Главная
Новости
Строительство
Ремонт
Дизайн и интерьер




18.10.2017





Яндекс.Метрика
         » » О некоторых дальнейших задачах геолого-геофизических исследований

О некоторых дальнейших задачах геолого-геофизических исследований

16.11.2017

Проведенное рассмотрение геофизических данных о строении земной коры и некоторых попыток их геолого-петрографической интерпретации позволяет высоко оценивать достижения геофизики в области выявления различий физического состояния вещества земной коры в разных ее участках. В то же время совершенно нельзя соглашаться с попытками во всех случаях отождествлять указанные различия физического состояния вещества земной коры с петрографическим составом слагающих земную кору горных пород. Точно так же надо считать преждевременными и бизирующиеся на таком отождествлении попытки воссоздания геологических и петрологических процессов со времени образования земной коры до современного нам периода.

Имея в виду, что Гутенберг и многие другие видные геофизики не склонны отождествлять отдельные «слои» земной коры, характеризующиеся различиями скоростей прохождения в них упругих волн, с различиями петрографического состава этих «слоев», следует надеяться, что условные названия «гранитный», «базальтовый» и «перидотитовый» слои перестанут и геологами пониматься в буквальном смысле.

Основной источник неправильностей в петрографической интерпретации геофизических данных заключается в том, что, во-первых, геофизические и геолого-петрографические исследования часто проводятся в отрыве друг от друга, и, во-вторых, в том, что для надлежащей интерпретации еще не создана экспериментально проверенная основа изменений комплекса физических свойств разных горных пород в условиях высоких давлений и повышенных температур, свойственных глубоким слоям коры. Особенно малоизученными являются такие свойства горных пород, как скорости прохождения продольных упругих волн, прочность, сопротивление разрыву, текучесть, переход в иное фазовое состояние и т. д.

Изучение глубинного строения земной коры и законов ее развития, в том числе и периодичности геологических процессов,— комплексная задача, которая может быть решена только совместными усилиями геологов, петрологов и геофизиков при одновременном проведении большой программы экспериментальных исследований и проходке специальных опорных буровых скважин максимальной глубины в соответственно выбранных для изучения районах.

Разрабатываемый американскими учеными проект разбуривания дна океана в глубоководной его части с целью достижения поверхности раздела Мохоровичича и углубления в «мантию» Земли ультрасиматического состава — безусловно сложная и грандиозная задача, особенно в части ее технического осуществления.

Достижение цели, намеченной проектом «мохо», — проходка в глубоководной части океана скважины в 10 км — несомненно, позволит осветить некоторые весьма важные, но и спорные, с точки зрения геолога, проблемы, такие, например, как первозданность океанов, геолого-петрографические причины появления поверхностей раздела в петрографически отдельном слое земной коры в зависимости от изменения физических свойств, и многие другие проблемы современной геологии, океанологии, геофизики и, может быть, астрономии.

Ho проблема глубинного строения земной коры имеет и много других, более конкретных аспектов и задач, весьма актуальных для современной геологии.

Особенно важным представляется продвинуть наши знания на значительные глубины земной коры для выяснения закономерностей зарождения и развития магматических процессов в земной коре в тесной увязке с тектоническими и рудогенерирующими процессами. Поэтому одной из важнейших научных проблем геологии сегодняшнего дня надо считать комплексную проблему «Магматизм и глубинное строение земной коры», одобренную Всесоюзным петрографическим совещанием 1958 г.

Основными направлениями разработки этой проблемы ориентировочно можно считать.

1. Вопросы генезиса магмы, ее зарождение в различных глубинных геосферах, ее физическая природа с точки зрения современных представлений о строении вещества, ее способность к перемещению в различных условиях. Задача решается комплексно — сравнительно-петрологическим, вулканологическим и геофизическим методами, а также экспериментально. Существенным является при этом геологическое изучение магматических циклов и их соотношений с тектоникой различных регионов, а также привлечение данных абсолютного возраста как критерия для суждения о закономерностях возникновения и изменения магм в недрах Земли.

Необходимы специальные, особенно геофизические, исследования и наблюдения над извержениями современных вулканов, создающие основу для суждения об условиях возникновения расплавов и особенностях их изменений.

Чрезвычайно важно изучение распределения радиоактивных элементов в изверженных породах как возможного фактора влияния процессов радиоактивного распада на возникновение магматических расплавов.

2. Вопросы тектоно-магматизма: выяснение закономерностей хода магматических процессов в тектонически различных зонах земной коры — складчатых и платформенных. Соотношения вулканических и плутонических процессов и связь их с разными типами движения. Сравнительное изучение: а) магматических комплексов складчатых зон, б) магматических комплексов платформенных областей. Размещение в геологических структурах гранитоидных и основных, с ультраосновными, формаций, зондирование их протяженности на глубину с помощью геофизических методов.

3. Особенности хода магматических процессов в зависимости от конкретной обстановки в период формирования данного магматического тела. Механизм внедрения магматических масс в верхние структурные этажи.

Генетическая связь вулканических и плутонических процессов: роль субвулканических процессов в генезисе и локализации магматогенного оруденения на примере формаций Кавказа, Приморья, Прибайкалья, Карпат.

4. Специфика контактно-метасоматических процессов в связи с различными формами проявления магматизма. Влияние глубины застывания, формы тела, состава магмы и других факторов на интенсивность и состав контактного минералообразования на примере различных формаций. Выявление геофизическими методами формы магматических тел и глубины их залегания.

Роль метасоматических процессов (в широком смысле) для петрогенезиса. Оценка значения процессов гранитизации, базификации и других на примере наиболее показательных в этом отношении районов с использованием метода «геохимических трасеров» и кристаллооптических методов.

Для осуществления совместных с геофизиками исследований необходимо прежде всего определить район с выявленным геолого-петрографическим строением. Таким районом может быть, например, Кавказ. Здесь совместные исследования петрологов, тектонистов, геофизиков, применяющих методику сейсмического зондирования, а также методы гравитационный и магнитометрический в сочетании с проходкой глубоких буровых скважин и экспериментальными исследованиями физических свойств конкретных пород в различных условиях давления, водонасыщения и температуры, могут дать существенные результаты по многим проблемным вопросам современной петрологии и геологии, так как разные структурные зоны Кавказа отличаются спецификой слагающих их формаций.

В частности:

а). В одних зонах выходят батолитические массы древних герцинских гранитоидов, с сохранением в кровле неполно переработанного субстрата из пород каледонских сооружений.

б). В других — выступают ассоциации кристаллических пород типа срединных массивов каледонид (основные и гранитные формации), окаймленные кристаллическими формациями герцинид.

в). В третьих — известно наличие тех же формаций кристаллических пород, но перекрытых покровом осадочного мезокайнозоя или мощными покровами лав различного состава.

г). Имеются зоны депрессий, сложенные на значительную глубину осадочными породами. Здесь существенно определить глубину залегания их кристаллического фундамента.

д). Встречаются молодые мезокайнозойские, не претерпевшие наложенных процессов интрузивные образования, например Тырныаузская интрузия гранитов вскрыта естественным рельефом и бурением на глубину свыше 1,5 км (площадь ее всего 10 км2). Зондирование геофизическими методами на глубине такой «трубы» из магматических пород — гранитов, плотность которых примерно на 2—3% увеличивается на указанном отрезке по вертикали, представило бы немалый общегеологический интерес. То же примерно можно сказать об экструзивных массивах пятигорских лакколитов, вскрытых бурением на глубину порядка 1 км (без особого изменения их петрографического облика). С перечисленными магматическими телами связаны ценные рудные месторождения. Проводимые исследования помогут выявить закономерности их образования и размещения. Эти объекты целесообразно изучить с помощью применения глубинного бурения — порядка 10 км.

е). Чрезвычайно важным и требующим применения геофизических исследований является структурное изучение и прослеживание на глубину прорывов магматогенного материала в толщах разной компетентности. Имеются факты, указывающие на образование «интрузий» и экструзий туфов в слабокомпетентных толщах типа глин Майкопа или лейаса, сопряженное с образованием игнимбритов, и образование интрузий полнокристаллических пород в условиях жесткого субстрата.

ж). Возможно изучение вулканических образований типа эксплозивных брекчий и их механизма внедрения (трубок взрыва). Важно выяснить глубины залегания собственно магматических пород под такими брекчиями. Для таких конкретных задач тоже целесообразна постановка глубинного бурения.

Работы геологов и геофизиков необходимо сочетать:

а) с кристаллооптическими и рентгеноструктурными исследованиями породообразующих минералов разновозрастных формаций;

б) с геохимическим изучением специфики разновозрастных магматических формаций;

в) с изучением силикатных систем с летучими в условиях высоких температур и давлений;

г) с исследованиями физических параметров типичных горных пород Кавказа или другого принятого для изучения района (в соответствии с геофизическими профилями) — их упругих свойств, прочности, проницаемости, пористости при различных давлениях и температурах.

В частности, чрезвычайно важно продолжить и расширить исследования скоростей продольных упругих волн в различных породах при разных давлениях, в том числе и при водонасыщении, подобные тем, которые проводились В.Б. Соллогубом, А.Я. Галушко и другими в Институте геологических наук Академии наук Украины, Лотоном и Гамильтоном для глубоководных осадков, Ю.В. Ризниченко, Хьюзом для массивных пород различного состава.

Необходимо продолжить важные работы и расширить комплекс изучаемых физических свойств горных пород, проводимые в Лаборатории физических свойств горных пород ИГЕМ.

Для конкретных геологических целей важным является повышение разрешающей способности геофизических методов. В этом отношении интересны исследования И.С. Берзон по методу высокочастотной сейсмики. Доказывается, что при регистрации высокочастотных волн возможно выделение большого числа отражающих и преломляющих границ.

Совершенно естественно, что наряду с исследованиями Кавказа, как территории геологически более или менее хорошо изученной, обязательна постановка широких комплексных геолого-геофизических работ с применением глубинного бурения на Камчатке или Курильских островах, как областей современных активных геологических процессов.

Для успешной реализации проблемы совершенно необходимо участие в проведении работ по ней промышленности, а также крупных научных коллективов из республиканских академий, филиалов и вузов. Степень участия в работе отдельных коллективов будет зависеть от выбранного объекта (территории) и детально разработанной программы исследований.