Сейсмическая модель земной коры в переходной зоне между Балтийским щитом и Северо-Германской впадиной Нгуен Тхэ Хунг

Введение к работе

1. Актуальность исследования

Метод глубинного сейсмического зондирования (ГСЗ) земной коры и верхов мантии, использующий искусственные (контролируемые) источники колебаний, в современном его состоянии включает в себя ряд развивающихся модификаций. Это обусловлено прогрессирующим интересом к изучению строения земных недр и глубинной геодинамики в общенаучном и прикладном аспектах. Ведутся исследования разного масштаба и детальности - от экспрессного изучения крупных черт строения литосферы на сети протяженных маршрутов (геотраверсов, трансектов) в пределах обширных регионов до детальных работ на локальных сложно построенных участках. В переходном районе между Балтийским щитом на севере и Северо-Германской впадиной на юге создавалась кора с достаточно сложной структурой. Эта зона может быть разделена на различные структурные районы, расположенные в северо-западном и юго-восточном направлениях. Территория исследований является перспективной на нефть и газ. Региональное изучение поверхности кристаллического фундамента имеет большое значение для выбора направления детальных нефтега-зопоисковых работ.

В период с 1960 до 1980 годы в этом районе были проведены многочисленные геологические и сейсмические исследования, особенно в Норвежско-Датской впадине, результаты которых отражены в большом числе работ (У. Кастен, X. Хурсчлебер, О. В. Кристенесент, К. Вейзел, EWC, Н. Т. Хунг, X. 3. Кнудсент и др.). Полученная геофизическая и геологическая информация значительно расширяет наши представления о структуре и происхождении земной коры в этом районе, но она не дает еще полной картины о его строении. По Баартману и Чристтенсену (1975) район закрыт мощным слоем палеозойских и ме-

эозойских отложений, глубина залегания которого значительно изменяется. В северной часта района, в Зутланде она превышает 6 км. Поэтому для уточнения его строения в 1984 году в рамках Европейского Геотраверсного проекта (European Geotraverse Project - EGT) во всем регионе были выполнены сейсмические работы ГСЗ на пяти длинных профилях. Этот совместный проект осуществлялся многими странами, включающими Швецию, Данию, Финляндию, Норвегию, Германию, Швейцарию, Англию и Польшу. В результате обработки полученных сейсмических материалов был отмечен сложный характер зарегистрированного волнового поля и неоднозначность геологической интерпретации. Поэтому в связи с постановкой детальных сейсмических работ в этом районе возникла необходимость в более тщательном анализе сейсмических данных на основе использования современной компьютерной технологии и математического моделирования.

2. Цель и задачи исследования

Целью работы является изучение строения земной коры и верхней мантии в переходной зоне между Балтийским щитом и Северо-Германской впадиной, а также развитие методов обработки и геологической интерпретации данных глубинных исследований на основе результатов сейсмических работ, выполненных в рамках проекта EUGENO-S.

Основные задачи.

1. Усовершенствование методов обработки ГСЗ, полученных при региональных сейсмических исследованиях по проекту EUGENO-S на основе использования современной компьютерной технологии и математического моделирования.

2. Обобщение результатов сейсмических работ в переходной зоне между Балтийским щитом и Северо-Германской впадиной.

3. Построение сейсмической модели коры и верхней мантии по профилю III проекта EUGENO-S.

3. Методика исследований

Для решения поставленных задач использовались все исходные сейсмические материалы, полученные в процессе выполнения работ по проекту EUGENO-S, а также некоторые данные многокомпонентных сейсмических наблюдений в СГ-3, полученные в процессе проведения полевых работ в 1995 году институтом ВИРГ - Рудгеофизика.

Интерпретация данных ГСЗ на профиле III основана на математическом моделировании с использованием компьютерных программ, разработанных или принятых на кафедре геофизики университета Уппсала в Швеции.

4. Программа первичной обработки данных МПВ.

5. Программа определения функции V(z) в однородной среде (LAUFT).

6. Программа определения функции V(x, z) в двухмерной среде (RAY81HRAY1NVR).

Анализ сейсмических шумовых полей производился с использованием разработанного в ВИРГ- Рудгеофизике пакета программ комплексной обработки трехкомпонентных сейсмических записей, создаваемых естественными и промышленными источниками упругих колебаний (КОБРА).

4. Научная новизна исследования пличный вклад автора

Научная новизна работы заключается в следующем:

7. Уточнена сейсмическая модель строения земной коры и верхней мантии в переходной зоне между Балтийским щитом и Северо-Германской впадиной. '

8. Усовершенствована методика обработки данных ГСЗ на основе использования методов математического моделирования.

Автором выполнены все работы по построению сейсмической модели на профиле III и усовершенствована методика обработки сейсмических материалов ГСЗ, полученных на этом профиле.

5. Практическая значимость работы

Усовершенствованы методы обработки данных региональных сейсмических исследований, позволяющих повысить точность и надежность геологической интерпретации полученных результатов.

Проведенное достаточно подробное исследование глубинного строения земной коры и верхней мантии в зоне сочленения Балтийского щита и Северо-Германской впадины дает основу для перехода к этапу более детальных работ в этом перспективном на нефть и газ районе.

6. Защищаемые положения

9. Сейсмическая модель строения коры и верхней мантии в зоне сочленения Балтийского щита и Северо-Германской впадины.

10. Методика обработки и геологической интерпретации данных ГСЗ, полученных при региональных исследованиях по проекту EUGENO-S, основанная на использовании современной компьютерной технологии и математического моделирования.

7. Фактический материал

11. Результаты сбора, обработки и интерпретации данных МПВ, зарегистрированных на профиле III по проекту EUGENO-S, выполненные автором в вычислительном центре кафедры геофизики университета Уппсала в Швеции во время научных стажировок с сентября 1986 по сентябрь 1987 и с июля по октябрь 1995 под научным руководством зав. кафедрой геофизики, доктора Карла Эрика Лунда.

12. Результаты анализа шумовых сейсмических полей, проведенные автором в ВИРГ - Рудгеофизике в 1995 - 1996 г. под руководством доктора физико-математических наук Ю. П. Лукашина.

3. Результаты теоретических исследований и практических работ, выполненных во время учебы в аспирантуре на кафедре геофизики Санкт-Петербургского государственного университета под научным руководством доктора физико-матеметических наук Ю. П. Лукашина (за период с декабря 1993 до декабря 1996).

8. Апробация работы

Основные результаты исследований по теме диссертации докладывались и обсуждались на кафедре геофизики университета Уппсала (1987, 1995) и в институте геофизики Национального Центра научных исследований Вьетнама (1987), а также научных семинарах в СПбГУ и ВИРГ -Рудгеофизике. Диссертация обсуждена на заседании кафедры геофизики Санкт-Петербургского государственного университета (1996).

9. Публикации

По теме диссертации опубликовано 2 работы. 10. Структура и объем работы

Диссертация содержит 176 страниц машинописного текста (включая 2 таблицы), 62 рисунка и список использованной литературы (101 название). Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и приложения.

Автор выражает глубокую благодарность своим научным руководителям зав. кафедрой геофизики университета Уппсала в Швеции доктору К. Э. Лунду и доктору физико-математических наук Ю. П. Лукашину за помощь на всех этапах подготовки данного исследования.

Автор также выражает свою признательность всем преподавателям и коллегам за помощь и поддержку на различных этапах работы над диссертацией.