WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 |   ...   | 12 | 13 || 15 | 16 |   ...   | 17 |

В отличие от шельфовых областей седиментация в глубоководных котловинах ложа Атлантического океана не прерывалась при эвстатических колебаниях уровня моря в плейстоцене. Тем не менее градационная слоистость в позднеплейстоценовых отложениях материковых склонов характеризует ускорение темпов седиментации в эпохи низкого стояния уровня. Поэтому по мере продвижения в абиссаль, литология голоцена и плейстоцена практически не различается. Возраст осадков устанавливается по данным абсолютных измерений или палинологически. Такие определения выполнены на 900 колонках и показали, что мощность голоцена в пределах ложа составляет 25—40 см и несколько увеличивается близ континентальных окраин. Анализ 260 станций, отработанных нами в различных провинциях дна показал, что возрастной фактор в четвертичных отложениях ложа не играет той большой роли, какая наблюдалась для аналогичных отложений шельфа (табл. V.9). При высокой степени однородности гранулометрического состава глубоководных осадков (преобладают пелитовые, алеврито-пелитовые фракции) их физические свойства определяются, главным образом, генетическим фактором. Однако, как мы видим, за исключением карбонатных алевритовых илов, этот фактор в меньшей степени влияет на параметры скорости и плотности, чем гранулометрия. Главным фактором, регулирующим изменение этих параметров, являются соотношение пелитовой и алевритовой фракций. Это находит отражение в определенной зависимости c и от геоморфологии дна. Зоны абиссальных холмов по обе стороны САХ, покрытые красными глинами, характеризуются наинизшими значениями скорости — 1,4 км/с. Поверхность хребта, покрытая однородными карбонатными осадками с преобладанием алеврито-пелитовой фракции, характеризуются несколько повышенными значениями скорости — 1,5 — 1,6 км/с.

Осадки материкового подножия представлены терригенными алевритовыми илами — скорость возрастает до 1,6—1,7 км/с. Наивысшие значения скорости регистрируются в алевритовых карбонатных отложениях, покрывающих поверхность подводных поднятий — 1,8—2,0 км/с. Таким образом, петрофизические характеристики осадков определяются тремя главными факторами — гранулометрией, генетическим типом и геоморфологией дна. Ввиду однородности осадков все параметры с глубиной закономерно изменяются — линейно возрастают скорость и плотность, уменьшаются влажность и пористость. Получены следующие регрессионные уравнения, связывающие различные параметры: с=0,63 + 0,5; с = 6,725 + 0,075 n; = 2,3—0,012 W; = 5,1 – 0,05 n; (r=0,5—0,7) и z = 4,5 R + 1,38 (R=0,96).

Полученные результаты и выводы совпадают с основами выводами других исследований (Акустика морских осадков, 1977).

Таблица V.Вещественно- N c, z, Wок, n, R _, Гранулометрический состав, %,,, генетический тип км/с % % 10-г/см3 гкм/ г/см3 см-СГС см3с Генети- Веществен- <0,01 мм 0,01–0,1 0,1–1,0 >1,0 мм ческий ный состав мм мм тип Структуры шельфа и материкового склона Терри- Пески 37 1,69 1,79 3,03 26 59 0,30 - 0,09 350 13,2 25,7 53,7 10,генные Песчаные 66 1,51 1,52 2,30 - - 0,22 - 0,07 120 40,7 45,3 7,6 4,илы Глинис- 98 1,51 1,51 2,28 51 - 0,22 - 0,07 100 49,4 42,5 5,4 4,тые илы Подводные возвышенности Терри- Пески 77 1,62 1,81 2,90 31 66 0,33 - 0,13 270 10,4 26,6 45,6 19,генные Песча- 38 1,51 1,62 2,50 44 70 0,25 - 0,12 200 20,7 67,3 8,9 6,ные илы Глинис- 14 1,51 1,51 2,28 54 73 0,21 - 0,11 85 56,0 26,8 5,1 0,тые илы Карбо- Пески 56 1,55 1,71 2,59 36 60 0,25 2,67 - - 29,4 46,5 26,9 2,натные Песча- 107 1,51 1,61 2,43 42 69 0,21 2,70 0,20 - 24,4 67,4 9,0 1,ные илы Глинис- 63 1,51 1,54 2,30 46 69 0,19 2,61 0,24 - 59,9 33,8 6,6 тые илы Котловины Карбо- Пески 44 1,61 1,71 2,75 37 63 0,26 2,70 - - 34,4 34,6 31,0 натные Песчаные 165 1,51 1,53 2,33 45 73 0,19 2,71 0,19 40 15,6 78,4 5,6 1,илы Глинис- 147 1,51 1,45 2,19 53 74 0,16 2,64 0,12 115 67,1 26,9 7,2 тые илы Поли- Глубок. 51 1,50 1,46 2,20 50 73 0,15 2,67 0,20 - - - - генные красные глины Крем- Глинист. 10 1,55 1,37 2,13 57 78 0,13 - - - 69,3 29,0 2,7 нистые илы Петрофизика осадочной толщи Атлантического океана по данным бурения Проведенные исследования петрофизических характеристик на первом геофизическом разделе океана вода-дно дают картину их изменчивости для осадочных образований четвертичного возраста.

Но даже в этих, несвязных, рыхлых осадках обнаруживаются определенные закономерности дифференциации физических свойств, обусловленных целым рядом факторов. Возникает вопрос, как глубоко по разрезу сохраняются установленные для поверхностных осадков океана особенности распределения различных праметров и сохраняются ли они вообще Решение этого вопроса имеет принципиальное значение как для сейсмометрии, так и для геологической корреляции осадочного разреза океанических и континентальных областей. Работы в этом направлении выполнены лишь для континентальных платформ (Подоба, Озерская, 1975; Туезова и др., 1975.

Для океанических областей имелись лишь небольшие обзоры для отдельных регионов и скважин “Гломар Челенджер” (Initial Reports Deep Sea D. P., 1975–1982). Поскольку массовый материал о физической структуре донных осадков в океане можно получить с помощью ударных прямоточных трубок, длина которых не выходит за пределы 3—6 м, то в первую очередь представляет интерес исследования горизонта 1—9 м и сравнение его с поверхностным слоем 0— 1 м. Учитывая тот факт, что граница диагенеза для различных типов осадков колеблется в пределах 200—400 м, в качестве второго горизонта был выбран заведомо додиагенетический слой 0—100 м. Установление степени изменчивости петрофизических характеристик в этом диапазоне глубин открывает принципиальную возможность аналитического продолжения физических характеристик, выявляемых по кернам ударных трубок в поверхностном слое 0—9 м на глубину в десятки и сотни метров. Для анализа были использованы материалы глубоководного бурения “Гломар Челенджер” по 136 скважинам, пробуренным в Атлантическом океане (тома 2—4, 10—12, 14, 26—41, 43—53) (Ильин, Орленок, Шурко, 1992).

Петрофизика верхней осадочной толщи 0—10 м В пределах данного горизонта выделены три генетических типа осадков: пелагические глины, карбонатные отложения и терригенные. В 10 скважинах обнаружены смешанные терригеннокарбонатные отложения. Карбонатный тип осадков является преобладающим в поверхностном слое 0—10 м Атлантического океана.

Это очень однородная фораминиферово-кокколитовая толща нижнемиоценового-голоценового возраста. Терригенные осадки представлены в основном плейстоценовыми алевритистой глиной и песчаным илом и распространены близ подножия материковой окраины. Пелагические глины распространены в зоне абиссальных холмов и имеют плиоцен-плейтоценовый возраст. Выделенные типы осадков заметно отличаются физическими характеристиками (табл.V.10, V.11).

Таблица V.Тип осадков с, км/с W, % n, %, г/смПелагитические глины 1,47 1,51 48 Терригенные отложения 1,60 1,53 45 Карбонатные отложения 1,57 1,52 40 Терригенно-карбонатные отложения 1,50 1,51 52 По механическому составу осадки горизонта 0—10 м котловин представлены в основном пелитовой фракцией. На хребтах и возвышенностях распространены алеврито-пелитовые отложения.

Аналогичные осадки, но с появлением песчаной фракции (12%) распространены на континентальной окраине. В целом структура горизонта 0-10 м совпадает со структурой слоя 0—1 м.

Петрофизика верхней 100-метровой толщи осадков Анализ материалов глубоководного бурения “Гломар Челенджер”, полученных в Атлантическом океане в 1968–1980 гг., показал, что морские осадки до глубин 100—200 м еще не подвержены заметному уплотнению и диагенезу (рис. 37). Поэтому физические свойства верхней 100-метровой толщи осадков в среднем должны быть конформны аналогичным параметрам, измеренным в придонном слое 0—9 м. Это доказывается выполненными по 158 скважинам исследованиям значений скорости звука и плотности осадков в зависимости от их литологии и геоморфологии дна, в интервалах 0—9 и 0—100 м, считая от уровня дна (Ильин, Орленок, Шурко, 1992).

Следует отметить фактически полное отсутствие литологической однородности верхнего 100-метрового слоя осадков. Тем не менее, в большинстве скважин, взявших керн (92 из 158), преобладающим литологическим типом являются карбонатные осадки. Терригенные отложения доминируют в скважинах севернее Исландии, в Багамской и Аргентинской котловинах. Пелагические илы и глины преобладают в скважинах Северо-Американской и Ангольской котловин и Бермудском поднятии. Кремнистые осадки, представленные преимущественно диатомовыми илами (до 40% SiO2), встречены на Фолклендском плато, Китовом хребте, плато Воринг и хребте Мона.

Результаты проведенного анализа (158 скважин) распределения средних значений и скорости звука в зависимости от литологического типа осадков по горизонтам 0—9 и 0—100 м представлены в таблице V.11).

Таблица V.Литологический 0–9 м 0–100 м % увеличения тип осадков с, с, с,,,, км/с км/с км/с г/см3 г/см3 г/смКарбонатные (CaCO3> 60%) 1,57 1,56 1,72 1,58 9 Карбонатно-терригенные 1,50 1,51 1,55 1,52 3 0,(CaCO3 60%) Терригенные 1,60 1,53 1,60 1,56 0 Пелагические красные 1,47 1,51 1,56 1,56 6 глины Кремнистые - - 1,44 1,60 - Наибольшие средние значения и с во взятых горизонтах отмечаются в карбонатных осадках, наименьшие – в пелагических красных глинах. В целом интервал изменения скорости звука в 100метровом слое осадков составляет 1,52—1,60 км/с, плотности — 1,50—1,72 г/см3; в горизонте 0—9 м соответственно 1,51—1,56 км/с и 1,47—1,68 г/см3. Градиент увеличения параметров и с в пределах 100–метровой глубины очень небольшой: от 0 до 9% по плотности и от 0,7 до 3% по скорости. При этом наибольшее заметное уплотнение с глубиной отмечается для карбонатных осадков ( до 9%, с до 1%). Для большинства литологических типов градиентные свойства в пределах первых 100 м проявляются крайне слабо, хотя тенденция уплотнения с глубиной и для них сохраняется.

Сказанное подтверждается непосредственным анализом изменения и с для 134 конкретных скважин, вскрывших в верхних м литологически однородную толщу осадков. При этом плотность в большей степени реагирует на изменение литологического состава (скв. 408), в то время, как скорость звука более устойчива к подобным изменениям. Анализ изменений плотности и скорости для толщи 0—100 м показал, что глубина моря не влияет на их средние значения. Поскольку скважины, в которых проведены совместные измерения и с расположены крайне неравномерно и не охватывают основных геоморфологических провинций дна Атлантического океана, построить карту изменения указанных параметров пока не представляется возможным. Это усугубляется и тем, что в большинстве скважин верхняя 100-метровая толща представлена преимущественно одним литологическим типом – карбонатными осадками.

Поэтому на современной стадии изученности бурением дна Атлантического для построения карт изменения скорости звука и плотности в верхнем 100-метровом слое осадков можно использовать данные прямоточных трубок (0—9 м), т.к. ошибка экстраполяции не превышает 2—3%.

Физические свойства осадочного чехла Атлантического океана Осадочная толща океана сложена комбинациями трех основных генетических типов осадков — терригенных, карбонатных и кремнистых. Их общая мощность возрастает в направлении от срединноокеанического хребта к континентальным окраинам (рис. 38).

Наиболее сильные изменения физических характеристик происходят на границах различных литологических толщ. Внутри каждого литологического комплекса градиенты с,, W, z, n малы. Каждый тип осадка характеризуется определенным, присущим только ему комплексом физических свойств. При этом литологически однородная толща осадков сохраняет эти свойства вплоть до границы диагенеза.

Для терригенно-пелагических илов она равна 150—200 м, карбонатных — 200—300, для кремнистых — 400—500 м. Средние значения с, и их градиентов по сейсмическим данным и керновым измерениям приведены в таблице V.12.

Таблица V.Тип осадков Физические свойства Градиенты с, км/с с, с-1сейс. с, с-1 обр.

, г/см3, г/смТерригенные 1,75 1,84 0,96 0,62 0,Кремнистые 1,64 1,67 0,68 0,38 0,Карбонатные 1,94 2,17 1,40 0,90 1,Ниже границы диагенеза скорость и плотность линейно возрастают, что сопровождается уменьшением в осадках всех типов влажности и пористости, наблюдается закономерное возрастание акустической анизотропии с 0—5% в верхней, диагенетически неизменной толще, до 10—15% в полуконсолидированных и коносолидированных осадках. Установлена определенная закономерность пространственного изменения с,, W, n, обусловленная изменением мощности домиоценовой толщи, диагенетически измененных осадков. Средняя скорость звука в осадочной толще СрединноАтлантического хребта равна 1,76 км/с, плотность — 1,74 г/см3, пористость — 53%, влажность — 36%, глубоководных котловин — 2,38 км/с, 1,99 г/см3, 43% и 22% соответственно, континентального подножия - 1,99 км/с, 1,98 г/см3, 43%, 24% соответственно. Получены следующие регрессионные уравнения, вскрывающие линейную зависимость с,, W и n от мощности осадков: W = 51,7 - 0,0585 H; n = 60 - 0,0015625 H; = 0,0004 H + 1,6; c = 0,000589 H + 1,488; c = 1,25 - 0,42; W = 1,11 n - 24,38 и т.д.

Петрофизическая модель осадочной толщи Основой построения обобщенной петрофизической модели явились данные 550 грунтовых колонок (около 3000 образцов), поднятых нами в различных районах шельфа и глубоководных котловин, а также материалы 136 скважин глубоководного бурения “Гломар Челенджер” (табл. V.13).

По характеру изменения пористости, влажности, скорости звука, анизотропии и другим параметрам всю осадочную толщу можно разделить на два основных комплекса – додиагенетический (200— 300 м мощностью) и диагенетический, залегающий глубже вплоть до поверхности акустического фундамента (мощность свыше 1000 м).

Первый представляет по всем параметрам слабоградиентную среду и сложен диагенетически неизмененными осадками возраста от четвертичного до неогенового. Второй — градиентную среду, характеризующуюся в основном линейным возрастанием всех параметров с глубиной (в 1,5—2 раза по сравнению с вышележащей додиагенетической толщей). Рубеж, разделяющий оба комплекса, является границей диагенеза осадков. Он совпадает с наиболее сильным акустическим отражателем и в большинстве случаев маркирует сейсмический горизонт “А”. Наличие его служит указателем полноты петрофизического разреза того или иного региона океана. Сравнение полученной нами модели с материалами других авторов по петрофизике осадков континентальных платформ (Побода, Озерская, 1975;

Туезова и др., 1975; Дортман и др., 1980, 1981) показало, что отложения плейстоцена континента и бореальных шельфов практически идентичны по литологии и основным физическим характеристикам.

Pages:     | 1 |   ...   | 12 | 13 || 15 | 16 |   ...   | 17 |



© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.