Методы и объекты сейсмических исследований. Введение в общую сейсмологию - Пузырев Н.Н.
Скачать (прямая ссылка):
Рис. 13.20. Временной разрез земной коры в районе Ботнического залива Балтийского моря IVasudevan et al., 1995].
Часть IV. Объекты сейсмических исследовании
Подавляющая часть исследований земной коры относится к континенту, что вполне естественно. В последнее время подобные исследования, в основном по методу отраженных волн, начаты на акваториях. Наиболее значительные результаты получены по Балтийскому морю, где проложен профиль MOB—ГСЗ вдоль Балтийского моря от Германии до Финляндии общей протяженностью более 1000 км. Наблюдения на акватории проведены заглубленной сейсмической косой при возбуждении волн мощными пневматическими источниками типа аэр-ганов (air-guns). Кроме того, колебания от последних принимались рядом береговых трехкомпонентных станций, что позволило, в частности, получить информацию по поперечным волнам. Здесь мы приведем только один из разрезов (рис. 13.20) по продольным волнам для северной части Балтийского моря (Snyder, 1992]. В верхней и средней части коры наблюдаются наклонные зоны повышенных амплитуд, в том числе с постепенным выполаживанием с глубиной. Граница Мохо отображается цугом на обоих концах профиля, в средней части не прослеживается, что, по предположению автора статьи ISnydcr, 1992 |, может объясняться сочленением двух плит. Интересно отмстить, что от области, где граница M не фиксируется, отходит регулярная последовательность наклонных отражающих элементов в верхах мантии. В других статьях сборника „The Babel Project" также приведены временные разрезы по различным частям длинного профиля. Характер их весьма неоднороден в части показателя прос-леживаемости отражающих границ. На некоторых разрезах регулярные волны практически полностью отсутствуют.
Важным вопросом исследования коры следует считать изучение анизотропии среды по данным трехкомпонентных наблюдений. Такие наблюдения проведены, в частности, в Якутии !Крылов и др., 1993; Суворов, 1993 |, где анизотропия проявляется наиболее отчетливо, хотя, к сожалению, не по всей площади детальных исследований, а только при взрывах с определенных направлений, в частности, с восточного. При этом анизотропия изучалась только по расщеплению поперечных волн разной поляризации, обозначаемых, с некоторой долей условности, как SVn SH. Продольные волны при таких исследованиях не принимались во внимание, поскольку в этом случае, как уже отмечалось в гл. 2, трудно, а при профильных наблюдениях — невозможно разделить явления анизотропии и макронеоднородности среды. Пример расщепления отраженных волн от границы Мохо приведен на рис. 13.21. На обеих сейсмограммах фазы SH опережают соответствующие фазы SV, но на отраженных волнах опережение At приблизительно в 2 раза больше, чем на преломленных. Наличие расщепления на отраженной волне однозначно объясняется анизотропией коры или какой-то се части. Расщепление импульса на преломленной волне в принципе может быть связано как с корой, так и с верхами мантии. Анализ материалов показывает, что в данном случае расщепление на преломленной волне также связано с корой, а меньшая величина At может быть качественно
объяснена тем, что угол отражения в данном а случае существенно больше, чем критический
угол полного внутреннего отражения. В данном случае индекс анизотропии в среднем невелик, порядка 1 %, но при больших базах источник— приемник он проявляется весьма отчетливо.
В других районах при проведении ГСЗ с горизонтальными приборами исследования проведены в очень небольшом объеме, в частности, в районе оз. Байкал и на Урале. Различия во временах вступлений волн SV и SH весьма невелики, но окончательные выводы по этому вопросу делать преждевременно.
29
/= 164.3 км
50,5 /. с
65.5 /, с
Рис. 13.21. Проявление анизотропии на поперечных отраженных и преломленных волнах в Западной Якутии:
а — закритические отраженные волны от Мохо (/ ¦ б — преломленные полны от Мохо U - 234 км).
164,3 км);
242
Глава 13. Глубинные исследования земной коры и мантии
243
Следует отметить, что изучение анизотропии горных пород, в том числе земной коры и мантии, пока находится на начальном этапе, хотя интерес к этим проблемам начал проявляться сравнительно давно. В частности, в первой половине 70-х годов значительные по объему исследования анизотропии по разности вступлений поперечных волн различной поляризации были проведены в Армении ІЕгоркина и др., 19741. В качестве источников использовались близкие землетрясения при регистрации колебаний на трех компонентах в различных азимутах. Величина At между 5-волнами различной поляризации достигает 1,3 с. Предполагается, что явление анизотропии связано с локальными особенностями среды в верхней части коры и прежде всего с различием и характером напряженного состояния.
!3.4. ИЗУЧЕНИЕ МАНТИИ ЗЕМЛИ
Длительное время мантия Земли изучалась путем регистрации волн от землетрясений по способам, рассмотренным в гл. 7. Общий характер распределения скоростей v и v по вертикали изображен на рис. 7.3. Ниже рассматриваются главные особенности вертикального распределения скоростей в мантии, прежде несго в верхней, как по данным землетрясений, так и с использованием искусственных источников.
