Синдикат профилирования отражений британских институтов , более известный по аббревиатуре BIRPS , был создан для получения глубоких сейсмических профилей отражений вокруг континентального шельфа Соединенного Королевства (UKCS). Первоначально он был сформирован как BURPS, Синдикат профилирования отражений британских университетов, в который входили геофизики из Совета по исследованию окружающей среды (NERC) и британских университетов. После привлечения других учреждений название было изменено на BIRPS, и к февралю 1981 года NERC одобрил финансирование четырехлетней программы. В течение следующих десяти лет было собрано 12 000 км глубоких сейсмических профилей вокруг Британских островов. [1] К тому времени, когда NERC прекратил финансирование программы в 1997 году, было получено более 20 000 км данных. [2]
В середине 1970-х годов метод сейсмического профилирования отраженных волн , который стал стандартным инструментом разведки в нефтегазовой промышленности , был впервые применен для исследования структуры земной коры . Консорциум по континентальному профилированию отраженных волн (COCORP) был создан в США и с 1975 года начал собирать данные. Успех этого подхода в решении проблем глубокой геометрии земной коры в таких структурах, как Аппалачи , побудил Королевское общество создать рабочую группу для исследования того, как аналогичный подход может быть использован в Соединенном Королевстве. Драммонду (Драм) Мэтьюзу и Дереку Бланделлу было поручено разработать программу глубокого профилирования для Соединенного Королевства Синдикатом британских университетов по профилированию отраженных волн (BURPS). [3] После первоначального рассмотрения наземных профилей, подобных тем, которые были получены COCORP, группа убедилась в преимуществах сбора данных в открытом море. Первоначальная четырехлетняя программа была одобрена NERC в феврале 1981 года, а группа была официально учреждена в ноябре 1981 года как Синдикат профилирования рефлексии британских институтов (BIRPS).
Первый профиль, который должен был быть получен, был Moine and Outer Isle Seismic Traverse (MOIST). Эта линия длиной примерно 185 км проходила с запада на восток, к северу от материковой части Шотландии, намереваясь отобразить основные каледонские структуры, известные на суше, такие как зона разлома Outer Isles и надвиговый пояс Moine . Линия была получена в марте 1981 года компанией Western Geophysical , и обработка была завершена к октябрю того же года. Она использовала 3000-метровую гидрофонную косу с массивом пневматических пушек объемом 905 куб. дюймов (14,83 л) в качестве источника. Длина записи составила 15 секунд времени прохождения в обе стороны (TWTT). [4]
Профиль MOIST показывает ряд глубоких полуграбеновых бассейнов, ограниченных на западе падающими на восток разломами растяжения , частью Западно-Оркнейского бассейна. Разломы совпадают с основными зонами отражения, падающими на восток, простирающимися вниз до нижней коры. Они были интерпретированы как каледонские надвиговые структуры, с четко отображенным разломом Внешних островов. Прямая корреляция между надвиговым поясом Мойн на суше и морской структурой невозможна. [5] Линия MOIST также была интерпретирована как показывающая разлом растяжения всей литосферы , [6] хотя более поздняя интерпретация показала, что основные нормальные разломы не проходили через Мохоровичич . [7]
Нижняя кора, как наблюдалось, является достаточно отражающей и ограничена в своем основании четким отражением Мохоровичича. Ближе к западному концу линии, отражения, падающие на восток, видны простирающимися далеко в мантию, первый раз, когда была отображена несомненная отражательная способность мантии. Эта мантийная структура была названа надвигом Фланнана. [4]
Профили Western Isles-North Channel (WINCH) были сняты частично в пределах предгорья Каледонского орогенного пояса и частично через разлом Грейт-Глен. WINCH1 был коротким профилем запад-восток примерно в 12 км к северу от западного конца линии MOIST. WINCH2 начинался чуть южнее восточного конца WINCH 1, продолжаясь чуть севернее и западнее Внешних Гебридских островов, прежде чем идти в юго-восточном направлении вниз по Северному каналу , заканчиваясь чуть западнее острова Мэн . Данные были получены Геофизической компанией Норвегии (Geco), записаны с использованием 3000-метровой косы и массива пневматических пушек емкостью 4795 куб. дюймов (78,58 л) в качестве источника. Данные имеют рекордную длину TWTT 15 секунд, что соответствует более раннему профилю MOIST. [8]
South West Approaches Traverse (SWAT) состоял из серии из одиннадцати профилей, полученных в период с сентября по ноябрь 1983 года компанией Seismic Profilers Ltd, общей протяженностью 1600 км. Профили были сняты через Северный и Южный Кельтские морские бассейны, Западный бассейн Approaches и Западный и Восточный канальные бассейны. Обработка была выполнена компанией Seismograph Services Ltd. (SSL). [9]
Два коротких профиля, названных в честь соляного слоя цехштейна , обнаруженного на больших участках Северного моря, который вызвал проблемы с глубоким сейсмическим проникновением, были получены для проверки возможности глубокого профилирования на этой территории в рамках подготовки к гораздо более масштабному исследованию NSDP. [10]
Два профиля, SALT 1 и SALT 2, были сняты в 1983 году вдоль частей ранее полученного сейсмического профиля преломленных волн.
Когда проводилась эта съемка, было получено достаточно данных по глубокому отражению, чтобы установить модель отражательной способности для коры Северного моря, с Мохоровичичским морем, интерпретированным в основании полосы отражений. Съемка SALT показала, что это согласуется с Мохоровичским морем, интерпретированным из более ранних данных сейсмической рефракции. [11]
Профиль DRUM был назван как аббревиатура от Deep Reflections in the Upper Mantle и по имени Drummond (Drum) Matthews, научного директора BIRPS. Он был приобретен и обработан в 1984 году компанией GECO, с беспрецедентной длиной записи 30 секунд TWTT. [12] [13] [7]
Профиль DRUM показал отражения вплоть до нижней части записи. Более мелкая часть профиля, вплоть до четко отображенного отражения Мохоровичича, похожа на показанную профилем MOIST примерно на 15 км дальше на юг. В верхней части коры отображен ряд восточных экстенсивных разломов с крупными полуграбеновыми впадинами в их висячих стенках. Эти разломы выполаживаются на уровне середины коры, а нижняя кора обладает высокой отражающей способностью. На западном конце профиля четко отображен разлом Внешних островов. Надвиг Фланнана можно проследить вниз по падению на восток, достигая по крайней мере глубины 75 км. Дальнейшие отражения в мантии включали очень сильный малоугловой отражатель, известный как W-отражатель, на глубине около 45–50 км, простирающийся над восточной частью профиля, что соответствует как силе, так и непрерывности более мелкого события Мохоровичича. Это плоское событие не видно на профиле MOIST, что позволяет предположить, что на этом отражателе может быть значительный внеплоскостной наклон. [12]
Для изучения глубинной структуры Северного моря был выполнен набор из десяти сейсмических профилей NSDP (North Sea Deep Profile).
Профили NSDP были получены в 1984 и 1985 годах компанией Geco в качестве групповой съемки с участием нефтяной промышленности и BIRPS. Первые пять были сняты в северной части Северного моря в 1984 году и получили названия NSDP 84–1,2,3,4 и 5. Второй набор профилей был снят в центральной и южной части Северного моря в 1985 году и получил названия NSDP 85–6, 7, 8, 9 и 10. Общая длина линии для съемки составляет около 3000 км. Рекордная длина для съемки составила 15 секунд времени прохождения в обе стороны. Данные были первоначально обработаны компанией Geco как немигрированный стек, а затем данные были повторно обработаны BIRPS. [14]
Профили GRID были получены для обеспечения лучшего покрытия структур, уже идентифицированных у северного побережья Шотландии MOIST, WINCH и DRUM. Профиль SLAVE (Synthetic Large Aperture Velocity Experiment) был экспериментом с двумя судами и широкой апертурой, который входил в общую сетку линий. [7] Данные были записаны для записи длин от 15 до 60 секунд времени прохождения в обе стороны (TWTT).
Этот набор профилей последовал за профилями MOIST, DRUM и WINCH1 и WINCH2, образуя общую сетку, позволяющую исследовать протяженность и ориентацию более глубоких отражений, ранее отображенных. Было показано, что надвиг Фланнана является непрерывным почти по всему набору данных. Его ориентация совпадает с ориентацией известных каледонских структур, таких как разлом Внешних островов и зона надвига Мойн, хотя эта тенденция также похожа на структуры как протерозойского, так и посткаледонского возраста. Было подтверждено, что W-рефлектор имеет субгоризонтальную ориентацию, но ограниченную латеральную протяженность. [7]
Съемка SHET состояла из четырех профилей общей протяженностью 830 км, полученных вокруг Шетландских островов в августе 1984 года.
Профили SHET были сняты Geco с рекордной длиной 15 секунд TWTT. Данные также были обработаны Geco с использованием параметров обработки, аналогичных тем, которые использовались в более ранних профилях BIRPS. [15]
Самым важным наблюдением, сделанным в ходе исследования SHET, было то, что Мохоровичич, по-видимому, был смещен разломом Уоллс-Баундари , крупным сдвиговым разломом, образовавшимся во время поздней части каледонской орогении, который, как полагают, является частью системы разломов Грейт-Глен . [16]
Профиль северо-восточного побережья (NEC) длиной 237 км был снят в октябре 1985 года компанией Geco, а обработка проводилась SSL. Он проходил от Монтроуза в Шотландии до Хартлпула в Англии. Длина записи варьировалась от 15 до 16 секунд TWTT, с оценкой до 50 км. Он был разработан для предоставления информации о зоне столкновения микроконтинента Авалония и Лаврентия , в частности , о местоположении и геометрии шва Япета . [17]
Профиль WAM (западная окраина подходов) был снят в 1985 году для исследования структуры части континентальной окраины Великобритании. [18]
Профили WIRE (Запад Ирландии) были сняты в 1987 году. [19] [20]
Набор данных MOBIL (измерения над бассейнами, визуализация литосферы) был получен в качестве дара после использования судового времени на сейсмическом судне Mobil Search в 1987 году. [21]
Эксперимент WISPA (интегрированный анализ S-волн и P-волн Wearside) был проведен в 1988 году. Это был единственный полностью наземный сейсмический эксперимент, проведенный группой BIRPS. [22] [23]
Профили BABEL (Балтийские и Ботнические эхо от литосферы) были получены в 1989 году консорциумом научных учреждений из Швеции, Дании, Финляндии, Германии и Великобритании (группа BIRPS). [24]
SWABS (сейсмическая широкополосная сейсмическая съемка) — сейсмический эксперимент с участием двух судов, проведенный в 1992 году в Северном море. [25]
Исследования TIMOR и DAMAR проводились в 1992 году на территории дуги Банда . [26] [27]
Эти линии были сняты Geco с использованием M/V GECO-Kappa с 4,6-километровой гидрофонной косой и 120-литровым массивом пневматических пушек в качестве источника. Интервалы между выстрелами варьировались между съемками, использовались как 50 м, так и 100 м. Профиль TIMOR был записан с TWTT 23 секунды, в то время как профиль DAMAR, который имел более глубокую цель, был записан с TWTT 35 секунд. [27]
MONA LISA (морские и береговые данные по Северному морю для анализа литосферной сейсмики) представляли собой набор из четырех профилей сейсмического отражения с нормальным падением и связанных с ними широкоугольных данных, полученных в 1993 году. [28]
Обзор CHIX представлял собой набор из трех профилей, снятых в 1996 году через кратер Чиксулуб . [29] [30]
Профили были сняты с использованием судна Geco Sigma с рекордной длиной 18 секунд в обе стороны при общей длине около 650 км. Chix-A был снят параллельно побережью примерно в 20 км от берега, в то время как Chix-B и Chix-C были сняты в направлении NW–SE и NNE–SSW соответственно. В дополнение к обычной регистрации сейсмических отражений, океанские донные сейсмометры (OBS) были развернуты в море, а обычные сейсмометры были расположены на береговом расширении Chix-B и C и вдоль побережья. Эти дополнительные сейсмометры использовались для получения информации о скоростной структуре. Для записи в открытом море использовалась двойная конфигурация косы, настроенная на обеспечение более высокого разрешения в верхней коре и более низкого разрешения всей коры. Эти два типа данных обрабатывались с использованием разных подходов. [30]
Исследование Chix подтвердило многокольцевую природу кратера Чиксулуб. Внешнее кольцо с нормальным сбросом, падающим к центру кратера, влияющее на мезозойскую карбонатную последовательность, находится на радиальном расстоянии от интерпретируемого центра кратера примерно в 90–100 км. Более близкие нормальные сбросы простираются внутрь от интерпретируемого внутреннего края кратера на расстоянии около 65 км. Все нормальные сбросы связаны с сильными отражениями от интерпретируемых плоскостей сброса, возможно, в результате толстых образований псевдотахилитовой расплавленной породы трения, как можно было бы ожидать для такого быстрого сброса. Это исследование также подтвердило наличие пикового кольца, первого идентифицированного на Земле, на расстоянии около 40 км. Дальнейший анализ также выявил подъем Мохоровичича на 1–2 км над его региональным уровнем под центральной частью структуры. [30] [29]
Эксперимент ARAD (Анатомия разрыва хребта и оси) представлял собой трехмерную сейсмическую съемку, проведенную исследователями из Института океанографии Скриппса и Кембриджского университета в 1997 году при финансовой поддержке программы RIDGE Национального научного фонда , BIRPS и NERC. [31]
{{cite journal}}
: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ){{cite journal}}
: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )