Gravity Inversion of the Gongola Basin Fault Structures Using the Step Model

Abstract

Разломным структурам часто свойственны аномалии силы тяжести ступенчатого вида. Следовательно, анализ аномалий силы тяжести ввиду таких структур эквивалентен определению четырех параметров разлома: глубины от поверхности, мощности осадков, перепадам плотности и углу падения разлома. В данном исследовании выполнена инверсия силы тяжести с помощью ступенчатой модели с целью одновременной оценки четырех параметров нарушенного пласта. Модель предполагает конфигурацию, в которой бассейн заполнен однородными осадками. Для оценки параметров разлома были приняты три характеристические кривые. Согласно анализу остаточных аномалий в пределах разломных структур глубина заложения последних не зависит от их простирания. По оценке глубины от поверхности и мощности осадков определена глубина залегания фундамента. Она не превышает 1 км в юго-западной и 7 км в северо-восточной части изучаемой области. Найденная глубина залегания фундамента соответствует приемлемой геологической модели и согласуется с материалами сейсмических и буровых работ. Материалы интерпретации использованы при построении карт изменения плотности, а также плотности кристаллических пород бассейна. Это способствовало разделению бассейна на зоны осадков, комплексы пород фундамента и гранитного плутона.

Розломним структурам часто властиві аномалії сили тяжіння східчастого вигляду. Отже, аналіз аномалій сили тяжіння з урахуванням таких структур рівноцінний визначенню чотирьох параметрів розломів: глибини від поверхні, потужності відкладів, градієнта густини і кута падіння розлому. Виконано інверсію сили тяжіння із застосуванням східчастої моделі з метою одночасної оцінки чотирьох параметрів порушеного шару. Модель припускає таку конфігурацію, коли басейн складений однорідними відкладами. Для оцінки параметрів взято три характеристичні криві. Згідно з аналізом залишкових аномалій у межах розломних структур глибина залягання останніх не залежить від їх простягання. За оцінкою глибини від поверхні та потужності відкладів визначено глибину залягання фундаменту. Вона не перевищує 1 км у південно-західній частині та 7 км у північно-східній частині досліджуваної площі. Оцінка глибини залягання фундаменту дала правдоподібну геологічну модель, яка підтверджується матеріалами сейсмічних та свердловинних робіт. Матеріали інтерпретації використано для побудови карт змін густини, а також густини кристалічних порід басейну. Це дало змогу поділити басейн на зони осадових порід, комплекси фундаменту та гранітного плутону.

Gravity anomalies with step-like appearance are often attributed to fault structures. Analysis of gravity anomalies due to such structures is then tantamount to solving the four fault parameters: depth to the surface, sediment thickness, density contrast and the fault dip. In this research, a gravity inversion using the step model was carried out to simultaneously estimate the four parameters of the faulted bed. The model assumes a configuration that the basin is filled with homogeneous sediments. Three characteristic curves were adopted for estimating the fault parameters. Analysis of the residual anomaly profiles of the fault structures showed that the fault structures were independent of the strike length. The estimated depth to the surface and the sediment thickness yielded the basement depth. The basement depth obtained from the gravity profiles showed a maximum basement depth of 1.0 km in the south-western part, and 7.0 km in the north-eastern part of the project area. The estimated basement depth yielded plausible geological model that corroborates with depth obtained using seismic and well information. The computed density contrast was used in the determination of density contrast and rock density maps of the basin. This helped in defining the basin into zones of sedimentary, basement complex and granite pluton.