Гравитационные аномалии вулканических районов

Центры вулканизма классифицируются по аномальным массам, которые могут быть связаны с литологией пород, вмещающих вулканические аппараты, а также с внутренней структурой и распределением масс внутри аппарата и под ним. Так как большинство вулканов отличается выраженным рельефом, то важное значение имеет введение топографической поправки. Для изучения вулканических районов обычно используют полные гравитационные аномалии Буге, так как в них исключено гравитационное влияние короткопериодных изменений топографического рельефа, проявляющихся в гравитационных аномалиях, полученных в редукции в свободном воздухе. Если плотность вулканических пород неизвестна, то она может быть оценена по методике «плотностного профилирования» [18]. Затем это значение плотности приписывают моделям всего изучаемого района и вычисляют гравитационные влияния различных структурных моделей. Результаты вычислений сопоставляют с наблюденными аномалиями. Для успешной аппроксимации модель уточняется до тех пор, пока не достигается удовлетворительное согласие между наблюденными и вычисленными значениями аномалий. В качестве наблюденных обычно используют остаточные аномалии Буге, полученные путем исключения определенного эмпирически регионального фона аномалий Буге из наблюденных значений этих аномалий.

Ниже приведена классификация вулканических районов и их гравитационных полей.

1. Континентальные районы, такие, как Провинция бассейнов и хребтов в США, Мексиканское плато и рифтовые впадины Африки, характеризуются присутствием шлаковых и туфовых конусов, представляющих собой образования развитой или начальной стадии вулканизма. В гравитационном поле такие районы отображены очень слабо. Эти структуры сложены эксплозионным материалом низкой плотности и поэтому вызывают отрицательные гравитационные аномалии.

Андезитовые вулканы, сложенные пеплами, туфами и риолитовыми и андезитовыми потоками, обычно создают отрицательное гравитационное поле. Последнее может усиливаться в районе кратера, особенно если имеется кальдера, сформированная взрывом, а затем коллапсом и обрушением существовавшего конуса в магматический очаг внутри вулкана. Подобные структуры обычно встречаются по периферии Тихого океана, отмечая так называемую андезитовую линию, а также в районах высоких вулканических гор, таких, как Этна в Сицилии или вулканы рифтовых областей.


2. Районы плато-базальтов и некоторые сложные (смешанные) вулканы и вулканические центры; имеют слабо отрицательные или близкие к нулю остаточные аномалии Буге. Хотя плотные внедрения, подобные эклогитам Кимберли, связаны с некоторыми вулканами на континентах, их гравитационный эффект обычно мал, так как эти внедрения невелики по размерам.

3. Срединноокеанические хребты и острова, сложенные толеитовыми базальтами; характеризуются значительными положительными аномалиями Буге. В большинстве случаев это обусловлено плотностным контрастом с окружающей водой. Однако имеется и вторичный гравитационный эффект, связанный с районами кальдер; величина его местами превышает +110 мгл. Локальные гравитационные максимумы величиной около +10 мгл или несколько больше обнаружены также над рифтами, с которыми ассоциируют интрузивные тела типа даек.

К интерпретации гравиметрических данных по вулканам следует относиться критически, так как в этом случае не может существовать однозначного решения. Поскольку вулканические сооружения формируются путем накопления материала на существующей дневной поверхности, то обычно считают, что фундамент вулканической области либо еще не сформирован полностью, либо прогнут, как правило, регионально, под тяжестью нагрузки вулканических пород. Изменения структуры коры, связанные с вулканизмом, должны проявляться или во флексуроподобном изгибе, или в формировании антикорня вследствие плавления и изменения первичного материала нижних горизонтов коры. Ни одно из этих простых условий не обнаружено на Гавайских островах, единственном районе, по которому имеются результаты измерения мощности коры под большим вулканом. При измерениях мощности коры в трех далеко отстоящих один от другого районах (Гавайи, Оаху и скалы Гарднер) было отмечено увеличение мощности коры примерно на 10 км. Сейсмические данные позволяют предположить, что только около 2 км этого утолщения связано с прогибом коры, а остальное утолщение, по-видимому, вызвано трансформацией мантийного материала в материал коры [36]. Пока не ясно, возможно ли подобное явление в континентальных районах. Единственный аналог — батолит Сьерра-Невада, имеющий хорошо выраженный корень.

Гравитационные аномалии над морскими вулканическими районами

Гавайский хребет представляет собой один из наиболее хорошо изученных островных районов. Буллард [35] показал, что ко всем основным районам кальдер на острове Оаху приурочены локальные максимумы аномалий Буге величиной около +110 мгл и что эти аномалии не могут быть обусловлены рельефом, а должны быть связаны с массами, расположенными на глубине, вероятно, каналами, питающими вулканы. Поскольку для существования таких больших аномалий (около +110 мгл), ассоциирующих с кальдерами, необходимо наличие аномальных масс с избыточной плотностью около 1,0 г/см³ и поскольку первичная магма имеет, по-видимому, состав, близкий к перидотиту (плотность около 3,3 г/см³), то плотность базальтовых лав не должна превышать 2,3 г/см³. И действительно, измерения плотности поверхностных пород и пород, извлеченных при бурении [6, 14], дали для гавайских базальтов такие низкие значения плотности. Триста образцов пород, отобранных из обнаженных участков вулканических штоков Гавайских островов, имеют плотность от 3,0 до 3,2 г/см³.

Нормальное значение аномалий Буге вблизи побережья, обусловленное рельефом Гавайского хребта, возвышающегося над океаническим дном, составляет около +200 мгл. На них накладываются аномалии, связанные с центрами вулканизма (кальдерами и рифтами). Наблюденные значения аномалий Буге над хребтом приведены в табл. 1 и показаны на фиг. 1.


Величины апомалий в свободном воздухе, приведенные к уровню моря, изменяются вдоль Гавайского хребта от 190 до +314 мгл. Такой диапазон отмечен на Оаху. На Оаху представляется возможным отделить гравитационный эффект, создаваемый вулканическим сооружением (от +190 до +200 мгл), от эффекта, обусловленного массами, заполняющими кальдеру и жерло вулкана (+313 мгл). Поэтому можно полагать, что массы под атоллами Лисянского и Мидуэй, а также под банкой Френч-Фригейт, где значения аномалий превышают +300 мгл, имеют такое же происхождение, как инод вулканическими центрами Оаху, где сейсмические исследования выявили существование плотной массы в вулканическом канале на глубине 2 кы; мощность коры под островом составляет около 21 км.


Как было показано Малаховом и Буллардом [13], большинство вулканических масс Гавайского хребта находится в изостатическом равновесии. Изменения высот рельефа и мощности земной коры на северо-западе Оаху близки к изменениям, которые можно было бы ожидать на основании принципа Архимеда. Например, если принять, что средняя высота рельефа на Оаху равна 0,4 км, мощность земной коры составляет 21 км от уровня моря, а разность плотностей между корой и мантией равна 0,40 г/см³, то в соответствии с принципом Архимеда надо считать, что вытеснен блок пород мантии толщиной [R = Н·σ_с/σ_m], т. е. 17,9 км, а глубина до свободной поверхности (F = Н — R) равна 2,5 км (для объяснения обозначений см. эту статью)¹. Если такое же значение плотности использовать для скал Гарднер, высота поверхности которых составляет —0,2 км при мощности коры 16,9 км (получено по данным сейсмического метода отраженных волн), то смещение поверхности мантии составит 14,8 км, а глубина до свободной поверхности будет равна 2 км. Так как уровень свободной поверхности тот же самый, то различие в значении глубин до свободной поверхности должно соответствовать различию высот рельефа, если оба района находятся в равновесии. По приведенным расчетам эта разница составляет 0,5 км, что хорошо согласуется с действительным значением, равным 0,6 км.

Если горизонтальное смещение коры представляло собой действенный фактор в формировании Гавайского хребта, то оно, по-видимому, не повлияло на толщину слоя коры под хребтом. Это означает, что перемещался слой коры мощностью более 20 км. Такой вывод подтверждается сходством значений гравитационных аномалий над районами кальдер (+309 мгл), которые хорошо согласуются со значениями, полученными на Оаху (+312 мгл). Стрейндж и др. [26] показали, что гравитационные аномалии на Оаху могут быть согласованы с сейсмическими данными.

Изучая гравитационное поле островов Кука, состоящих из эродированных базальтовых вулканов, Робертсон [23] пришел к заключению, что большая часть полученных им данных может быть объяснена гравитационным эффектом, вычисленным для нескомпенсированной островной платформы (отсутствует утолщение или деформация первичной коры) со средней плотностью 2,32 г/см³. Такая платформа должна содержать вулканические каналы, заполненные веществом плотностью 2,88 г/см³. Атолл Ракаханга, относящийся к северной группе островов Кука, имеет аномалию, соответствующую нескомпенсированной островной платформе однородной плотности 2,51 г/см³ без более плотного ядра. Робертсон использовал так называемые модифицированные аномалии Буге, которые вычислялись обычным способом по наблюденным значениям силы тяжести. Однако при интерпретации гравиметрических данных плотность морской воды не заменялась средней плотностью пород. При вычислении поправки за рельеф и поправки Буге для коралловых островов плотность принималась равной 2,67 г/см³. Необходимость учета в модели плотной массы вулканического канала иллюстрируется фиг. 2. При всех расчетах Робертсон учитывал существование вулканического канала только до уровня морского дна. В табл. 2 приведены результаты его наблюдений.


В другой статье Робертсон [24] отмечает, что результаты гравиметрических наблюдений в районе островов Кука находятся в противоречии с теорией локальной изостатической компенсации. Эти наблюдения, указывающие на то, что океанические вулканические массы не подчиняются теории локальной изостатической компенсации, подтверждаются также сравнением аномалий Буге и изостатических (фиг. 3).

Гравиметрические измерения, выполненные на кораблях над изолированными подводными вершинами и над подводными хребтами, не обнаружили эффектов, связанных с вулканическими каналами. Вероятно, это обусловлено большой глубиной залегания аномальных масс и интегральным характером гравитационного эффекта, создаваемого каналом и рельефом дна. Подводные горы, поверхность которых обычно имеет куполовидную форму, а вершины находятся на глубине нескольких километров, характеризуются аномалиями в свободном воздухе величиной от нескольких миллигалл до нескольких десятков миллигалл. Изучая подводную гору Джаспер — коническую вершину высотой около 600 м, расположенную на глубине 4400 м (в 500 км от берега в районе Сан-Диего, Калифорния), Гаррисон и Брисбин [4] отметили, что при среднем значении плотности 2,3 г/см³ наблюдается наилучшее совпадение наблюденных и вычисленных аномалий (фиг. 4).

Такое низкое значение кажущейся плотности соответствует величине, полученной Буллардом [35] для Гавайского хребта. По-видимому, в этих районах кора имеет сходную структуру.


Связь аномалий силы тяжести со структурой коры Срединноатлантического хребта рассмотрена в работах Тальвани и др. [29], а также Уорзела и Гаррисона [37]. Аномалии в свободном воздухе над Срединноатлантическим хребтом имеют преимущественно положительные значения, а над соседними океаническими впадинами они, как правило, отрицательны. Гравитационные аномалии Буге (фиг. 5) были вычислены Тальвани и его соавторами в предположении, что разность плотностей между породами дна и воды составляет 1,57 г/см³. В аномалиях Буге исключается влияние рельефа дна, осложняющее аномалии в свободном воздухе; они лучше отражают внутреннюю структуру океанического дна. Аномалии небольших поперечных размеров, имеющие амплитуду до 50 мгл, характерны для поля, полученного в редукции в свободном воздухе. Они связаны преимущественно с подвозными горами. Эти аномалии почти полностью исчезают на графиках аномалий Буге. Это указывает, что мелкомасштабные аномалии обусловлены исключительно особенностями рельефа дна и не связаны с внутренней структурой коры. Минимум аномалий Буге над гребнем Срединноатлантического хребта позволяет говорить о его изостатической компенсации. Однако, как показали Уорзел и Гаррисон, компенсация может осуществляться либо благодаря наличию корня коры, либо, наоборот, антикорня. Сейсмические же данные достаточно неопределенны. Над центральной рифтовой долиной крупных аномалий Буге не обнаружено. Таким образом, гравитационный эффект каких-либо масс, которые могут располагаться под рифтовой долиной, на уровне моря очень невелик.

Гравитационное поле над Восточнотихоокеанским поднятием (фиг. 6) подобно полю над Срединноатлантическим хребтом. В среднем значения аномалий в свободном воздухе близки к нулю, хотя над гребнем поднятия наблюдаются положительные аномалии слабой интенсивности; по обеим сторонам гребня аномалии обычно отрицательны. Аномалии Буге имеют минимум над гребнем поднятия и максимумы по его сторонам. Таким образом, характер аномалий в свободном воздухе и аномалий Буге позволяет считать, что Восточнотихоокеанское поднятие изостатически скомпенсировано. Однако данные о строении коры указывают, что она в районе поднятия выгнута вверх; это заставляет считать, что изостатическая компенсация осуществляется благодаря наличию в верхней мантии материала пониженной плотности. Над вулканически активной осевой зоной поднятия особые аномалии силы тяжести также отсутствуют.

В последние годы опубликовано много работ о связи теплового потока с вулканизмом в районе Восточнотихоокеанского поднятия. Фон Герцен и Уэда [33] обнаружили две узкие полосы повышенных значений теплового потока, проходящие вдоль оси Восточнотихоокеанского поднятия. По-видимому, явная корреляция аномалий теплового потока как с гравитационными, так и с магнитными аномалиями отсутствует.

Гравитационные аномалии над вулканическими районами континентов и островных дуг

Наиболее полное и основательное изучение вулканов, входящих в Тихоокеанское вулканическое кольцо, было выполнено в Японии (фиг. 7).

При гравиметрической съемке кальдеры Куттяро на Хоккайдо [42] был обнаружен выраженный минимум аномалий Буге над центральными районами кальдеры (фиг. 8). Эта аномалия достигает величины —46 мгл и протягивается на 20 км. Кальдера Куттяро является типичной кальдерой так называемого типа Кракатау; она образовалась после выброса большого объема пемзы и брекчии. Интерпретация аномалий Буге указывает, что грубообломочные кислые брекчии, отрицательная аномальная плотность которых составляет 0,3—0,5 г/см³, заполняют кальдеру на глубину 3—4 км. Это подтверждается также тем фактом, что гравитационная аномалия хорошо совпадает в плане с кальдерой и имеет такую же длину волны. Полный дефект масс, вычисленный по аномалии Буге, согласуется с оценками массы изверженных пород — пемзы и игнимбритов.

Кальдера Эра на юге острова Кюсю —- одна из крупнейших в мире; диаметр ее достигает 20 км. Действующий вулкан Сакурадзима (1118 м) находится у южного края кальдеры. С Сакурадзимой не связаны сколько-нибудь выраженные аномалии Буге; по-видимому, канал этого вулкана не заполнен аномально плотными породами. Территория вокруг кальдеры покрыта пемзой и игнимбритами. Предполагают, что извержения произошли в плиоцене. С кальдерой связан локальный минимум аномалий Буге интенсивностью до — 45 мгл. Этот минимум можно объяснить накоплением в кальдере брекчии, мощность которой равна 3—4 км. Согласно расчетам, отрицательная аномальная плотность пород, заполняющих кальдеру, составляет 0,3—0,5 г/см³, а оцененная по аномалии Буге аномальная масса достигает 4·10¹⁰ т и близко соответствует массе изверженного материала.

Об остаточных (локальных) отрицательных аномалиях Буге (σ = 2,67), совпадающих с кальдерами Осима, Тоя, Хаконе, Асо и Сикоцу, сообщается в работе Йокояма [41]. Аномальные массы, вызывающие эти минимумы, примерно равны массам изверженных материалов. Над Фудзиямой (3776 м) не наблюдается явной остаточной аномалии Буге, а расчеты показывают [43], что этот вулкан, сложенный породами андезитового и базальтового состава и имеющий диаметр основания около 30 км, изостатически не скомпенсирован, а удерживается прочностью земной коры. Кроме того, его жерло не заполнено породами повышенной плотности. Об отсутствии аномалий Буге над вулканами Асама (2542 м) и Фудзияма сообщается также в работе Йокояма [39].

Количественные оценки величины аномальных масс в районах основных кальдер Японии [38, 40] были проведены по известной формуле Гаусса


где Δg — остаточная аномалия Буге, связанная с недостатком массы. Обычно недостаток массы равен массе изверженных пород. Основные результаты изучения кальдер Японии сводятся к следующему:

1. Отрицательные гравитационные аномалии (совпадающие с кальдерами), наблюдаемые в Японии, обусловлены накоплением брекчий мощностью 3—4 км под дном кальдер.

2. Сбросы по краям кальдер падают преимущественно по направлению к их центральным частям.

3. Строение кальдер обусловлено мощными извержениями брекчий и туфов и образованием кальдер путем проседания.

В табл. 3 приведены гравиметрические данные для вулканических центров Японии и результаты интерпретации наблюденных аномалий.


Меди и Морелли [15] выполнили детальную гравиметрическую съемку Сицилии. Остров характеризуется большой отрицательной аномалией Буге (σ = 2,67), достигающей величины —90 мгл. Однако с вулканическим центром Этны (3100 м) не связано никакой отчетливой аномалии, хотя вулкан и лежит на западном окончании гравитационного минимума (фиг. 9). Гравитационный минимум, наблюдаемый над центральными районами Сицилии, может быть вызван тектонической или вулканической депрессией. Меди и Морелли полагают, что минимум обусловлен тектонической депрессией, заполненной тонкослоистыми глинами с малой плотностью.

Гора Везувий располагается на северном крае минимума аномалий Буге, совпадающего с Неаполитанским заливом. Этот минимум достигает —45 мгл над центральными районами побережья залива. Везувий не имеет выраженной гравитационной аномалии, так как он представляет собой вулкан смешанного типа: кратер его заполнен пеплом и брекчиями, а также более плотными породами, образующими дайки, связанные с выводящим каналом.

Гора Эгмонт (Северный остров Новой Зеландии) является изолированным андезитовым конусом, достигающим высоты около 2500 м и имеющим основание шириной 44 км. Как можно судить по карте аномалий Буге для Новой Зеландии масштаба 1 : 4 000 000 [21], это вулканическое сооружение не проявляется в остаточных аномалиях Буге.

Гора Рейнир (спящий вулкан высотой 4350 м) располагается на западном крае семидесятимиллигального регионального минимума, связанного с батолитом кислых пород, подстилающим Каскадные горы в США. Количественные оценки [2] указывают, что батолит имеет около 30 км в ширину и распространяется до глубины 14 км. Сама гора Рейнир характеризуется локальным минимумом аномалий Буге, достигающим величины около 30 мгл. Предполагается [2], что этот минимум связан с ядром пород гранодиоритового состава, находящимся под горой Рейнир.

Во многих случаях вулканы и связанные с ними гравитационные аномалии располагаются в пределах обширных вулканических районов, имеющих много центров вулканизма и часто характеризующихся грабенообразным опусканием коры. Одним из подобных хорошо изученных районов является Центральный вулканический район Северного острова Новой Зеландии. Этот район, протягивающийся на 150 км и имеющий ширину 40 км, расположен в центральной части Северного острова. Здесь представлен четвертичный базальтовый, андезитовый и риолитовый вулканизм, однако наибольшим распространением пользуются риолиты и пемза. Центральная часть вулканического района характеризуется региональным минимумом аномалий Буге (фиг. 10) и грабеноподобной структурой коры. В пределах района приподнятым блокам коры отвечают остаточные аномалии Буге величиной более —35 мгл, а опущенным блокам, формирующим депрессии,— аномалии, величина которых не превышает —35 мгл. Анализ отрицательных остаточных аномалий Буге показал [16], что они могут быть обусловлены смесью различных вулканических пород плотностью 2,12 г/см³, перекрывающих породы фундамента грауваккового состава, имеющие плотность 2,67. Обычно для пород этого района принималась следующая средняя плотность: пемзы, туфы и брекчии 1,77, игнимбриты 2,21, риолиты 2,18, дациты 2,37, андезиты 2,47, базальты 2,79 г/см³. В Центральном вулканическом районе Новой Зеландии наблюдается отчетливая связь между минимумами аномалий Буге, отложениями малоплотных вулканических пород кислого и среднего состава и горсто- и грабеноподобной тектонической структурой. К району континентального вулканизма, где отмечаются такие же соотношения, относится бассейн Моно в Калифорнии [20]. Здесь с кайнозойской грабеноподобной депрессией, имеющей размер 21х15 км, связан минимум остаточных аномалий Буге, достигающий величины —60 мгл. Контур этой аномалии совпадает с контуром бассейна, а сама аномалия может быть обусловлена накоплением толщи изверженных пород туфов и осадков мощностью 3,5 км и средней плотностью 2,3 г/см³.

Остаточная гравитационная аномалия Буге амплитудой —58 мгл имеется в районе гидротермальной активности в Йеллоустонском национальном парке в Вайоминге (фиг. 11). По-видимому, источником аномалии служат брекчии и риолиты, заполняющие депрессию фундамента, сложенного базальтами [12]. Депрессия имеет ширину около 68 км, а длина волны связанной с ней аномалии составляет около 130 км.

Кальдеры различных вулканических районов Земли существенно отличаются от Африканских рифтовых долин, также характеризующихся активным вулканизмом. Эти рифтовые долины в структурном отношении подобны срединноокеаническим хребтам. Согласно гипотезе раздвигания дна океана, они представляют собой центры растяжения коры. Установлено [28], что региональные аномалии Буге в рифтовых долинах в районе озер Альберт, Эдуард, Киву и Танганьика имеют величину от —100 до —140 мгл. Величина остаточных аномалий в рифтовых долинах колеблется примерно от —70 до —80 мгл. При интерпретации этих аномалий [28] предполагается, что грабен шириной около 30 км, ограниченный сбросами с углами падения 60е или больше, проникающими до мантии, заполнен осадочными породами и брекчиями (фиг. 12). Резкость гравитационного минимума надрифтовыми долинами указывает, что источник аномалии находится в пределах первых пяти километров под дном грабена и связан с разностью плотностей заполняющих грабен осадков (средняя плотность 2,17 г/см³) и пород фундамента (предполагаемая средняя плотность 2,67 г/см³). Некоторые сбросы, ограничивающие рифтовые долины, проникают в мантию и служат подводящими каналами для магмы. На поверхности Земли такие разломы выявляются по эруптивным аппаратам. Новая интерпретация аномалий Буге, предложенная Саттоном и Гроу [28], кажется более обоснованной по сравнению с интерпретацией Булларда [1]. Последний анализировал гравитационные данные, представленные в виде изостатических аномалий, и предполагал, что отрицательные изостатические аномалии вызваны клиновидным блоком коры, вдавленным в мантию под действием горизонтального сжатия. Дополнительные гравиметрические данные [28] указывают, что рифтовые долины представляют собой структуры растяжения, что раздел Мохоровичича под всем регионом, вероятно, однороден и проходит на практически постоянной глубине 36—39 км и что мантия под корой имеет нормальную плотность 3,4 г/см³.

Методика анализа гравитационных аномалий

1. Выше уже отмечалось, что, используя теорему Гаусса, можно по аномалиям Буге определить дефицит масс под вулканами и вулканическими районами.

2. Для изучения геологических структур по аномалиям силы тяжести необходимы точные данные о плотности горных пород. Для этой цели желательно определение плотности непосредственно по образцам, однако оценки плотностей могут быть сделаны на основании зависимости между плотностью пород и скоростью распространения сейсмических волн по Нейфу и Дрейку [30] или по различным модификациям этой зависимости. Использование зависимости между плотностью и скоростью распространения сейсмических волн, определенной в лабораторных условиях, описано в работе Розе и др. [25].

3. Теоретические значения аномалий Буге могут быть вычислены по геологическим разрезам, построенным для использования в качестве плотностных моделей. Для этой цели применяется современная вычислительная техника [31]. Теоретические и исправленные за рельеф наблюденные аномалии Буге сравниваются, после чего плотностная модель может исправляться для получения удовлетворительного согласия между теоретической и наблюденной кривой аномалий.

4. Для изучения источников гравитационных аномалий в вулканических районах использование аномалий в свободном воздухе и изостатических аномалий не дает достаточно эффективных результатов. Вулканические формы имеют обычно резкий рельеф, поэтому аномалии в свободном воздухе, как правило, в большей степени связаны с рельефом, чем с геологическим строением. Вулканические районы и ассоциирующие с ними структуры в большинстве случаев слишком малы, чтобы отражаться в каких-либо изостатических аномалиях. Однако для изучения геологического строения подводных вулканических форм лучше всего использовать данные об аномалиях в свободном воздухе, наблюденных на уровне моря.

Заключение

1. Исправленные за рельеф аномалии Буге очень полезны для изучения внутренней геологической структуры вулканических образований.

2. Базальтовые вулканические острова и гряды океанических островов характеризуются аномалиями Буге, превышающими +200 мгл. Остаточные аномалии над вулканическими центрами этих сооружений превышают +30 мгл. Эти остаточные аномалии можно связывать с дайкообразными внедрениями плотных пород в вулканические каналы. Плотность их примерно на 0,4 г/см³ больше, чем средняя плотность вулканических конусов или вмещающих вулканических пород.

3. Над континентальными вулканами с лавами кислого или среднего состава обычно не наблюдается ясно выраженных аномалий Буге.

4. Континентальные вулканические депрессии характеризуются локальными концентрическими отрицательными аномалиями Буге интенсивностью —10 мгл и более. Эти аномалии вызываются малоплотными изверженными породами и брекчиями, заполняющими депрессии и жерла вулканов до глубины около 5 км.

5. Гравитационные аномалии, наблюдаемые над Срединноатлаyтическим хребтом, лучше всего объясняются вариациями плотности в нижних горизонтах коры и в верхней мантии. Над центральными, вулканически активными рифтовыми долинами ясно выраженные аномалии Буге отсутствуют.

6. Аномалии Буге, наблюдаемые в Африканских рифтовых долинах, образуют локальные минимумы, достигающие величины —70 мгл. Эти аномалии лучше всего объясняются наличием 3—4-километровой толщи малоплотных осадков, заполняющих грабены, образованные нисходящими движениями блоков коры по близким к вертикальным сбросам, проникающим, вероятно, до мантии. Локальные положительные аномалии Буге величиной около +10 мгл, отмечаемые над этими сбросами, позволяют предполагать наличие плотных дайкообразных тел в зонах сбросов. Однако это предположение нуждается в подтверждении.

Примечания

1. «Глубиной до свободной поверхности» (freeboard) автор называет отсчитываемую от поверхности рельефа глубину уровня, на котором расположилась бы поверхность мантии, если бы в каком-нибудь месте на ней отсутствовала кора.