Объемная модель глубинного строения Павловского батолита Донского террейна (Восточно-Донской ороген)

Аннотация

Введение: Изучение специфики крупных гранитоидных комплексов континентальной земной коры имеет ключевое значение при геодинамических реконструкциях её развития. Для территории Воронежского кристаллического массива (ВКМ) примером такого объекта является павловский мигматит-гранит-граносиенитовый комплекс, ограниченная информация о глубинном строении которого до настоящего времени не позволила предложить достоверные модели верхней части земной коры, предназначенные для геодинамических реконструкций. Цель данной работы заключается в создании объёмной петроплотностной модели земной коры, для области развития пород павловского комплекса, на основе интерпретации гравиметрических данных.

Методика: Построение модели коры потребовало привлечения значительной по объёму совокупности геологических, геофизических и петрофизических данных, что было выполнено на основе использования геоинформационной системы ArcGIS. Формирование начальной плотностной модели верхней коры опиралось на региональную плотностную модель литосферы, включая распределение плотности в осадочных слоях чехла, и данные петроплотностной карты кристаллического фундамента ВКМ. Решение обратной трёхмерной задачи гравиметрии выполнялось на основе развитого авторами алгоритма линейной инверсии аномального поля с использованием аппроксимационного представления оператора обратной задачи для горизонтального слоя. Итерационное решение обратной задачи осуществлялось на реальном рельефе изучаемой территории для дискретной сети данных. При построении решения перераспределение аномальных плотностей выполнялось с опорой на априорные геолого-геофизические данные по региону исследований.

Обсуждение результатов: Павловский мигматит-гранит-граносиенитовый комплекс в области моделирования прослеживается до глубины 8 км, при этом его основной объем развит в пределах от 1 до 6 км. Выявленные морфологические особенности пространственного строения комплекса демонстрируют наличие латеральных неоднородностей в распределении вертикальной мощности. Значения плотности гранитоидов различных фаз весьма близки, что не позволяет достоверно дифференцировать их в рамках модели. Согласно результатам комплексного моделирования, Павловский батолит по форме является силлообразным плутоном с рядом субвертикальных структур, которые интерпретируются как потенциальные магмоподводящие каналы. Плутоны такой формы характерны для обстановок растяжения в условиях ограниченного преобладания давления поднимающейся магмы над литостатическим напряжением.

Заключение: Полученная модель строения верхней коры, опирающаяся на совокупность геолого-геофизических данных, вполне отвечает существующим подходам к пониманию природы формирования павловского мигматит-гранит-граносиенитового комплекса. Представленная модель может быть использована для формирования содержательных геодинамических построений эволюции Воронежского кристаллического массива.