ИЗУЧЕНИЕ ГРАВИТАЦИОННОГО ПОЛЯ ЗОНЫ РАЗЛОМА MELONES

ВВЕДЕНИЕ

Измерения гравимагнитного поля были сделаны по профилям, пересекающим зону разлома Melones во всех пяти участках геологической изученности. Замеры интерпретировались в попытке ответить на определенный набор вопросов. Некоторые региональные гравитационные исследования были проведены в западной Сьерра-Неваде (Cady,1975. Один из главных заключений у Cady, что серпентинитовые тела зоны разлома не выделяются гравиметрически, хотя их присутствие обозначено на магнитных профилях.

ДАННЫЕ И РЕДУКЦИИ

Общее количество гравитационных измерений составило 300 точек, сделанных гравиметром Worden. Полевые измерения были привязаны к pendulvrai stations of the Califomia gravity base station network established by Chapman (1966). Стандартные поправки были сделаны при приведении к уровню моря,используя плотность Буге 2.67 грамм/кубический сантиметр и компьютерную программу, созданную Dr. G.R. Keller из Университета Штата Техас в Эль-Пасо. Рельеф в области имеет величину порядка 1000м; следовательно все измерения были исправлены за эффект топографии при помощи стандартного шаблона и таблиц Хаммера (Hammer,1939). Возвышения станции были определены с помощью bench mark, исправленными за дрейф данными барометрического высотомера или данными по профилю линии шоссе Калифорнийского Дорожного Департамента.

Остаточные аномалии Буге были получены на каждой станции с региональных карт аномалий Буге Кади,1975. Отклонение местной аномалии от региональной аномалии Буге составляетостаточную аномалию Буге для данной станции.

РЕГИОНАЛЬНЫЕ ГРАВИТАЦИОННЫЕ АНОМАЛИИ И ТЕНДЕНЦИИ

Положительные остаточные аномалии Буге, хотя и маленькие, ясно связаны с зоной разлома Melones . Эти аномалии близко параллельны зоне разлома, особенно в Coulterville и Foresthill. Наибольшие остаточные наблюдаемые аномалии - +18 mgals
в Foresthill, +8 mgals в Джэксоне, и +7 mgals в Coulterville.

Два компьютерных моделирования зоны разлома сделаны для объяснения наблюдаемых остаточных аномалий в Foresthill, Джэксон, и Coulterville. Данные из Джорджтауна и северной области реки Yuba не смоделированы из-за неопределенности и незначительности этих аномалий. Были построены остаточные аномалии Буге в областях, отобранных для моделирования. Эти профили были были сравнены с теоретическими гравитационными профилями, рассчитанными для двухмерных геометрических моделей зоны разлома, вычисленными на базе компьютерной программы Dr. Manik Talwani, Lamont-Doherty Geological Observatory. Контрасты плотности, используемые в моделировании, предполагают, что аномалии были произведены ультрамафическими породами.

Модель Foresthill
По этому профилю ширина обнажения серпентинитов составляет 3 км. С ограничениями поверхностной геометрии, разлом был смоделирован как круто падающий лист ультрамафического тела шириной 1.5 км и максимальной глубиной 5.5 км. Плотностной контраст с окружающими породами 0.23 гр./куб.см. Породы континента в области Foresthill, как описано предварительно, составлены из метаосадочных и метавулканических отложений ассембляжа Calaveras и формаций Shoo Fly и Mariposa. Кади,1975, сообщил о плотности 2.67 гр./куб.см для этих пород. Следовательно смоделированное ультрамафическое листоподобное тело имеет оптовую плотность 2.90 гр./куб.см, что предлагает, что оно составлено частично из серпентинизированных перидотитов, пироксенитов или дунитов. Никаких перидотитов или дунитов не наблюдалось в области или при петрографическом изучении; поэтому пироксенит отобран как главный компонент этого ультрамафического листа, дуниты или перидотиты могли бы присутствовать на глубине.

Модель для Кутервилла
Два профиля выбраны для моделирования зоны разлома в Кутервилле. Северный профиль содержит аномалию Буге +6 mgal, которая смещена немного на восток и имеет выход серпентинита шириной с километр. Южный профиль имеет аномалию в +7 mgal по западному краю серпентинитов, ширина которых 3 км в обнаженной области. Здесь также была взята листовая форма тела Кутервилл. При этом для верхней части взято умеренное падение, тогда как на глубине между 1 и 3.5-км падение изменено на крутое. В вычислении гравитационного эффекта использовался контраст плотности 0.2 гр./куб.см. Были получены модели отличной сопоставимости. Для южного профиля получено почти вертикальное падение, которое простирается на глубину 5 км. Умеренное падение в восточном направлении в верхнем километре, возможно, отражает боковую складчатость (backfolding) или upthrusting. Контраст плотности составляет 0.1 гр./куб.см с породами континентального края. Породы континента в области Кутервилл - массивные метавулканические и туфовые (tuffaceous) сланцы и siltstone, составляющие почти две трети всех отложений. Кади,1975, сообщает о плотности 2.81 гр./куб.см для метавулканитов и 2.67 гр./куб.см для туфогенных метаосадочных пород западной Сьерра-Невада. Следовательно средняя плотность пород в Кутервилл примерно 2.76 гр./куб.см. Таким образом ультрамафическое тело зоны разломаизменяется по вероятной оптовой плотности от 2.96 гр./куб.см в его северной половине к 2.86 гр./куб.см в южной части. По тем же причинам, что и в предыдущей модели Foresthill, пироксенит одобрен как главный элемент ультрамафического листа в Кутервилл.

Джэксонская Модель
Гравитационная модель зоны разлома в Джэксоне является самой спекулятивной, чем все остальные, потому что типичные для зоны разлома ультрамафические породы отсутствуют на поверхности и в шахтах на глубине до 1.4 км (Кади, 1975). Эта зона разлома выражена на поверхности исключительно противопоставлением литологий и возрастов. Доминирующая остаточная аномалия составляет +8 mgal и расположена примерно на 2.5 км к западу от зоны разлома. Для объяснения аномалии получены две теоретические модели. В первом случае используется табличное (tabular) тело. Это тело простирается от глубины 5 км и расположено примерно в 2.5 км на запад от поверхностного следа зоны разлома. С контрастом плотности 0.2 гр./куб.см эта модель приводит к вычисленной аномалии, которая близко соответствует наблюдаемой по профилю и также вперед спадает на восточном фланге. Однако наблюдаемый профиль
отчетливо более крутой по его западному флангу и намного ниже предсказанной модели. Поэтому модель была изменена добавлением второго маленького тела к западу от главного табличного образования, простирающегося на глубину 1.0-2.5 км с контрастом плотности в -0.25 гр./куб.см и контраст плотности первого тела также был увеличен до +0.25гр./куб.см. Геометрия с двумя телами дает близкое приближение модели к оригиналу. Породы континента области Джэксон состоят из мезозойских метавулканических и вулканокластических пород и палеозойских обломочных метаосадочных пород формации Calaveras. Их удельный вес 2.81, 2.67, и 2.67 гр./куб.см соответственно (Кади, 1975). Средневзвешенная плотность для этих пород составляет 2.72 гр./куб.см. Значит большое табличное тело в теоретической модели имеет вероятную плотность 2.97гр./куб.см; вероятная плотность меньшего тела - 2.47гр./куб.см. Этот удельный вес совместим с теми, что наблюдаются в серпентинизированных дунитах, перидотитах или пироксенитах для табличного тела, и серпентинитах для меньшего тела. Эта теоретическая гравитационная модель зоны разлома в области Джэксон предполагает, что зона разлома не просто тектоно-стратиграфическая граница, как она являет себя на поверхности, но более широкая зона, содержащая большие блоки ультрамафических пород.

Все главные иллюстрации на сайте - http://etd.lib.ttu.edu/theses/available/etd-06082009-31295001185486/unrestricted/31295001185486.pdf