Astronet > Geofizicheskie metody issledovaniya zemnoi kory. Chast' 1

po tekstam po klyuchevym slovam v glossarii po saitam perevod po katalogu

Geofizicheskie metody issledovaniya zemnoi kory

12.3.1. Glubinnaya seismorazvedka.

Glubinnaya seismorazvedka prednaznachena dlya izucheniya glubin ot 5 - 10 km do neskol'kih desyatkov kilometrov. Ona provoditsya metodami glubinnyh seismicheskih zondirovanii (GSZ) ili profilirovanii (GSP), otlichayushihsya kusochno-nepreryvnym ili nepreryvnym proslezhivaniem glubinnyh - v osnovnom, prelomlennyh, rezhe otrazhennyh, kotorye bystrei zatuhayut s glubinoi - voln vdol' regional'nyh profilei (geotraversov). Vozbuzhdenie uprugih kolebanii osushestvlyaetsya bol'shimi vzryvami. Registraciya sverhnizkochastotnyh uprugih kolebanii (1 - 20 Gc) vedetsya na rasstoyaniyah 50 - 300 km ot punktov vzryva.

Glubinnaya seismorazvedka primenyaetsya dlya resheniya sleduyushih zadach:

raschleneniya Zemli na obolochki;
kartirovaniya podoshvy zemnoi kory - poverhnosti Mohorovichicha;
vyyavleniya granic v zemnoi kore, glubinnyh razlomov, raznyh tipov zemnoi kory;
izucheniya poverhnosti kristallicheskogo fundamenta.

Po dannym seismologii i glubinnoi seismorazvedki poluchena model' raschleneniya Zemli na obolochki po skorostyam prodol'nyh ( $R$ ) i poperechnyh ( $S$ ) voln (ris. 4.17).

Ris. 4.17. Model' raspredeleniya skorostei prodol'nyh ( $R$ ) i poperechnyh ( $S$ ) voln vnutri Zemli

Po raspredeleniyu skorostei uprugih voln i ih gradientov Zemlyu delyat na sleduyushie obolochki.

Sverhu zalegayut osadochnye porody moshnost'yu ot 0 do 15 km i podstilayushii ih kristallicheskii fundament. Vmeste s nizhezalegayushimi porodami oni obrazuyut zemnuyu koru, moshnost' kotoroi menyaetsya ot 5 km na okeanah do 70 km v nekotoryh gornyh oblastyah. Podoshva zemnoi kory nazyvaetsya poverhnost'yu Mohorovichicha (M-poverhnost'yu ili Moho). Ona harakterizuetsya rezkim skachkom ${V} _{p}$ (ot 7 do 7,9 - 8,2 km/s) i otdelyaet zemnuyu koru ot verhnei mantii. Poslednyuyu razdelyayut na litosferu (kamennuyu obolochku) moshnost'yu 60 - 100 km i astenosferu (poluplastichnuyu obolochku s nebol'shim ponizheniem skorostei, prostirayushuyusya do glubin 300 - 400 km. Na glubine 900 km po izmeneniyam gradientov skorostei vydelyayut nizhnyuyu mantiyu. S glubin 2900 km po skachku ${V} _{p}$ i ${V} _{s}$ vydelyayut verhnee yadro, kotoroe schitaetsya "zhidkim", tak kak cherez nego ne prohodyat poperechnye volny. S glubin 5100 km zalegaet nizhnee yadro.

Stroenie kontinental'noi i okeanicheskoi zemnoi kory, izuchaemoe seismorazvedkoi, gravirazvedkoi i magnitotelluricheskimi issledovaniyami, pozvolilo vydelit' v nih struktury raznogo poryadka i glubinnye razlomy.

Glubinnye razlomy i tektonicheskie narusheniya po dannym MOV vydelyayutsya narusheniem proslezhivaemosti gorizontov, a po dannym MPV - skachkami v glubinah zaleganiya prelomlyayushih granic.

Poverhnost' fundamenta pod osadochnymi porodami yavlyaetsya opornoi prelomlyayushei i otrazhayushei granicei i s uspehom kartiruetsya MPV i MOV.

12.3.2. Strukturnaya seismorazvedka.

Strukturnaya seismorazvedka - odno iz osnovnyh napravlenii seismorazvedki. Strukturnaya seismicheskaya razvedka, krome resheniya zadach strukturnoi geologii, imeet chetkuyu prakticheskuyu napravlennost' na poisk nefti i gaza. Ona provoditsya na sushe, na moryah, okeanah, vdol' rek i imeet delo s glubinami issledovaniya do 10 km. Strukturnye zadachi reshayutsya metodom otrazhennyh voln. Metod prelomlennyh voln igraet podchinennoe znachenie i sluzhit dlya kartirovaniya poverhnosti fundamenta i vydeleniya vysokoskorostnyh sloev v osadochnom chehle.

V rezul'tate rekognoscirovochnogo i chastichno poiskovogo seismogeologicheskogo raionirovaniya, vypolnennogo na territorii Rossii, vydelyayutsya sleduyushie chetyre tipa razrezov s razlichnoi effektivnost'yu primeneniya seismorazvedki.

I. Drevnie platformy (Russkaya, Vostochno-Sibirskaya) harakterizuyutsya dvuh-trehetazhnym seismogeologicheskim stroeniem, pologimi strukturami, vyderzhannost'yu otrazhayushih i prelomlyayushih granic. Pod seismogeologicheskim etazhom ponimaetsya tolsha, dlya izucheniya kotoroi trebuetsya primenenie specificheskoi metodiki nablyudenii i interpretacii - inymi slovami, eto sravnitel'no odnorodnaya tolsha gornyh porod, inogda chetko ne raschlenyaemaya po seismicheskim dannym. Dlya poiskov neftegazonosnyh struktur v etih regionah neobhodima detal'naya vysokotochnaya seismorazvedka s tochnost'yu opredeleniya glubin okolo 25 m.

II. Molodye platformy (Zapadno-Sibirskaya, Sredneaziatskaya, Predkavkazskaya) otlichayutsya odno- i dvuhetazhnym stroeniem, bol'shoi amplitudoi struktur, vyderzhannost'yu otrazhayushih granic v etazhah i prelomlyayushih na granicah etazhei i po krovle fundamenta. Poiski neftegazovyh struktur v etih raionah provodyatsya dovol'no uspeshno, tak kak seismorazvedka obespechivaet sechenie seismogeologicheskih kart i razrezov do 50 m.

III. Zony kainozoiskoi skladchatosti (Kavkaz, Karpaty, Srednyaya Aziya, Sahalin i t.p.) harakterizuyutsya krupnymi, slozhnymi strukturami s bol'shimi uglami naklona. Kak pravilo, zdes' otrazhayushie granicy proslezhivayutsya v vide otdel'nyh otrazhayushih ploshadok. Osnovnuyu rol' igraet MPV. Dlya opredeleniya skorostei nuzhny skvazhiny. Seismorazvedka daet rezul'taty ponizhennoi tochnosti (sechenie kart svyshe 100 m).

IV. Glubinnye vpadiny na platformah (Prikaspiiskaya, Dneprovo-Doneckaya, Vilyuiskaya i dr.) harakterizuyutsya slozhnym mnogoetazhnym stroeniem s yavleniyami diapirizma, nalichiem solyanyh kupolov. V podobnyh usloviyah primenyayutsya MPV, MOV. Tochnost' seismorazvedki takaya zhe, kak i dlya III tipa seismologicheskogo razreza.

Dlya resheniya zadach strukturnoi geologii shiroko primenyaetsya morskaya i rechnaya seismorazvedka. Morskaya seismorazvedka - odin iz naibolee bystryh metodov seismorazvedki. Raboty vedutsya v modifikacii NSP, MOV, MPV special'noi avtomaticheskoi apparaturoi bez ostanovki sudna.

12.3.3. Neftegazovaya seismorazvedka.

V rezul'tate strukturnyh geologo-geofizicheskih issledovanii prakticheski vse perspektivnye na neft' i gaz raiony na sushe i morskom shel'fe vyyavleny. V etih raionah, nachinaya s bolee perspektivnyh, vedutsya ploshadnye poiskovo-razvedochnye seismicheskie raboty metodom MOV - MOGT.

Po usloviyam formirovaniya i zaleganiya neftyanye mestorozhdeniya raspolagayutsya na glubinah 1,5 - 4 km, a gazovye - na glubinah 3 - 6 km. Glavnoe naznachenie seismorazvedki - poisk struktur, blagopriyatnyh neftegazonakopleniyu. Ih nazyvayut lovushkami. Eto takie zony osadochnyh (rezhe izverzhennyh) porod, v kotoryh imeyutsya poristye porody (kollektory), naprimer, peski, treshinovatye skal'nye porody, perekrytye nepronicaemymi porodami (ekranami), naprimer, glinami. Osnovnymi tipami lovushek yavlyayutsya: antiklinal'nye ili kupolovidnye podnyatiya, priurochennye k sbrosam tolshi kollektorov, rifogennye (izvestkovye) vystupy, solyanye kupola, zony vyklinivaniya, stratigraficheskie nesoglasiya, drevnie doliny i drugie.

Vse oni pri vysokom kachestve provedeniya polevyh rabot i cifrovoi obrabotke informacii vizual'no proslezhivayutsya na razrezah: vremennyh po dannym MOV (luchshe MOGT) i glubinnyh (MOV - MOGT), na strukturnyh kartah po krovle opornyh gorizontov, na kartah moshnostei kollektorov ili ekranov. Tochnost' v opredelenii glubin dolzhna byt' ne menee 100 m.

Razvedka struktur provoditsya slozhnymi interferencionnym sistemami MOGT v sochetanii s seismoakusticheskimi issledovaniyami poiskovyh skvazhin. Tochnost' v opredelenii izmenenii moshnostei porod v lovushkah dolzhna dostigat' 25 m.

V rezul'tate detal'noi seismorazvedki vyyavlyayutsya mestopolozhenie struktur i ih glubiny, gde vozmozhno skoplenie nefti ili gaza (takih v srednem odna tret').

Pryamye poiski nefti i gaza v vyyavlennyh lovushkah - zadacha ochen' slozhnaya. Ona trebuet detal'nogo analiza kinematiki (skorostei) i dinamiki (zatuhanii) seismicheskih voln (naprimer, otnoshenie ${V} _{p} / {V} _{s}$ yavlyaetsya indikatorom flyuidonasyshennosti). Pryamye poiski bolee effektivny, esli seismorazvedka kompleksiruetsya s vysokotochnoi gravirazvedkoi, elektromagnitnymi zondirovaniyami, termicheskimi i yadernymi issledovaniyami v neglubokih skvazhinah. Razumeetsya, neobhodimo vesti burenie samyh perspektivnyh struktur. Pri blagopriyatnom ishode takie skvazhiny stanovyatsya promyshlennymi dlya dobychi nefti i gaza.

12.3.4. Rudnaya seismorazvedka.

Pri poiskah i razvedke razlichnyh rudnyh mestorozhdenii seismorazvedka primenyaetsya znachitel'no rezhe, chem nefti i gaza. Eto ob'yasnyaetsya slozhnym seismogeologicheskim stroeniem rudnyh raionov.

Rudnaya seismorazvedka primenyaetsya dlya:

opredeleniya moshnosi nanosov, kartirovaniya poverhnosti korennyh porod i moshnosti zony vyvetrivaniya;
vyyavleniya struktur, blagopriyatnyh rudonakopleniyu, i izucheniya vnutrennei struktury rudnyh polei;
kartirovaniya pod nanosami krutozalegayushih plastov, metamorficheskih i izverzhennyh porod;
trassirovaniya tektonicheskih narushenii, zon droblenii, treshinovatosti.

Neposredstvennye (pryamye) poiski i razvedka rudnyh mestorozhdenii s pomosh'yu seismorazvedki prakticheski ne provodyatsya. Osnovnym metodom rudnoi seismorazvedki dlitel'noe vremya yavlyalsya lish' metod prelomlennyh voln. Osobenno shiroko MPV primenyaetsya dlya izucheniya poverhnosti korennyh porod. Skol'zyashaya prelomlennaya volna, rasprostranyayas' vdol' poverhnosti korennyh porod, pozvolyaet opredelit' glubinu ih zaleganiya, granichnuyu skorost', vyyavlyat' zony ih narushenii, treshinovatosti. V poslednie gody v rudnoi seismorazvedke primenyayutsya i drugie klassy voln: obmennye, otrazhennye, refragirovannye.

Raboty provodyatsya s pomosh'yu seismorazvedochnyh stancii v vysokochastotnoi modifikacii (chastoty kolebanii 100 - 400 gc), chto obespechivaet bol'shuyu razreshayushuyu sposobnost' seismicheskih nablyudenii.

12.3.5. Inzhenerno-gidrogeologicheskaya seismorazvedka.

Pri izuchenii geologicheskoi sredy s cel'yu inzhenerno-geologicheskih i gidrogeologicheskih izyskanii (gidrostroitel'stvo, dorozhnoe, promyshlennoe i grazhdanskoe stroitel'stvo, v tom chisle v raionah vechnoi merzloty, poiski podzemnyh vod, reshenie razlichnyh geoekologicheskih, merzlotno-glyaciologicheskih i drugih zadach) seismorazvedka nahodit vse bol'shee primenenie. Ona ispol'zuetsya dlya izucheniya glubiny zaleganiya korennyh porod, raschleneniya osadochnyh tolsh, opredeleniya moshnosti kory vyvetrivaniya, moshnosti l'da, kartirovaniya vechnoi merzloty, proslezhivaniya razryvnyh narushenii, treshinovatyh zakarstovannyh zon, izucheniya opolznei, opredeleniya urovnya podzemnyh vod.

Inzhenerno-gidrogeologicheskaya seismorazvedka imeet delo s nebol'shimi glubinami, poetomu vozbuzhdenie uprugih voln provoditsya s pomosh'yu malyh vzryvov ili udarov. Dlya razvedki nebol'shih glubin (do 30 - 40 m) primenyaetsya mikroseismorazvedka. Raboty vypolnyayutsya s pomosh'yu legkih odnokanal'nyh seismicheskih ustanovok OSU (ves vsego oborudovaniya do 30 kg) ili malokanal'nyh (2 - 4). Vozbuzhdenie uprugih voln proizvoditsya udarom kuvaldy. Raboty vypolnyayutsya v modifikacii MPV, rezhe MOV.

Pri inzhenerno-geologicheskih izyskaniyah akvatorii morei, ozer, rek mogut primenyat'sya seismoakusticheskie metody s elektroiskrovymi ili gazorazryadnymi datchikami. Pri etom registriruyutsya eho-signaly (otrazheniya) ot granic sloev s raznymi akusticheskimi zhestkostyami.

Seismorazvedka v gornyh vyrabotkah (podzemnaya seismorazvedka) primenyaetsya dlya izucheniya sploshnosti massiva, vyyavleniya pustot, obvodnennyh zon, izucheniya geologicheskogo stroeniya i ocenki fiziko-mehanicheskih i prochnostnyh svoistv gornyh porod vokrug vyrabotok, a takzhe gornogo davleniya. Raboty v gornyh vyrabotkah provodyatsya libo s odnokanal'nymi ustanovkami, libo s pomosh'yu perenosnyh seismostancii. Dlya izucheniya celikov porod mezhdu gornymi vyrabotkami ispol'zuyutsya seismicheskie i akusticheskie prosvechivaniya.

Vazhnoi zadachei inzhenernoi seismorazvedki yavlyaetsya izuchenie fiziko-mehanicheskih i prochnostnyh svoistv porod. Izmeryaya skorost' rasprostraneniya prodol'nyh i poperechnyh voln v gornyh vyrabotkah, obnazheniyah, a takzhe na obrazcah, mozhno rasschitat' uprugie konstanty i ocenit' fiziko-mehanicheskie i prochnostnye svoistva gornyh porod. Poluchennye dannye ispol'zuyutsya dlya ocenki gornogo davleniya, neobhodimogo dlya rascheta obdelki i krepleniya gornyh vyrabotok, a takzhe dlya opredeleniya ustoichivosti, kreposti, razrabatyvaemosti gruntov. Izmereniya skorostei uprugih voln provodyatsya kak s pomosh'yu odnokanal'nyh seismicheskih ustanovok, tak i s pomosh'yu seismoskopov, rabotayushih na ul'trazvukovyh chastotah.

Dinamicheskie parametry modulya uprugosti, t.e. parametry, poluchennye po dannym seismorazvedki, mogut byt' rasschitany po izvestnym skorostyam rasprostraneniya uprugih prodol'nyh ( ${V} _{p}$ ) i poperechnyh ( ${V} _{s}$ ) voln (sm. (4.2)):

$E = \frac{{V}_{p}^{2} \sigma (1+\delta )(1-2\delta )}{1-\delta };/; E = {V}_{s}^{2} \sigma (2+\delta ),$

(4.14)

gde $\sigma$ - plotnost', $\delta$ - koefficient Puassona, $E$ - modul' Yunga. Znaya ${V} _{p}$ i ${V} _{s}$ , mozhno opredelit' $\delta$ . Dlya bol'shinstva skal'nyh porod $\delta\approx 0,22$ .

Togda

$E \approx 1,4({V}_{p} {10}^{-3} + 11){V}_{p}^{2} {10}^{-3} \left[\frac{kg}{{sm}^{2}}\right],$

gde ${V} _{p}$ izmeryaetsya v m/sek.

Odnako poluchennye dinamicheskie parametry neobhodimo sopostavit' so staticheskimi parametrami prochnosti, opredelyaemymi putem ispytanii obrazcov i monolitov na szhatie. Ustanoviv dlya kazhdogo litologicheskogo kompleksa raiona issledovanii korrelyacionnuyu zavisimost' mezhdu dinamicheskimi modulyami i staticheskimi koefficientami kreposti (prochnosti) porod, mozhno otkazat'sya ot chasti trudoemkih ispytanii obrazcov, zameniv ih mikroseismorazvedkoi ili ul'trazvukovymi izmereniyami.

Nazad| Vpered

Publikacii s klyuchevymi slovami: geofizika - Zemlya - zemnaya kora Publikacii so slovami: geofizika - Zemlya - zemnaya kora
Sm. takzhe: Protivosumerechnye luchi i festival' planet Voshod Zemli: video Udarnyi krater Manikuagan: vid iz kosmosa Zemlya i Luna: vid s drugoi storony Snezhnaya burya 1938 goda v Verhnem Michigane Polet nad nochnoi Zemlei – II Apollon-17: serp Zemli Vse publikacii na tu zhe temu >>

Mneniya chitatelei [5]

Versiya dlya pechati

Astrometriya - Astronomicheskie instrumenty - Astronomicheskoe obrazovanie - Astrofizika - Istoriya astronomii - Kosmonavtika, issledovanie kosmosa - Lyubitel'skaya astronomiya - Planety i Solnechnaya sistema - Solnce