Документ взят из кэша поисковой машины. Адрес оригинального документа : http://conf.msu.ru/file/event/3383/eid3383_attach_74318f6a2551931cbd8b2b344e18f1ef931787f7.doc Дата изменения: Sun Nov 22 22:36:11 2015 Дата индексирования: Sun Apr 10 23:06:32 2016 Кодировка: koi8-r

СОВМЕСТНЫЕ СЕЙСМО-ГРАВИМЕТРИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ НА ТЕРРИТОРИИ ПРОВЕДЕНИЯ
УЧЕБНО-НАУЧНЫХ ГЕОФИЗИЧЕСКИХ ПРАКТИК (Д. АЛЕКСАНДРОВКА, КАЛУЖСКАЯ ОБЛ.)

А.П. Ермаков, И.В. Лыгин, О.О. Литвякова, А.В. Толмашенко

Методика совместного сейсмо-гравиметрического моделирования
неоднократно успешно применялась при исследовании глубинного строения среды
вдоль региональных геофизических профилей [1]. При этом для высокоточных
малоглубинных исследований опыт применения данной методики практически
отсутствует.
С целью разработки методики совместных полевых и камеральных сейсмо-
гравиметрических исследований, а также изучения геологического строения
верхней части разреза до глубин порядка 50 - 80 м - выяснения характера
пространственного распределения скоростей сейсмических волн и плотностных
неоднородностей, на Александровском плато вблизи г. Юхнов (Калужская
область) выполнены сейсмические малоглубинные исследования методом
преломленных волн (МПВ) и высокоточные гравиметрические измерения.
Сейсмические исследования МПВ проведены по 27 линейным профилям общей
длиной 8230 м. Профили обладают высокой детальностью полевых наблюдений:
шаг пунктов приема составлял 2 или 5 м, шаг пунктов возбуждения менялся от
10 до 30 м.
Гравиметрические работы проведены более чем на 1500 пунктах с
использованием современных гравиметров Scintrex CG-5 Autogtav и
геодезического оборудования Trimble GNSS R8. Работы выполнены на площади
3,6 км2 по сети близкой к регулярной при среднем расстоянии между пунктами
100 м (со сгущением до 50 м) и дополнены наблюдениями по наиболее
представительным линиям сейсмических профилей с шагом 2 - 5 м. Качество
гравиметрических наблюдений значительно выше формальных требований и для
аномалий Буге (с учетом топографической поправки) среднеквадратическая
погрешность составляет менее ±10-15 мкГал [2].
По результатам совместных полевых профильных работ и обработки
сейсморазведочных и гравиметрических материалов установлено:
- методика работ должна предусматривать совмещенное положение
гравиметрических пунктов наблюдения и сейсмических пунктов приема. Каждый
пункт наблюдения должен иметь координатную и высотную привязку
субсантиметровой точности;
- разрежение гравиметрических пунктов не рекомендуется и возможно
только после анализа глубинного скоростного разреза, в результате которого
показано отсутствие скоростных аномалий, которые могут быть отнесены к
плотностным и вызывать значимый эффект в гравитационном поле;
- необходимо учитывать форму дневного рельефа при построении
сейсмических разрезов.
Интерпретация систем годографов первых вступлений преломленных волн
проведена в программе «Годограф» по методу однородных функций [3] для
двумерно-неоднородной модели среды и допускает уменьшение скорости с
глубиной. В результате совместной обработки сейсмических разрезов построены
скоростные карты-срезы для интервала абсолютных отметок 110 - 160 м через
каждые 5 м.
Совместный сейсмо-гравитационный анализ вдоль линий детальных профилей
позволил установить трехслойную модель строения верхней части осадочных
отложений (табл. 1). Интерпретация сейсмических разрезов выполнена путем
отождествления границ 2-го рода с геологическими границами. Плотностной
разрез получен в ходе двумерного моделирования (априорная модель задана по
эмпирическим зависимостям Гарднера скорость - плотность).
Табл. 1. Петрофизическая характеристика верхней части разреза района
исследований.
|Слой |Состав |Мощность|Скорость Vp, м/с |Плотность|
| | |, |/ градиент |, |
| | |м |скорости, 1/с |г/см3 |
|1. Верхний,|Новейшие четвертичные |от 2-3 |от 400-600 |1,93 |
|Q4 |отложения (пески, супеси, |до 15-20|до 1400-1800 |(средняя)|
| |суглинки, глины, галечники)| |/ 90-180 | |
| | | | |(1,90-1.9|
| | | | |5) |
|2. |Моренные отложения |~15 |от 1400-1800 |2,15 |
|Промежуточн|(песчано-глинистая и | |до 2200-2400 |(средняя)|
|ый, |известково-глинистая | |/ 10-40 | |
|Q4-C1 |фракция, крупные обломки и | | |(2,07 - |
| |валуны) | | |2,23) |
|3. Нижний, |чередование терригенных и |>50 |> 2200-2400 |2,38 |
|C1 |карбонатных пачек | |/ 35-60 |(средняя)|
| | | | | |
| | | | |(2,35 - |
| | | | |2,47) |

Наиболее ярким элементом на исследуемой территории, выявленным по
данным сейсморазведки, является прогиб север-северо-западного простирания в
восточной части Александровского плато. Он проявлен как в морфологии
подошвы верхнего слоя, так и на картах-срезах скоростей зоной пониженных
скоростей в интервале абс. отметок 155 - 145 м. Борта прогиба
характеризуются высоким горизонтальным градиентом скорости: на отрезке 50
метров изменение скорости продольных волн составляет 400 м/с. К прогибу
приурочена отрицательная гравитационная аномалия амплитудой более 50 мкГал.
В восточной части планшета (непосредственно под дер. Александровка)
кровля верхнего горизонта в среднем выше на 5 м остальной части, а скорости
повышены на 400-1000 м/с в толще мощностью до 20 м. В то же время в
аномальном гравитационном поле подобной зависимости нет, но наблюдается ряд
локальных положительных и отрицательных аномалий, имеющих прямую корреляцию
со скоростными аномалиями. Однако в силу гетерогенного строения моренных
отложений часто наблюдаются сближенные как по латерали, так и по глубине
скоростные аномалии, идентифицируемые как разноплотные включения, суммарные
гравитационные эффекты которых частично или полностью скомпенсированы.
Только непосредственное совместное сейсмо-гравитационное моделирование
позволяет выяснить характеристику плотностного разреза. По этой же причине
не удается установить надежную корреляционную связь между сейсмическими
границами или срезами скоростей и аномалиями гравитационного поля для
распространения сейсмических профильных результатов на площадь, покрытую
гравитационной съемкой.
С другой стороны, сейсмические изображения среды на скоростных разрезах
и картах-срезах могут быть искажены ввиду некоторых факторов. Например,
нерегулярная сеть сейсмических наблюдений приводит к искажению вида
сейсмических аномалий в плане. Другим примером может являться неоднозначное
истолкование сейсмических разрезов, связанное с наличием на них скоростных
полей, рассчитанных по одному или двум сейсмическим лучам. Подобные
искажения выявлены и сведены к минимуму в ходе двумерного моделирования на
совместных детальных сейсмо-гравитационных профилях.

Список литературы
1. Ермаков А.П., Лыгин И.В. Особенности совместного сейсмического и
гравитационного моделирования вдоль профилей Глубинного
Сейсмического Зондирования (ГСЗ) // Российский геофизический журнал.
2006. ?43-44. с. 17-23;
2. Лыгин И.В., Булычев А.А., Гилод Д.А., Соколова Т.Б., Фадеев А.А.
Результаты гравиметрических исследований на геофизическом полигоне в
Калужской области // Вестник Московского Университета. Геология,
2014, ? 2, с 3-10.
3. Piip V.B. 2D inversion of refraction traveltime curves using
homogeneous functions. Geophysical Prospecting, 2001. P. 461-482;