Введение к работе
Актуальность работы
Работа посвящена интерпретации аномального гравитационного юля в целях изучения глубинного строения и процессов в недрах Земли, то составляет главную задачу современной геодинамики и является особой для понимания закономерностей развития планеты.
В настоящее время в результате быстрого развития таких направ-ений геофизики, как сейсмическая томография и спутниковые методы сследования значительно увеличился объем геофизической информа-ии. Постоянно появляются новые геодинамические гипотезы и геомеха-ические модели, описывающие процессы в мантии и литосфере Земли, [нформация об аномалиях плотности в недрах планеты, которую несут линнопериодные компоненты аномального гравитационного поля, вме-ге с результатами других геофизических исследований, составляет ос-ову для проверки адекватности выдвигаемых геодинамических моде-зй, уровень сложности и детальности которых быстро возрастает. В ре-тьтате, повышаются требования к детальности и точности региональ-ых и планетарных гравиметрических исследований, возникают новые ідачи. Все это делает необходимым развитие новых методов обработки интерпретации гравиметрических данных, соответствующих совре-гнному уровню развития геофизики.
Цель работы
Целью настоящей работы является развитие методов интерпрета-ш планетарных и региональных аномалий гравитационного поля, на->авленных на изучение строения и динамики Земли. Для достижения ютавленной цели сформулированы следующие задачи:
-
Провести анализ представительности имеющихся данных об гомальном гравитационном поле.
-
Изучить особенности образования различных видов аномалий лы тяжести с точки зрения возможности их применения для исследо-ния длиннопериодных компонент поля.
3. Разработать новую методику спектрально-статистического
ализа аномального гравитационного поля, учитывающую специфику
изучения глубинных источников И:технологию вычисления эксперим< тальных оценок спектральных характеристик аномального поля.
4. Исследовать особенности распределения внелитосферн
(глубинных) источников аномального поля. Провести разделение ai
мального поля на литосферную и внелитосферную компоненты.
-
Разработать методику статистического моделирования иск ников аномального гравитационного поля в литосфере Земли и прш нить ее к исследованию плотностных неоднородностей океанской ли-сферы.
-
Исследовать возможности интерпретации длиннопериодн: аномалий гравитационного поля в комплексе с геомеханическим мо, лированием для изучения процессов деформации континентальной ліг сферы.
Научная новизна
В настоящей работе рассмотрен комплекс проблем, связанны? интерпретацией длиннопериодных компонент аномального гравитаї онного поля, включая методические вопросы, проблему изучения и в деления аномалий, связанных с внелитосферными источниками, зада статистического районирования литосферы и вопросы использован информации, заключенной в аномальном поле, для изучения литосф* ной динамики. В частности:
-
Дан анализ погрешностей существующих методов спектра! но-статистического анализа и разработана методика периодограммнс анализа аномального гравитационного поля, учитывающая специфн решаемых задач.
-
Проведено исследование характера распределения внелич сферных (глубинных) источников аномального поля для континентаї ного и Тихоокеанского секторов Земли. С использованием метода неї кообразных аппроксимаций выделено поле внелитосферных источнико
-
Построена стохастическая модель источников поля в океанск литосфере, выявлена связь неоднородности литосферы с ее возрасте построена схема районирования акватории Мирового океана.
4. Изучено влияние реологии континентальной литосферы
процессы формирования предгорных прогибов и аномалии гравитаг
онного поля этих структур. Сделаны заключения относительно теплове
«жима литосферы на стадии континентальной коллизии и процессов, пределяющих формирование предгорных прогибов.
Практическая ценность
В работе разработаны методики: периодограммного анализа ано-іального гравитационного поля; статистического районирования лито-феры по дисперсиям аномалий гравитационного поля; изучения реоло-ии литосферы областей растяжения и сжатия на основе комплексного равитационно-механического моделирования. Эти методики могут ис-ользоваться при интерпретации планетарных и региональных аномалий равйтационного поля Земли.
Произведено разделение и построены новые карты литосферной и нелитосферной компонент аномального гравитационного поля, которые огут быть использованы как для изучения глубинного строения Земли, 1к и для исключения планетарных и региональных составляющих, при роведении локальных исследований.
Построена карта районирования акватории Мирового океана по гепени неоднородности литосферы, которая может применяться при «тоническом районировании акваторий.
Апробация работы
По теме диссертации в реферируемых изданиях опубликовано две ;чатных работы и одна работа находится в печати. Результаты работы япли в два научных отчета и опубликованы в тезисах шести научных (нференций. Промежуточные результаты докладывались на 25 (оронеж, ВГУ, 1996 г.), 26 (Москва, ОИФЗ РАН, 1997 г.) и 27 (Ухта, ИИ, 1998 г.) семинарах по вопросам теории и практики интерпретации авитационных, магнитных и электрических полей им. Д.Г.Успенского, і Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых и вциалистов 'Теофизика-97" (Санкт-Петербург, С-ПбГУ, 1997 г.), се-інаре лаборатории Гравиметрии ГАИШ МГУ (1997 г.), конференции » методологии прикладной геофизики (Москва, ОИФЗ РАН, 1997 г.) и ой Международной конференции по плитовой тектонике им. Л.П. Зо-ншайна (Москва, ИО РАН, 1998).
Благодарности
Автор выражает глубокую благодарность своему научному рук< водителю В.О. Михайлову и консультанту В.М. Гордину. Автор так» искренне признателен Л.В.Паниной (МГУ), С.Л.Юнге, М.К.Кабан; Е.И.Смольяниновой (ОИФЗ) и ПШвинтцеру (GFZ-Potsdam, Германия) за предоставленые материалы и Е.П. Тимошкиной (ОИФЗ) - за возмоя ность использовать программное обеспечение по моделированию пр< цессов в реологически расслоенной вязкой поверхностной оболочке Зек ли.
Работа выполнена при поддержке INTAS (грант 93-05-3884) РФФИ (грант 98-05-64621).
Объем и структура работы