Густина магматичних та ультраметаморфічних порід Українського щита в модельних глибинних умовах земної кори (експериментальні дані)
DOI:
https://doi.org/10.24028/gzh.0203-3100.v42i5.2020.215078Ключові слова:
густина порід, термодинамічне розущільнення, тиск, температура, «швидкість—густина», петрофізичне термобаричне моделюванняАнотація
Аналіз матеріалів геофізичних досліджень із залученням даних щодо фізичних властивостей гірських порід на різних глибинах сприяє обґрунтованішому розумінню будови горизонтів земної кори, недоступних бурінню. У цьому аспекті успішним є запропонований нами метод петрофізичного термобаричного моделювання (ПТБМ). В основі його побудов лежить зіставлення (з урахуванням поверхневої геології) експериментальних даних щодо зміни фізичних параметрів гірських порід (зокрема швидкості поширення пружних поздовжніх хвиль, Vp=f (Н), і густини (ρ=f(Н)) в РТ-умовах, які відповідають термобаричним глибинним режимам земної кори досліджуваних регіонів, з матеріалами ГСЗ і гравіметрії. Як продовження вивчення пружногустинних характеристик гірських порід і мінералів за високих тиску і температури наведено результати експериментальних досліджень зміни густини магматичних і ультраметаморфічних порід. Вони поширені практично повсюдно в межах Українського щита, найчастіше — у вигляді великих блоків і масивів потужністю до декількох десятків кілометрів. Нашими багаторічними дослідженнями переконливо показано, що в умовах великих глибин на залежності Vp і ρ істотно впливає температура. Згідно з експериментами, ці параметри змінюються за нелінійними законами з проявом на їх залежностях з глибиною максимумів і мінімумів. За програмних одночасних впливів на мінеральну речовину тиску і температури, що відповідають інтервалу глибин земної кори 5—20 км, виявлено зони інверсії швидкості поширення пружних хвиль у породах і їх густини, подібно до виявлених методами ГСЗ у земній корі зон низьких швидкостей (ЗНС), які супроводжуються розущільненням порід. Як і зони низьких сейсмічних швидкостей, горизонти зниженої густини (за експериментальними даними) чутливі до температурних режимів земної кори. З підвищенням глибинного теплового потоку знижується густина порід, активізується здатність порід до розущільнення, підвищуються їх проникність і гігроскопічність, що може активізувати процес переміщення флюїдів, їх локалізацію. Подібні корові аномалії необхідно враховувати при уточненні залежності Vp=f (ρ) на різних глибинах (найважливіше співвідношення при сейсмогравітаційному моделюванні і ПТБМ). У більшості випадків цей зв’язок для всіх різновидів порід на певних глибинах далекий від лінійного, як часто його уявляють. Насамперед це можна пояснити складними залежностями пружних і густинних характеристик гірських порід з глибиною. Матеріали експериментального вивчення пружногустинних характеристик магматичних і ультраметаморфічних порід Українського щита в модельних глибинних умовах земної кори широко використовують для петрофізичного термобаричного моделювання конкретних ділянок глибинних горизонтів земної кори в різних регіонах планети.Посилання
Burtnyy, P.A., Korchin, V.A., & Karnaukhova, E.E. (2013). Modeling of the material composition of deep horizons of the earth’s crust (new concept of interpretation of geophysical data). Saarbrücken: LAPLambert Akademic Publishing, 188 p. (in Russian).
Starostenko, V.I., & Gintov, O.B. (Eds.). (2013). The Kirovograd ore area. Deep structure. Tectonophysical analysis. Ore deposits. Kiev: Galaktika, 500 p. (in Russian).
Korchin, V.A. (2015). Low velocity zones of thermobaric origin in the crystalline crust. Geofizicheskiy zhurnal, 37(5), 46—65. https://doi.org/10.24028/gzh.0203-3100.v37i5.2015.111145 (in Russian).
Korchin, V.A. (2013a). Crustal zones of low velocities are promising horizons for localization of deep hydrocarbons. Glubinnaya neft, 1(8), 1099—1116 (in Russian).
Korchin, V.A. (2011). Petrophysical features of low seismic velocity zones in the earth's crust and their thermobaric instability: Proc. of the XVII All-Russian conference with international participation: «Problems of seismotectonics», Moscow, September 20—22, 2011 (pp. 273—277) (in Russian).
Korchin, V.A. (2007). Structural features of the mineral environment in the PT-conditions of various depths of the earth's crust. Geofizicheskiy zhurnal, 29(3), 49—77 (in Russian).
Korchin, V.A. (2014). Thermobaric modeling of anomalies of increased porosity in rocks of the earth's crust — horizons of possible migration and localization of deep hydrocarbons. Electronic magazine «Deep Oil», 2(9), 1434—1448 (in Russian).
Korchin, V.A. (2013b). Thermodynamics of crustal zones of low seismic velocities (new scientific hypothesis). Saarbrücken: LAP Lambert Academic Publishing, 280 p. (in Russian).
Korchin, V.A. (2012). Elastic-density thermobaric stratification of the lithosphere, crustal zones of low seismic velocities: Proc. of the III tectonophysical conference at the IPE RAS «Tectonophysics and topical issues of Earth sciences», Moscow, October 8—12, 2012 (Vol. 2, pp. 390—393) (in Russian).
Korchin, V.A., & Burtnyy, P.A. (2011). Thermobaric petrophysical modeling of the lithosphere of the parts of the earth’s crustal of the Ukrainian Shield with zones of low seismic velocities. Geofizicheskiy zhurnal, 33(6), 82—95. https://doi.org/10.24028/gzh.0203-3100.v33i6.2011.116795 (in Russian).
Korchin, V.A., Burtnyy, P.A., & Karnaukhova, E.E. (2007). Rocks of the Granulite Complex: Their Elastic Parameters and Prediction of Distribution in the Earth's Crust of the Ukrainian Shield. Geofizicheskiy zhurnal, 29(3), 99—109 (in Russian).
Korchin, V.A., Burtnyy, P.A., & Karnaukhova, E.E. (2011). Petrophysical modeling of areas of the earth's crust with zones of low seismic velocities: Proc. of the X international conference "Geoinformatics: theoretical and applied aspects”, Kiev (P056, CD ROM) (in Russian).
Korchin, V.A., Burtnyy, P.A., & Karnaukhova, E.E. (2018). Decompaction of metamorphic rocks under thermodynamic conditions of the earth’s crust (experimental data). Geofizicheskiy zhurnal, 40(4), 107—132. https://doi.org/10.24028/gzh.0203-3100.v40i4.2018.140612 (in Russian).
Korchin, V.A., Burtnyy, P.A., & Kobolev, V.P. (2013). Thermobaric petrophysical modeling in geophysics. Kiev: Naukova Dumka, 312 p. (in Russian).
Kutas, R.I. (1978). Heat flow field and theoretical model of the earth’s crust. Kiev: Naukova Dumka, 140 p. (in Russian).
Lebedev, T.S., Korchin, V.A., & Burtnyy, P.A. (1989). Geophysical applications of the results of RT-study of the elastic characteristics of rocks. In Properties and state of mineral matter in the bowels of the Earth (pp. 56—72). Moscow: Nauka, (in Russian).
Lebedev, T.S., Korchin, V.A., Savenko, B.Ya., Shapoval, V.I., & Shepel, S.I. (1986). Physical properties of mineral matter under thermobaric conditions of the lithosphere. Kiev: Naukova Dumka, 198 p. (in Russian).
Raider, E. (1987). Fluid inclusions in minerals. Moscow: Mir, 632 p. (in Russian).
Shcherbakov, I.B. (2005). Petrology of the Ukrainian Shield. Lvov: Publishing house ZUKTs, 364 p. (in Russian).
Korchin, V. (2017). Anomalies of low density in the crystalline crust of thermobaric origin: a new insight into migration and localization of hydrocarbons. In Oil and Gas Exploration: Methods and Application (pp. 237—257). American Geophysical Union, Wiley.
Korchin, V.А., & Karnaukhova, E.E. (2007). Effect of mineral content of granitoids of the Ukrainian shield on the change of their elastic parameters in different thermobaric conditions of the lithosphere (by experimental data). XXIV IUGG General Assembly «Earth: our changing planet», July 2nd—13th, 2007. Perugia, Italy, JSS001.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2020 Геофізичний журнал
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
1. Автори зберігають за собою авторські права на роботу і передають журналу право першої публікації разом з роботою, одночасно ліцензуючи її на умовах Creative Commons Attribution License, яка дозволяє іншим поширювати дану роботу з обов'язковим зазначенням авторства даної роботи і посиланням на оригінальну публікацію в цьому журналі .
2. Автори зберігають право укладати окремі, додаткові контрактні угоди на не ексклюзивне поширення версії роботи, опублікованої цим журналом (наприклад, розмістити її в університетському сховищі або опублікувати її в книзі), з посиланням на оригінальну публікацію в цьому журналі.
3. Авторам дозволяється розміщувати їх роботу в мережі Інтернет (наприклад, в університетському сховище або на їх персональному веб-сайті) до і під час процесу розгляду її даними журналом, так як це може привести до продуктивної обговоренню, а також до більшої кількості посилань на дану опубліковану роботу (Дивись The Effect of Open Access).
