и др, 1973 и 1976), при этом для интерпретации использованы метод встречных годографов, разностного годографа и по отдельным участкам - нагоняющие годографы Учет сложного рельефа региона произведен путем определения превышения всех пунктов взрыва и приема, с которыми связаны сейсмические лучи, и введения их в виде третьей координаты в процессе обработки

Использование надежной начальной модели является важным моментом в сейсмотомографической задаче, т к она решается в линеаризованной постановке, что предполагает малость отличия начальной модели V0(r) от искомой V(r)

В качестве стартового приближения в работе использована прогнозная геолого-геофизическая модель (М В Минц, А А Арзамасцев) Граничными условиями для начального приближения являются расчетные значения скорости, полученные по результатам малоглубинного сейсмотомографического моделирования Термин «малоглубинные» является условным и говорит о небольшой глубинности исследования, результатом которого являются расчетные скоростные характеристики, относящиеся к дневной поверхности и к области вблизи нее до глубины 0 10-0 15 км

509

h

3,07 3,34

3.86 4,36

4.87 5,38 5,89 6,32

546

553

Рис.6. Пример расчета скорости на основе малогзтубиниых исследований (участок Коашкар)

В процессе малоглубинного исследования получены значения скорости с использованием, как пегрофиз1тческих исследований, так и детальных сейсмических данных MOB, относящихся к поверхности массива. Для расчетов отобраны короткие (до 2 км) сейсмические лучи MOB в количестве 1800 лучей, которые разделены на отдельные выборки из-за неравномерности их распределения по региону изучения. Для каждого выделенного участка построены начальные модели с использованием петрофнзическнх данных и с учетом поверхностной геологии района. Результативные скоростные модели (рис. 6) рассчитаны [¡а основе полученных начальных приближений с использованием программного паке та RRSTOMO (Дитмар, Рослов, 1993).

При увязывании расчетных значений скорости с комплексами пород по поверхности, установлено, что для участков со сложным рельефом дополнительная дисперсия значений скорости в пределах одной и той же породы вносится за счет различия свойств пород на вершинах гор и в низинах. Выполненные расчеты значений скорости вблизи поверхности заданы в виде граничных условий, налагаемых на модель на основном этапе моделирования. Основной этап моделирования представляет собой

расчет скоростной модели в рамках решения обратных задач по комплексу данных сейсмометрии и гравиметрии

В главе приводятся результаты тестовых исследований с целью оптимизации сети расчетов Рассчитаны предельные размеры ячеек, исходя из представлений о плотности покрытия лучами среды и размера зоны Френеля Оптимальная расчетная сеть установлена на основе моделирования решения прямой и обратной задач сейсмометрии в трехмерном варианте При этом использована реальная система наблюдения и скоростная модель, обобщенная для северо-востока Балтийского щита (Glaznev et all, 1989) Проведены расчеты объемных скоростных моделей с использованием сеток 8x8x1 км, 4x4x1 км и 2x2x0 5 км По результатам исследования установлена оптимальная расчетная сеть 4x4x1 км, которая использована для расчета объемных скоростных моделей на основном этапе моделирования

Проанализировано влияние изменения угла поворота расчетной системы координат на результаты моделирования Использованы углы поворота в 15°, 30° и 45° В результате установлено, что для данной геометрии и количества лучей увеличения разрешения при трансформации системы координат не наблюдается

В главе даны результаты тестовых исследований с целью оптимизации значения параметра регуляризации, используемой в задаче сейсмической томографии для уменьшения неустойчивости получаемых решений Приводятся результаты расчетов скоростных моделей со значениями параметра 0 1,001и0 001 Установлено, что использование значения 0 01 и 0 001 ведет к неустойчивости решений, что проявляется в хаотичной смене положительных и отрицательных ложных аномалий, увеличении дисперсии скорости Значение параметра 01 позволяет получить достаточно устойчивое решение, стабильный характер хода невязок и довольно низкие ее значения во временном поле

Рис 7 Блок-схема технологии изучения скоростных характеристик

В целом, технология изучения скоростных характеристик интрузивных массивов включает блок входных данных (I) (рис 7), основных элементов (П) и вспомогательных (III) и сводится к следующему

- Многоступенчатый анализ волнового поля, включающий идентификацию сейсмических волн на основе решения прямых задач сейсмометрии в 1D варианте, дисперсионный анализ, изучение влияния ЗМС и сложного рельефа региона

- Обобщение и анализ петрофизических свойств, выявление их особенностей, построение начальных моделей скорости, установление корреляционных зависимостей между скоростью продольных волн и плотностью пород

- Изучение скоростных характеристик в приповерхностной части среды на этапе малоглубинного моделирования для задания граничных условий, налагаемых на модель на основном этапе моделирования

- Построение объемных сейсмотомографических моделей на основном этапе моделирования в рамках решения обратной комплексной задачи с использованием всех отобранных сейсмических данных и граничных условий

- Тестовые исследования с целью определения оптимальных параметров алгоритма решения сейсмотомографической задачи, специфики регуляризации в комплексной задаче, а также оценки разрешения построенных моделей

Глава 4 Применение технологии изучения скоростных характеристик для построения сейсмогравиметрической модели Хибинского и Ловозерского массивов

Глава посвящена построению объемных скоростных моделей Хибинского и Ловозерского массивов в рамках комплексного сейсмошютностного моделирования и отражает результаты основного этапа исследований В главе показана необходимость привлечения гравиметрических данных и аппарата комплексирования методов сейсмической томографии и гравиметрии для получения объемных моделей изучаемых плутонов Построения произведены с использованием всех входных данных (см рис 7), результатов малоглубинного моделирования и тестовых исследований

В качестве исходных материалов для решения обратных задач по комплексу данных сейсмометрии и гравиметрии использованы первые вступления продольных сейсмических коровых волн, оставшиеся в результате предварительного анализа данные ГСЗ (свыше 500 лучей) и длинные (свыше 5 км) сейсмические лучи MOB (свыше 700 лучей) Дополнительно привлечена цифровая гравитационная карта региона с пространственным шагом около 1 км Начальная модель, использованная для расчетов, представляет собой объемную цифровую плотностную модель, базирующуюся на прогнозной геолого-геофизической модели верхней коры до глубины 20 км

Изучено влияние РТ - условий на физические свойства пород региона, оценена значимость этого влияния Для оценки значений изобарических и изотермических поправок к плотности и скорости пород региона на изучаемых глубинах выполнены предварительные расчеты на основе аппроксимационных формул (Глазнев, 2003) Значимость поправок определена путем сравнения их значений со значениями контрастности пород в поле скорости и плотности по петрофизическим данным Результаты анализа доказывают необходимость учета влияния

литостатического давления и температуры на скорость упругих волн и плотность пород в ходе решения комплексной обратной задачи

Построение объемных моделей осуществляется с использованием подходов, разработанных В Н Страховым (Страхов, Романюк, 1984) и Г Я Голиздрой (Голиздра, 1988) и развитых в работах ВН Глазнева (Глазнев, 2003) Процедура комплексной инверсии данных гравиметрии и сейсмометрии представляет итерационную последовательность решений обратной задачи в рамках одного метода и использование полученного решения как начального приближения для другого метода Вычислительные особенности задачи гравиметрии рассмотрены в работах (Глазнев и др , 2002, Раевский, 1984) Для решения задачи сейсмической томографии использованы классические подходы (Нолет,1990, Яновская, 1997), которые реализованы в коммерческом пакете «РпвЮто» (Дитмар, Рослов, 1993) Нелинейная обратная задача сводится к итерационной последовательности решения линеаризованных обратных задач В программе пакета, на стадии решении прямой задачи, выполнено трассирование сейсмических лучей на трехмерной сетке Обратная задача решалась с заданными ограничениями на искомые величины скорости по данным предварительных малоглубинных исследований Ограничения обусловлены фиксированными значениями скорости в приповерхностном слое модели. При согласовании расчетных моделей учитывалось различие размеров областей скоростной и плотностной моделей в плане и различие сеток дискретизации моделей В процессе интерпретации произведено уточнение стохастических априорных взаимосвязей между параметрами и тем самым установление апостериорных Выполнен анализ и сравнение характера исходных и уточненных корреляционных связей

В результате решения комплексной обратной задачи получена согласованная объемная модель скорости и плотности, проанализирован характер поведения невязок гравитационного и временного поля, получена уточненная стохастическая взаимосвязь между физическими параметрами среды В рамках использованных методов, на каждой стадии итерационного цикла, получена монотонная и относительно быстрая

сходимость решения соответствующих обратных задач Условием остановки решения задач принято значение невязки времен побега в О 15 с и гравитационного поля в 0 4 мГал, что соответствует точности исходных данных и принятым параметрам расчетных сеток дискретизации моделей

Характер сходимости итерационной процедуры комплексирования иллюстрируется поведением априорных невязок начального приближения плотностной и скоростной моделей, изменение которых в ходе четырех выполненных итераций происходит от 73 8 мГал до 10 7 мГал и от 0 67 с до 021с соответственно Дальнейшее увеличение числа итераций не приводит к заметному улучшению согласованности моделей

Уточненная в процессе комплексной инверсии стохастическая характеристика корреляционной связи между параметрами среды оказалась более тесной, по сравнению с исходной В итерационной процедуре стягивания совместного решения плотности и скорости, энтропия их совместного распределения уменьшилась в среднем на 40%, причем в существенно большей мере это относится к низким и средним значениям плотности, характерным именно для пород Хибинского и Ловозерского массивов Согласованные объемные модели скорости и плотности трансформированы к нормальным термодинамическим условиям

Для визуализации результатов использован пакет программ GL3DShow (Глазнев, Глазнев, 2007) Согласно результатам моделирования Хибинскому массиву в целом соответствует низкоскоростная аномалия, проявляющаяся приблизительно до 11 км глубины В пределах Хибинского массива установлены две высокоскоростные аномалии, размерами примерно 5 х 10 км на уровне от 15 до 3 км (рис 8) Значения скорости в пределах аномалий достигает 6 8-7 0 км/с относительно фоновой скорости, равной примерно 5 5 км/с В северной части Хибинского массива, на уровне 5-6 км и глубже, проявляется еще одна высокоскоростная аномалия (6 3-6 5 км/с), вытянутая в субширотном направлении

Ловозерский массив в целом выделяется низкоскоростной аномалией размером приблизительно 20x18 км со средней скоростью 4.5 км/с, которая заканчивается на 7-8 км глубины.

Скоростное строение верхней коры показывают, что существующее представление о лак кол итоо браз но й форме Ловозерского массива в целом подтверждается морфологией низ ко скорости ой аномалии. Скоростная модель Хибинского массива свидетельствуют о его более сложном строении, чем существующие на сегодняшний день представления, сформулированные в прогнозной геологической модели среды.

Модель с высокоскоростной аномалией в Хибинском массиве протестирована решением прямой и обратной задачи с синтетической аномалией скорости при существующей системе сейсмических наблюдений. При аномальной скорости 6.3 км/с на фоне значений 5.9 км/с и средних установленных размерах тестируемой аномалии, получено удовлетворительное восстановление результативней модели. Погрешность восстановления составляет примерно 0.01 км/с, что свидетельствует о значимости тестируемой аномалии и, следователь»», о надежности восстановления аномальной области внутри Хибинского массива. Выполненные также модельные исследования на основе теста «шахматная доска» выявили наиболее проблемные области результативной

модели, для которых необходимо учитывать точность восстановления модели при геологической интерпретации особенностей сейсмо-томографических изображений среды

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Исследования в настоящей работе развиваются по следующим основным направлениям 1) формирование банка сейсмических данных для центральной части Кольского полуострова, обеспечивающего построение объемных моделей скорости региона, 2) создание технологии изучения скоростных характеристик объектов в условиях разнородного исходного сейсмического материала и разреженной сети наблюдения, 3) построение объемных скоростных и плотностных моделей уникальных щелочных массивов Кольского полуострова с использованием разработанной технологии

В рамках указанных направлений выполнено восстановление разрозненных архивных и фондовых сейсмических данных детальных работ MOB, проведенных на территории Хибинского и Ловозерского массивов и Прихибинья С использованием перечисленных материалов, а также накопленных данных по результатам региональных работ ГСЗ, создан банк первых вступлений сейсмических волн Этот банк необходим в качестве основы для объемных сейсмических построений моделей среды в районе центральной части Кольского полуострова

Разработанная технология изучения скоростных свойств массивов дает возможность построения скоростных характеристик среды в условиях разнородности исходного сейсмического материала, отличающегося качеством и детальностью Основными элементами созданной технологии являются а) многоступенчатый анализ волнового поля, б) анализ и обобщение петрофизических свойств пород региона, в) тестовые исследования для оптимизации параметров алгоритма сейсмической томографии на моделях имитирующих реальную среду и с использованием реальной системы наблюдения; г) изучение скоростных характеристик в приповерхностной части среды и е) построение объемных скоростных моделей в рамках комплексного моделирования Предложенная технология может использоваться для моделирования глубинного строения регионов при сложном характере исходных

данных, отличающихся разнородностью и неравномерностью покрытия изучаемой территории

Разработанная технология применена для построения объемных моделей Хибинского и Ловозерского плутонов - крупнейших щелочных массивов Кольского полуострова в рамках решения обратной сейсмоплотностной задачи Рассчитанные согласованные модели скорости и плотности отражают основные черты геологического строения верхней части земной коры региона Выявленные особенности поведения крупных поверхностных геологических структур на глубинных уровнях показывают как согласие с исходной геолого-геофизической моделью, так и существенные отличия от нее В частности, согласно результатам моделирования, подтверждается существующее представление о морфологии Ловозерского массива, а строение и форма Хибинского плутона оказались более сложными и отличными от прогнозной модели

Защищаемые научные положения

1 Установлены корреляционные зависимости между физическими свойствами интрузивных и осадочно-вулканогенных пород региона, которые могут использоваться для трансформации плотности в скорость и обратно в процессе решения комплексной сейсмогравиметрической задачи для построения объемных моделей Хибинского и Ловозерского массивов

2 Создан банк данных по первым вступлениям слаборефрагированных сейсмических волн, который обеспечивает построение объемных моделей скорости изучаемых интрузивных объектов от поверхности до глубины 10-15 км

3 Предложена технология интерпретации результатов сейсмических наблюдений, которая позволяет решать обратные сейсмические задачи в условиях разнородных исходных данных Эта технология включает в себя многоступенчатый анализ волнового поля, анализ и обобщение петрофизических свойств пород региона, тестовые исследования для оптимизации параметров алгоритма сейсмической томографии, малоглубинные сейсмические исследования и метод сейсмической томографии

4 Предложенная технология реализует построение объемных комплексных моделей уникальных щелочных массивов Кольского полуострова (Хибинского и Ловозерского) Разработанные геофизические модели позволяют уточнить строение плутонов и морфологию их глубинных границ

Публикации по теме диссертации:

1 Жирова А. Постановка сейсмотомографических исследований на Кольском полуострове // Материалы X научной конференции, посвященной памяти КО Кратца, "Геология и полезные ископаемые северо-запада и центра России" - Апатиты - 1999 - С 161-163

2 Жирова А. Предварительные результаты по сейсмотомографи-ческому моделированию по профилю м Толстик-Хибины // Материалы XI молодежной научной конференции, посвященной памяти К О Кратца, "Геология и геоэкология Фенноскандинавии, северо-запада и центра России" - Петрозаводск -2000 - С 162

3 Жирова А. Сейсмографические исследования по профилю мыс Толстик-Хибины (1995) // Тезисы докладов семинара российских делегатов XXXI Международного Геологического Конгресса «Вопросы геологии континентов и океанов» -М Научный Мир -2001 - С 13

4 Жирова А. Профильные сейсмотомографические исследования верхней части земной коры на востоке Балтийского щита // Материалы XIII молодежной научной конференции, посвященной памяти К О Кратца, "Геология и геоэкология исследования молодых, 2002 г " -Апатиты - 2002 - Т 2 - С 127-134

5 Жирова А. Трехмерное сейсмическое моделирование строения Хибинского массива Первые результаты // Тезисы докладов IV Международной научно- практической геолого- геофизической конкурс-конференции молодых ученых и специалистов «Геофизика 2003» -Санкт-Петербург - 2003 - С 67-69

6 Zhirova. A. Using a pnoiy data in the problems of seismic tomography // Proceedings of the 5* International Conference "PROBLEMS OF GEOCOSMOS" Editors A A Kovtun and other -SPb SU -2004 - P.240-242

7 Жирова А. ЗБ-сейсмотомографическое моделирование строения верхней коры центральной части Кольского региона первые результаты // Российский геофизический журнал - СПб ФГУНПП «Геологоразведка» 35-36 -2004 - С 7-11

8 Жирова А. Начальная скоростная модель при моделировании строения Хибинского массива и его обрамления // Материалы XVI кон-

ференции молодых ученых, посвященной памяти К О Кратца, "Геология и геоэкология исследования молодых" - Апатиты -2005 - С 36-39

9 Глазнев В , Жирова А., Тюремнов В Физические свойства пород Хибинского массива и его обрамления // Материалы одиннадцатой Международной научной конференции "Строение, геодинамика и минерагенические процессы в литосфере" - Сыктывкар - 2005 - С 62-64

10 Глазнев В, Жирова А., Раевский А Предварительные результаты комплексной интерпретации данных сейсмометрии и гравиметрии для Центральной части Кольского полуострова // Материалы XVII конференции молодых ученых «Геология, полезные ископаемые и геоэкология северо-запада России», посвященной памяти К О Кратца -Петрозаводск -2006 - С 201-204

11 Глазнев В , Жирова А., Раевский А Строение земной коры центральной части Кольского региона на основе сейсмических и гравиметрических данных // Материалы международной научно-технической конференции «Наука и образование - 2006» - Мурманск МГТУ -2006 - С 304-307

12 Глазнев В, Жирова А., Раевский А Комплексное сейсмограви-метрическое моделирование строения земной коры в районе Хибинского и Ловозерского массивов Кольского полуострова - пример методологии и первые результаты // Материалы XII международной конференции «Активные геологические и геофизические процессы в литосфере Методы, средства результаты изучения» - Воронеж ВГУ -2006 - Т1 -С 140-145

13 Глазнев В , Жирова А., Раевский А Сейсмоплотностная модель гигантских щелочных массивов Хибин и Ловозера (Кольский полуостров) // Материалы 34-й сессии Международного семинара им Д Г Успенского «Вопросы теории и практики интерпретации гравитационных, магнитных и электрических полей» - Москва ИФЗ РАН - 2007 - С 78-81

14 Глазнев В, Жирова А. Создание и применение технологии изучения скоростных свойств интрузивных массивов при построении комплексной модели земной коры Хибинского и Ловозерского массивов Кольского полуострова // Геофизический вестник - Москва Изд-во ЕАГО - №6 -2007 - С 15-19

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Жирова, Анжела Максимовна

ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. ГЕОЛОГО-ГЕОФИЗИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ХИБИНСКОГО И ЛОВОЗЕРСКОГО МАССИВОВ И ИХ ОБРАМЛЕНИЯ.

1.1. Геологическое строение Хибинского и Ловозерского массивов и их обрамления.

1.2. Геофизическая изученность Хибинского и Ловозерского массивов обрамления.

1.3. Физические свойства пород Хибинского и Ловозерского массивов и их обрамления.

1.3.1. Скорость пород Хибинского и Ловозерского массивов и их обрамления.

1.3.1.1. Скорость пород Хибинского и Ловозерского массива.

1.3.1.2. Скорость пород, вмещающих Хибинский и Ловозерский массивы.

1.3.2. Плотность пород Хибинского и Ловозерского массивов и их обрамления.

1.3.3. Определение надежности разделения пород.

1.3.4. Взаимосвязь физических свойств пород Хибинского и Ловозерского массивов и их обрамления.

1.4. Выводы к главе 1.

Глава 2. БАНК СЕЙСМИЧЕСКИХ ДАННЫХ ДЛЯ ЦЕНТРАЛЬНОЙ ЧАСТИ КОЛЬСКОГО ПОЛУОСТРОВА.

2.1. Сейсмические материалы по результатам региональных исследований ГСЗ.

2.2. Сейсмические материалы по результатам детальных исследований MOB.

2.3. Выводы к главе 2.

Глава 3. ТЕХНОЛОГИЯ ИЗУЧЕНИЯ СКОРОСТНЫХ СВОЙСТВ ИНТРУЗИВНЫХ МАССИВОВ ПРИ ПОСТРОЕНИИ КОМПЛЕКСНОЙ МОДЕЛИ ХИБИНСКОГО И ЛОВОЗЕРСКОГО МАССИВОВ КОЛЬСКОГО ПОЛУОСТРОВА.

3.1. Особенности построения объемных сейсмоплотностных моделей.

3.2. Анализ региональных сейсмических данных ГСЗ.

3.2.1. Анализ по типу волн.

3.2.2. Статистический анализ.

3.3. Оптимизация сети расчетов на основе моделирования решения прямой и обратной задач.

3.4. Граничные условия при решении задачи сейсмической томографии.

3.4.1. Подготовка детальных сейсмических данных MOB и введение статической поправки (за ЗМС).

3.4.2. Статистический анализ сейсмических данных MOB.

3.4.3. Расчет начальных скоростных моделей для малоглубинного сейсмотомографического моделирования.

3.4.4. Параметризация среды.

3.4.5. Критерий остановки итеративного процесса и подбор оптимального параметра регуляризации.

3.4.6. Результаты малоглубинного сейсмотомографического обращения.

3.4.6.1. Сравнение петрофизических свойств с расчетными скоростями.

3.5. Выводы к главе 3.

Глава 4. ПРИМЕНЕНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ИЗУЧЕНИЯ СКОРОСТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ДЛЯ ПОСТРОЕНИЯ СЕЙСМОГРАВИМЕТРИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ХИБИНСКОГО И ЛОВОЗЕРСКОГО МАССИВОВ.

4.1. Необходимость привлечения гравиметрических данных и аппарата комплексирования.

4.2. Исходные данные для сейсмической томографии и гравиметрического моделирования.

4.3. Учет РТ - влияния на физические свойства пород.

4.4. Методика построения объемных геофизических моделей.

4.5. Результаты комплексной инверсии данных.

4.6. Обсуждение результатов.

4.7. Оценка разрешения моделей на основе имитационного моделирования.

4.8. Выводы к главе 4.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Технология изучения скоростных свойств интрузивных массивов при построении комплексной модели Хибинского и Ловозерского массивов Кольского полуострова"

Настоящее исследование посвящено созданию технологии изучения <■ скоростных характеристик пород и применению ее для изучения проблемы глубинного строения верхней коры крупнейших щелочных массивов и их обрамления.

Актуальность работ

Центральными объектами изучаемого региона являются Хибинский и Ловозерский массивы - крупнейшие щелочные массивы, с которыми связаны основные месторождения апатитовых руд региона и редкометальные > месторождения. В связи с этим изучение их глубинного строения всегда являлось актуальной задачей геологии и геофизики Кольского региона. Исследования ряда авторов [29] показали, что между морфологией интрузивных массивов и особенностями их формирования существует взаимосвязь. Уточнение формы Хибинского и Ловозерского массивов может стать ключом к пониманию динамики их развития. Поэтому исследование глубинного строения объектов является фундаментальной научной задачей и представляет значительный интерес для формирования концепций образования * и динамики развития этих магматических систем.

К настоящему времени массивы изучены неравномерно, что выражается, с одной стороны, в вполне удовлетворительной освещенности поверхностной геологии, верхних частей массивов, контактов с вмещающими породами и, с другой стороны, слабой геофизической изученности глубинных горизонтов, в особенности донных частей. Построены многочисленные 20-геолого-геофизические модели по изучаемому региону [12, 17, 52]. В отношении геофизических моделей, можно отметить результаты построения объемной комплексной модели для верхней коры на северо-востоке Балтийского щита, включая Хибинский массив [11], и объемную плотностную модель Хибинского массива [3]. Однако результаты перечисленных исследований отличаются упрощенностью, поскольку комплексные исследования базируются на не полном объеме сейсмических данных, а плотностное моделирование не подтверждено скоростной моделью. Объемные исследования строения ^ Ловозерского массива не проводились.

Проблема неравномерности изучения Хибинского и Ловозерского массивов, отсутствия их современной объемной сейсмоплотностной модели привели к проведению данных исследований, преимуществом которых является использование всего объема существующих материалов по региону, разработанной технологии изучения скоростных характеристик, а также применения современных вычислительных алгоритмов решения комплексной задачи.

Использование в исследовании большего объема сейсмических материалов стало возможно в связи с созданием в рамках настоящей работы банка сейсмических данных, который содержит первые вступления слабо рефрагированных продольных волн. Банк создан путем восстановления и накопления старых разрозненных сейсмических материалов по результатам детальных исследований MOB на территории Хибинского и Ловозерского массивов и их обрамления, а также на основе накопленных данных по результатам наблюдений ГСЗ в изучаемом регионе. Особенностями банка является разнородность сейсмических материалов, отличающихся масштабом и качеством, полученных по результатам детальных и региональных работ в площадном и профильном вариантах, с применением как специальных сейсмических взрывов, так и взрывов действующих на территории Кольского полуострова рудников.

Существующее информационное обеспечение не дает возможности непосредственного построения моделей скорости на основе готовых вычислительных алгоритмов. Особенности материалов, собранных в банке, j требуют усложнения методики их применения, разработки технологии построения скоростных характеристик. Проблема корректного и максимально полного использования накопленных старых сейсмических данных в условиях, когда постановка новых дорогостоящих сейсмических исследований затруднена, явилась основанием для разработки особых методик изучения скоростных характеристик и их использования для исследования данных объектов. Создание технологии изучения скоростных характеристик Хибинского и Ловозерского плутонов является актуальной проблемой.

Цель работы

Целью работы является разработка технологии интерпретации сейсмических данных и построение скоростных моделей уникальных интрузивных массивов Кольского полуострова, (Хибинского и Ловозерского), в условиях разнородности исходных материалов и фрагментарной сети наблюдения.

Основные задачи исследования

В соответствии с поставленной целью в работе решаются следующие основные задачи:

1. Создание банка данных по первым вступлениям слаборефрагированных сейсмических волн на основе восстановленных фондовых и архивных материалов для построения объемных моделей скорости изучаемых объектов.

2. Обобщение и анализ физических свойств пород региона, а также установление корреляционных зависимостей между скоростью и плотностью, необходимых для решения комплексной обратной задачи.

3. Многоступенчатый анализ волнового поля, включающий: идентификацию сейсмических волн на основе решения прямых задач сейсмометрии в 1D варианте; дисперсионный статистический анализ для исключения из исходных данных сильных одиночных осцилляций; изучение влияния ЗМС и сложного рельефа региона.

4. Определение оптимальных параметров алгоритма решения сейсмотомографической задачи и специфики регуляризации в комплексной задаче на основе тестовых исследований.

5. Изучение скоростных характеристик в верхней части исследуемой среды до глубины 0.10+0.15 км с использованием сейсмических лучей MOB, зарегистрированных на расстояниях менее 2 км.

6. Построение объемных скоростных моделей Хибинского и Ловозерского массивов до глубины 15 км с использованием данных ГСЗ и сейсмических лучей MOB, зарегистрированных на расстояниях свыше 5 км.

Научная новизна Научная новизна работы заключается в следующем:

1. Разработана технология изучения скоростных характеристик интрузивных массивов, обеспечивающая применение разнородных детальных и региональных сейсмических данных.

2. Впервые на базе разработанной технологии изучения скоростных характеристик и использования всех накопленных в регионе сейсмических и гравиметрических данных построена объемная сейсмоплотностная модель уникальных щелочных массивов Кольского полуострова - Хибинского и Ловозерского плутонов.

3. Построенная объемная модель массивов позволила уточнить их глубинное строение. Для Ловозерского массива установлено, что его лакколитообразная форма подтверждается характером низкоскоростной и низкоплотностной аномалий в интервале глубины от поверхности до 7+9 км. Для Хибинского массива установлено, что его глубинное строение является более сложным и отличным от существующих представлений о нем. Это проявляется в чередовании положительных и отрицательных аномалий скорости и плотности в средней части плутона, а также в характере его юго-западного контакта с окружающими породами и поведении рельефа дна, устанавливающихся по аномалиям отрицательного знака. Выявлено, что выполаживание юго-западного контакта массива с протерозойскими эффузивами происходит на уровне менее 4 км. Для донной части массива получена оценка глубины, равная 11+12 км.

Личный вклад автора состоит в следующем:

1. Создание банка данных по первым вступлениям слабо рефрагированных сейсмических волн на основе восстановления фондовых и архивных материалов региона.

2. Обобщение и анализ петрофизических свойств типичных пород региона; анализ характера взаимосвязи между скоростью продольных волн и плотностью пород; установление корреляционной взаимосвязи между физическими свойствами необходимой для построения согласованных моделей скорости и плотности в задаче комплексирования.

3. Разработка технологии применения разнородных сейсмических данных для изучения скоростных характеристик объектов.

4. Реализация разработанной технологии для построения объемных скоростных характеристик Хибинского и Ловозерского массивов в рамках решения комплексной обратной задачи по сейсмическим и гравитационным данным.

Практическая ценность работы

Практическая ценность работы заключается в следующем:

1. Создан банк сейсмических данных для результатов детальных работ MOB, проведенных на территории Хибинского и Ловозерского массивов и Прихибинья, необходимый в качестве базового материала для выполнения объемных сейсмических моделирований.

2. Разработана технология изучения скоростных характеристик среды, которая позволяет использовать разнородные детальные и региональные сейсмические материалы для построения объемных скоростных моделей.

3. Построены объемные скоростная и плотностная модели центральной части Кольского полуострова, которые могут быть использованы для уточнения геологического строения Хибинского и Ловозерского плутонов и формирования концепций динамики развития этих магматических систем.

Содержание работы изложено в 4 главах. В первой главе излагается общая геолого-геофизическая характеристика Хибинского и Ловозерского массивов и их обрамления. Дана геологическая характеристика комплексов пород, входящих в регион изучения; выделены направления и результаты геофизических исследований массивов и их обрамления; обобщены и проанализированы петрофизические материалы, результаты скважинных исследований и детальных полевых работ. На основе собранных петрофизических свойств установлены априорные корреляционные взаимосвязи между скоростью и плотностью типичных пород, входящих в регион изучения.

Вторая глава посвящена созданию банка первых вступлений слаборефрагированных сейсмических продольных волн, относящихся к центральной части Кольского полуострова. Особенностью банка является накопление разнородных сейсмических материалов, полученных по результатам детальных и региональных исследований в регионе.

Третья глава посвящена разработке технологии изучения скоростных характеристик среды. В главе излагаются сложности, возникающие при построении объемной сейсмоплотностной модели, а также особенности технологии применения сейсмических материалов в данных условиях. Изложены следующие элементы разработанной технологии: а) многоступенчатый анализ разнородного сейсмического материала, необходимого для построения объемных моделей; б) анализ и обобщение петрофизических свойств пород региона; в) тестовые исследования для оптимизации параметров алгоритма сейсмической томографии на моделях имитирующих реальную среду и с использованием реальной системы наблюдения; г) малоглубинные сейсмотомографические исследования для получения скоростных характеристик в верхней части модели, используемых на основном этапе моделирования в виде граничных условий.

Четвертая глава посвящена применению разработанной технологии изучения скоростных характеристик среды для построения объемных сейсмоплотностных моделей Хибинского и Ловозерского массивов Кольского полуострова. В главе приводится методика и результаты комплексного моделирования строения объектов, полученных с использованием результатов всех предварительных исследований, а также с учетом влияния РТ-условий. Приведена оценка разрешения расчетных моделей.

В заключении кратко перечислены основные результаты исследования и сформулированы защищаемые положения.

Основные результаты работы изложены в 14 научных публикациях. По материалам исследования сделаны доклады и сообщения, которые представлялись на X в Апатитах (1999), XI в Петрозаводске (2000), XIII в Апатитах (2002), XVI Апатитах (2005), XVII в Петрозаводске (2006) научных конференциях «Геология и полезные ископаемые северо-запада и центра России», посвященных памяти К.О. Кратца; на школе-семинаре российских делегатов XXXI Международного Геологического Конгресса «Вопросы геологии континентов и океанов» (НИС «Академик Иоффе» Калининград -Рио-де-Жанейро - Калининград, 2000), на IV Международной научно-практической геолого-геофизической конкурс - конференции молодых ученых и специалистов «Геофизика-2003» (Санкт-Петербург, 2003), на 5-й Международной конференции «Проблемы Геокосмоса» в Санкт-Петербурге (2004), на XII Международной конференции «Активные геологические и геофизические процессы в литосфере. Методы, средства результаты изучения» (Воронеж, 2006), на 34-й сессии Международного семинара им. Д.Г.Успенского «Вопросы теории и практики интерпретации гравитационных, магнитных и электрических полей» в Москве (2007).

Заключение Диссертация по теме "Геофизика, геофизические методы поисков полезных ископаемых", Жирова, Анжела Максимовна

4.8. Выводы к главе 4.

В целом, основные результаты настоящей главы заключаются в следующем:

1. Сформулирована необходимость привлечения гравиметрических данных и аппарата комплексирования в задаче изучения скоростных характеристик интрузивных массивов.

2. Предварительно оценена значимость влияния термодинамических условий данного региона на физические свойства пород и сделан вывод о необходимости его учета в исследовании.

3. Рассчитана объемная сейсмоплотностная модель с применением разработанной технологии изучения скоростных характеристик интрузивных массивов. При этом использованы: а) сейсмические данные, предварительно проанализированные в рамках созданной технологии; б) оптимальные параметры алгоритма решения сейсмотомографической задачи; в) скоростные характеристики в верхней части исследуемой среды до глубины 0.10-0.15 км, используемые в форме граничных условий на основном этапе моделирования. Комплексная интерпретация геофизических данных с учетом перечисленных особенностей привела к построению согласованных моделей скорости и плотности. Решение обратной задачи, реализованное в итерационном алгоритме комплексирования, демонстрирует сходимость к некоторому решению, уточняющему стохастическую взаимосвязь между плотностью и скоростью в породах верхней коры изучаемого региона.

4. Получена оценка разрешения построенных моделей на основе имитационного решения прямых и обратных задач. По результатам выделены области наилучшего восстановления моделей и сделан вывод о надежности восстановления аномальной области внутри Хибинского массива.

5. Рассчитанная согласованная комплексная модель плотности и скорости, опирающаяся на прогнозную геологическую модель земной коры, отражает основные черты геологического строения верхней части земной коры региона и позволяет уточнить исходную модель. Выявленные особенности поведения крупных поверхностных геологических структур на глубинных уровнях, показывают как согласие с прогнозной моделью, так и существенные отличия в строении реальной среды. В частности, строение Хибинского массива оказалось более сложным, чем это предполагалось ранее.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Исследования в настоящей работе развиваются по следующим основным направлениям: 1) формирование банка сейсмических данных для центральной части Кольского полуострова, обеспечивающего построение объемных моделей скорости региона; 2) создание технологии изучения скоростных характеристик объектов в условиях разнородного исходного сейсмического материала и разреженной сети наблюдения и 3) построение объемных скоростных и плотностных моделей уникальных щелочных массивов Кольского полуострова с использованием разработанной технологии.

В рамках указанных направлений выполнено восстановление разрозненных архивных и фондовых сейсмических данных детальных работ MOB, проведенных на территории Хибинского и Ловозерского массивов и Прихибинья. С использованием перечисленных материалов, а также накопленных данных по результатам региональных работ ГСЗ, создан банк первых вступлений сейсмических волн. Этот банк необходим в качестве основы для объемных сейсмических построений моделей среды в районе центральной части Кольского полуострова.

Разработанная технология изучения скоростных свойств дает возможность построения скоростных характеристик среды в условиях разнородности исходного сейсмического материала, отличающегося качеством и детальностью. Основными элементами созданной технологии являются: а) многоступенчатый анализ волнового поля; б) анализ и обобщение петрофизических свойств пород региона; в) тестовые исследования для оптимизации параметров алгоритма сейсмической томографии на моделях имитирующих реальную среду и с использованием реальной системы наблюдения; г) изучение скоростных характеристик в приповерхностной части среды и е) построение объемных скоростных моделей в рамках комплексного моделирования. Предложенная технология может использоваться для моделирования глубинного строения регионов при сложном характере исходных данных, отличающихся разнородностью и неравномерностью покрытия изучаемой территории.

Разработанная технология применена для построения объемных комплексных моделей Хибинского и Ловозерского плутонов - крупнейших щелочных массивов Кольского полуострова. Рассчитанные согласованные модели скорости и плотности отражают основные черты геологического строения верхней части земной коры региона. Выявленные особенности поведения крупных поверхностных геологических структур на глубинных уровнях показывают как согласие с прогнозной геолого-геофизической моделью, так и существенные отличия от нее. В частности, согласно результатам моделирования, подтверждается существующее представление о морфологии Ловозерского массива, а строение и форма Хибинского плутона оказались более сложными и отличными от прогнозной модели.

Исходя из полученных результатов и выводов работы, можно сформулировать основные защищаемые положения:

1. Установлены корреляционные зависимости между физическими свойствами интрузивных и осадочно-вулканогенных пород региона, которые могут использоваться для трансформации плотности в скорость и обратно в процессе решения комплексной сейсмогравиметрической задачи для построения объемных моделей Хибинского и Ловозерского массивов.

2. Создан банк данных по первым вступлениям слаборефрагированных сейсмических волн, который обеспечивает построение объемных моделей скорости изучаемых интрузивных объектов от поверхности до глубины 10+15 км.

3. Предложена технология интерпретации результатов сейсмических наблюдений, которая позволяет решать обратные сейсмические задачи в условиях разнородных исходных данных. Эта технология включает в себя: многоступенчатый анализ волнового поля, анализ и обобщение петрофизических свойств пород региона, тестовые исследования для оптимизации параметров алгоритма сейсмической томографии, малоглубинные сейсмические исследования и метод сейсмической томографии.

4. Предложенная технология реализует построение объемных комплексных моделей уникальных щелочных массивов Кольского полуострова (Хибинского и Ловозерского). Разработанные геофизические модели позволяют уточнить строение плутонов и морфологию их глубинных границ.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата технических наук, Жирова, Анжела Максимовна, Апатиты

1. Антонова Л.М., Гобаренко B.C. Неоднородности структуры коры южной части Крымского полуострова и прилегающих районов Черного моря по данным времен пробега Р- и S- волн// Физика земли. -1997. № 8: - С. 57-64.

2. Арзамасцев А.А., Каверина В.А., Полежаева Л.И. Дайковые породы Хибинского массива и его обрамления. Апатиты: КФАН СССР, 1988. - 90 с.

3. Арзамасцев А.А., Иванова Т.Н., Коробейников А.Н. Петрология ийолит-уртитов Хибин и закономерности размещения в них залежей апатита. -Л.: Наука, 1987.-110 с.

4. Атлас физических свойств минералов и пород Хибинских месторождений/ И.А. Турчанинов, М.П. Воларович, А.Т. Бондаренко и др. Л.: Наука, 1975.-72 с.

5. Баюк Е.И., Воларович М.П., Скворцова Л.С. Скорость упругих волн при высоких давлениях в изверженных и метаморфических породах различных регионов: Сб. статей / Тектонофизика и механические свойства горных пород. -М.: Наука, 1971.-С. 127-137

6. Беликов Б.П., Александров К.С., Рыжова Т.В. Упругие свойства породообразующих минералов и горных пород. М.: Наука, 1970. - 276 с.

7. Буссен И.В., Сахаров А.С. Геология Ловозерских тундр. Л.: Наука, 1967. -125 с.

8. Буссен И.В., Сахаров А.С. Петрология Ловозерского щелочного массива. Л.: Наука, 1972. -297 с.

9. Буянов А.Ф., ГлазневВ.Н., Митрофанов Ф.П. и др. Трехмерное строение Лапландского гранулитового пояса и соседних структур Балтийского щита по геофизическим данным // Региональная геология и металлогения. -1996. -№ 5. -С. 48-63.

10. БуяновА.Ф., ГлазневВ.Н., РаевскийА.Б. и др. Комплексная интерпретация данных гравиметрии, сейсмометрии и геотермии// Геофизический журнал. -1989. т.11.- №2. - С. 30-38.

11. Воларович М.П., ГалдинН.Е., ТюремновВЛ. и др. О физических свойствах горных пород Панского массива при высоких давлениях: Сб. статей / Тектонофизика и механические свойства горных пород. М.: Наука, 1971. -С. 173-179.

12. ГалаховА.В. Петрология Хибинского щелочного массива. Л.: Наука, 1975.-256 с

13. ГалдинН.Е. Анизотропия скоростей упругих волн в ультраосновных породах Кольского полуострова: Сб. статей / Тектонофизика и механические свойства горных пород. М.: Наука, 1971. - С. 179-188.

14. Галдин Н.Е. Физические свойства глубинных метаморфических и магматических пород при высоких давлениях и температурах/ Ред. И.А. Резанова. М.: Недра, 1977. -127 с.

15. Галдин Н.Е., Егоркин А.В., Зюганов С.К. и др. Глубинное строение земной коры Кольского полуострова вдоль регионального профиля МОВЗ-ГСЗ Печенга- Умбозеро- Пулоньга Ручьи// Геотектоника. -1988. - № 4. - С. 30-44.

16. Геологическое картирование раннедокембрийских комплексов/ Ред. Н.В. Межеловского. М.: РосКомНедра, ГосКомГеология Украины, Геокарт, Манпо, 1994. - 503 с.

17. Геология рудных районов Мурманской области/ В.И. Пожиленко, Б.В. Гавриленко, Д.В. Жиров и др.- Апатиты: КФАН СССР, 2002. 359 с.

18. Глазнев В.Н. Комплексные геофизические модели литосферы Фенноскандии. Апатиты, 2003. - 252 с.

19. Глазнев В.Н. Об одном подходе к построению согласованной модели земной коры// Изучение литосферы геофизическими методами: Ред. В.И. Старостенко. Киев: Наукова думка, 1987. С. 228-235.

20. ГолиздраГ.Я. Комплексная интерпретация геофизических полей при изучении глубинного строения земной коры. М.: Недра, 1988,212 с

21. Голубев А.А. Результаты ультразвуковых исследований пород различного состава на Кольском полуострове: Сб. статей / Петрофизическая характеристика Советской части Балтийского щита. Апатиты: КФАН СССР, 1976.-С. 76- 80.

22. Горстка В.Н. и ТюремновВ.А Петрофизические свойства пород контактовой зоны Хибинского массива// Вестник Харьковского университета. -Харьков: ХГУ, 1980. №198. - Вып. 11.-С. 28-29.

23. Горстка В Н. Контактовая зона Хибинского щелочного массива. Л.: Наука, 1971.-99 с.

24. ГурвичИ.И. и БоганикГ.Н. Сейсмическая разведка. М.: Недра, 1980.-С. 222-225.

25. Динамика развития рудно-магматических систем зон спрединга/ В.Н. Шарапов, В.А. Акимцев, В.Н. Доровский и др.- Новосибирск: Изд-во СО РАН НИЦ ОИГТМ, 1999.- 414 с.

26. Дитмар П.Г., Рослов Ю.В. Нелинейная томографическая обработка сейсмических данных: Сб. рефератов. Международная геофизическая конференция SEG-EATO. Москва, 1993. - С.55.

27. Дортман Н.Б., Магид М.Ш. Новые данные о скорости упругих волн в кристаллических породах и ее зависимость от влажности// Сов. Геология. -1968.-№5.-С. 123-129.

28. Егоров А.С. Глубинное строение и геодинамика литосферы Северной Евразии (по результатам геолого-геофизического моделирования вдоль геотраверсов России). СПб.: ВСЕГЕИ, 2004. - 200 с

29. Елисеев Н.А., Ожинский И.С., Володин Е.Н. Геологическая карта Хибинских тундр // Труды Ленингр. геол. упр-я. -1939. Вып. 19.-68 с.

30. Елисеев Н.А, Федоров Э.Е, Ловозерский плутон и его месторождения.- Изд. АН СССР,1953. -307 с.

31. ЖироваА.Ш. 3D-сейсмотомографическое моделирование строения верхней коры центральной части Кольского региона: первые результаты// Российский геофизический журнал. СПб.: ФГУНПП «Геологоразведка». - 3536. - 2004. - Стр.7-11.

32. Зак С.М. Тектоника Хибинского щелочного массива/ Магматизм и геология Кольского полуострова. М.: Госгеолтехиздат, 1963. - С. 9-15.

33. Земная кора восточной части Балтийского щита/ К.О. Кратц, В.А. Глебовицкий, Р.В. Былинский и др.- Л.: Наука, 1978. 232 с.

34. Игнатьева Т.С. Физические свойства пород и руд месторождений апатита: Сб. статей / Опыт применения радиоактивных и других физико-химических методов при поисках и разведке руд нерадиоактивных элементов. -Л: Недра, 1967.-С. 112-123.

35. Ийолит-уртиты Хибинского массива/ Т.Н. Иванова, О.Б. Дудкин, Л.В. Козырева и др. М.: Наука, 1970. -180 с.

36. ИсанинаЭ.В., Шаров Н.В., РословКХВ. Сейсмотомографические исследования земной коры севера Балтийского щита// Сейсмогеологическая модель литосферы Северной Европы: Лапландско Печенгский район. Отв. ред. Н.В. Шаров.-Апатиты: КНЦ РАН, 1997.-С. 150-155.

37. Калинкин М.М. О структуре Хибинского и Ловозерского щелочных массивов // Изв. АН СССР. Сер. Геол. -1976. №8. - С. 25-36.

38. Картвешвили К.М.Планетарная плотностная модель и нормальное гравитационное поле Земли. -М.: Наука, 1983. 93 с.

39. Кобрунов А.И. О классах оптимальности решений обратной задачи гравиразведки // Изв. АН СССР, сер. Физика Земли. 1982,2. С. 100-107.

40. Костенко Н.П. Геоморфология. М.: Изд-во МГУ, 1999,- 383 с.

41. Куплетский Б.М. Петрографический очерк Хибинских тундр// Труды ин-та по изучению Севера. -1928. Сб. 39. - С. 76-203.

42. Курилович И.А., Лебедкин П.А., Блохин Н.Н. Оценка разрешающей способности метода СТП (на основе компьютерного и физического моделирования) // Российский Геофизический журнал. 1998. - С. 55-61.

43. Литосфера Центральной и Восточной Европы: Геотраверс 1, П, У / Ред. В.Б. Соллогуб, А.В. Чекунов и др. Киев: Наукова думка, 1987. -168 с.

44. Магнус Я.Р., Катышев П.К., Пересецкий А.А. Эконометрика. Начальный курс. М.: Дело, 1997. - С. 34-35.

45. Наттерер. Ф. Математические аспекты компьютерной томографии. -М.: Мир, 1990.-288 с.

46. Никитин А.А. Комплексная интерпретация геофизических полей при изучении глубинного строения Земли // Геофизика. 1997.4. - С. 3-12.

47. Никитин А.А. Теоретические основы обработки геофизической информации. Учебник для вузов. М.: Недра, 1986. - 342 с.

48. Онохин Ф.М. Особенности структуры Хибинского массива и апатит-нефелиновых месторождений. JL: Наука, 1975.-106 с.

49. Панасенко Г.Д., Шаров Н.В. Сейсмогеологическое строение земной коры Кольского полуострова по профилю Ковдор -Кировск // Сов. Геология. -1977. -№7.- С. 105-111.

50. Петроплотностная карта геологических формаций Восточной части Балтийского щита. Масштаб 1:1000000/Ред. Н.Б. Доргмана, М.Ш. Магида. -1977.

51. Петрофизика кристаллических пород рудных районов Кольского полуострова/ В.А. Тюремнов, JI,Д. Галичанина, П.Л. Кацеблин и др. Л.: Наука, 1982. -120 с.

52. Петрофизические исследования при высоких РТ- параметрах и их геофизические приложения/ Т.С. Лебедев, В.А. Корчин, В.Я. Савенко и др. -Киев.: Наукова думка, 1988. 247 с.

53. ПэкАБ. Материалы к тектонике Хибин / Материалы по петрографии и геохимии Кольского полуострова. Вып.9. - М. -Л.: Изд. АН СССР. 1935.-С. 5-54.

54. Раевский А.Б. Применение линейных трансформаций при гравитационном моделировании верхней части земной коры на кристаллических щитах // Автореф. дис. канд. физ.-мат. наук. М., ИФЗ РАН, 1984.- 17 с.

55. Ранний докембрий северо-востока Балтийского щита: Палеогеодинамика, строение и эволюция континентальной коры/ М.В. Минц, В.Н. Глазнев, А.Н. Конилов и др. М., Научный мир, 1996.287 с.

56. Распределение и корреляция показателей физических свойств горных пород: Справочное пособие/ М.М. Протодьяконов, Р.И. Тедер,

57. Е.И. Ильницкая и др. М.: Недра, 1981. -192 с.

58. Роллер А.В., Ронин A.JL, Пронягин Н.И. Применение метода отражений волн при изучении глубинного строения Хибинского массива: Сб. статей / Методы разведочной геофизики. Рудная сейсморазведка. JL, 1978. -С. 96-102.

59. Рыка В., Малишевская А. Петрофизический словарь. М.: Недра, 1989.-592 с.

60. Сабитова Т.М., ЛесикО.М., Маматканова P.O. и др. Сейсмотомографические исследования северного Тянь-Шаня в связи с сейсмичностью// Физика Земли. -1998. № 2. - С. 3-19.

61. Сейсмическая томография. С приложениями в глобальной сейсмологии и разведочной геофизике/ Г. Нолет, К. Чепмен, А. Ван дер Слиус и др.: Пер. с анг. М.; Мир, 1990. - 416 с.

62. Сейсмические исследования в горных выработках Хибинского массива/ В.И. Павловский, Г.А. Иванов, С.И. Рубинраут и др. Апатиты: КФАН СССР, 1987.-82 с.

63. Сейсмогеологическая модель литосферы Северной Европы: Баренцрегион/ Н.В. Шаров, С.В. Аплонов, АЛАтаков и др. Апатиты, КНЦ РАН, 1998.-Т.1.-237 с.

64. СнятковаОЛ., Пронягин Н.И. Новые данные о структуре апатит-нефелиновых месторождений // Разведка и охрана недр. -1983, -№ 7.- С. 10-14.

65. Страхов В.Н. Основные направления развития теории и методологии интерпретации геофизических данных на рубеже XXI столетия // Геофизика. 1995.3. - С. 9-18.

66. Страхов В.Н. О решении линейных обратных задач гравиметрии и магнитометрии //Докл. АН СССР. 1990. Т. 311.6. С. 1348-1352.

67. Страхов В.Н., РоманюкТ.В. Восстановление плотности земной коры и верхней мантии по данным ГСЗ и гравиметрии // Изв. АН СССР, сер. Физика Земли. 1984.6. С. 44-63.

68. Строение литосферы Балтийского щита./ Ред. Н.В.Шаров. М., 1993.-166 с.

69. ТарховА.Г., Бондаренко В.М., Никитин А.А. Комплексирование геофизических методов. М.: Недра, 1982. - 295 с.

70. Турчанинов И.А., Медведев Р.В. Комплексное изучение физических свойств горных пород. JL: Наука, 1973.

71. ТюремновВ.А. Физические свойства горных пород в связи с глубинным строением структурной зоны Имандра Варзуга (Кольский полуостров): Автореф. дис. канд. техн. наук. - Апатиты: КФАН СССР. -1968.-21 с.

72. Тюремнов В.А., Зубарев А.И. Геолого-геофизические условия подземной части геофизической обсерватории «Кукисвумчорр»: Сб. статей / Сейсмические и геодинамические исследования на северо-востоке Балтийского щита. Апатиты: КФАН СССР, 1979. - С. 92-96.

73. Ферсман А.Е. Общая характеристика хибинских минералов: Сб. статей / Минералы Хибинских и Ловозерских тундр. М. - Л.: Изд. АНСССР, 1937.-С. 123-126.

74. Хибинский щелочной массив/ С.И. Зак, Е.А. Каменев, Ф.В. Минаков и др. Л.: Недра, 1972. -170 с.

75. Шаблинский Г.Н., Каверзнева Н.А. О применении геофизических методов для поисков апатитовых руд// Разведка и охрана недр. 1965. - № 9. -С. 32-35.

76. Шаблинский Г.Н. К вопросу о глубинном строении Хибинского и Ловозерского плутонов // Труды Ленингр. об-ва естествоиспытателей, 1963. -Т. 74.-№ 1.-С. 41-43.

77. Шаблинский Г.Н. Метод отраженных волн при исследовании глубинного строения щелочных массивов Кольского п-ова // Записки ЛГИ. -1963. Т. 46. - № 2. - С. 28-32.

78. Шаблинский Г.Н. Новые данные о тектонике Хибинского плутона: Сб. статей / Химия в естественных науках. JL: ЛГУ, 1965. - С. 190-193.

79. Шаблинский Г.Н. Очередные задачи геофизических работ при поисках апатитовых руд на Кольском полуострове: Сб. статей / Опыт применения радиоактивных и других физико-химических методов при поисках и разведке руд. Л: Недра, 1967. - С. 107-112.

80. Шаров Н.В. Литосфера Балтийского щита по сейсмическим данным// Геофизические исследования литосферы европейского Севера СССР. Апатиты: КНЦ АН СССР, 1989.- С. 4-12.

81. Яновская Т.Б., ПороховаЛ.Н. Обратные задачи геофизики: Учеб. пособие. Л.: ЛГУ, 1983. - 212 с

82. Яновская Т.Б. Проблемы сейсмической томографии: Сб. статей / Проблемы геотомографии. М.: Наука, 1997. - С. 86-98.

83. Arzamastsev А.А., Glaznev V.N., Raevsky А.В. et al. Morphology and internal structure of the Kola Alkaline intrusions, NE Fennoskandian Shield: 3D density modeling and geological implications// Journal of Asian Earth Sciences.- 18. -2000. P.213-228.

84. Daly R.O. Origin of alkaline rocks// Bull. geol. Soc. Am., 1910. V. 21. -P. 87-118.

85. Ditmar P.G., Roslov Yu.V. Non-linear tomographic inversion of seismic data. International Geophysical Conference SEG-93. M., 1993. - P. 105.

86. Glaznev V.N., Osipenko L.G., Raevsky A.B., SkopenkoG.B. Three -dimensional thermal model of the crust in the north-eastern Baltic Shield. Apatity KSCRAS, 1992.-38 p.

87. Glaznev V.N., Raevsky A.B., Sharov N.V. A model of the deep structure of the north-eastern Baltic Shield based on joint interpretation of seismic, gravity, magnetic and heat flow data// Tectonophysics. -1989. №162. - P. 151-163.

88. Glaznev V.N., Raevsky A.B., Skopenko G.B. A three-dimensional integrated density and thermal model of the Fennoscandian lithosphere// Tectonophysics. -1996, v. 258,11-4. P. 15-33.

89. Kern H, Walter C., Flue E.R. et al. Seismic properties of rocks exposed in the Polar profile region// Precamb. Res. 1993.V. 64.1-2. P. 169-188.

90. Kramm U., Kogarko L.N. Nd and Sr isotope signatures of the Khibina and Lovozero agpaitic centres, Kola Alkaline Province, Russia// Lithosphere, V. 32. Nos.3/4. - July 1994. - P. 225-242.

91. Martin M., Wenzel F. and the CALIXTO working group. High resolution teleseismic body wave tomography beneath SE-Romania II. Imaging of a slab detachment scenario// Geophys.J.Int. - 2006. - 164. - P. 579-595.

92. Ramsay W., HackmanV. Das Nephelinsyenitgebit auf der Halbinsel Kola//Fennia, 1894.-V. ll.-№2.-S.197.-221 p.

93. Rao Y., Wang Y., Morgan J. Crosshole seismic waveform tomography -II. Resolution analysis// Geophys. J. Int. 2006. - 166. - P. 1237-1248.

94. Three -dimensional thermal model of the crust in the north-eastern Baltic Shield/ V.N. Glaznev, L.G. Osipenko, A.B. Raevsky et al. Apatity KSC RAS, 1992.-38 p.