Проверка адекватности представления скоростными моделями структуры земной коры пролива Брансфилда

Впервые публикуются совмещенные схемы батиметрии дна и аномалий поля силы тяжести в свободном воздухе пролива Брансфилда (Западная Антарктика), построенные авторами по данным международных набортных съемок. Проведено плотностное моделирование трех вариантов сейсмического разреза по профилю ГСЗ DSS-1...

Full description

Saved in:

Bibliographic Details
Published in:	Геология и полезные ископаемые Мирового океана
Date:	2018
Main Authors:	Козленко, Ю.В., Козленко, М.В.
Format:	Article
Language:	Russian
Published:	Відділення морської геології та осадочного рудоутворення НАН України 2018
Subjects:	Палеореконструкции
Online Access:	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/145200
Tags:	Add Tag No Tags, Be the first to tag this record!
Journal Title:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Cite this:	Проверка адекватности представления скоростными моделями структуры земной коры пролива Брансфилда / Ю.В. Козленко, М.В. Козленко // Геология и полезные ископаемые Мирового океана. — 2018. — № 1. — С. 83-96. — Бібліогр.: 11 назв. — рос.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

_version_	1859956892106752000
author	Козленко, Ю.В. Козленко, М.В.
author_facet	Козленко, Ю.В. Козленко, М.В.
citation_txt	Проверка адекватности представления скоростными моделями структуры земной коры пролива Брансфилда / Ю.В. Козленко, М.В. Козленко // Геология и полезные ископаемые Мирового океана. — 2018. — № 1. — С. 83-96. — Бібліогр.: 11 назв. — рос.
collection	DSpace DC
container_title	Геология и полезные ископаемые Мирового океана
description	Впервые публикуются совмещенные схемы батиметрии дна и аномалий поля силы тяжести в свободном воздухе пролива Брансфилда (Западная Антарктика), построенные авторами по данным международных набортных съемок. Проведено плотностное моделирование трех вариантов сейсмического разреза по профилю ГСЗ DSS-1 в проливе Брансфилда. Результаты расчетов показали, что при одинаково хорошем решении кинематической и динамической задачи всех видоизменений скоростной модели, наблюденное поле можно удовлетворительно подобрать только в одном случае. Вперше публікуються суміщені схеми батиметрії дна та аномалій поля сили тяжіння у вільному повітрі протоки Брансфілда (Західна Антарктика), побудовані авторами за даними міжнародних набортних зйомок. Проведено густинне моделювання трьох варіантів сейсмічного розрізу вздовж профілю ГСЗ DSSC1 в протоці Брансфілда. Результати розрахунків показали, що при однаково гарному рішенні кінематичної і динамічної задачі всіх видозмін швидкісної моделі, спостережене поле можна задовільно підібрати тільки в одному випадку. For the first time combined bottom bathymetry schemes and gravity field anomalies in the free air of the Bransfield Strait (Western Antarctica), constructed by the authors according to international online surveys, are published. Density modeling of three variants of the seismic section along the DSSC1 profile in the Bransfield Strait has been carried out. The results of calculations showed that for an equally good solution of the kinematic and dynamic problem of all modifications of the velocity model, the observed field can be satisfactorily selected only in one case.
first_indexed	2025-12-07T16:20:02Z
format	Article
fulltext	83ISSN 1999�7566. Геологія і корисні копалини Світового океану. 2018. № 1 Ю.В. Козленко, М.В. Козленко Институт геофизики им. С.И. Субботина НАН Украины, Киев, Украина ПРОВЕРКА АДЕКВАТНОСТИ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ СКОРОСТНЫМИ МОДЕЛЯМИ СТРУКТУРЫ ЗЕМНОЙ КОРЫ ПРОЛИВА БРАНСФИЛДА Впервые публикуются совмещенные схемы батиметрии дна и аномалий поля си� лы тяжести в свободном воздухе пролива Брансфилда (Западная Антарктика), построенные авторами по данным международных набортных съемок. Проведено плотностное моделирование трех вариантов сейсмического разре� за по профилю ГСЗ DSS�1 в проливе Брансфилда. Результаты расчетов показали, что при одинаково хорошем решении кинематической и динамической задачи всех видоизменений скоростной модели, наблюденное поле можно удовлетворительно подобрать только в одном случае. На основании проделанной работы сделан вывод о том, что при гравитацион� ном моделировании не следует слепо использовать результат только одного вол� нового расчета, необходимо привлекать другие данные по исследуемому региону и не бояться при необходимости изменять первоначальный разрез. Критерием пра� вильного отражения строения литосферы в плотностной модели должна слу� жить не ее максимальная приближенность к сейсмической, как полагают неко� торые исследователи, а геолого�тектоническая обоснованность полученной структуры при достаточно точном подборе наблюденного поля. Ключевые слова: пролив Брансфилда, скоростной разрез, плотностная модель, гра� витационное поле, рельеф дна. Введение Антарктика до сих пор является малоизученной с точки зрения геологии. В силу различных причин бурение скважин в этом реC гионе не проводится. Поэтому первичной информацией о строеC нии земной коры является глубинное сейсмическое зондироваC ние (ГСЗ). Однако получаемые скоростные разрезы являются одC ним из этапов в построении геологоCтектонической картины. ДоC полнительную информацию о петрологии недр и истории развиC тия района дает распределение плотностей в земной коре. Для Западной Антарктики польскими исследователями построен ряд скоростных разрезов по 20 профилям ГСЗ [7], котоC рые можно использовать для плотностного моделирования. ОдC нако возникает вопрос об адекватности представления сейсмиC © Ю.В. КОЗЛЕНКО, М.В. КОЗЛЕНКО, 2018 Палеореконструкції 84 ISSN 1999�7566. Геологія і корисні копалини Світового океану. 2018. № 1 Ю.В. Козленко, М.В. Козленко А Н ТА РКТИ ЧЕСКИЙполу ос тр ов пр ол ив Д РЕ Й КА м ор е С К О Ш А м ор е Б Е Л Л И Н С ГА У ЗЕ Н А м ор е У Э Д Д Е Л Л А ЮЖН АЯА МЕРИ КА Т И Х И Й ок еа н А Т Л А Н Т И Ч Е С К И Й ок еа н П Р ис . 1. С о в м е щ е н н ы е с х е м ы б а т и м е т р и и д н а и а н о м а л и й п о л я с и л ы т я ж е с т и в с в о б о д н о м в о зд у х е с п о л о ж е н и е м и н т е р п р е т и р у е C м о го п р о ф и л я : 1 — с у ш а ; 2 — г л у б и н ы д н а ; 3 — и зо л и н и и а н о м а л и й п о л я с и л ы т я ж е с т и в с в о б о д н о м в о зд у х е ; 4 — п р о ф и л ь Г С З D S S C1 ; 5 — г р а в и м е т р и ч е с к и й п р о ф и л ь И С « M a u ri c e E w in g » ; 6 — а н т а р к т и ч е с к и е с т а н ц и и 85ISSN 1999�7566. Геологія і корисні копалини Світового океану. 2018. № 1 Проверка адекватности представления скоростными моделями структуры земной коры ческими моделями структуры земной коры, поскольку интерпретация одних и тех же данных ГСЗ может дать различные результаты. В частности, в работе [8] по указанному региону для пяти профилей предложено 13 скоростных моделей. То есть одним автором по одному исходному материалу получено несколько разC личных вариантов строения литосферы. В данной работе предпринята попытка проверки, насколько равнозначные с точки зрения сейсмики разрезы одинакоC вы относительно распределения плотностей в коре и соответствия наблюденноC му гравитационному полю. Постановка задачи и параметризация Объектом исследований являлся профиль ГСЗ DSSC1, простираC ющийся поперек пролива Брансфилда от североCвосточной оконечности АнтаркC тического полуострова у станции Hope Bay (HB) до станции King Georgе на одноC именном острове из группы ЮжноCШетландских оCв. Положение профиля покаC зано на рис. 1, где представлены публикующиеся впервые совмещенные схемы батиметрии дна и аномалий поля силы тяжести в свободном воздухе, построенные авторами по данным международных набортных съемок (www.ngdc.noaa.gov). Этот профиль был выбран изCза своего расположения: воCпервых, он почти перC пендикулярен структурам пролива, что почти исключает погрешности влияния боковых неоднородностей. ВоCвторых, он практически совпадает с одним из галC сов гравиметрической и батиметрической съемки исследовательского судна (ИС) «Maurice Ewing». Достаточно малый шаг инструментальных корабельных измереC ний (в среднем 154 м) дает достаточно высокую точность представления о наблюC денном поле и рельефе дна вдоль сейсмического разреза. Пролив Брансфилда по особенностям батиметрии разделяется на две полоC сы: к Антарктическому полуострову примыкает мелководная (до 200 м) платC форма шириной порядка 30 км, к ЮжноCШетландским островам — трог шириC ной около 50 км с глубинами дна до 2000 м. Трог характеризуется средними знаC чениями аномалий гравитационного поля +20 мГал, а платформа — +50 мГал (см. рис. 1). Параметризация гравитационной модели осуществлялась следующим обраC зом. Значения скоростей переводились в плотности по формулам: для осадочных слоев — D = 1,3863 + 0,3554 · Vp — 0,0236 · Vp2 [11], для консолидированной коры континентального типа — D = 0,2158 · Vp +1,5575 [4]. Для блока повышенных скоростей под трогом применялась зависимость для океанических структур из работы [5, табл. 3], поскольку возникновение пролиC ва Брансфилда объясняется задуговой океанизацией коры вследствие субдукции плиты Феникс под ЮжноCШетландские острова [10]. Модель рассчитывалась с шагом 2,5 км по программе [2]. Методика моделирования описана в статье [1]. 86 ISSN 1999�7566. Геологія і корисні копалини Світового океану. 2018. № 1 Ю.В. Козленко, М.В. Козленко Результаты вычислений и их интерпретация Первичная плотностная модель (рис. 2) рассчитывалась по «фиC нальному» сейсмическому разрезу [8, рис. 31]. Поверхность дна в модели, отноC сительно разреза Т. Яника, была детализирована согласно данным съемки ИС «Maurice Ewing» для большей точности результатов расчетов, поскольку главC ным элементом, определяющим конфигурацию гравитационной аномалии на акватории, является поверхность дна, где происходит максимальный скачок плотности — на 1 г/см3 и более. Наблюденное поле силы тяжести по профилю в целом согласуется с батиметрией — минимальные значения отмечаются в предеC лах трога, а локальные аномалии в пределах платформы четко коррелируются с перепадами рельефа дна. Однако глубинной структуре скоростной модели поле соответствует не вполне. Так, максимальная аномалия в районе 90Cго км хорошо отражает выступ границ слоев в кристаллической коре. В то же время над мощC ным прогибом консолидированного фундамента севернее 70Cго км вместо закоC номерного понижения поля наблюдается его повышение. Кроме того, уменьшеC ние величины аномалии на 20 мГал между сотым и сто тридцатым километром не находит отображения ни в строении дна, ни в конфигурации границ коры. Результат расчетов первичной плотностной модели показал, что в троге Брансфилда модельные значения ниже наблюденных почти на 80 мГал. Это достаточно закономерно, учитывая наличие в этой части профиля по два килоC метра воды и осадков. Поскольку модель ограничена глубиной 19 км, такие низкие величины модельного )g вполне могут быть скомпенсированы при Рис. 2. Первичная плотностная модель по сейсмическому разрезу профиля ГСЗ DSSC1 [8, рис. 31]: 1 — границы слоев; 2 — осадочные и синрифтовые вулканические породы; 3 — предрифC товая верхняя кора; 4 — блок высоких скоростей, мафическая кора; 5 — скорости Vр, км/с; 6 — плотности, г/см3 87ISSN 1999�7566. Геологія і корисні копалини Світового океану. 2018. № 1 Проверка адекватности представления скоростными моделями структуры земной коры включении в разрез низов коры и верхов мантии. Согласно [9], поверхность Мохо в пределах пролива Брансфилда залегает на глубинах порядка 30—35 км. Такое высокое положение кровли мантии даст значительный положительный эффект. В пределах платформы модельная аномалия превышает наблюденное поле более чем на 50 мГал. Полученное превышение поля объяснить трудно, поскольку с увеличением глубинности модели уровень )gмодельного повысится и станет еще больше за счет мощного эффекта от более плотной верхней мантии. Возможно, такой неудовлетворительный результат связан с тем, что, согласно оцифровке сейсмического разреза, значения в модели задавались среднепласC товыми. В результате такой параметризации консолидированная кора в предеC лах платформы имеет одинаковую плотность как на глубине 5 км, так и на 20 км, что может приводить к искажению вычисленного )g, поскольку усреднение плотности приводит к нивелированию гравитирующего эффекта. Модель по профилю DSSC1, показанная в работе [8] на рис. 31 в качестве «финальной», представлена на рис. 24С той же статьи в более детальном виде — на большую глубину (25 км) и с изолиниями скоростей, что дало возможность Рис. 3. Плотностная модель и аномалии гравитационного поля по сейсмическому разрезу профиля ГСЗ DSSC1 [8, рис. 24С]: 1 — границы слоев; 2 — изолинии скорости Vр, км/с; 3 — границы плотностных тел внутри слоев; 4 — плотности, г/см3 88 ISSN 1999�7566. Геологія і корисні копалини Світового океану. 2018. № 1 Ю.В. Козленко, М.В. Козленко пересчитать модель с более дробным распределением плотности. В новом плотC ностном разрезе каждый пласт консолидированной коры был поделен на отC дельные блоки в соответствии с изменением скорости по глубине. Модель и реC зультат расчета показан на рис. 3. Как было указано выше, увеличение глубинC ности привело к уплотнению разреза. В итоге модельная аномалия возросла в пределах трога на 76 мГал, выйдя на значения, близкие наблюденному полю. В тоже время на платформе добавилось еще 59 мГал, что значительно ухудшило реC Рис. 4. Плотностные модели и аномалии гравитационного поля по сейсмическому разрезу профиля ГСЗ DSSC1 [8, рис. 24А, В]. Условные обозначения см. рис. 3 89ISSN 1999�7566. Геологія і корисні копалини Світового океану. 2018. № 1 Проверка адекватности представления скоростными моделями структуры земной коры зультат. Более того, уровень )gмодельного в этом блоке оказался достаточно близок к горизонтальному (без учета локальных аномалий), что не соответствует конC фигурации поля силы тяжести. Это подтверждает замечание о несоответствии скоростной модели наблюденному полю, сделанное ранее при его анализе. Полученный при детализации и углублении модели результат (соотношение )g модельного и наблюденного) нельзя считать удовлетворительным. Кроме тоC го, сам скоростной разрез вызывает недоумение. Общепринято, что трог БрансC филда образовался в результате рифтогенеза. В таких структурах максимальный прогиб поверхности фундамента приурочен к апикальной зоне мантийного диC апира. Однако в рассматриваемом разрезе наибольшие мощность осадочного чехла и прогибание «метаморфического» и «гранитного» слоев наблюдаются между вершинами двух высокоскоростных блоков, которые Т. Яник связывает с внедрением верхнемантийного материала в кристаллический фундамент (редуC цированием коры) трога Брансфилда. Также вызывает недоумение характер распределения слоя со скоростью 4,40 км/с. Если это дорифтовые образования, то почему они выклиниваются у берегов ЮжноCШетладских островов, а если синрифтовые, то откуда они взялись на платформе Брансфилда? На рис. 24 в работе [8] представлены еще две альтернативные модели (А и В). Поскольку все три разреза, согласно автору расчетов, дают одинаково хорошее решение кинематической и динамической задачи (синтетические сейсмограмC мы), на следующем этапе исследований варианты А и В были преобразованы в плотностные модели, и для них просчитан гравитационный эффект. Соответственные модели и полученные результаты показаны на рис. 4. НеC взирая на отличия в глубинном строении, расчетные кривые достаточно близки между собой. В пределах платформы уровень модельных аномалий соответствуC ет варианту С. Над трогом величины )gмодельных выше наблюденных примерно на 20 мГал. С одной стороны, это является негативным фактором для окончательC ного подбора, с другой — уменьшение разброса между максимальными и миниC мальными значениями — факт, несомненно, положительный. Наиболее наглядно различия результатов расчетов всех трех вариантов проC являются в виде разностных аномалий (рис. 5), статистические данные по котоC рым представлены в таблице. Лучшие показатели каждого из параметров выдеC лены жирным шрифтом. Как видно из таблицы, по величинам минимума, максимума и среднего арифметического более предпочтителен вариант С, тогда как по остальным поC Рис. 5. Разностные аномалии гравитационного поля моделей А — С 90 ISSN 1999�7566. Геологія і корисні копалини Світового океану. 2018. № 1 Ю.В. Козленко, М.В. Козленко казателям, наиболее информативным и часто используемым в статистике — ваC риант А. Модель В по всем статистическим параметрам уступает двум другим, поэтому не представляет интереса для дальнейших расчетов. Следует отметить, что эта модель и создавалась автором [8] в качестве переходной между С и А. Следующим этапом было построение плотностных моделей первого приблиC жения с добавлением нижних частей коры и верхов мантии с целью учета их гравиC тирующих эффектов. Нижняя граница разрезов установлена на 80 км, поскольку в рамках программы Польских Геодинамических Экспедиций структура пролива Брансфилда была прослежена именно до такой глубины [7]. Тем самым гравитациC онные модели максимально привязывались к результатам сейсмических интерпреC таций, полученных при выполнении указанного исследовательского проекта. Скоростное моделирование по профилю DSSC1 дает распределение скоросC ти только до 25 км [8], поэтому глубинное строение пришлось определять по другим данным. Прежде всего нужно было выяснить границы блока высоких скоростей (БВС). На рис. 24 указанной работы это тело простирается под ЮжноCШетландские острова. Однако, поскольку такое строение земной коры некорректно с геологиC ческой точки зрения, Т. Яник на финальной модели (рис. 31, [8]) протягивает к сеC веру верхнюю поверхность БВС только до бровки шельфа. Глубина залегания этой точки — 9,7 и 8,9 км в вариантах А и С соответственно. По подошве северная граC ница высокоскоростного тела приурочена к береговой линии соCгласно рис. 32 той же статьи. Мощность коры в этом месте составляет 34 км [9, рис. 5.2—5]. С точным определением южной границы БВС по подошве коры возникает проблема. В статье [8] она прослеживается до 105 и 101 км профиля (рис. 24, ваC рианты А и С соответственно). В связи с этим в плотностных моделях тело с реC дуцированной корой, соответствующее БВС, ограничивалось с юга вертикальC ной плоскостью на крайних отметках соответствующих сейсмических разрезов. Глубина залегания подошвы БВС со стороны Антарктического пCва (32,5 км) опC ределена по [9, рис. 5.2—5]. Согласно [9, рис. 5.2—5] поверхность мантии повышается от берегов проC лива Брансфилда к его центру. Максимально высокое положение кровли мантии (30 км по [8]) привязано к самому глубокому участку дна, согласно принципу изостазии. Еще одна точка подошвы коры задана на ПК 59, в месте пересечения профилей DSSC1 и DSSC20, где граница раздела кора/мантия располагается на глубине 31,5 км [8, рис. 31]. Статистические данные результатов расчетов вариантов плотностных моделей по профилю DSS/1 Параметры A B C Минимум Максимум Диапазон Среднее арифметическое Дисперсия Среднее отклонение Стандартное отклонение Коэффициент вариации 18,691 113,667 94,976 62,612 1139,501 30,708 33,756 0,539 15,626 113,155 97,529 61,057 1274,180 32,455 35,696 0,585 –6,423 111,289 117,712 51,519 1812,642 38,491 42,575 0,826 91ISSN 1999�7566. Геологія і корисні копалини Світового океану. 2018. № 1 Проверка адекватности представления скоростными моделями структуры земной коры Рис. 6. Глубинные плотностные модели и аномалии гравитационного поля исходные (серые линии) и итоговые (черные линии) вариантов А (сплошные) и С (прерывистые). Значения плотности в г/см3: курсив — исходные, жирные — итоговые 92 ISSN 1999�7566. Геологія і корисні копалини Світового океану. 2018. № 1 Ю.В. Козленко, М.В. Козленко Данных о мощности коры континентальных структур изучаемого региона нет. Единственным источником являются глубинные скоростные модели по профилю DSSC17, который расположен, также как и DSSC1, в средней части пролива Брансфилда, и к тому же начинается в той же точке Антарктического полуострова — у станции НВ. Согласно [8, рис. 27] у берегов Антарктиды кровC ля мантии залегает на 38 км. Поскольку в указанной работе модели не охватываC ют ЮжноCШетландские острова, поверхность Мохо под этой структурой опреC делена на глубине 37 км, согласно данным [7, рис. 5]. Построенные модели, а также результаты расчета (серые линии, сплошная и прерывистая для вариантов А и С соответственно) показаны на рис. 6. РазностC ная аномалия над трогом составляет порядка 60 мГал (А1) и 40 мГал (С1), а на южном краю превышает 180 мГал для обеих моделей. Совершенно очевидна пеC реуплотненность разреза, особенно значительно — в пределах платформы. Поскольку в этой части профиля совокупная толщина слоев с плотностями, соответствующими «метаморфическому» и «гранитному» типу, менее 3 км, осC новными гравитирующими элементами являются «предрифтовая кора» (по [8]) и верхняя мантия. Поэтому подобрать поле можно, либо углубив границу раздеC ла этих слоев, либо уменьшив значения плотности. Увеличивать мощность коры для снижения модельного поля с одной стороC ны позволяет разрез из работы [7, рис. 5], с другой — не дает возможности карта глубины Мохо из статьи [9, рис. 5.2—5]. В первой из этих работ кровля мантии на югоCвосточной оконечности Антарктического полуострова залегает на 42 км, во второй — на 34 км. Поэтому была рассмотрена возможность снижения плотC ности в «предрифтовой коре». Так как модельные плотности были получены путем пересчета скоростей, то завышенные значения D могут объясняться либо неверными величинами Vр, лиC бо неадекватной функцией приведения. Следует отметить, что формула пересчеC та D = f (Vр) получена в результате прямых лабораторных измерений образцов данного региона [4], ее можно считать вполне корректной. В то же время значеC ния скорости были получены путем расчетов при интерпретации первичных данных. Поэтому было принято решение выяснить, насколько значения скоросC тей в работе [8] надежны. Для этого были изучены скоростные характеристики земной коры данного района по другим источникам. Из работы [7] по профилю DSSC17 было взято распределение скоростей в коре в районе станции Hope Bay — там же, где начиC нается профиль DSSC1. Согласно статье [3], где проанализирована сейсмическая структура по всем профилям Польских Геодинамических Экспедиций, были опC ределены параметры осредненного скоростного разреза Антарктического полуC острова. Поскольку среди пород, слагающих Западную Антарктику и прилегаюC щую территорию, зафиксированы образования, известные как андийская интC рузивная свита, считается, что полуостров образовался вместе с Андами и, соотC ветственно, должен иметь сходное с ними строение. Поэтому был также расC смотрен скоростной разрез Анд по северному краю пролива Дрейка (Austral Andes) из [6]. Результаты сравнения данных 3 и 6—8 отражены на рис. 7. Из рисунка видC но, что скорости в [8] имеют максимальные значения. Так, изолиния Vp 7,0 км/с в этой статье зафиксирована на глубине 23,5 км (кривая 1), в [7] (кривая 2) — на 93ISSN 1999�7566. Геологія і корисні копалини Світового океану. 2018. № 1 31 км, в [3] (кривая 3) — на 27,5 км. В последней работе также существенно меньше и градиенты нарастания скоC рости с глубиной. По данным [6] велиC чины Vp в кристаллической коре (криC вая 4) также ниже, чем в 8 . Кроме того, в [7] и [3] совершенно иной характер распределения скоростей в фундаменC те: в этих работах под полуостровом выделяются три слоя со скоростям свыше 6 км/с, достаточно близкими по значениям, тогда как в [8] — вся «предC рифтовая кора» представлена единой толщей с градиентным возрастанием значений Vp. Таким образом, рис. 7 покаC зывает, что скорости в сейсмических разрезах, взятых за основу плотностных моделей первого приближения, слишком высоки и, соответственно, величины в гравитационных моделях неоправданно завышены. На следующем этапе исследований в «предрифтовой коре» обеих моделей значения плотности пошагово снижались на 0,01 г/см3. После уменьшения веC личин на 0,17 г/см3 получены разностные аномалии, показанные на рис. 6 черC ными линиями. Такое изменение плотностей значительно улучшило статистиC ческие параметры — если в первой итерации разброс значений gразностное составC лял 125 (А1) и 145 (С1) мГал, то в окончательной — 30 и 60 мГал соответственно. При этом кривая А2, без учета крайних участков (севернее ПК 32 и южнее ПК 125), представляет собой три субгоризонтальных площадки — в пределах трога, платформы и переходной области между ними. В то же время график С2 имеет форму синусоиды, где четко выделяются блоки трога с пониженными значениC ями gразностное и платформы с повышенными. Таким образом, модель А2 в дальC нейшем может быть подобрана с достаточной точностью путем относительно небольших изменений, тогда как для модели С2 потребуются значительные корC рективы, которые кардинально изменят исходную структуру коры. Минимум gразностное для С2 (—10 мГал) расположен на ПК 35, посредине сеC верной части блока высоких скоростей, максимум (более 50 мГал) — на ПК 92, над апикалью южной части. Чтобы подобрать гравитационное поле, нужно упC лотнять первый и разуплотнять второй участки. В результате значения выровC няются и разделение тела с редуцированной корой (ТРК) на части ликвидируетC ся. Кроме того, чтобы выбрать избыточную массу, вероятно, следует задать в закC рашенном на рис. 6С теле величину плотности, соответствующую коровой. Это автоматически приведет к понижению кровли ТРК в южном блоке и, таким обC разом, полученная в итоге модель С3 будет напоминать вариант А2. Следует отметить, что структура коры в модели А в целом отвечает представC лениям о строении рифтогенов — максимальное проседание фундамента отвеC чает прогибу дна с одной стороны и апикальной части мантийного диапира с Тектонолинеаменты и некоторые вопросы геотектоники Рис. 7. Скоростные характеристики земной коры АндийскоCАнтарктического пояса по: 1 — [8]; 2 — [7]; 3 — [3]; 4 — [6] 94 ISSN 1999�7566. Геологія і корисні копалини Світового океану. 2018. № 1 Ю.В. Козленко, М.В. Козленко другой. Кроме того в верхах кристаллической коры трога наблюдаются внедрения выплавок с повышенными значениями скорости/плотносC ти. В то же время вариант С непонятен с геолоC гической точки зрения — максимальный проC гиб фундамента расположен в стороне от трога и, к тому же, между двумя вершинами блока высоких скоростей. Таким образом, выбранная Т. Яником в качестве «финальной» модель не внушает доверия ни по значениям скоростей, ни по строению коры. В статье [8] не указано, на основании каких критериев автор из трех равнозначно подобранC ных моделей выбрал в качестве итоговой именно вариант С. По контексту можно предположить, что такое решение было обусловлено использоC ванием при расчетах указанного варианта дополC нительных данных по профилю DSSC20. Однако сравнение профилей DSSC1 и 20 в месте их переC сечения по рис. 31 названной работы дает сущеC ственное различие строения коры, что показано на рис. 8. Глубины залегания и мощности абсолютно всех слоев по этим профилям в данной точке различны, кроме того, отличаются и скорости на 0,1—0,3 км/с. В частности, поверхность блока высоких скоростей по модели DSSC1 находится на 3,5 км выше, чем на DSSC20. Такие достаточно крупные расхождения ставят под сомнение обоснованC ность выбора варианта С в качестве итоговой модели. Можно отметить, что глуC бина залегания кровли БВС на профиле DSSC20 ближе к модели DSSC1А, что явC ляется еще одним доводом в пользу именно этого варианта. Заключение Как видно из работы [8], по одним и тем же первичным данным съемок ГСЗ можно получить различные, иногда кардинально отличающиеся друг от друга скоростные модели земной коры по одному и тому же профилю. Таким образом, необходимо понимать, что сейсмические интерпретации по суC ти своей субъективны, не имеют единственности решения и поэтому не являютC ся «истиной в последней инстанции». Как показали проведенные исследования, из трех вариантов решения сейсC мической задачи автор в качестве итоговой модели выбрал худшую с точки зреC ния соответствия наблюденному гравитационному полю. Поскольку в литераC турных источниках обычно приводится только один вариант разреза, при гравиC тационном моделировании не следует слепо использовать результат только одного волнового расчета, необходимо привлекать другие данные по исследуемоC му региону и не бояться при необходимости изменять первоначальный разрез. Рис. 8. Скоростные структуры земной коры профилей DSSC1 и 20 в месте их пересечения по [8], рис. 31. ЗнаC чения Vр в км/с 95ISSN 1999�7566. Геологія і корисні копалини Світового океану. 2018. № 1 Проверка адекватности представления скоростными моделями структуры земной коры Следовательно, критерием правильного отражения строения литосферы в плотностной модели должна служить не ее максимальная приближенность к сейсмической, как полагают некоторые исследователи, а геологоCтектоническая обоснованность полученной стуктуры при достаточно точном подборе наблюC денного поля. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Козленко Ю.В., Козленко М.В. Применение плотностного моделирования для решения вопроса о природе пролива Брансфилд. Геофиз. журнал. 2011. 33, №. 4. С. 142—152. 2. Корчагiн І.М., Михайлюк С.Ф. Козленко Ю.В. Програмний комплекс обробки та інтерCпC ретації гравіметричних і магнітометричних даних і аномалій геоїду. Бюлетень УАЦ. 1997. Вип.1. С. 245—250. 3. Корчин В.А., Буртный П.А., Карнаухова Е.Е. Температурное и петрофизическое моделиC рование глубинных горизонтов земной коры района Антарктического полуострова. Укр. Антаркт. журнал. 2014. № 13. С. 31 — 47. 4. Корчин В.О., Буртний П.О., Карнаухова О.Є., Нех О.С. Регіональні діагностичні петC рофізичні особливості порід Антарктичного півострова (район станції Академік ВернадсьC кий). Укр. Антаркт. Журнал. 2010. № 9. C. 23 — 31. 5. Русаков О.М. Гравитационная модель тектоносферы Индийского океана. Киев: Наукова думка, 1991. 228 с. 6. Chulick G. S., Detweiler Sh., Mooney W. D. Seismic structure of the crust and uppermost mantle of South America and surrounding oceanic basins. Journal of South American Earth Sciences. 2013. 42. P. 260—276. 7. Guterch A., Grad M., Janik T., Sroda P. Polish Geodynamic Expeditions — seismic structure of West Antarctica. Polish polar research. 1998. 19, № 1—2. Р. 113—123. 8. Janik T. Seismic crustal structure of the Bransfield Strait, West Antarctica. Polish polar research. 1997. 18, № 3—4. Р. 171—225. 9. Janik T., Sroda P., Grad M., Guterch A. Мoho depth along the Antarctic peninsula and crustal strucnure across landward projection of the Hero fracture zone. In: Antarctica: contribution to global Earth sciences. Ed. by D.K. Futterer, D. Damaske, H. Miller, F. Nessensohn. Berlin: SpringerCVerlag. 2006. Р. 229—236. 10. Okon J., Gizejewski J., Janik T. New geological interpretation of multiCchannel seismic profiles from the Pacific Margin of the Antarctic Peninsula. Polish polar research. 2016. 37, № 2. Р. 243— 268. 11. Starostenko V. I., Rusakov O. M., Pashkevich I. K., Kutas R. I., Makarenko I. B., Legostaeva O. V., Lebed T. V., Savchenko A. S. Heterogeneous structure of the lithosphere in the Black Sea from a multidisciplinary analysis of geophysical fields. Геофиз. журнал. 2015. 37, № 2. C. 3 — 28. Статья поступила 22.12.2017 Ю.В. Козленко, М.В. Козленко ПЕРЕВІРКА АДЕКВАТНОСТІ ПОДАННЯ ШВИДКІСНИМИ МОДЕЛЯМИ БУДОВИ ЗЕМНОЇ КОРИ ПРОТОКИ БРАНСФІЛДА Вперше публікуються суміщені схеми батиметрії дна та аномалій поля сили тяжіння у вільноC му повітрі протоки Брансфілда (Західна Антарктика), побудовані авторами за даними міжнаC родних набортних зйомок. Проведено густинне моделювання трьох варіантів сейсмічного розрізу вздовж профілю ГСЗ DSSC1 в протоці Брансфілда. Результати розрахунків показали, що при однаково гарному рішенні кінематичної і динамічної задачі всіх видозмін швидкісної моделі, спостережене поC ле можна задовільно підібрати тільки в одному випадку. На підставі виконаної роботи зроблено висновок про те, що при гравітаційному моделюC ванні не слід сліпо використовувати результат тільки одного хвильового розрахунку, необхідно 96 ISSN 1999�7566. Геологія і корисні копалини Світового океану. 2018. № 1 Ю.В. Козленко, М.В. Козленко залучати інші дані по досліджуваному регіону і не боятися при необхідності змінювати початC ковий розріз. Критерієм правильного відображення будови літосфери в густинній моделі поC винна служити не її максимальна наближеність до сейсмічної, як вважають деякі дослідники, а геологоCтектонічна обгрунтованість отриманої стуктури при досить точному підборі спостеC реженого поля. Ключові слова: протока Брансфілда, швидкісний розріз, густинна модель, гравітаційне поле, рельєф дна. Yu. Kozlenko, M. Kozlenko REPRESENTATION VALIDITY CHECK BY VELOCITY MODELS OF BRANSFIELD STRAIT EARTH'S CRUST STRUCTURE For the first time combined bottom bathymetry schemes and gravity field anomalies in the free air of the Bransfield Strait (Western Antarctica), constructed by the authors according to international onC line surveys, are published. Density modeling of three variants of the seismic section along the DSSC1 profile in the Bransfield Strait has been carried out. The results of calculations showed that for an equally good soluC tion of the kinematic and dynamic problem of all modifications of the velocity model, the observed field can be satisfactorily selected only in one case. On the basis of the work done, it was concluded that when gravitational modeling should not blindly use the result of only one wave calculation, it is necessary to involve other data for the region under investigation and not be afraid, if necessary, to change the initial cut. The criterion for the corC rect reflection of the structure of the lithosphere in the density model should not be its maximum approximation to seismic, as some researchers believe, but the geologicalCtectonic validity of the resulting structure for a sufficiently accurate selection of the observed field. Keywords: Bransfield Strait, velocity section, density model, gravity field, bottom relief.
id	nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-145200
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
issn	1999-7566
language	Russian
last_indexed	2025-12-07T16:20:02Z
publishDate	2018
publisher	Відділення морської геології та осадочного рудоутворення НАН України
record_format	dspace
spelling	Козленко, Ю.В. Козленко, М.В. 2019-01-18T19:57:35Z 2019-01-18T19:57:35Z 2018 Проверка адекватности представления скоростными моделями структуры земной коры пролива Брансфилда / Ю.В. Козленко, М.В. Козленко // Геология и полезные ископаемые Мирового океана. — 2018. — № 1. — С. 83-96. — Бібліогр.: 11 назв. — рос. 1999-7566 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/145200 Впервые публикуются совмещенные схемы батиметрии дна и аномалий поля силы тяжести в свободном воздухе пролива Брансфилда (Западная Антарктика), построенные авторами по данным международных набортных съемок. Проведено плотностное моделирование трех вариантов сейсмического разреза по профилю ГСЗ DSS-1 в проливе Брансфилда. Результаты расчетов показали, что при одинаково хорошем решении кинематической и динамической задачи всех видоизменений скоростной модели, наблюденное поле можно удовлетворительно подобрать только в одном случае. Вперше публікуються суміщені схеми батиметрії дна та аномалій поля сили тяжіння у вільному повітрі протоки Брансфілда (Західна Антарктика), побудовані авторами за даними міжнародних набортних зйомок. Проведено густинне моделювання трьох варіантів сейсмічного розрізу вздовж профілю ГСЗ DSSC1 в протоці Брансфілда. Результати розрахунків показали, що при однаково гарному рішенні кінематичної і динамічної задачі всіх видозмін швидкісної моделі, спостережене поле можна задовільно підібрати тільки в одному випадку. For the first time combined bottom bathymetry schemes and gravity field anomalies in the free air of the Bransfield Strait (Western Antarctica), constructed by the authors according to international online surveys, are published. Density modeling of three variants of the seismic section along the DSSC1 profile in the Bransfield Strait has been carried out. The results of calculations showed that for an equally good solution of the kinematic and dynamic problem of all modifications of the velocity model, the observed field can be satisfactorily selected only in one case. ru Відділення морської геології та осадочного рудоутворення НАН України Геология и полезные ископаемые Мирового океана Палеореконструкции Проверка адекватности представления скоростными моделями структуры земной коры пролива Брансфилда Перевірка адекватності подання швидкісними моделями структури земної кори протоки Брансфілда Representation validity check by velocity models of Bransfield strait earth’s crust structure Article published earlier
spellingShingle	Проверка адекватности представления скоростными моделями структуры земной коры пролива Брансфилда Козленко, Ю.В. Козленко, М.В. Палеореконструкции
title	Проверка адекватности представления скоростными моделями структуры земной коры пролива Брансфилда
title_alt	Перевірка адекватності подання швидкісними моделями структури земної кори протоки Брансфілда Representation validity check by velocity models of Bransfield strait earth’s crust structure
title_full	Проверка адекватности представления скоростными моделями структуры земной коры пролива Брансфилда
title_fullStr	Проверка адекватности представления скоростными моделями структуры земной коры пролива Брансфилда
title_full_unstemmed	Проверка адекватности представления скоростными моделями структуры земной коры пролива Брансфилда
title_short	Проверка адекватности представления скоростными моделями структуры земной коры пролива Брансфилда
title_sort	проверка адекватности представления скоростными моделями структуры земной коры пролива брансфилда
topic	Палеореконструкции
topic_facet	Палеореконструкции
url	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/145200
work_keys_str_mv	AT kozlenkoûv proverkaadekvatnostipredstavleniâskorostnymimodelâmistrukturyzemnoikoryprolivabransfilda AT kozlenkomv proverkaadekvatnostipredstavleniâskorostnymimodelâmistrukturyzemnoikoryprolivabransfilda AT kozlenkoûv perevírkaadekvatnostípodannâšvidkísnimimodelâmistrukturizemnoíkoriprotokibransfílda AT kozlenkomv perevírkaadekvatnostípodannâšvidkísnimimodelâmistrukturizemnoíkoriprotokibransfílda AT kozlenkoûv representationvaliditycheckbyvelocitymodelsofbransfieldstraitearthscruststructure AT kozlenkomv representationvaliditycheckbyvelocitymodelsofbransfieldstraitearthscruststructure

Проверка адекватности представления скоростными моделями структуры земной коры пролива Брансфилда

Institution

Similar Items