Применение сейсмических методов

Глубинные исследования земной коры

С их помощью изучают внутреннюю структуру земной коры и прилегающую часть верхней мантии до глубин порядка 100 км. Глубинные исследования решают следующие задачи:

• — разграничение областей коры с существенно различным внутренним строением, разделенных глубинными разломами;
• — изучение взаимосвязи структур низов земной коры, кристаллического фундамента и осадочного покрова;
• — выявление закономерностей размещения рудоперспективных и нефтегазоперспективных площадей в связи с региональной структурой земной коры;
• — исследование строения подкоровой части верхней мантии и ее связи со структурами земной коры.

В ГСЗ (глубинном сейсмическом зондировании) регистрируют преломленные и закритически отраженные волны по системам непрерывного и пунктирного профилирования или точечных зондирований. Дистанции наблюдений составляют от 50−100 до 300−500 км и более. Для возбуждения колебаний используют мощные взрывные источники с массой зарядов, достигающей 2−3 тонн. В ГСЗ выполняют низкочастотную регистрацию в диапазоне 3−15 Гц, меняя высокочувствительную аппаратуру различной канальности.

По наблюдениям ГСЗ строят наиболее устойчивые преломляющие границы в земной коре и определяют соответствующие граничные скорости. Прослеживают поверхность кристаллического фундамента (V = 6 км/с), границу Конрада — условную внутрикоровую границу (V = 7 к, и/с), границу Мохоровичича (Мохо) — подошву земной коры (V= 8 км/с).

Последняя на континентах располагается на глубинах 30−75 км, максимально погружаясь под наиболее высокими горными хребтами. Удается наблюдать также менее устойчивые внутрикоровые границы и спорадические границы в верхней мантии. Океаническая земная кора имеет мощность до 10 км и в целом является более высокоскоростной. Геологическая природа глубинных сейсмических границ в земной коре и верхней мантии пока достоверно не известна.

В ГСЗ, как правило, не удается выполнять непрерывную фазовую корреляцию волн на большие расстояния. Поэтому реализуют групповую корреляцию, при которой волны отождествляют по совокупности их кинематических и динамических особенностей. Средняя погрешность построения границы Мохо оценивается величиной около 1−2 км.

На рис. 3 изображен сейсмический разрез земной коры по широтному профилю ГСЗ в Сибири протяженностью 1500 км.