Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Возможности использования измерений вертикального градиента силы тяжести для изучения земной коры (на примере Воронежского массива)

ВАК РФ 25.00.10, Геофизика, геофизические методы поисков полезных ископаемых

Автореферат диссертации по теме "Возможности использования измерений вертикального градиента силы тяжести для изучения земной коры (на примере Воронежского массива)"

На правах рукописи

Черников Константин Сергеевич

ВОЗМОЖНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ИЗМЕРЕНИЙ ВЕРТИКАЛЬНОГО ГРАДИЕНТА СИЛЫ ТЯЖЕСТИ ДЛЯ ИЗУЧЕНИЯ ЗЕМНОЙ КОРЫ (НА ПРИМЕРЕ ВОРОНЕЖСКОГО МАССИВА)

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

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

□03172910

Саратов, 2008 г

003172910

Работа выполнена на кафедре геофизики Воронежского государственного университета

Научный руководитель- доктор технических наук,

профессор Ю В Антонов

Официальные оппоненты заведующий лабораторией региональной

и инженерной геофизики НВ НИИГГ, доктор геол-мин наук В А Огаджанов,

декан геологического факультета СГУ, кандидат геол -мин наук, доцент В А Волкова

Ведущая организация' ЗАО «Бишофит-Авангард»,

Волгоградская обл

Защита состоится 23 мая 2008 г. в 14 часов на заседании Диссертационного совета Д 212 243 08 при Саратовском государственном университете им Н Г Чернышевского по адресу 410026, г Саратов, ул Астраханская, 83, ауд 53,1 учебного корпуса СГУ.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке СГУ.

Автореферат разослан «1Т » ФЦ 2008 г

Ученый секретарь диссертационного совета,

доктор геол -мин наук, профессор ¡[¡¿]ФИ^) О П Гончаренко

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы.

Уже более 100 лет измерение вторых производных потенциала силы тяжести волнует умы многих исследователей Все это время и до наших дней проблемой оставалось изготовление прибора для измерения вертикальной составляющей градиента силы -тяжести, в связи с высокими требованиями к стабильности параметров вертикального градиентометра Попытки определения вертикальной составляющей градиента силы тяжести по ее горизонтальным составляющим также не увенчались успехом Но по мере совершенствования гравиметрической аппаратуры, рядом исследователей предпринимались попытки измерений вертикального градиента путем наблюдения силы тяжести в двух пунктах, разнесенных по вертикали

На основании этих измерений, с появлением высокочувствительных гравиметров, точность которых соответствует погрешности измерений при решении большинства геологических задач, сотрудниками кафедры геофизики Воронежского государственного университета (ВГУ) была разработана методика измерений и обработки вертикального градиента силы тяжести К сожалению, в настоящее время измерениям вертикального градиента уделяется очень мало времени, так как основные усилия направлены на создание вертикального градиентометра А многие исследователи не принимают всерьез методику измерений вертикального градиента с помощью гравиметров, хотя теоретически она полностью обоснована Таким образам, экспериментальный опыт в исследованиях вертикального градиента силы тяжести практически ничтожен по сравнению с теоретическими исследованиями.

Поэтому, по мнению автора данной работы, изучение вертикального градиента силы тяжести, особенно на экспериментальном уровне, является актуальным Тем более в современных условиях редактирования геологической модели земной коры, когда необходима разработка и изучение новых геофизических методов А настоящая работа не только доказывает правомерность такого

метода измерения вертикального градиента, но и показывает ряд преимуществ данного геофизического метода относительно других

Цель и задачи исследования.

Цель данной работы - определить возможности метода вертикального градиента силы тяжести для изучения земной коры

Задачи диссертации можно сформулировать следующим образом

1 На основе собственных и имеющихся фондовых материалов провести анализ поля вертикального градиента силы тяжести в пределах центральной части Воронежского массива

2 Определить информативность измеренного поля вертикального градиента силы тяжести при региональном геологическом картировании

3 Исследовать природу наблюдаемых отрицательных аномалий вертикального градиента силы тяжести

4 Исследовать природу вариаций вертикального градиента силы тяжести с целью более эффективного использования представленного в работе метода

Поставленные задачи решались путем измерения вертикального градиента (автором были проведены наблюдения вертикального градиента силы тяжести более чем на 3000 точках) и его вариаций, обработки полученных и имеющихся материалов и анализа результатов. Кроме того, выбирался способ обработки вариаций сейсмических колебаний для проведения их сравнения с вариациями вертикального градиента

Научная новизна.

Впервые составлена карта вертикального градиента силы тяжести центральной части Воронежского кристаллического массива (ВКМ) (материалы собирались сотрудниками кафедры геофизики ВГУ более 25 лет) Выявлены основные положительные и отрицательные аномалии вертикального градиента в пределах ВКМ Установлено, что большинство известных сульфидно-медно-никелевые месторождений и рудопроявлений юго-восточной части Воронеж-

ского массива приурочено к отрицательным аномалиям вертикального градиента Предложено теоретическое обоснование этих отрицательных аномалий Кроме того, установлена связь вариаций вертикального градиента с сейсмическим колебаниями Земли и сделано предположение о влиянии собственных колебаний Земли на амплитуду аномалий вертикального градиента силы тяжести

Защищаемые положения.

1 Установлено, что на измерения вертикального градиента силы тяжести оказывают влияние собственные колебания Земли, которые надо учитывать путем включения в измерительный процесс гравиметрической вариационной станции, что позволит увеличить точность измерений

2 Измерения вертикального градиента силы тяжести открывают дополнительные возможности выделения плотностных неоднородностей при региональном тектоническом районировании и изучения глубинного строения центральной части Воронежского кристаллического массива.

3 Установлена приуроченность большинства известных сульфидно-медно-никелевых месторождений и рудопроявлений юго-восточной части Воронежского кристаллического массива к отрицательным аномалиям вертикального градиента силы тяжести, отражающим зоны разуплотнения земной коры

Практическая значимость.

Практическая значимость работы определяется ее исследованием возможностей нового геофизического метода, рассмотренного в данной работе, при региональном геологическом картировании Построенная карта вертикального градиента центральной части ВКМ, а также ее анализ на основании ранее проведенных геолого-геофизических исследований позволяют с уверенностью говорить об информативности данного метода при его применении в разноплановых геолого-геофизических работах.

Публикации и апробация работы.

Изложенные в диссертации исследования автор проводил в ходе обучения в аспирантуре и работы на кафедре геофизики ВГУ

Результаты диссертационной работы докладывались на VI и VII Всероссийских научных конференциях студентов, аспирантов и молодых ученых "Геологи XXI века", г Саратов, 2005, 2006 г, на XII Международной конференции "Активные геологические и геофизические процессы в литосфере Методы, средства и результаты изучения", г Воронеж, 2006 г; а также на ежегодных научных сессиях ВГУ (2004 - 2006 гг) Основные положения диссертации освещены в 7 опубликованных работах, 4 из которых напечатаны в рецензируемых периодических изданий ВАК РФ

Структура диссертации.

Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и списка литературы, включающего 79 наименований Содержит 116 страниц, текстовые приложения представлены 3 таблицами и 24 рисунками

Содержание работы.

Глава 1 Обзор исследований по измерению вертикального градиента силы тяжести.

В главе 1 рассматривается вопрос о вычислении нормального вертикального градиента силы тяжести, приводятся результаты предшествующих исследований вертикального градиента и его вариаций, а также рассматриваются вопросы о собственных колебаниях Земли, их разновидностях и истории их изучения

Формулу для вычисления нормального вертикального градиента силы тяжести можно представить как

— = -0,30855(1 + 0,0007 1соб 25) мГал/м (1)

8/1

Вертикальный градиент слабо зависит от широты и от полюса до экватора изменяется всего на б Этвеш, что сопоставимо или меньше погрешности измерений На этот факт обратим внимание Дело в том, что изменение силы тяжести от полюса до экватора идет примерно с градиентом 0,8 мГал/км, и это изменение должно быть учтено при обработке наблюдений силы тяжести в редукции Буге Наоборот, для вертикального градиента учет изменения нормального градиента для любой широты не нужен

При малых значениях высот вторым членом формулы (I) можно пренебречь и считать

— = -0,3086 мГал/м (2)

дп

Измерение вертикального градиента силы тяжести всегда было в поле зрения гравиметристов, так как нормальное значение градиента для Земли было вычислено теоретически и необходимо было проверить эти вычисления экспериментально Однако эксперименты наталкивались на ряд трудностей В первую очередь из-за того, что нельзя было по техническим причинам изготовить вертикальный градиентометр по типу вариометра Этвеша Такой прибор не изготовлен до сих пор Все попытки по его созданию заканчивались неудачей

Поэтому единственным путем измерения вертикального градиента оставался путь измерения силы тяжести на двух высотах с очень высокой точностью, а высокоточных гравиметров до середины нынешнего века не существовало Оставался единственный способ повышения точности измерений градиента увеличение разности высот

В середине 80-х годов кафедрой геофизики Воронежского государственного университета были начаты планомерные исследования по изучению вертикального градиента силы тяжести, на основании которых была разработана методика измерения вертикального градиента силы тяжести с использованием высокоточных гравиметров при разности высот ~ 1 м Измерения проводились на региональном и локальном уровнях В результате работ впервые были обнаружены региональные аномалии вертикального градиента в орогенных областях Тянь-Шаня, Памира и Кавказа по амплитуде сопоставимые с изменениями в Британской Колумбии, Канада [Антонов Ю В и др, 1987, 1990] Указанные результаты позволили по-новому подойти к гипотезам изостазии земной коры, потому что измерения вертикального градиента силы тяжести не всегда укладываются в рамки гипотез Эри и Пратта

Кроме того, по результатам вышеперечисленных работ, а именно по причине расхождения между контрольными и рядовыми измерениями, которые очень часто не соответствовали предполагаемым ошибкам измерения, впервые были обнаружены неприливные вариации вертикального градиента силы тяжести А впоследствии была установлена связь этих вариаций с собственными колебаниями Земли [Антонов Ю В и др, 1996]

Глава 2 Методика измерений и обработки данных вертикального градиента силы тяжести и его вариаций.

В данной главе описываются методика наблюдений и обработки для вертикального градиента и его вариаций А также рассматривается учет влияния рельефа при измерениях вертикального градиента

Измерения вертикального градиента силы тяжести в районе Воронежского кристаллического массива ведутся работниками кафедры геофизики Воронежского университета уже более 25 лет Автор данной работы принимал участие в этих исследованиях в течение последних 4 лет

Вертикальный градиент измеряли с помощью высокоточных гравиметров типа ГНУ-КА, путем определения силы тяжести на двух уровнях с разностью высот 69,5 и 82,5 см Точность единичного измерения наблюдений составила ± 0,001 мГал Интервал времени между двумя соседними замерами на нижней (верхней) площадках составлял 3-5 минут При пяти измерениях на нижней площадке и четырех - на верхней, достигается точность, примерно, ± 10 Этвеш Таким образом, измеряется приращение силы тяжести, а вертикальный градиент определяется отношением этого приращения к разности высот Достоверность данного способа измерений можно рассмотреть на простом примере аномалий вертикального градиента для шара Если взять формулу для вычисления вертикального градиента на основе повысотных измерений силы тяжести и аналитическое выражение для определения вертикального градиента для шара, то их отношение будет следующим-

(3)

Угх 2Н

где Vхи - приращение силы тяжести на разности высот величиной А, поделенное на разность высот, Ухг - теоретическое значение вертикального градиента, Н— расстояние от поверхности до центра тяжести шара, к - расстояние между высотами измерения силы тяжести

Обычно расстояние между высотами наблюдений Л колеблется в пределах 0,7 -2 м, поэтому можно с уверенностью сказать, что для всех плотностных неоднородностей, залегающих глубже 10 - 30 м, наблюдается полное соответствие между измеренными значениями V1 гг и теоретическими значениями Угг Обработка наблюдений проводилась по методике, разработанной на кафедре геофизики Воронежского университета Также учитывалось влияние рельефа местности Радиус учета рельефа принимался 50 м За исключением

нескольких точек значения поправок составили 5-12 Этвеш Пункты наблюдения по мере возможности располагались на ровных площадках Поправки были введены примерно в 10 - 15% от общего числа пунктов наблюдений, а в остальной части поправки очень малы

Измерения вариаций вертикального градиента проводились не только автором данной работы, но и были привлечены из материалов ранее проведенных сотрудниками кафедры геофизики ВГУ измерений градиента Обработка вариаций вертикального градиента производилась следующим образом Сначала временные ряды усреднялись, убирались так называемые "выскоки" и фильтровались А затем, полученные кривые подвергались гармоническому анализу (преобразование Фурье)

Глава 3 Неприливные вариации вертикального градиента силы тяжести и сейсмическая активность Земли.

В третьей главе сначала приводятся результаты исследований, полученных сотрудниками кафедры геофизики ВГУ, на основании которых делаются выводы, необходимые для проведения исследований Затем проводится сравнение имеющихся данных вариаций вертикального градиента и вариаций сейсмических колебаний (ВСК) с целью оценки степени их коррелируемости. Также рассматривается задача выбора методики осреднения ВСК В заключение приводятся результаты сравнения

Исходя из результатов ранее проведенных исследований вертикального градиента силы тяжести, делается вывод, что поскольку с одной стороны собственные колебания Земли связаны с неприливными вариациями градиента, а с другой сейсмические колебания связаны с изменением силы тяжести, то вертикальная составляющая сейсмических колебаний должна быть связана с неприливными вариациями градиента

Для доказательства этой связи было проведено сопоставление отфильтрованных сейсмологических (ВСК) и гравиметрических (вариации вертикального градиента силы тяжести) данных (по семь 3-часовых и по три 2,5-часовых ин-

тервала, пропускной диапазон периодов фильтра 6 - 100 минут), которое показало, что оба сигнала представляют собой сумму периодических функций различной амплитуды и частоты В большинстве рассматриваемых случаев наблюдается общее поведение сравниваемых сигналов со сдвигом по фазе, а также присутствие одинаковых периодичностей (рис 1)

Рис 1 Графики вариаций вертикального градиента силы тяжести и ВСК

Подобный результат, очевидно, наблюдается вследствие того, что измерения ВСК и вариаций вертикального градиента проводились различными приборами с различными частотными характеристиками Один из которых (гравиметр) располагался в г Воронеже, а другой (сейсмометр) - в с Сторожевое (Воронежская область, около 80 км от г. Воронежа)) Следовательно, на сигнале будут сказываться различия в верхних частях разреза пунктов наблюдений Но, учитывая то, что гравиметр - это низкочастотный сейсмограф, ВСК способны модулироваться низкочастотными колебаниями [Хаврошкин О Б , 1999], а собственные колебания Земли распространяются по всему объему планеты, сопоставление частотных спектров сейсмологического и гравиметрического сигналов должно в полной мере подтвердить или опровергнуть сделанное предположение относительно связи вариаций вертикального градиента с ВСК

Сравнение частотных спектров, рассчитанных по сейсмологическим и гравиметрическим данным, показало удовлетворительное совпадение спек-

трального сигнала Графики средних спектров, рассчитанных по всем сравниваемым данным, представлены на рисунке 2 Коэффициент корреляции между средними спектрами составил 0,78, что свидетельствует о хорошей корреляции

Средние спектры за 10 дней

10 100 Периоды, мин

1000

Рис 2 Графики частотных спектров, рассчитанные по сейсмологическим и гравиметрическим данным для 10 дней

сопоставляемых спектров и, следовательно, о присутствии в сравниваемых сигналах колебаний с одинаковыми периодами

Таким образом, удалось экспериментально установить, что сейсмические колебания земной коры связаны с неприливными вариациями вертикального градиента силы тяжести и имеют одну и ту же природу, что и собственные колебания Земли, и, скорее всего, являются производными собственных колебаний Таким образом, аномалии вертикального градиента силы тяжести связаны не только с изменением плотности по вертикали, но и с сейсмическими колебаниями Земли, которые, согласно предварительным теоретическим расчетам, могут вносить существенный вклад в амплитуду аномалий вертикального градиента

Кроме того, в результате проведенных исследований были выделены наиболее значимые периоды собственных колебаний Земли для условий Русской (Восточно-Европейской) платформы - это периоды около 10, 13, 24, 34 и 60 минут

Результаты, приведенные в третьей главе, обосновывают первое защищаемое положение

Глава 4 Изучение плотностных неоднородностей земной коры с помощью вертикального градиента силы тяжести.

В четвертой главе рассматриваются возможности метода вертикального градиента силы тяжести при изучении плотностных неоднородностей земной коры

Геологическая интерпретация наблюденного поля Ag, как и в любом геофизическом методе, в силу эквивалентности решения обратной задачи не всегда однозначна В частности, одной из сложнейших проблем является обнаружение скомпенсированных плотностных неоднородностей в земной коре, которые широко распространены в естественных условиях

В определенных геологических ситуациях совместное использование измерений силы тяжести и ее вертикального градиента позволяет сузить неоднозначность результатов интерпретации гравиметрических данных Покажем это на простом примере аномалий вертикального градиента и ускорения свободного падения для шара Допустим, для простоты, что точка измерения находится на поверхности шара. В силу того, что Угг является функцией плотности, то вне зависимости от радиуса шара значение Угг определяется простой формулой

Угг = 562ег, (4)

где Угг - вертикальный градиент силы тяжести в Этвешах, а- избыточная плотность в г/см3 Если избыточная плотность велика, то и амплитуда Угг. будет значительной А сила тяжести будет зависеть от радиуса шара и его плотности При этом она определяется формулой

^g = 0,OOЩaR), (5)

где ^ - сила тяжести в миллигалах, если радиус (К) брать в метрах, а птотность (о) в г/см3

Таким образом, при минимальных значениях избыточной плотности а и очень больших значениях Я, могут возникать аномалии Ag значительной амплитуды, в то время как интенсивность вертикального градиента будет очень мала, и наоборот.

В практике гравиметрических исследований сложилось мнение, что аномалии градиентов силы тяжести отражают влияние в основном верхней части геологического разреза, а аномалии силы тяжести - более глубокие и более крупные геологические объекты Кроме того, поскольку градиенты силы тяжести являются функцией плотности, а сила тяжести - функцией массы, то считалось, что на больших глубинах не может быть значительных перепадов плотности, поэтому вариометрия мало пригодна для изучения больших глубин

Анализ геофизических данных, результатов бурения и материалов, полученных в результате ранее проведенных измерений вертикального градиента силы тяжести, позволяет сделать следующие выводы

1) значения вертикального градиента, вычисленные по аномалиям силы тяжести, не соответствуют измеренным,

2) региональные аномалии вертикального градиента силы тяжести существуют,

3) на больших глубинах возможна значительная дифференциация плотностей,

4) метод вертикального градиента силы тяжести может быть эффективным при глубинных исследованиях земной коры, а совместные измерения силы тяжести и ее вертикального градиента позволяют обнаруживать и разделять плотностные неоднородности земной коры и верхней мантии, которые не проявляются при использовании только одного элемента гравитационного поля из-за эквивалентности решения обратной задачи

Чтобы подтвердить сделанные выше выводы о возможностях вертикального градиента силы тяжести и более подробно исследовать его поведение в

платформенных условиях, далее в главе описываются результаты измерений вертикального градиента в пределах Воронежского кристаллического массива

Приведена карта вертикального градиента силы тяжести Воронежского массива масштаба 1 1000000 Среднеквадратическая погрешность единичного измерения градиента составила ±20 Е, что позволило получить сечение изолиний - 50 Е В связи с тем, что при измерении градиента в каждом пункте определяется его абсолютная вечичина, градиентная съемка в отличие от съемок силы тяжести путем дальнейших дополнительных наблюдений может быть переведена в более крупный масштаб

Анализ карты показал, что поле вертикального градиента варьирует в очень широких пределах - от 2824 до 3439 Е Опираясь на известные в гравиметрии предельные формулы оценки избыточной плотности аномальных объектов, следует отметить, что этому диапазону изменения градиента должно отвечать изменение плотности в геологическом разрезе в пределах ±0,5 г/см3 Подобные изменения плотности в верхней части ВКМ отмечаются только для железистых кварцитов Плановое положение железистых кварцитов по магнитным аномалиям определяется достаточно точно Если же пункт наблюдения случайно попадал в зону над железистыми кварцитами, то при построении карты градиента эгн измерения исключались Но подобные интенсивные аномалии вертикального градиента зафиксированы и вне зон развития пород железисто-кремнистой формации

Как известно, основными геофизическими методами при изучении глубинного строения земной коры являются гравиразведка и сейсморазведка К сожалению, на территории ВКМ метод ГСЗ выполнялся точечно, поэтому результаты исследований не могут предоставить полной информации о глубинном строении исследуемой площади Гравиметрической съемкой масштаба 1 200000 покрыта вся территория ВКМ

Поэтому было проведено сравнение карты вертикального градиента с картой аномалий силы тяжести центральной части ВКМ

Оказалось, что региональное поле вертикального градиента выглядит несколько иначе, чем поле силы тяжести В поле вертикального градиента проявились несколько региональных аномалий северо-восточной ориентировки, которые не выделяются в поле силы тяжести и других геофизических полях Ранее в пределах ВКМ выделялись только отдельные разломы подобной ориентировки, на фоне общего северо-западного расположения структур.

Что касается аномалий вертикального градиента более низких рангов, то на рисунке 3 (фрагмент карты вертикального градиента, юго-восточная часть ВКМ) выделяются отрицательные и положительные аномалии линейной и изо-метричной формы, которые отмечаются по всей исследуемой территории Например, Лискинская положительная аномалия В поле силы тяжести ей соответствует локальная отрицательная аномалия В срезе кристаллического фундамента этой аномалии отвечает Лискинский гранитный массив Поскольку гранитный массив имеет горизонтальное залегание (размеры по горизонтали намного превышают размеры по вертикали), то массив создает аномалию градиента, практически равную нулю В итоге измеренные значения градиента соответствуют расположенным ниже гранитов, предположительно, реститам, то есть породам, видимо не затронутым тектоно-магматическими процессами Но Таловская аномалия градиента совпадает с положительной аномалией силы тяжести, а Токаревской соответствует знакопеременное поле силы тяже сти. Но, очевидно, что в любом случае изометричным положительным аномалиям вертикального градиента соответствуют глубинные зоны с положительной избыточной плотностью

Отрицательные аномалии вертикального градиента преимущественно выражены линейно Преобладают линейные аномалии северо-восточного и северо-западного простирания, что связывают соответственно с архейской и протерозойской фазами складчатости В поле вертикального градиента намечается еще ряд линейных отрицательных аномалий, которые можно отождествить с геологическими структурами Аномалии ориентированы меридионально и более узкие, чем аномалии северо-восточного и северо-западного простирания

О 50 100 150км

Рис. 3. Карта вертикального градиента силы тяжести юго-восточной части Воронежского массива (значения в Этвешах).

1 - зоны повышенных значений вертикального градиента (предполагаемые реститы): I - Токаревский, II - Лискинский, III - Таловский; 2 - линейные зоны пониженных значений вертикального градиента силы тяжести; 3 - линейные зоны повышенных значений вертикального градиента силы тяжести; 4 -сульфидно-медно-никелевые месторождения и рудопроявления: I - Подколод-новское, 2 - Бычковское, 3 - Мартовское, 4 - Михайловское, 5 - Северо-Бычковское, б - Пионерское, 7 - Юбилейное, 8 - Артюховское, 9 - Ширяевское, 10 - Петровское, 11 - Елкинское, 12 - Шишовское, 13 - Абрамовское, 14 -Еланское, 15 - Вязовское, 16 - Листопадовское, 17 - Садовское, 18 - Восточно-Садовское, 19 - Песковатское, 20 - Астаховское, 21 - Нижне-Мамонское, 22 -Новотроицкое.

Такие аномалии распространены преимущественно в восточной части ВКМ и наиболее отчетливо наблюдаются в районе гг Липецка и Новохоперска В этой зоне по данным бурения широко развиты пластовые лавы девонских базальтов, поэтому выделенные структуры в поле силы тяжести отмечаются повышенными аномалиями

Так как отрицательные аномалии вертикального градиента вызваны зонами разуплотнения, то, вероятно, система выделенных линейных отрицательных аномалий градиента может соответствовать глубинным разломным структурам Эти линейные аномалии ориентированы согласно регматической сети и соответствуют ориентировке ранее выделенной в пределах ВКМ сети разрывных нарушений [Лосицкий В И и др , 1999], а что касается пространственного совпадения, то оно частично Интересно заметить, что некоторые из этн< аномалий в поле силы тяжести проявляются, в основном, положительными зонами, но не так четко, как в поле вертикального градиента силы тяжести

Таким образом, зоны разуплотнения в земной коре могли образоваться за счет выноса масс на поверхность при магматических процессах, как на ранних, так и на современном этапах развития Земли То есть произошло перераспределение плотностей, в результате чего в поле силы тяжести наблюдаются положительные аномалии, которым соответствуют пониженные значения градиента В результате количественной интерпретации аномалий вертикального градиента было установлено, что выделенным линейным аномалиям соответствуют зоны разуплотнения на глубинах 15 - 25 км А, судя по размерам региональных аномалий градиента, разуплотнением затронуты земные недра на глубину более 100 км Возможность такой дифференциации плотности с глубиной подтверждается данными ГСЗ и глубинного бурения (Кольская сверхглубокая) Кроме того, с магматической деятельностью связан вынос рудных компонентов О чем свидетельствуют вынесенные на карту вертикального градиента сульфидно-медно-никелевые месторождения и рудопроявления (рис 3)

В результате анализа построенной карты и ее сравнения с картами аномалий силы тяжести ВКМ (масштабов 1 200000, 1 50000 и даже 1 10000) были

сделаны следующие выводы относительно возможностей вертикального градиента при изучении внутреннего строения земной коры

» Анализ аномалий вертикального градиента силы тяжести дает новые возможности в изучении исторического развгтия региона

» Измерения вертикального градиента силы тяжести предоставляют дополнительную информацию относительно глубинного строения и тектонического районирования региона, особенно при совместной интерпретации аномалий силы тяжести и ее вертикального градиента

• Аномалии вертикального градиента силы тяжести, на региональном уровне, могут служить критерием поиска рудных почезных ископаемых

Рассмотренный в четвертой граве материал служит доказательством второго и третьего защищаемых положений

Глава 5 Возможные причины отрицательных аномалий вертикального градиента силы тяжести на Воронежском массиве.

В данной главе исследуется природа отрицательных аномалий вертикального градиента, наблюдаемых в пределах района исследований (центральная часть ВКМ) Приводятся результаты геофизических исследований в районе Авачинского вулкана, которые демонстрируют возможность образования зон разуплотнения в глубинных слоях литосферы в результате магматической деятельности

Попробуем рассчитать возможную отрицательную аномалию вертикального градиента силы тяжести для упрощенной модели района Авачинского вулкана [Мороз Ю Ф , Гонтовая Л И , 2001] Представим зону разуплотнения в виде вертикального пласта с пониженной избыточной плотностью, который начинается практически с поверхности Земли и продолжается до границы Мохо-ровичича и, возможно, глубже (рис 4) Исключим влияние остальных плотно-стных неоднородностей Тогда максимальная амплитуда аномалии вертикального градиента над этим пластом определяется предельной формулой Угг= 419

а, где Угг - значения градиента в этвешах, а - значение избыточной плотности в г/см3 Если принять, что избыточная плотность равна 0,3 г/см3, то амплитуда градиента не превысит - 120 Е В ряде мест на ВКМ аномалии градиента достигают до - 200 Е Такую аномалию только выносом масс с мантийных глубин в верхние горизонты земной коры объяснить очень трудно

Также невозможно объяснить подобное значение амплитуды влиянием геодинамических процессов Так как в зонах разломов, где концентрируются литосферные напряжения, процессы дилатансии могут вызывать изменение плотности на 0,13 г/см3, что соответствует уменьшению амплитуды на 50 эт-веш

Стоит отметить, что с подобной проблемой сталкивались и другие исследователи, например, Б К Балавадзе [1955] и С Тиссен[195б]

Учитывая результаты, полученные в главе 3, было сделано предположение о том, что на амплитуду вертикального градиента силы тяжести существенное влияние могут оказывать собственные колебания Земли Земля постоянно генерирует собственные колебания, которые усиливаются после землетрясений Существует бесконечное число форм собственных колебаний Гравиметры в силу специфики регистрации фиксируют только сфероидальные колебания Периоды колебаний варьируют от 0 до 5 часов

Допустим, на границу Мохо падает волна собственных колебаний Земли с некоторой амплитудой В первом приближении ее можно рассматривать как плоскую волну (рис 4) На дневной поверхности над зоной разуплотнения в результате дифракции произойдет уменьшение амплитуды приходящей волны Ширина зон разуплотнения составляет несколько десятков километров (чаще 10 - 30 км) При длине падающей волны в 50 - 100 км, перепаде скоростей до 400 м/с и скачке плотности на границе Мохо до 0,3 - 0,5 г/см3 уменьшение амплитуды вертикального градиента, по грубым оценкам, может составить до 15 -20 % Помимо этого, акустическая среда реальной зоны разуплотнения неоднородна и в ней может происходить перекачка энергии низких частот в высокие и наоборот Кроме того, гравиметр является нелинейной системой, в которой

А 4

дневная поверхность

Ч

— _—| - зона разуплотнения ^^ - вочна собственных колебаний Земли

-

Рис 4 Схематическая модель зоны разуплотнения

а,У- плотность слоя и скорость распространения упругих волн в слое, соответственно, М- граница Мохо, А -амплитуда волны собственных колебаний Земли после ее прохождения через предлагаемую слоистую модель <7э>СГ|>СГ2, У3>У,>У2

происходит также переход энергии высоких частот в энергию низких

Если принять, что наблюдаемые аномалии вертикального градиента состоят из аномалий, создаваемых перепадом плотностей, и аномалий, возникающих за счет собственных колебаний Земли, тогда значительно легче объяснить наблюдаемые аномалии вертикального градиента Но нельзя также исключать какие-либо другие (пока еще неизвестные) факторы, оказывающие влияние на амплитуду градиента

Результаты исследований данной главы служат доказательством первого и третьего защищаемых положений

Заключение.

В диссертации изложены результаты четырехлетних исследований вертикального градиента силы тяжести - нового метода, доказавшего свою эффективность при глубинных исследованиях земной коры В современных условиях, когда происходит корректирование геологической модели земной коры, разработка и изучение новых геофизических методов, в частности представленного в работе метода, представляется весьма перспективным

Ниже приводятся основные выводы, определяющие научную и практическую значимость выполненных исследований

1 Установлено, что на измерения вертикального градиента силы тяжести оказывают влияние собственными колебаниями Земли, которые необходимо учитывать путем включения в измерительный процесс гравиметрической вариационной станции, что позволит увеличить точность измерений В результате чего, физический смысл взаимодействия сейсмического и гравитационного полей представляется проще, учитывая, что вертикальный градиент - функция плотности Кроме того, в результате проведенных исследований, были выделены наиболее значимые периоды собственных колебаний Земли для условий Русской (Восточно-Европейской) платформы

2 Построена уникальная карта вертикального градиента силы тяжести центральной части Воронежского кристаллического массива В результате анализа данной карты было установлено, что региональные съемки вертикального градиента силы тяжести дают дополнительную информацию при изучении глубинного строения земной коры, тектоническом и минерагеническом районировании

3 В пределах центральной части Воронежского кристаллического массива были выделены разноранговые аномалии вертикального градиента силы тяжести, которые не выделяются в других геофизических полях

4 Доказано, что большинство известных сульфидно-медно-никелевых месторождений и рудопроявлений юго-восточной части Воронежского кристаллического массива приурочено к отрицательным аномалиям вертикального градиента

5 Предложена гипотеза природы отрицательных аномалий вертикального градиента силы тяжести, согласно которой амплитуда отрицательных аномалий градиента определяется не только аномалиями, создаваемыми перепадом плотностей, но и аномалиями, возникающими за счет собственных колебаний Земли

Результаты, полученные в данной работе, позволяют наметить следующие направления для дальнейших исследований

1) количественная интерпретация вариаций вертикального градиента силы тяжести и вариаций сейсмических колебаний, которая предоставит более полную информацию о связи вариаций вертикального градиента с сейсмическими колебаниями и собственными колебаниями Земли,

2) уточнение и дополнение карты вертикального градиента силы тяжести центральной части Воронежского кристаллического массива,

3) изучение положительных и отрицательных аномалий вертикального градиента силы тяжести, выделенных в пределах Воронежского массива, положительных - с целью установления их природы, отрицательных - как одного из критериев поиска сульфидно-медно-никелевых руд

По теме диссертации опубликованы следующие работы.

1. Антонов Ю В , Надежка JIИ, Сафронич И H , Черников К С. Связь неприливных вариаций вертикального градиента силы тяжести с сейсмической активностью земных недр//Вестник ВГУ Сер геол -2004 - №2 - С 158 — 161

2. Черников К С. Неприливные вариации вертикального градиента силы тяжести и сейсмическая активность Земли // Геологи XXI века Материалы VI

Всероссийской научной конференции студентов, аспирантов и молодых специалистов (Саратов, 5-7 апреля 2005) - 2005 - С 99 - 101

3 Антонов Ю В., Силкин К Ю , Черников К С Аномалии вертикального градиента силы тяжести и распределение сульфидно-медно-никелевые месторождений и рудопроявлений в юго-восточной части Воронежского кристаллического массива // Геологи XXI века Материалы VII Всероссийской научной конференции студентов, аспирантов и молодых специалистов (Саратов, 28-31 марта2006г) -2006 -С 71

4 Антонов Ю В , Силкин К Ю, Черников К С Аномалии вертикального градиента силы тяжести Лосевской шовной зоны // Вестник ВГУ Сер геол -2006 -№1 -С 129-133

5 Антонов Ю В , Силкин К Ю , Черников К С Карта вертикального градиента силы тяжести центральной части Воронежского массива // Геофизика -2006 - № 3. - С 53-56

6 Антонов Ю.В , Силкин К Ю, Черников К С Возможные причины отрицательных аномалий вертикального градиента силы тяжести на Воронежском массиве И Активные геологические и геофизические процессы в литосфере Методы, средства и результаты изучения материалы XII международной конференции (Воронеж, 18 - 23 сентября 2006 г) - 2006 - Том I - С. 34 - 37.

7. Антонов Ю В , Силкин К Ю, Черников К С Природа аномалийй вертикального градиента силы тяжести юго-восточной части Воронежского кристаллического массива // Изв ВУЗов Геология и разведка - 2006 - № 6. - С 33-37

Списку рецензируемых периодических изданий ВАК РФ соответствуют статьи [1,4,5,7]

t

Подписано в печать 11 04 08 Формат 60x84 Vi6 Уел печ л 1,4 Тираж 100 экз Заказ 725

Отпечатано с готового оригинала-макета в типографии Издательско-полиграфического цешра Воронежского государственного университета.

394000, Воронеж, ул Пушкинская, 3

Содержание диссертации, кандидата геолого-минералогических наук, Черников, Константин Сергеевич

Введение.

Глава 1. Обзор исследований по измерению вертикального градиента силы тяжести. ' I I

1.1. Нормальный вертикальный градиент.

1.2.Измерение вертикального градиента силы тяжести.

1.3. Вариации вертикального градиента силы тяжести.

1.4.Собственные колебания Земли.

Глава 2. Методика измерений и обработки данных вертикального градиента силы чяжести и его вариаций.

2.1. Методика измерения и обработки данных вертикального градиента силы тяжести.

2.2. Учет влияния рельефа при измерениях вертикального градиента силы тяжести.

2.3. Методика измерений и обработки данных неприливных вариаций вертикального градиента силы тяжести.

Глава 3. Неприливные вариации вертикального градиента силы тяжести и сейсмическая активность Земли.

Глава 4. Изучение плотностных неоднородностей земной коры с помощью вертикального градиента силы тяжести.

4.1. Вертикальный градиент силы тяжести и плотностные неоднородности земной коры.

4.2. Геолого-геофизическая модель строения литосферы Воронежского кристаллического массива.

4.3. Результаты региональных измерений вертикального градиента силы тяжести на Воронежском кристаллическом массиве.

Глава 5. Возможные причины отрицательных аномалий вертикального градиента силы тяжести на Воронежском массиве.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Возможности использования измерений вертикального градиента силы тяжести для изучения земной коры (на примере Воронежского массива)"

Актуальность работы.

Уже более 100 лет измерение вторых производных потенциала силы тяжести волнует умы многих исследователей. Все это время и до наших дней проблемой оставалось изготовление прибора для измерения вертикальной составляющей градиента силы тяжести, в связи с высокими требованиями к стабильности параметров вертикального градиентометра. Попытки определения вертикальной составляющей градиента силы тяжести по ее горизонтальным составляющим также не увенчались успехом. Но по мере совершенствования гравиметрической аппаратуры, рядом исследователей предпринимались попытки измерений вертикального градиента путем наблюдения силы тяжести в двух пунктах, разнесенных по вертикали.

На основании этих измерений, с появлением высокочувствительных гравиметров, точность которых соответствует погрешности измерений при решении большинства геологических задач, сотрудниками кафедры геофизики Воронежского государственного университета (ВГУ) была разработана методика измерений и обработки вертикального градиента силы тяжести. К сожалению, в настоящее время измерениям вертикального градиента уделяется очень мало времени, так как основные усилия направлены на создание вертикального градиентометра. А многие исследователи не принимают всерьез методику измерений вертикального градиента с помощью гравиметров, хотя теоретически она полностью обоснована. Таким образам, экспериментальный опыт в исследованиях вертикального градиента силы тяжести практически ничтожен по сравнению с теоретическими исследованиями.

Поэтому, по мнению автора данной работы, изучение вертикального градиента силы тяжести, особенно на экспериментальном уровне, является актуальным. Тем более в современных условиях редактирования геологической модели земной коры, когда необходима разработка и изучение новых геофизических методов. А настоящая работа не только доказывает правомерность такого метода измерения вертикального градиента, но и показывает ряд преимуществ данного геофизического метода относительно других.

Цель и задачи исследования.

Цель данной работы — определить возможности метода вертикального градиента силы тяжести для изучения земной коры.

Задачи диссертации можно сформулировать следующим образом.

1. На основе собственных и имеющихся фондовых материалов провести анализ поля вертикального градиента силы тяжести в пределах центральной части Воронежского массива.

2. Определить информативность измеренного поля вертикального градиента силы тяжести при региональном геологическом картировании.

3. Исследовать природу наблюдаемых отрицательных аномалий вертикального градиента силы тяжести.

4. Исследовать природу вариаций вертикального градиента силы тяжести с целью более эффективного использования представленного в работе метода.

Поставленные задачи решались путем измерения вертикального градиента (автором были проведены наблюдения вертикального градиента силы тяжести более чем на 3000 точках) и его вариаций, обработки полученных и имеющихся материалов и анализа результатов. Кроме того, выбирался способ обработки вариаций сейсмических колебаний для проведения их сравнения с вариациями вертикального градиента.

Научная новизна.

Впервые составлена карта вертикального градиента силы тяжести центральной части Воронежского кристаллического массива (ВКМ) (материалы собирались сотрудниками кафедры геофизики ВГУ более 25 лет). Выявлены основные положительные и отрицательные аномалии вертикального градиента в пределах ВКМ. Установлено, что большинство известных сульфидно-медно-пикелевые месторождений и рудопроявлений юго-восточной части Воронежского массива приурочено к отрицательным аномалиям вертикального градиента. Предложено теоретическое обоснование этих отрицательных аномалий. Кроме того, установлена связь вариаций вертикального градиента с сейсмическим колебаниями Земли и сделано предположение о влиянии собственных колебаний Земли на амплитуду аномалий вертикального градиента силы тяжести.

Защищаемые положения.

1. Установлено, что на измерения вертикального градиента силы тяжести оказывают влияние собственные колебания Земли, которые надо учитывать путем включения в измерительный процесс гравиметрической вариационной станции, что позволит увеличить точность измерений.

2. Измерения вертикального градиента силы тяжести открывают дополнительные возможности выделения плотностных неоднородностей при региональном тектоническом районировании и изучения глубинного строения центральной части Воронежского кристаллического массива.

3. Установлена приуроченность большинства известных сульфидно-медно-никелевых месторождений и рудопроявлений юго-восточной части Воронежского кристаллического массива к отрицательным аномалиям вертикального градиента силы тяжести, отражающим зоны разуплотнения земной коры.

Практическая значимость.

I фактическая значимость работы определяется ее исследованием возможностей нового геофизического метода, рассмотренного в дайной работе, при региональном геологическом картировании. Построенная карта вертикального градиента центральной части ВКМ, а также ее анализ на основании ранее проведенных геолого-геофизических исследований позволяют с уверенностью говорить об информативности данного метода при его применении в разноплановых геолого-геофизических работах.

Публикации и апробация работы.

Изложенные в диссертации исследования автор проводил в ходе обучения в аспирантуре и работы на кафедре геофизики ВГУ.

Результаты диссертационной работы докладывались на VI и VII Всероссийских научных конференциях студентов, аспирантов и молодых ученых "Геологи XXI века", г. Саратов, 2005, 2006 г.; на XII Международной конференции "Активные геологические и геофизические процессы в литосфере. Методы, средства и результаты изучения", г. Воронеж, 2006 г.; а также на ежегодных научных сессиях ВГУ (2004 - 2006 гг.). Основные положения диссертации освещены в 7 опубликованных работах, 4 из которых входят в список рецензируемых периодических изданий ВАК РФ.

1. Антонов Ю.В., Надёжка Л.И., Сафронич И.Н., Черников К.С. Связь неприливных вариаций вертикального градиента силы тяжести с сейсмической активностью земных недр // Вестник ВГУ. Сер. геол. - 2004. - № 2. -С. 158- 161.

2. Черников К.С. Неприливные вариации вертикального градиента силы тяжести и сейсмическая активность Земли // Геологи XXI века: Материалы VI Всероссийской научной конференции студентов, аспирантов и молодых специалистов (Саратов, 5-7 апреля 2005). - 2005. - С. 99 - L01.

3. Антонов Ю.В., Силкин К.Ю., Черников К.С. Аномалии вертикального градиента силы тяжести и распределение сульфидно-медно-никелевых месторождений и рудопроявлений в юго-восточной части Воронежского кристаллического массива // Геологи XXI века: Материалы VII Всероссийской научной конференции студентов, аспирантов и молодых специалистов (Саратов, 28 - 31 марта 2006 г.). - 2006. - С. 71.

4. Антонов IO.В.,Силкин К.Ю., Черников К.С. Аномалии вертикального градиента силы тяжести Лосевской шовной зоны // Вестник ВГУ. Сер. геол. - 2006. -№ 1.-С. 129-133.

5. Антонов Ю.В., Силкин К.Ю., Черников К.С. Карта вертикального градиента силы тяжести центральной части Воронежского массива // Геофизика. - 2006. - № 3. - С. 53 - 56.

6. Антонов Ю.В., Силкии К.Ю., Черников К.С. Возможные причины отрицательных аномалий вертикального градиента силы тяжести на Воронежском массиве // Активные геологические и геофизические процессы в литосфере. Методы, средства и результаты изучения: материалы XII международной конференции (Воронеж, 18-23 сентября 2006 г.). - 2006. - Том I.-C. 34-37.

7. Антонов Ю.В., Силкин К.Ю., Черников К.С. Природа аномалийй вертикального градиента силы тяжести юго-восточной части Воронежского кристаллического массива // Изв. ВУЗов. Геология и разведка. - 2006. - № 6.-С. 33 -37.

Структура диссертации.

Диссертация состоит из введения, пяти глав и заключения. В первой главе "Обзор исследований по измерению вертикального градиента силы тяжести" рассматривается вопрос о вычислении нормального вертикального градиента силы тяжести. В данной главе также приводятся результаты предшествующих исследований вертикального градиента и его вариаций. Кроме того, здесь рассматриваются вопросы о собственных колебаниях Земли, их разновидностях и истории их изучения.

Заключение Диссертация по теме "Геофизика, геофизические методы поисков полезных ископаемых", Черников, Константин Сергеевич

Заключение.

В диссертации изложены результаты четырехлетних исследований вертикального градиента силы тяжести — нового метода, доказавшего свою эффективность при глубинных исследованиях земной коры. В современных условиях, когда происходит корректирование геологической модели земной коры, разработка и изучение новых геофизических методов, в частности представленного в работе метода, представляется весьма перспективным.

Ниже приводятся основные выводы, определяющие научную и практическую значимость выполненных исследований.

1. Установлено, что на измерения вертикального градиента силы тяжести оказывают влияние собственными- колебаниями Земли, которые необходимо учитывать путем включения в измерительный процесс гравиметрической вариационной станции, что позволит увеличить точность измерений. В результате чего, физический смысл взаимодействия сейсмического и гравитационного полей представляется проще, учитывая, что вертикальный градиент - функция плотности. Кроме того, в результате проведенных исследований, были выделены наиболее значимые периоды собственных колебаний Земли для условий Русской (Восточно-Европейской) платформы.

2. Построена уникальная карта вертикального градиента силы тяжести центральной части Воронежского кристаллического массива. В результате анализа данной карты было установлено, что региональные съемки вертикального градиента силы тяжести дают дополнительную информацию при изучении глубинного строения земной коры, тектоническом и минера-геническом районировании.

3. В пределах центральной части Воронежского кристаллического массива были выделены разноранговые аномалии вертикального градиента силы тяжести, которые не выделяются в других геофизических полях.

4. Доказано, что большинство известных сульфидно-медно-никелевых месторождений и рудопроявлений юго-восточной части Воронежского кристаллического массива приурочено к отрицательным аномалиям вертикального градиента.

5. Предложена гипотеза природы отрицательных аномалий вертикального градиента силы тяжести, согласно которой амплитуда отрицательных аномалий градиента определяется не только аномалиями, создаваемыми перепадом плотностей, но и аномалиями, возникающими за счет собственных колебаний Земли.

Результаты, полученные в данной работе, позволяют наметить следующие направления для дальнейших исследований:

1) количественная интерпретация вариаций вертикального градиента силы тяжести и вариаций сейсмических колебаний, которая предоставит более полную информацию о связи вариаций вертикального градиента с сейсмическими колебаниями и собственными колебаниями Земли;

2) уточнение и дополнение карты вертикального градиента силы тяжести центральной части Воронежского кристаллического массива; изучение положительных и отрицательных аномалий вертикального градиента силы тяжести, выделенных в пределах Воронежского массива, положительных - с целью установления их природы, отрицательных — как одного из критериев поиска сульфидно-медно-никелевых руд.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата геолого-минералогических наук, Черников, Константин Сергеевич, Саратов

1. Антонов Ю.В., Зубченко Е.А., Савинкнн А.Т. Возможности измерения вертикального градиента силы тяжести // Разведка и охрана недр. — 1986. № 9. - С. 39-42.

2. Антонов Ю.В., Зубченко Е.А., Савинкин А.Т. Возможности измерения и практического использования вертикального градиента силы тяжести // Изв. Вузов. Геология и разведка. 1986. - № 11. - С. 102 - 104.

3. Антонов Ю.В., Зубченко Е.А. Измерение вертикального градиента силы тяжести в Таджикистане // Геофизические методы поисков и разведки рудных и нерудных месторождений. Свердловск, 1987. - С. 24 - 29.

4. Антонов Ю.В., Зубченко Е.А., Слюсарев С.В. Измерение вертикальных градиентов магнитного и гравитационного полей над железистыми кварцитами КМА // Разведка и охрана недр. 1988. - № 1. - С. 44 - 47.

5. Антонов Ю.В., Зубченко Е.А., Слюсарев С.В. Результаты измерений вертикального градиента силы тяжести в рудных районах // Геофизические методы поисков и разведки рудных и нерудных месторождений. — Свердловск, 1989. С. 31 - 35.

6. Антонов Ю.В., Слюсарев С.В. Эффективность градиентных исследований при поисках сульфидного оруденения на Воронежском массиве // Разведочная геофизика. 1991. - № 113. - С. 76 - 81.

7. Антонов Ю.В., Зубченко Е.А., Слюсарев С.В. Природа аномалии вертикального градиента силы тяжести над горными сооружениями Южного Тянь-Шаня. // Изв. вузов. Геол. и разведка. 1990. - № 7. - С. 102 - 106.

8. Антонов Ю.В., Слюсарев С.В. Эффективность градиентных измерений магнитного и гравитационного полей при картировании железорудной толщи КМА // Разведочная геофизика. 1991. - Вып. 113. - С. 76 - 81.

9. Антонов Ю.В., Варламов А.С., Слюсарев С.В. Результаты интерпретации измерений вертикального градиента силы тяжести по профилю Тамбов -Харьков // Прикладная геофизика. 1991. - № 124. - С. 87 - 92.

10. Антонов Ю.В., Слюсарев С.В. Изучение плотностных неоднородностей фундамента на Воронежском массиве // Геофизические методы поисков и разведки рудных и нерудных месторождений. Свердловск, 1991. — С. 16-21.

11. Антонов Ю.В., Сусин О.А., Слюсарев С.В. Использование микрогравиметрических измерений в инженерно-геологических изысканиях // Изв. вузов. Геол. и разведка. 1992. - № 4. - С. 134 - 140.

12. Антонов Ю.В., Варламов А.С., Слюсарев С.В. Применение вертикального градиента при геологических исследованиях // Международная Геофизическая Конференция и Выставка, Совинцентр: Сб. тез. — Б.м. — М., 1992.-С. 94-95.

13. Антонов Ю.В., Винокуров С.К., Котов В.Н., Слюсарев С.В. Методика и результаты измерений вертикального градиента силы тяжести на Воронежском кристаллическом массиве // Прикладная геофизика. — 1992. — Вып. 126.-С. 80-90.

14. Антонов Ю.В., Слюсарев С.В. Неприливные вариации вертикального градиента силы тяжести и их возможная связь с землетрясениями // Изв. вузов. Геол. и разведка. 1992. - № 5. -С. 101 - 105.

15. Антонов Ю.В., Сусин О.А., Слюсарев С.В. Микрогравиметрические измерения при инженерно-геологических изыскания // Разведочная геофизика. 1993. - Вып. 115. - С. 69 - 77.

16. Антонов Ю.В., Опанасюк П.Д., Слюсарев С.В. Возможные причины изменения вертикального градиента силы тяжести // Разведочная геофизика. 1993. - Вып. 115. - С. 94 - 102.

17. Антонов Ю.В., Сусин О.А., Слюсарев С.В. Роль микрогравиметрических измерений в инженерно-геологических изысканиях // Разведка и охрана недр.-1993.-№ 1.-С. 28-31.

18. Антонов Ю.В., Слюсарев С.В. Неприливные изменения вертикального градиента силы тяжести и их возможная связь с землетрясениями // Прикладная геофизика. 1993. -Вып. 128. - С. 120 - 126.

19. Антонов Ю.В., Котов В.Н., Слюсарев С.В. Измерение вертикального градиента силы тяжести на Воронежском кристаллическом массиве // Разведочная геофизика 1993. - № 115. - 9 С. 78 - 83.

20. Антонов Ю.В., Винокуров С.К., Слюсарев С.В. Возможности использования вертикального градиента силы тяжести при картировании нефтегазоносных площадей // Изв. вузов. Геол. и разведка. — 1994. № 3. - С. 94-99.

21. Антонов Ю.В., Слюсарев С.В. Региональные изменения вертикального градиента силы тяжести в Средней Азии // Изв. вузов. Геол. и разведка. 1994. - № 5. - 9 С. 129 - 133.

22. Антонов Ю.В., Слюсарев С.В., Чирков В.Н. Результаты синхронных наблюдений за изменением вертикального градиента в Якутии и на Воронежском массиве // Вестник Воронежского университета. Сер. геол. — 1996. Вып. 2. - С. 182- 186.

23. Антонов Ю.В., Манаков А.В., Слюсарев С.В. Возможная природа вариаций вертикального градиента силы тяжести // Изв. вузов. Геология и разведка, 1996, - № 1, - С. 144 - 145.

24. Антонов Ю.В., Муравина О.М. Решение обратной задачи для вертикального градиента силы тяжести // Вестник Воронежского университета. Сер. геол. 1996. - Вып. 1. - С. 1 83 - 187.

25. Антонов Ю.В., Слюсарев С.В, Чирков В.Н. Неприливные вариации вертикального градиента силы тяжести. // Геофизика. 1997, - № I. - С. 41 -45.

26. Антонов Ю.В., Жаворонкин В. И., Муравина О.М. Отражение региональной структуры ВКМ в результатах измерений вертикального градиента силы тяжести// Вестник Воронежского университета. Сер. геол. 1997. - Вып. 4. - С. 165 - 169.

27. Антонов Ю.В. Региональное поле силы тяжести Воронежского кристаллического массива и современная динамика земной коры // Вестн. Воронежского университета. Сер. геол. 1997. - Вып. 3. - С. 139 - 144.

28. Антонов Ю.В., Жаворонкин В.И., Муравина О.М., Слюсарев С.В. Плотностпая модель литосферы Воронежского кристаллического массива вдоль профиля Рыльск Борисоглебск // Вестник Воронежского университета. Сер. геол. - 1999, - Вып. 7, - С. 177 — 182.

29. Антонов Ю.В., Жаворонкин В.И., Слюсарев С.В. Новые возможности гравиметрии в,изучении геологического строения земной коры // Геофизика. 1999, - № 3, - С. 47 - 52.

30. Антонов Ю.В., Жаворонкин В.И., Слюсарев С.В. Карта вертикального градиента силы тяжести юго-восточной части ВКМ // Вестник Воронежского университета. Сер. геол. 1999. - Вып. 8. - С. 162 - 167.

31. Антонов Ю.В., Слюсарев С.В., Чирков В.Н. Долгопериодные вариации вертикального градиента силы тяжести // Геофизика. 2000. - № 4. - С. 45-51.

32. Антонов Ю.В., Жаворонкин В.И., Слюсарев С.В. Лискинская аномалия вертикального градиента силы тяжести // Вестник Воронежского университета. Сер. геол. 2001. - № 11, - С. 204 - 209.

33. Антонов Ю.В., Жаворонкин В.И., Слюсарев С.В. Изостатическое равновесие в верхней части земной коры // Геофизика. 2003. - № 6. - С. 23 - 28.

34. Антонов Ю.В. Плотностные неоднородности в земной коре // Геофизика. 2005. - № 1, - С. 62 - 68.

35. Антонов Ю.В. Измеренные и вычисленные значения силы тяжести и ее производных // Изв. вузов. Геология и разведка, 2005, — № 3, — С. 53 — 57.

36. Афанасьев Н.С. Петрофизическое обоснование глубинного изучения литосферы Воронежского кристаллического массива (ВКМ) // Тезисы докл. совещ. "Современные проблемы геологии". Воронеж, 1998. - С. 57-58.

37. Афанасьев Н.С., Тарков А.П. Строение и состав коры и верхов мантии Воронежского кристаллического массива вдоль профиля ГСЗ Купянск — Липецк // Бюл. МОИП. Отд. геол. 1982. - Т. 57. - Вып. 5. - С. 11 - 20.

38. Балавадзе Б.К. К методике определения вертикального градиента силы тяжести // Изв. АН СССР. Сер. геофиз. 1968. - Вып. 27. - С. 54 - 56.

39. Белоусов В.В. Тектоносфера Земли: взаимодействие верхней мантии и коры. М., 1991.-69 с.

40. Веселов К.Е. Гравиметрическая съемка. М.: Недра, 1986. - 312 с.

41. Гинтов О.Б., Исай В.М., Исай Л.В. Дилатансионное разуплотнение кристаллических пород в центральной части Украинского щита // Докл. АН УССР. Сер. Б. Геол., хим. и биол. науки. 1987. - № 12. - С. 18 - 21.

42. Жаворонкин В.И., Бочаров В.Л., Серебряков Е.Б. Роль разломов в формировании эндогенного оруденения на территории Воронежского кристаллического массива // Изв. вузов. Геол. и разведка. 1989. - № 10. -С. 24-29.

43. Жарков В.Н. Внутреннее строение Земли и планет. — М.: Наука, 1983. — 415 с.

44. Жарков В.Н., Любимов В.М. Теория сфероидальных колебаний для сферически несимметричных моделей Земли // Изв. АН СССР. Физика Земли. L970. - № 2. - С. 1 - 14.

45. Жарков В.Н., Трубицин В.П. Физика планетных недр. — М.: Наука, 1980.-448 с.

46. Жарков В.Н., Любимов В.М., Мовчан А.А., Мовчан А.И. Обертоны крутильных колебаний // Изв. АН СССР. Физика Земли. 1967. — № 5. — С. 75 -85.

47. Казанский В.М. Мантийно — коровые рудообразующие системы Украинского и Балтийского щитов: Кировоградский и Печенгский рудные районы // Геология рудных месторождений. 1997. - Т. 39. - № 6. - С. 502 - 519.

48. Кольская сверхглубокая. Исследование глубинного строения континентальной коры с помощью бурения Кольской сверхглубокой скважины. — М.,1984.-490 с.

49. Краснопевцева Г.В., Щукин Ю.К. Тектоническая делимость земной коры Восточно Европейской платформы // Геофизика. — 1996. — № 4. — С. 19-24.

50. Крестин Е.М., Быкова Т.А., Минкина Н.Б. Тектоническое районирование и корреляция раннего докембрия центра Восточно-Европейской платформы // Изв. вузов. Геол. и разведка. 1988. - № 11. - С. 108 — 113.

51. Кривцов И.И. (отв. испол.) Локальный прогноз сульфидно-никелевого оруденения в пределах юго-восточной части Воронежского кристаллического массива. Отчет. - Фонды Воронежской ГГЭ. - Воронеж, 1991. -329 с.

52. Крылов С.М., Соболев Г.А. О вихревых гравитационных полях естественного и искусственного происхождения и их волновых свойствах // Вулканология и сейсмология. 1998. - № 3, - С. 78 — 92.

53. Ландер А.Е., Левшин А.А., Писаренко В.Ф. Выделение собственных колебаний Земли по записям обсерватории "Обнинск" // Вычисл. сейсмология. 1974. - Вып. 7. - С. 315 - 331.

54. Линьков Е.М. Сейсмические явления. Л.: Изд-во ЛГУ, 1987. - 247 с.

55. Линьков Е.М., Петрова Л.Н., Зуравишвили Д.Д. Сейсмогравитационные колебания Земли и связанные с ними возмущения атмосферы // Докл. АН СССР. 1989. - Т. 303. - № 1. - С. 75 - 77.

56. Мельхиор П. Физика и динамика планет. М.: Мир, 1976. - Т. 2. - 483 с.

57. Миронов B.C. Курс гравиразведки. Л.: Недра, 1980. - 543 с.

58. Молоденкий М.С., Крамер М.В. Коррективы в схему строения Земли, полученные по частотам собственных колебаний // Изв. АН СССР. Физика Земли. 1975. - № 12. - С. 3 - 12.

59. Мороз Ю.Ф., Гонтовая Л.И. Глубинное строение Южной Камчатки по геофизическим данным // Геодинамика и вулканизм Курило-Камчатской островодужной системы. — Петропавловск Камчатский, 2001.-С. 58 74.

60. Надежка Л.И., Дубянский А.И., Тарков А.П., Афанасьев Н.С. Некоторые особенности глубинного строения Воронежского кристаллического массива // Литосфера Центральной и Восточной Европы. ВосточноЕвропейская платформа. Киев, 1989. - С. 121 - 135.115 /If

61. Павленкова Н.И. Строение земной коры и верхней мантии Европейского континента по сейсмическим данным / Региональные комплексные исследования земной коры и верхней мантии. М., 1984. - С. 7 - 9.

62. Савина II.Г., Типисев С.Я., Линьков Е.М., Яновская Т.Б.' Наблюдение длиннопериодных колебаний Земли // Изв. АН СССР. Физика Земли. — 1984. -№ 8.-С. 3-12.

63. Собственные колебания Земли / под ред. Жаркова В.Н. М., 1964. — 315 с.

64. Сологуб В.Б., Чекунов А.В., Гарецкий Р.Г. и др. Литосфера Центральной и Восточной Европы: Восточно-Европейская платформа. — Киев, 1989.- 188 с.

65. Стейси Ф. Физика Земли. М.: изд-во «Мир», 1972. - 342 с.

66. Хаврошкин О.Б. Некоторые проблемы нелинейной сейсмологии. — М., 1999.-286 с.

67. Хаин В.Е., Михайлов А.Е. Общая геотектоника. М.: Недра, 1985. -326 с. .

68. Чернышев Н.М., Ненахов В.М., Стрик Ю.Н., Лебедев И.П. Модель геодинамического развития ВКМ в раннем докембрии // Геотектоника. — 1997.-№ З.-С. 21-30.

69. Чирков В.Н. Неприливные вариации вертикального градиента силы тяжести. Дис. канд. геол.-мин. наук. - ВГУ, Воронеж, 1998. - 96 с.

70. Яворский Б.М., Детлаф А.А. Справочник по физике. М.: Наука, 1964. - 847 с.

71. Ager С.A., Liard S.O. Verlical Gravity Gradient Surveys: Field Results and Interpretation in British Columbia, Canada // Geophysics. 1982. - V. 47. -№ 7.-P. 919-915.

72. Faiklcwisz Z. Gravity Vertical Measurements for the Detection of Small and Antropogenic form // Geophysics. 1976. - V. 41. - № 5. - P. 1016 - 1030.

73. Hammer S. Investigation the Vertical of Gravity // Trans. Amer. Geophis. Union. 1938. - P. 72.

74. Thyissen-Bornemlsza S., Stalklew W. Observation of the Vertical Gradient of Gravity in the Flld // Geophysics. 1956. - V.21. - N3. - P. 771 - 741.