Автор: Антипов Артем Александрович
Название работы: Строение тектоносферы Зондской зоны субдукции на основе геофизических данных
|
Присвоенная ученая степень: кандидат геолого-минералогических наук
Специальность: 25.00.10 - Геофизика, геофизические методы поисков полезных ископаемых
Классификационный индекс:
Ведущая организация:
Руководитель:
профессор доктор физико-математических наук Андрей Александрович Булычев;
Оппонент:
профессор доктор геолого-минералогических наук Сергей Витальевич Аплонов ;
Место защиты:
Дата защиты:
Издательство: Москва
Количество страниц:
Язык: русский
Содержание работы:
Общая характеристика работы.
Введение.
Глава 1. Геолого-геофизическая характеристика региона.
Глава 2. Анализ гравитационного поля и его трансформант. Построение структурной схемы гравитационного поля Индонезийской переходной зоны (площадной анализ).
Глава 3. Сегментация Зондской зоны субдукции.
Глава 4. Двухмерное моделирование строения тектоносферы Зондской зоны субдукции.
Заключение (выводы).
Список основных публикаций по теме диссертации.
|
Реферат:
Общая характеристика работы.
Одной из фундаментальных проблем наук о Земле является понимание геодинамических процессов, связанных с взаимодействием океанов и континентов. Выявление причин эволюции и
доминирующих процессов в постоянно меняющейся системе тектоники плит одна из задач, которую необходимо изучать с пристальным вниманием.
Субдукционные зоны, являясь одним из основных типов зон взаимодействия океанических и континентальных плит, продолжают вызывать особый интерес у представителей науки о Земле.
Это частично связано с катастрофическими природными явлениями, такими как землетрясения, цунами и вулканизм островных дуг. В то же время, на данных конвергентных границах
происходят процессы, отражающие конечные звенья в глобальном цикле формирования облика Земли и служащие индикатором внутренней динамики Земли. С одной стороны, здесь происходят
погружение и дальнейшее переплавление сформировавшейся океанической литосферы, с другой стороны, аккреционные призмы и магматизм образовывают континентальную литосферу.
Зондская субдукционная зона со сложным механизмом конвергенции представляет в связи с вышесказанным особый интерес. Ортогональная субдукция, наблюдаемая в районе о. Ява, сменяется
к северу прогрессирующей косоориентированной субдукцией. Составляющая вектора относительного движения плит, параллельная границе литосферных плит, соответственно возрастает
к северу, играя ключевую роль в смещениях вдоль разломных зон Суматры и Ментавай. Режим субдукции вдоль конвергентной границы влияет на развитие транстенсивного бассейна над
погружающейся океанической плитой в северной части изучаемого региона. Исследование глубинного строения земной коры, литосферы, астеносферы (тектоносферы) Зондской субдукционной
зоны актуальная проблема современной геологии и геофизики, поскольку имеет большое значение для решения кардинальных вопросов теоретической геологии, геодинамики и познания
процессов формирования и размещения месторождений полезных ископаемых.
Цель работы изучение глубинного строения тектоносферы Зондской зоны субдукции.
Для достижения этой цели решались следующие задачи:
1. Сбор и обобщение всей доступной геолого-геофизической информации по Индонезийской переходной зоне от Индийского океана к Юго-Восточной Азии.
2. Построение карт аномального поля силы тяжести и аномальных высот геоида в различных редукциях (в свободном воздухе, Буге, Гленни) на исследуемый регион, их анализ и сопоставление
с другими геофизическими данными (сейсмическими, данными теплового потока, аномального магнитного поля) и их интерпретациями.
3. Составление схемы тектонического районирования Индонезийской переходной зоны.
4. Сегментация Зондской субдукционной зоны, выявление особенностей в строении глубинных горизонтов, связанных с изменениями параметров субдукции от о. Ява к о. Суматра и Андаманскому
морю.
5. Плотностное моделирование глубинного строения Зондской субдукционной зоны.
Защищаемые положения
1. Рассчитаны карты аномального поля силы тяжести и аномальных высот геоида в различных редукциях (в свободном воздухе, Буге с учётом топографии), а также их трансформант
масштаба 1:1000000.
2. Представлено районирование Индонезийского региона по гравитационному полю и сейсмотомографии, определены специфические характеристики выделенных областей. На основе проведенного
анализа показаны различия в строении отдельных зон, как по верхним горизонтам тектоносферы, так и по глубинным.
3. Предлагается схема сегментации Зондской зоны субдукции на основе анализа гравитационного поля, его трансформант и дополнительной геолого-геофизической информации.
4. Построена согласованная с существующими геолого-геофизическими данными плотностная модель тектоносферы Зондской зоны субдукции.
Глубинность разреза в 320 км является исчерпывающей для объяснения наблюдённого гравитационного поля, то есть расчётное поле полностью компенсирует наблюдённое поле силы тяжести
в редукции в свободном воздухе.
Модель построена в системе земная кора литосфера слэб астеносфера. Для континентальной и океанической коры предлагается трёхслойное строение, для подкоровой литосферы
и астеносферы однослойное, для слэба трёхслойное.
Без учёта плотностных особенностей слэба невозможно корректное объяснение наблюдённого поля силы тяжести.
Научная новизна.
1. Впервые для анализа глубинного строения и тектонического районирования Индонезийской переходной зоны использовались карты аномальных высот геоида в различных редукциях
и их трансформанты.
2. Использование комплекса гравиметрических, сейсмических и сейсмологических данных позволило наиболее полно отразить особенности тектоники Зондской зоны субдукции и плит,
контактирующих по этой границе.
3. Обобщение и анализ результатов ранее проведённых геофизических исследований, посвященных изучению строения тектоносферы Зондской субдукционный зоны, показал 1) фрагментарность
проведенных исследований; 2) ограниченную глубинность детальных и невысокую разрешающую способность региональных исследований; 3) использование только скоростной картины поля,
полученной различными методиками наблюдений. В связи с этим до настоящего момента моделирование погруженной части океанской литосферы (слэба) в Индонезийской переходной зоне
было недостаточно проработано.
Привлечение результатов качественного и количественного анализа гравитационного поля позволило предложить новую модель тектоносферы Зондской субдукционной зоны в системе земная
кора литосфера слэб астеносфера, согласованную с существующими геолого-геофизическими данными.
Впервые, применительно к району исследования, осуществлено пространственное прослеживание границы Мохоровичича как составной части погруженной литосферы.
Двухмерное плотностное моделирование и анализ трансформаций поля силы тяжести, проведенный для определения границ нулевого приближения в модели тектоносферы, установили, что
закономерности изменения с глубиной свойств океанской коры и подкоровой литосферы различны.
Практическая ценность работы
Данная диссертация является обоснованием важнейшей роли проведения анализа гравитационного поля при изучении глубинных структур Земли. На примере сопоставления данных сейсмотомографии
с аномалиями высот геоида показывается, что в аномальных высотах геоида присутствует составляющая, по-видимому, связанная со сверхглубинными (более 2500 км) источниками, что
обусловливает необходимость тщательного рассмотрения гравитационного поля для понимания базовых основ геодинамики.
Итоговая модель в масштабе данного исследования и разрешающей способности методов является региональной. Автором предлагается геолого-геофизическая схема строения Зондской
зоны субдукции, которая может служить основой для дальнейших более детальных исследований.
Содержание, структура и объём работы
Для переходной зоны Индонезийского региона рассчитаны поля силы тяжести и высот геоида в редукциях в свободном воздухе, Буге и Гленни, построены карты и проведён анализ гравитационного
поля, поля превышений высот геоида над эллипсоидом относимости (аномальных высот геоида) и их трансформаций. По результатам проведенного анализа построена схема районирования
аномального гравитационного поля. Проведено сопоставление морфологии гравитационного поля и данных сейсмотомографии, что, наряду с анализом дополнительной геолого-геофизической
информацией, позволило предложить тектоническое районирование Индонезийской переходной зоны. Вдоль 8 профилей, секущих отличные по строению и геодинамическому режиму сегменты
Зондской зоны субдукции, с учётом разнородной геолого-геофизической информации проведено плотностное моделирование. Построена согласованная с существующими геолого-геофизическими
данными модель тектоносферы переходной зоны Индонезийского региона.
Работа состоит из введения, четырёх глав и заключения.
Во введении изложены основные цели и задачи работы. В главе I описывается геолого-геофизическая изученность региона. Даётся характеристика мезо-кайнозойской геолого-геодинамической
эволюции региона. На основании общих открытых баз данных производится построение геолого-геофизических карт и их анализ. Глава II посвящена изучению структуры гравитационного
поля и его связи со строением глубинных горизонтов. По результатам анализа трансформаций гравитационного поля проводится районирование Индонезийского региона. В главе III
проводится качественная увязка гравитационного поля с особенностями тектоники региона. Предлагается схема тектонического районирования Зондской зоны субдукции. Глава IV посвящена
плотностному моделированию Зондской зоны субдукции. В Заключении обобщаются выводы, полученные в результате данного исследования.
Объём диссертации - 165 страниц, в том числе 55 рисунков, 3 таблицы, 1 график и список литературы из 155 наименований.
Апробация работы
Основные результаты работы и её отдельные положения докладывались и обсуждались на V-й международной научно-практической конференции-конкурсе молодых учёных и специалистов
Геофизика - 2005, СПб ЕАГО - СПбГУ (Петродворец, Санкт-Петербург, 2005); на седьмых геофизических чтениях имени В.В. Федынского, МПР РФ Роснедра ВНИИГеофизика Центр
ГЕОН-РАЕН-ЕАГО, (Москва, 2005); на XVI Международной школе морской геологии, Океанология (Москва, 2005); на 33-й сессии Международного семинара им. Д.Г. Успенского "Вопросы
теории и практики геологической интерпретации гравитационных, магнитных и электрических полей" УрО РАН, (Екатеринбург, 2006); на восьмых ежегодных геофизических чтениях им.
В.В. Федынского, МПР РФ Роснедра ВНИИГеофизика Центр ГЕОН-РАЕН-ЕАГО, (Москва, 2006); на XIII Международной конференции студентов, аспирантов и молодых учёных геологического
факультета МГУ Ломоносов-2006 (Москва, 2006); на XVII молодежной научной конференции Геология, полезные ископаемые и геоэкология Северо-Запада России, посвященной памяти
чл.-корр. АН СССР К.О. Кратца, ИГ КарНЦ РАН (Петрозаводск, 2006); на Международной конференции и выставке Saint-Petersburg 2006, EAGE ЕАГО SEG, Lenexpo, Saint Petersburg.
Публикации
Основные положения работы изложены в 11 опубликованных работах, в том числе 3 статьи и 8 тезисов докладов.
Благодарности
Автор благодарен своему научному руководителю, зав. кафедрой геофизических методов исследования земной коры, д-ру физ.-мат. наук, проф. А.А. Булычеву за оказанное доверие,
постоянную помощь, поддержку и участие, а также за отзывчивость и чуткость. Автор премного благодарен научному сотруднику Д.А. Гилод за существенную помощь при выполнении
работы, своевременные и полезные советы, конструктивный диалог, а также за возможность ознакомиться с широкими практическими навыками, сопутствующими всей работе.
Автор считает приятным долгом поблагодарить д-ра геол.-минерал. наук, проф. А.Г. Гайнанова за привлечение к работе по гранту РФФИ, неоценимый опыт многолетних исследований,
а также пионерский взгляд на исследование гравитационного поля. Особую благодарность автор выражает д-ру физ.-мат. наук, проф. В.Р. Мелихову за конструктивную критику на
протяжении всей работы, важные замечания и создаваемую им научно-творческую атмосферу.
Автор выражает глубокую признательность д-ру геол.-минерал. наук, проф. М.Г. Ломизе за плодотворное сотрудничество, своевременную критику, полезные советы и существенную помощь
при выполнении работы.
Автор благодарен д-ру геол.-минерал. наук, проф. В.К. Хмелевскому, канд. геол.-минерал. наук, доц. Л.А. Золотой и канд. физ.-мат. наук А. А. Бобачёву за особые взаимоотношения
в процессе учёбы и написания диссертации. Автор обязан отметить важную ежедневную поддержку и помощь со стороны молодых сотрудников гравиметрической лаборатории и, с удовольствием,
выражает благодарность инж. М.П. Куликовой, инж. М.В. Косныревой, канд. геол.-минерал. наук И.В. Лыгину, канд. физ.-мат. наук К.В. Кривошее и канд. геол.-минерал. наук А.П.
Ермакову.
Автор премного благодарен профессору, д-ру геол.-минерал. наук С.В. Аплонову, которому принадлежит заложение основ заинтересованности автора к региональным исследованиям.
Автор выражает восхищение д-ру физ.-мат. наук, проф. СПбГУ Ю.И. Кудрявцеву и д-ру физ.-мат. наук, проф. МГУ В.В. Калинину, продемонстрировавшим уровень Университетского образования
и особый подход к совершенствованию студентов.
Автор отмечает колоссальную заслугу своих родителей в получении им фундаментального университетского образования, направивших на путь изучения геологии и сформировавших особое
отношение к достижению цели.
Автор с чувством безграничной благодарности выделяет заслуги своей супруги Ольги, которая написание данной диссертации вписала в свою жизнь, разделяла непростые условия быта,
не переставала верить в успех, полностью взяла на себя процесс ухода за новорожденным ребёнком, а в трудный момент осуществила финансовую поддержку семьи.
Автор посвящает данную работу памяти доцента СПбГУ Данилевского Вадима Иллиодоровича, неординарного Человека и Мыслителя.
|
Библиография:
Список основных публикаций по теме диссертации. 1. Антипов А.А. Геофизические исследования тектоносферы Индонезийской переходной зоны. Тезисы докладов V-й международной научно-практической конференции-конкурса молодых учёных и специалистов Геофизика - 2005, СПб.:СПбГУ, ВВМ, 2005., сс. 20-22. 2. Антипов А.А. Строение Зондской зоны субдукции по геофизическим данным. Сборник тезисов XIII Международной конференции студентов, аспирантов и молодых учёных Ломоносов-2006 (Москва 12-15 апреля). Том II.- М.: Изд-во МГУ, 2006., сс. 24-25. 3. Антипов А.А., Гайнанов А. Г., Гилод Д. А., Булычёв А.А. Геофизические исследования тектоносферы Индонезийской переходной зоны. Российский геофизический журнал, 43 44, СПб: ФГУ НПП Геологоразведка, 2006, сс. 40 44. 4. Антипов А.А., Гайнанов А.Г. Особенности субдукции при встречном взаимодействии Индо-Австралийской и Евразийской литосферных плит. Материалы XVII молодежной конференции Геология и геоэкология Северо-Запада России, Петрозаводск, Издательство Карельского Научного Центра, 2006 сс. 9 -12. 5. Гайнанов А.Г., А.А. Антипов; Д.А. Гилод; Г.М. Ломизе; А.А. Булычев; К.В. Кривошея. Исследование тектоносферы Индонезийской переходной зоны по геофизическим данным. Тезисы докладов XVI Международной научной школы по морской геологии. Геология морей и океанов. Том II. (Москва, 14-18 ноября), ГЕОС, 2005. СС. 116-117. 6. Гайнанов А.Г., Антипов А.А., Гилод Д.А., Ломизе М.Г., Булычёв А.А. Исследование строения тектоносферы Индонезийской переходной зоны по гравиметрическим данным. Тезисы докладов 33-й сессии Международного семинара им. Д.Г. Успенского "Вопросы теории и практики геологической интерпретации гравитационных, магнитных и электрических полей" (30 января - 4 февраля 2006 г.), Екатеринбург, Институт геофизики УрО РАН, 2006, сс. 93 94. 7. Гайнанов А.Г., Антипов А.А., Гилод Д.А., Ломизе М.Г., Булычёв А.А. Геофизические исследования Зондской зоны субдукции. Восьмые ежегодные геофизические чтения им. В.В. Федынского (2 - 4 марта 2006 года, Москва), Издательство ГЕРС, 2006, с. 47. 8. Гайнанов А.Г., Булычёв А.А., Гилод Д.А., Кривошея К.В., Антипов А.А. Геофизические исследования тектоносферы переходной зоны от Азии к Тихому и Индийскому океанам. Тезисы докладов Седьмых геофизических чтений имени В.В. Федынского (3-5 марта 2005 г.) Москва, Издательство ГЕРС, 2005, с. 9. 9. Гайнанов А.Г., Булычёв А.А., Гилод Д.А., Кривошея К.В., Мазо Е.Л., Антипов А.А. Исследования глубинного строения переходных зон от азиатского материка к Тихому и Индийскому океанам. Геофизика XXI столетия: 2005 год. Сборник трудов Седьмых геофизических чтений имени В.В. Федынского (3-5 марта 2005 г.). М.: Научный мир, 2006, сс. 157-163. 10. Гайнанов А.Г., Д.А. Гилод, А.А. Антипов, А.А. Булычев, К.В. Кривошея Исследование глубинного строения переходных зон от материков к океанам. Океанология, том 46, 4, 2006, сс. 1-8. 11. Gajnanov A.G., A.A. Antipov*, D.A. Gilod, M.G. Lomize & A.A. Bulychyov From Orthogonal to Oblique Subduction along the Sunda Margin Extended Abstracts & Exhibitors` Catalogue of International Conference & Exhibition 16-19 October 2006 Saint-Petersburg 2006, Lenexpo, Saint Petersburg , EAGE ЕАГО SEG; CD-Rom, Co Production, Houten, the Netherlands, ISBN 90-73781-64-7, 978-90-73781-64-1, P122.
|
|
