авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 || 3 | 4 |   ...   | 9 |

«Горный институт Уральского отделения Российской академии наук Институт геофизики Уральского отделения Российской академии наук Геофизическая служба Российской академии наук ...»

-- [ Страница 2 ] --

Магнитное поле вертикальной составляющей Zа (рис.1а) характеризуется за метной неоднородностью, невысокими интенсивностями. По аномально высоким зна чениям выделяется контакт пород, связанный с тектоническими нарушениями и пред ставленный антигоризированными породами. Тальк-хлоритовые сланцы отмечаются слегка повышенными значениями Zа. В центральной части наблюдается околорудная зона с низкой, вплоть до отрицательных значений, вертикальной составляющей маг нитного поля. Над самим рудным телом наблюдается отрицательная магнитная анома лия.

В магнитном поле горизонтальной составляющей Hа (рис.1б) над тальк хлоритовыми сланцами отмечается положительная сложно построенная аномалия.

Здесь, в центральной части массива, на общем фоне по знакопеременным значениям магнитного поля отчетливо прослеживается рудоконтролирующая зона.

XIV Уральская молодежная научная школа по геофизике Рис.1. Карты аномального магнитного поля: а) вертикальной составляющей Zа;

б) горизонтальной составляющей Hа.

Зарегистрированные магнитные аномалии присущи блоковому строению с хо рошо проявленной тектоникой, что также подтверждается и геологическими наблюде ниями. По результатам магнитных измерений наблюдается определенная корреляция горизонтального и вертикального поля в околорудной зоне, что позволило выделить и проследить рудоконтролирующую ось. Прежде всего налицо локальная знакоперемен ная аномалия горизонтального поля Hа, и отрицательная аномалия вертикального по ля Zа над рудной зоной.

Работы выполнены при поддержке гранта РФФИ-офи-м-11-05-12040 и проек та РАН 12-П-5- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Пахомов М.И. Геологические основы и геофизические методы поисков хромитов / М.И. Пахомов, В.Б. Баторин. – М.: РИЦ ВИМС, 2006.

2. Шерендо Т.А. Применение магниторезонансной спектрометрии при изучении гене тических особенностей хромитовой минерализации в альпинотипных ультрабази тах Среднего Урала на примере Ключевского массива / Т.А. Шерендо, А.В. Алексеев, А.Г. Вдовин // Материалы IV Всероссийской молодежной научной © ГИ УрО РАН, конференции «Минералы: строение, свойства, методы исследования». – Екатерин бург: УрО РАН, 2012. – С. 272-273.

А.Г. Вдовин, Е.А. Баженова Институт геофизики УрО РАН, г. Екатеринбург О ВРЕМЕННЫХ ИЗМЕНЕНИЯХ СЕЙСМОАКУСТИЧЕСКОЙ ЭМИССИИ И ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ ПО ДАННЫМ СКВАЖИННЫХ ИЗМЕРЕНИЙ Открытие явления модуляции высокочастотных сейсмических шумов Земли приливными деформационными процессами позволяет объяснить причины возникно вения наблюдаемых периодичностей уровня сейсмоакустической эмиссии (САЭ) [5].

Это свидетельствует о том, что напряженное состояние массива пород изменяется от приливного воздействия с известной периодичностью от полусуточной до двухнедель ной. Неоднородности земной коры существенно влияют на величину приливных де формаций. Амплитуды приливных волн в зонах разломов оказываются больше, чем на платформенных или монолитных участках. По мнению авторов [5], имеющиеся данные о суточных и полусуточных периодах в спектрах вариаций высокочастотных микро сейсм указывают на их связь с приливными деформационными процессами. Суточные приливы возникают вследствие несовпадения плоскости экватора с плоскостью лунной орбиты и плоскостью эклиптики. Полусуточные приливные деформации, дающие мак симальные поднятия и опускания для статических приливов на экваторе и нулевые на полюсах [1, 3].

Изучение связи между приливными деформационными процессами и сейсмо акустическим откликом геосреды считается актуальной задачей по многим причинам.

Во-первых, в связи с открытием явления модуляции высокочастотных сейсмических шумов длиннопериодными деформационными процессами, в том числе приливными [5], появилась возможность по известным периодичностям деформационных процессов выделять в вариациях амплитудного уровня сейсмоакустической эмиссии аналогичные периоды. Во-вторых, уровень сейсмоакустического отклика геосреды на воздействие приливных деформационных процессов позволяет оценить физико-механические свой ства слагающих массив горных пород и их изменение во времени. В-третьих, зависи мость некоторых геодинамических процессов от лунно-солнечных приливов можно ис пользовать для оценки динамической активности различных геоструктур.

Энергетический и временной масштаб проявления в земной коре действующих сил эндогенной и экзогенной природы колоссален: от перемещения литосферных плит и катастрофических землетрясений до современных вертикальных движений земной коры и микроземлятресений. Исследование деформационных процессов является сложной задачей, так как большинство применяемых сейчас методов дает информацию о деформациях в поверхностном слое. Но в условиях неоднородной, иерархически блочной структуры земной коры такие наблюдения не раскрывают достаточно полно распределение деформаций, связанных с накоплением и релаксацией напряжений во внутренних точках среды. С другой стороны, известно, что в механизме деформирова ния горных пород определяющая роль принадлежит разрушению. Процесс трещинооб разования сопровождается сейсмоакустической эмиссией, а при возникновении элек трических зарядов на границе разрыва берегов трещины – электромагнитным излуче нием (ЭМИ). Однако, наличие сейсмоакустического излучения не означает, что оно должно обязательно сопровождаться интенсивным электромагнитным излучением, по скольку в разных условиях релаксация электрических зарядов происходит с учетом XIV Уральская молодежная научная школа по геофизике свойств, характеризующих электропроводность среды. С другой стороны, электромаг нитное излучение более чувствительно к деформациям пород, потому что, прежде чем произойдет хрупкий разрыв, идет разделение электрических зарядов расходящихся бе регов трещины. В объеме геосреды это создает интегральный сигнал, который и явля ется характеристикой ЭМИ, поэтому электромагнитное излучение не всегда сопровож дается регистрируемой сейсмоакустической эмиссией.

Пространственно-временное распределение САЭ и ЭМИ в скважинах несет су щественную информацию о деформационных процессах в земной коре, непосредст венно отражающих как действующие напряжения, так и структуру изучаемого горного массива [2]. САЭ и ЭМИ горных пород изменяются во времени. Это фиксируется по контрольным измерениям в течение суток, недель, через месяцы и годы [6]. Выявление скрытой периодичности во временных вариациях дает представление о характере де формационных процессов и их физической природе.

Для исследования явления модуляции высокочастотных сейсмических шумов приливными деформационными процессами проводились измерения в Верх Сысертской скважине и в скважине на территории обсерватории Арти.

Были проведены режимные измерения продолжительностью более 14 суток для выделения лунно-солнечных деформационных процессов в скважине №1 (пос. Верхняя Сысерть, учебно-методическая база УГГУ) и в скважине №2 на территории обсервато рии Арти. Измерения проводились программно-аппаратурным комплексом, разрабо танным в институте геофизики УрО РАН [4]. Прибор предназначен для одновременных измерений сигналов сейсмоакустической эмиссии в диапазонах частот 100-500 Гц (Н1, Z1), 500-5000 Гц (H2, Z2) и 2500-5000 Гц (H4, Z4) и электромагнитного излучения на частотах 45 кГц (F1), 70 кГц (F2) и 120 кГц (F3). На рис.1 и 2 представлены фрагменты записи режимных измерений в скважинах №1 и №2 соответственно.

Рис.1. Фрагмент записи режимных измерений сигналов сейсмоакустической эмиссии (Z1) и электромагнитного излучения (F3) в скважине 1, пос. Верхняя Сысерть.

Рис.2. Фрагмент записи режимных измерений сигналов сейсмоакустической эмиссии в скважине №2, Арти.

По результатам режимных измерений был проведен спектрально-временной анализ полученных данных (рис.3). В результате анализа временных вариаций ампли тудного уровня сейсмоакустической эмиссии и электромагнитного излучения, выделе © ГИ УрО РАН, ны периоды колебательных движений геосреды тождественные лунно-солнечным де формационным процессам.

Рис.3. Диаграммы спектрально-временного анализа по данным долгосрочных измере ний САЭ и ЭМИ: а – в скважине №1, б – в скважине №2.

Таким образом, влияние лунно-солнечных деформационных процессов вызывает появление во временных вариациях сигналов сейсмоакустической эмиссии и электро магнитного излучения периодов, равных 11-14 часам и 21-28 часам. Данные периодич ности близки к известным суточным, полусуточным и долгопериодическим приливам, а различия возникают из-за физико-механических свойств геосреды, которая реагирует на воздействующие деформационные процессы известной физической природы. Так же показано, что лунно-солнечные приливы проявляются в полях различной физической природы, и в разных диапазонах частот.

Взаимодействие различных деформационных процессов формируют сложный колебательный режим напряженного состояния пород, который отражается в полях САЭ и ЭМИ, что в свою очередь позволяют получать информацию о их влиянии на геосреду. Актуальность полученных результатов заключается в возможности создания на их базе нового метода контроля и оценки современного динамического состояния объема геосреды.

Работа выполнена при финансовой поддержке Президиума УрО РАН (проект 12 У-5-1044).

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Вербицкий Т.З. Временные вариации параметров звуковой волны в массиве горных пород на территории карпатского геодинамического полигона / Т.З. Вербицкий, Б.Д. Бойко, А.И. Чигинь // Изв. АН СССР. Физика Земли. – 1980. – №11 – С. 90-93.

2. Дьяконов Б.П. О возбуждении естественных сейсмоакустических шумов в земной коре / Б.П. Дьяконов, А.К. Троянов // Рукопись депонирована ВИНИТИ 15.11.89. – М.: ВИНИТИ, 1989 – №6 – С. 874-889.

3. Мельхиор П. Земные приливы / П. Мельхиор // Под ред. Парийского Н.Н. / Пер. с англ. Барсенкова С.Н., Доброхотова Ю.С., Перцева Н.Н. – М.: Мир, 1968. – 482 с.

XIV Уральская молодежная научная школа по геофизике 4. Пат. 2123711 РФ МКИ;

GO1V1/40 / Устройство для измерения геоакустических шумов в скважине. Астраханцев Ю.Г., Троянов А.К. // Опубл. 20.12.1998.

5. Рыкунов Л.Н. Явление модуляции высокочастотных сейсмических шумов Земли / Л.Н. Рыкунов, О.Б. Хаврошкин, В.В. Цыплаков // Открытия в СССР в 1983 г. – М.:

ВНИИПИ, 1984. – 46 с.

6. Троянов А.К. Лунно-солнечные деформационные процессы и сейсмоакустическая эмиссия в объеме геосреды / А.К. Троянов [и др.] // Доклады академии наук. – – том 439, №1. – С. 1-4.

А.В. Верхоланцев Горный институт УрО РАН, г. Пермь СОВРЕМЕННЫЙ ПОДХОД К ОЦЕНКЕ СЕЙСМИЧЕСКОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ ВЗРЫВНЫХ РАБОТ Взрывные работы на карьерах часто проводятся в условиях близкого располо жения различных гражданских объектов. В результате сейсмического воздействия в конструктивных элементах зданий и сооружений могут возникать дополнительные нагрузки, вызывающие добавочные напряжения и деформации. Если отдельные эле менты при этом окажутся недостаточно прочными или устойчивыми, то они получают остаточные смещения и в них формируются трещины [1]. В результате неоднократных сейсмических воздействий сооружения могут оказаться непригодными к дальнейшей эксплуатации. Поэтому во избежание повреждений зданий и сооружений расстояния от них до места взрыва не должны быть меньше сейсмически безопасных расстояний, определение которых регламентируется последней редакцией «Единых правил без опасности при взрывных работах» [2]. При этом в большинстве случаев максимальное практическое значение имеет оценка сейсмического эффекта для неодновременного взрывания группы зарядов. При неодновременном взрывании N зарядов взрывчатых веществ общей массой Q со временем замедления между взрывами каждого заряда не менее 20 мс сейсмически безопасное расстояние r c может быть рассчитано по формуле:

rc = K г K c K в N 1/ 4 Q1/ 3, (1) где K г – коэффициент, зависящий от свойств грунта в основании охраняемого здания (сооружения), и может принимать значения от 5 для скальных до 20 для водона сыщенных грунтов;

K c – коэффициент, зависящий от типа здания (сооружения) и ха рактера застройки, изменяется в диапазоне от 1 для железобетонных промышленных сооружений до 2 для небольших поселков;

K в – коэффициент, зависящий от условий взрывания, принимает значения от 0,5 для полууглубленных зарядов до 1 для камуф летного взрыва.

При всей своей простоте метод определения безопасных расстояний с использо ванием такой формулы может вызвать затруднения, так как в реальных условиях выбор каждого из коэффициентов не всегда представляет собой простую задачу. Также, оцен ка безопасных расстояний с регламентируемыми коэффициентами может иметь суще ственные погрешности, так как диапазоны изменений условий взрывания, свойств грунта в основании здания, а также степени вреда воздействий на различные типы со оружений гораздо шире, чем представлено в данных правилах. Кроме того, такой фак тор, как состояние массива пород на пути распространения сейсмических волн, опреде ляющий их затухание, в указанной методике не учитывается. В частности, как показал опыт практических наблюдений, несущественные изменения в схеме инициирования © ГИ УрО РАН, зарядов или в грунтовых условиях могут привести к изменению сейсмического эффекта в разы.

Проблему определения коэффициентов формулы (1) можно решить на основа нии прямых измерений сейсмического эффекта взрывов, предположив, что множество обозначенных выше факторов на некотором ограниченном участке изменяются слабо.

В России и за рубежом наиболее распространенным критерием сейсмической опасно сти является векторная скорость колебаний грунта V, измеряемая у оснований охраня емых зданий и сооружений. Экспериментальные исследования показали, что по срав нению со всеми другими параметрами сейсмических волн (амплитудой смещения, ускорением смещения и др.), скорость смещений лучше всего коррелируется с началь ными повреждениями зданий [3, 4].

Для оценки допустимой скорости колебаний для конкретного охраняемого объ екта можно использовать способ [5], в котором значения допустимых скоростей коле баний определяются в соответствии с рангом и классом сооружения по формуле:

Vдоп = е (к-р)/2 + 1, см/с, (2) где е – основание натурального логарифма;

к – класс сооружений от 1 до 4;

р – суммар ный ранг сооружений (от 1 до 6), зависящий от качества сооружений, материала стен, типа здания, наличия антисейсмических конструкций. При этом выводы, базирующие ся на инструментальных исследованиях сейсмического эффекта взрывов, должны обя зательно носить статистический характер и учитывать влияние всего многообразия действующих факторов. В общем случае, убывание амплитуды сейсмических волн с расстоянием от источника возбуждения описывается формулой:

V = a · RПР-b, (3) где V – скорость смещения грунта, RПР – приведенное расстояние, a и b – эмпирические коэффициенты.

Приведенное расстояние RПР определяется по расстоянию до места взрыва (R, м), по суммарной массе заряда (Q, кг) и по количеству ступеней замедления (N):

N, (4) RПР = R 3 Q где R – расстояние до места взрыва, м;

Q – суммарная масса заряда, кг;

N – количество ступеней замедления. Чтобы выразить коэффициенты формулы (1) через эмпирические константы a и b, заменим в (3) величину V предельным значением Vдоп. Тогда из выра жения (3) можно выделить расстояние R, которое по сути будет являться сейсмически безопасным расстоянием rc. Проведя аналогии между результатом и (1) можно устано вить соответствия для коэффициента, зависящего от типа зданий:

( k р ) / 2+ (5) K c = e b, а также для группы коэффициентов, определяющих вид заряда и свойства грунтов:

K г K в = a1 / b. (6) Как видим, новый набор коэффициентов определяется несколько сложнее, но учитывает все отмеченные ранее факторы.

На практике, комплекс научно-исследовательских работ по оценке сейсмическо го воздействия и/или оптимальности технологий буровзрывных работ обычно включает следующие этапы:

- инструментальные измерения сейсмического воздействия взрывов, произве денных на различных уступах и в разных частях изучаемого карьера;

XIV Уральская молодежная научная школа по геофизике - анализ регистрируемого волнового поля, а также спектральный анализ сей смических записей;

- определение величины максимальных скоростей смещения грунта;

- оценка степени опасности возможных сейсмических воздействий на близ лежащие постройки.

Как говорилось ранее, важной проблемой при проведении подобных работ явля ется значительный разброс амплитуд сейсмических волн от разных взрывов. Это связа но с изменениями в пространственном расположении взрываемых скважин, а также в свойствах горных пород. Опыт проведения работ по оценке сейсмического воздействие показывает, что для учета подобной изменчивости амплитуд нужно выбирать следую щую схему наблюдений: помимо измерений в пределах жилых массивов, зачастую необходимо использовать опорные сейсмические станции, установленные стационарно.

Также при размещении пунктов наблюдения, максимальную их плотность нужно обес печивать вблизи карьера, поскольку именно в ближней зоне сейсмические волны могут представлять наибольшую опасность. Вместе с тем, для корректной оценки зависимо сти амплитуды сейсмической волны от расстояния необходимо иметь пункты наблю дения на разных удалениях, поэтому измерения должны проводиться и на бльших расстояниях.

Иногда при анализе волнового поля регистрируемых волн отмечается различное отношение амплитуд объемных и поверхностных волн: в одних случаях преобладают объемные, в других – поверхностные, причем отношение амплитуд может достигать 2 х раз и более. В таком случае целесообразно анализировать сейсмическое воздействие для объемных и поверхностных волн раздельно.

Рис.1. Карта пространственного распределения параметра APS/AL В качестве примера такой ситуации можно привезти карту пространственного распределения параметра отношения амплитуд объемных и поверхностных волн APS/AL (рис.1), построенную для одного из карьеров Саратовской области. Как видно из при веденной карты, к западу и востоку от карьера на расстояниях более 1 км отмечается закономерное возрастание параметра APS/AL. Таким образом, на участках вблизи (зна © ГИ УрО РАН, чения параметра 0,9) карьера имеет место максимальный сейсмический эффект, обу словленный влиянием поверхностных волн.

Точное определение коэффициента b, определяющего скорость убывания ам плитуды волны с расстоянием, в ряде случаев может вызвать затруднение. Задача осложняется тем, что фактическая величина сейсмического воздействия взрыва в каж дом отдельном случае зависит от ряда случайных или трудноучитываемых факторов, таких как степень трещиноватости взрываемого блока, качество забойки, направлен ность излучения сейсмической волны, точность работы системы инициирования и про чее. С целью исключения их влияния необходимо использовать записи взрывов на опорных сейсмических станциях. В этом случае для каждого измерения на рабочей точке выполняется расчет отношений приведенных расстояний и измеренных амплитуд к таковым на опорных точках.

Рис.2. Сравнение зависимостей нормированных амплитуд от нормированных приведенных расстояний для объемных (а) и поверхностных волн (б) с зависимостями скорости смещения грунта от приведенных расстояний для объемных (в) и поверхност ных волн (г) Полученные зависимости нормированных амплитуд от нормированных расстоя ний позволяют с высокой достоверностью определить значения коэффициента b. Ана лиз результатов натурных измерений показал, что использование нормированных зна чений значительно повышает устойчивость определения величины b: величина средне квадратического отклонения нормированных амплитуд (рис.2а, 2б) от аппроксимиру ющей функции в разы ниже, чем для исходных измерений (рис.2в, 2г);

колебания вели чины b, рассчитанной для разных наборов данных, также значительно меньше.

XIV Уральская молодежная научная школа по геофизике Зафиксировав полученное таким образом значение коэффициента b, можно определить величину коэффициента a, используя исходные величины скоростей и при веденных расстояний, после чего получить формулы для расчета AMAX. Далее, задав шись максимально допустимой величиной сейсмического воздействия, далее получить формулы для расчета сейсмически безопасного расстояния rc.

В случаях, когда желательно оценить влияние грунтов отдельно, коэффициент K г может быть получен в ходе специальных исследований. В связке обновленных ко эффициентов (6), целесообразно задать коэффициенту K г смысл усиления колебаний грунтами. Одним из методов оценки усилений являются одновременные наблюдения на грунтах с эталонными свойствами и на исследуемых грунтах. Также возможно ис пользование экспресс-методов, например, по спектрам SH/SV [7]. В таких исследованиях можно получить пространственное распределение коэффициента K г. Данный метод является весьма привлекательным в плане трудоемкости измерений и при этом дает не сколько упрощенную картину распределения коэффициентов резонансного усиления.

Способ базируется на изучении поляризации микросейсмических колебаний и анализе спектральных отношений амплитуд горизонтальных и вертикальной компонент. Необ ходимые для реализации способа Накамуры измерения – записи микросейсмических шумов трехкомпонентной системой сейсмоприемников. Карты пространственного рас пределения коэффициентов резонансного усиления позволяют объяснить неравномер ность распределения уровня сейсмического воздействия взрывов на исследуемой тер ритории.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

1. Кириллов Ф.А. Инструкция по обследованию сейсмического действия взрывов на сооружения / Ф.А. Кириллов, С.В. Медведев, В.М. Шамин // Вопросы инженерной сейсмологии. Вып. 6. (Труды ИФЗ АН СССР, № 21 (188)). – М.: Изд-во АН СССР, 1962. – С. 118-122.

2. Единые правила безопасности при взрывных работах. ПБ 13-407-01. – СПб: Изда тельство ДЕАН, 2002. – 240 с.

3. Садовский М.А. Простейшие приемы определения сейсмической безопасности / М.А. Садовский. – М.: ИГД ММ СССР, 1946. – 28 с.

4. Садовский М.А. Сейсмический эффект взрывов / М.А. Садовский. – М., 1939.

5. Богацкий В.Ф. Охрана инженерных сооружений и окружающей среды от вредного действия промышленных взрывов / В.Ф. Богацкий, А.Г. Фридман. – М.: Недра, 1982. – 162 с.

6. РСН 65-87. Инженерные изыскания для строительства. Сейсмическое микрорайо нирование. Технические требования к производству работ. Введ. 1998-01-01. – М.:

Госстрой РСФСР, 1998. – 14 с.

7. Nakamura Y. A method for dynamic characteristics estimation of subsurface using mi crotremor on the ground surface / Y. Nakamura // QR RTRI, vol. 30. – 1989. – P. 25-33.

© ГИ УрО РАН, А.В. Власова, Буй Тхи Нган Национальный исследовательский Томский политехнический университет РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ПЛОТНОСТИ РЕСУРСОВ БАЖЕНОВСКИХ НЕФТЕЙ МЕЛОВОГО НЕФТЕГАЗОНОСНОГО КОМПЛЕКСА НЮРОЛЬСКОЙ МЕГАВПАДИНЫ (ПО ГЕОТЕМПЕРАТУРНОМУ КРИТЕРИЮ) Актуальность. Основные нефтепромыслы Томской области сосредоточены в Нюрольской мегавпадине и на прилегающих к ней положительных структурах (рис.1).

Фонд юрских антиклинальных ловушек, к которым приурочена большая часть откры тых здесь месторождений углеводородов, практически исчерпан.

Рис.1. Схема нефтегазоносности Нюрольской мегавпадины и структур ее обрамления:

1 – месторождения: а – нефтяное;

б – конденсатное;

в – газовое;

2 – граница Нюроль ской мегавпадины;

3 – структура III порядка и ее номер: 1 – Кулан-Игайская впадина;

– Тамрадская впадина;

3 – Осевой прогиб;

4 – Тамянский прогиб;

5 – Фестивальный вал;

6 – Игольско-Таловое куполовидное поднятие;

4 – речная сеть;

5 – исследуемая скважина и ее индекс;

6 – условный номер месторождения;

7 – граница зоны распространения тогурской свиты Интерес в отношении нефтегазоносности в настоящее время представляют ме ловые клиноформы, открытие залежей в которых ранее сдерживалось техническими возможностями сейсморазведочных работ и отсутствием методик интерпретации ГИС меловых низкоомных коллекторов.

Основным источником формирования залежей УВ в верхнеюрских и меловых ловушках является рассеянное органическое вещество (РОВ) отложений баженовской свиты (bg, J3tt), катагенетическая зрелость которого достигает градации МК11-МК12 [3].

Районирование мелового нефтегазносносного комплекса (НГК) по плотности ресурсов баженовских нефтей является актуальной задачей.

XIV Уральская молодежная научная школа по геофизике Методика исследований и исходные данные. Для определения положения оча гов интенсивной генерации баженовских нефтей применена компьютерная технология палеотектонических реконструкций и палеотемпературного моделирования осадочных бассейнов [1]. Использованы замеры пластовых температур, полученные при испыта нии скважин, и палеотемпературы, рассчитанные по отражательной способности вит ринита (ОСВ). В табл. 1 приведены, в качестве примера, «измеренные» температуры по 2-м скважинам.

Решением обратной задачи геотермии для разрезов 39-ти глубоких скважин, определена плотность теплового потока из «основания» (рис.2.) Таблица Пластовые температуры, полученные при испытаниях глубоких скважин, и палеотем пературы, рассчитанные по ОСВ в образцах керна Пластовые температуры Температуры по ОСВ № Индекс п/п скважины Интервал, Температура, Глубина, R0vt, Палеотемпература, м С м % С 862 31 2700 0,62 1 Ай- 2156 67 3150 0,76 2400-2406 74 2882 0,67 2 Во- 2650-2660 80 2991 0,70 Рис.2. Схематическая карта распределения значений плотности теплового потока из основания: 1 – значения изолиний в мВт/м2.

Остальные условные обозначения см. на рис. © ГИ УрО РАН, Рис.3. Схематическая карта распределения геотемператур и положения очагов интен сивной генерации баженовских нефтей, современный разрез: 1 – изотермы, °С;

2 – кон тур очага;

3 – месторождения УВ с залежами в меловом и верхнеюрском НГК. Осталь ные условные обозначения см. на рис. Рис.4. Схематическая карта распределения геотемператур и положения очагов интен сивной генерации баженовских нефтей, 37,6 млн. лет назад (время максимального про грева осадочного разреза). Остальные условные обозначения см. на рис. XIV Уральская молодежная научная школа по геофизике Далее, решением прямых задач геотермии восстанавливается термическая исто рия баженовских отложений на 10 ключевых моментов геологического времени. Поро говая температура, определяющая границу очага интенсивной генерации нефти РОВ баженовской свиты, принята 85оС.

В современном разрезе максимальные значения температур в очагах генерации баженовских нефтей достигают 105°С и локализуются в южной части Кулан-Игайской впадины и в зоне сочленения северного борта Нюрольской мегавпадины и Черемшан ской мезоседловины (рис.3.). В западной, северо-восточной и юго-восточной частях территории исследования очаги отсутствуют. 37,6 млн. лет назад (время максимального прогрева осадочной толщи) температуры очагов варьировались в пределах от 90°С до 115°С, интенсивная генерация баженовских нефтей происходила на всей исследуемой территории (рис.4.) Для районирования территории по степени перспективности мелового НГК по величине первично-аккумулированных баженовских нефтей рассчитан условный инте гральный показатель по формуле [2]: УИП = (Titi10-2), где Ti – температура очага генерации нефти на i-ый ключевой момент геологического времени, оС;

ti – время дей ствия очага, млн. лет;

i=1,9.

Результаты. На рис.5 приведена схематическая карта распределения относи тельной плотности первично-аккумулированных баженовских нефтей. В табл. 2 приво дится результат районирования.

Рис.5. Схематическая карта распределения относительной плотности первично аккумулированных баженовских нефтей в меловом и верхнеюрском НГК Нюрольской мегавпадины (значения изолиний в величине условного интегрального показателя УИП). Остальные условные обозначения см. на рис. © ГИ УрО РАН, Таблица Районирование мелового НГК по относительной плотности прогнозных ресурсов баже новских нефтей (*ранжирование по степени перспективности) Индекс скважины, УИП, Площадь, Район* Тектоническая приуроченность расположенной в рай тыс. км о. ед.

оне Центральная часть Нюроль Гл-2, На-3, Фе-255,СФ ской мегавпадины и юго 1. 1, ЮФ-1п, Т-1п, Ши- 80–100 5, западная часть Среднева 296, ЗЛ-187, Г-1п сюганского мегавала Сочленение северной части Нюрольской мегавпадины с 2. ЮП-263, За-50, Глу-1 80–90 0, западным бортом Среднева сюганского мегавала Южная часть Нюрольской ме 3. Т-1, СА-1 70–80 1, гавпадины Сочленение южной части Нюрольской мегавпадины с 4.1 восточным бортом Каймысов- ЮЧ-337, Чв-1 4, ского свода и западным бортом Средневасюганского мегавала 60– Сочленение центральной части Нюрольской мегавпадины с 4.2 Та-1, Ча-1, Ел-2 2, Северо-Межовской мегамоно клиналью Каймысовский свод ЛЯ-63, Ша-1, ЗК-223, 5.1 6, Фед-4, Дв-15, ЗМ- Средневасюганский мегавал Пу-86, Ко-262п, Мы 5.2 40–60 6, 62, Са-1п, Ре- Южная часть Нюрольской ме 5.3 Иг-2, Ай-1 1, гавпадины Сочленение юго-востока Нюрольской мегавпадины с 6.1 П-1п, СЮ-2 3, Северо-Межовской мегамоно 30– клиналью Северо-Межовская мегамоно- Ню-1, Во-1, Там-1, Ар 6.2 3, клиналь 40, Ку- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Исаев В.И. Интерпретация данных гравиметрии и геотермии при прогнозировании и поисках нефти и газа / В.И. Исаев. – Томск: Изд-во ТПУ, 2010. – 172 с.

2. Лобова Г.А. Очаги генерации и первично-аккумулированные ресурсы тогурских нефтей Усть-Тымской мегавпадины / Г.А. Лобова // Вестник Пермского универси тета. Геология. – 2011. – № 3. – C. 70–77.

3. Фомин А.Н. Катагенез органического вещества и нефтегазоносность мезозойских и палеозойских отложений Западно-Сибирского мегабассейна / А.Н. Фомин. – Ново сибирск: ИНГГ СО РАН, 2011. – 331 с.

XIV Уральская молодежная научная школа по геофизике П. В. Воропаев Камчатский филиал Геофизической службы РАН, г. Петропавловск-Камчатский ПРОГРАММНАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ ОЦЕНКИ УРОВНЯ СЕЙСМИЧНОСТИ ПО МЕТОДИКЕ СОУС' Введение. В настоящее время информация о состоянии сейсмичности различ ных регионов России является широко востребованной. В этих сведениях могут быть заинтересованы как научные исследователи, так и специалисты различных государ ственных служб (МЧС, региональная администрация и т. д.). Информация о состоянии сейсмичности должна быть оперативно доступна и иметь наглядное, интуитивно по нятное представление. В связи с этим возникает необходимость в создании средств оперативной обработки сейсмологических данных, определяющих текущий уровень сейсмичности.

С целью решения данной задачи была создана система вычисления уровня сей смичности в виде программы для ПК, выполняемой в семействе ОС Windows. В основе работы программы лежит методика статистической оценки уровня сейсмичности СОУС'09 [2, 3], предложенная сотрудником КФ ГС РАН к. ф.-м. н. Салтыковым В.А.

Методика СОУС'09 рекомендована Ученым советом Геофизической службы РАН для использования в ее подразделениях, поэтому создание соответствующей программы позволит ускорить ее внедрение.

Описание методики. В основе шкалы методики СОУС'09 лежит статистическая функция распределения логарифма выделившейся сейсмической энергии в качестве параметра, характеризующего уровень сейсмичности заданного пространственного объекта в определенный временной интервал. Такая шкала позволяет формализовать такие понятия, как "сейсмический фон" и "аномалии", определяя их в границах величи ны базового параметра (квантилей функции распределения) логарифма выделившейся сейсмической энергии lgE для заданного временного окна T.

Интервалы между квантилями функции распределения выделившейся сейсмиче ской энергии формируют шкалу, включающую 5 уровней сейсмичности:

- экстремально высокий - F(0,995) lgE, - высокий - F(0,975) lgE F(0,995), - фоновый - F(0,025) lgE F(0,975), - низкий - F(0,005) lgE F(0,025), - экстремально низкий - lgE F(0,005).

Исходя из такого разделения, 95% времени сейсмичность пребывает на фоновом уровне. Для повышения детальности фоновый уровень разбивается на три подуровня:

- фоновый повышенный - F(0,85) lgE F(0,975);

- фоновый средний - F(0,15) lgE F(0,85);

- фоновый пониженный - F(0,025) lgE F(0,15).

Для определения уровня сейсмичности заданного района необходимо вычислить значения квантилей, соответствующих пороговым значениям функции распределения F для различных временных интервалов. Для этого совершаются действия в следующем порядке. Из однородного каталога осуществляется выборка событий по определенной пространственной области и интервалу времени. Для выборки вычисляется набор функций распределения F для различных временных окон T. Из данного набора функций строятся зависимости значений опорных квантилей (K=0,995, 0,975, 0,85, 0,15, 0,025, 0,005) шкалы СОУС'09 от величины временного окна T. Полученные значения квантилей аппроксимируются монотонной кривой. Набор аппроксимированных линий образует номограмму (рис.1), с помощью которой можно дать качественную оценку © ГИ УрО РАН, уровня сейсмичности произвольного интервала времени T на основе вычисления ко личественного параметра сейсмической энергии E, выделившейся в заданном времен ном интервале.

Рис.1. Пример номограммы СОУС '09. Цифрами обозначены области с соответствую щими уровнями сейсмичности: 1 – экстремально высокий, 2 – высокий, 3 – фоновый повышенный, 4 – фоновый средний, 5 – фоновый понижен ный, 6 – низкий, 7 – экстремально низкий.

Программная реализация методики. Предложенная методика требует прове дения большого количества вычислений, что вызывает необходимость применения ЭВМ. Реализация алгоритма методики была выполнена в виде компьютерной програм мы, названной "Программа статистической оценки уровня сейсмичности по шкале СОУС'09". (Свидетельство о государственной регистрации программы №2012615123) Данная программа создана для IBM – PC совместимого компьютера, с наличием опера ционной системы Windows XP/Vista/7. При разработке программы учитывались следу ющие требования: простота использования, оптимизация быстродействия, возможность дальнейшего расширения функциональных возможностей. Программа написана на языке программирования C++, и имеет графический интерфейс пользователя (рис.2).

В программе предусмотрена возможность хранения файлов сейсмических ката логов. Имеется возможность пространственной фильтрации записей землетрясений из каталога. Программа вычисляет номограмму СОУС'09 для сформированной пользова телем выборки, выводит ее на экран, а также сохраняет результаты вычислений в тек стовый файл, который может быть использован для обработки в других программах.

При вычислении номограммы существует возможность вывода в файлы и на экран ре зультатов промежуточных вычислений, таких как функции распределения выделив шейся сейсмической энергии для заданного временного интервала и таблица эмпириче ских опорных квантилей распределения. Пользователь может построить график вре менного хода уровня сейсмичности на основании заданной им выборки. При этом мо жет быть использован как набор временных окон по умолчанию, так и произвольное окно, заданное пользователем. В результате вычислений, на экран выводится часть XIV Уральская молодежная научная школа по геофизике графика временного хода уровня сейсмичности, которая соответствует последним восьмидесяти неделям сейсмического каталога. Полный ряд значений зависимости уровня сейсмичности от даты сохраняется в текстовые файлы.

Рис.2. Многооконный интерфейс пользователя. Главное и дочерние окна.

Алгоритм вычисления номограммы. Процесс вычисления номограммы разбит на несколько этапов. Основываясь на данных сейсмического каталога, координат мно гоугольника, интервала глубин и порогового значения энергетического класса, произ водится выборка записей землетрясений из каталога.

Создается набор временных окон T, по которому будет производиться даль нейшее вычисление. Для каждого окна T из данного набора строится эмпирическая функция распределения F=P(lgE) для выделившейся сейсмической энергии E во вре менном окне T.

Основываясь на вычисленной функции распределения, определяются значения логарифма энергии, соответствующие опорным значениям квантилей, методики СОУС'09 (K=0.005, 0.025, 0.15, 0.85, 0.975, 0.995), а также минимальное и максималь ное значение, которые записываются в соответствующий массив.

Цикл вычисления повторяется для всех значений временных окон T. По окон чании цикла получается таблица, содержащая значения номограммы. Столбцы данной таблицы соответствуют значениям опорных квантилей K, строки – величине временно го окна T. Значения выводятся на экран в виде соответствующего графика.

Алгоритм построения графика временного хода уровня сейсмичности. Про изводится выборка записей землетрясений из каталога в соответствии с заданными критериями (географические координаты, глубина, энергетический класс).

Для каждого окна T (возможны варианты в 7, 15, 30, 90, 180, 365 суток) стро ится эмпирическая функция распределения F=P(lgE) для выделившейся сейсмической энергии E во временном окне T. Данная функция вычисляется так же, как при постро ении номограммы.

© ГИ УрО РАН, С конца полученной выборки в цикле производится вычисление логарифма вы делившейся сейсмической энергии за период каждого временного окна T. Шаг сме щения одинаков для всех окон, и равен 7 суткам. Цикл завершается по достижении ок ном начала выборки. Определяется величина уровня сейсмичности за период времен ного окна T, путем сопоставления величины логарифма выделившейся сейсмической энергии в интервале T с аргументом ранее вычисленной функции распределения.

Для каждого временного окна составляется таблица из двух столбцов. В первый вносится значение даты конца временного окна, во второй записывается значение функции распределения. Таблица заполняется в процессе циклического вычисления до момента окончания выборки.

На основании вычисленных данных, строится график уровня сейсмичности (рис.3). Представление на графике всех уровней сейсмичности производится с помо щью неравномерной шкалы ординат, которая позволяет визуализировать каждый уро вень сейсмичности в собственном масштабе.

Пример использования программы. В качестве примера для использования программы выбран сейсмический каталог Северного Кавказа с 1962 по 2008 гг. Обла стью, внутри которой осуществляется выборка событий, является прямоугольник 40 47с.ш., 36-50в.д.

Пороговым значением выбран энергетический класс K=8.0. Вычисление произ водилось для временных окон размером 7, 30, 365 суток. В результате программой по строен график временного хода уровня сейсмичности (рис.3).

Рис.3. График временного хода уровня сейсмичности для территории Кавказа, ограниченного прямоугольной областью 40-47с.ш., 36-50в.д.

Примечательной особенностью этого графика является выход сейсмичности на экстремально высокий уровень во временном окне 7 суток в октябре 2008 г., который был вызван землетрясением 11.10.2008, K=14.5. Эпицентр данного события находился в Шелковском районе Чеченской республики. Сила толчков в эпицентре достигала 7- баллов. Произошли многочисленные разрушения [1]. Данному событию предшествова ло длительное плавное понижение уровня сейсмичности в годовом временном окне.

Заключение. В настоящее время программа способна вычислить текущий уро вень сейсмичности для заданного сейсмического каталога. Имеется возможность по XIV Уральская молодежная научная школа по геофизике строения номограмм и графиков временного хода уровня сейсмичности. При этом чис ленные значения результатов вычислений сохраняются в файлы, которые могут быть использованы для дальнейшей обработки.

Ведется работа по расширению возможностей системы. В новую версию про граммы, которая находится на стадии тестирования, включен модуль графического отображения сейсмических каталогов и выборок из них, а также добавлена возмож ность делать выборки в виде эллиптических пространственных областей.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Землетрясения России в 2008 году / Под ред. Маловичко А.А. – Обнинск: ГС РАН, 2010. – 224 с.

2. Салтыков В.А. Методика вероятностной оценки регионального уровня сейсмично сти / В.А. Салтыков / Проблемы комплексного геофизического мониторинга Даль него Востока России. Труды второй региональной научно-технической конферен ции, 11-17 октября 2009 года. – Петропавловск-Камчатский: КФ ГС РАН, 2009. – С.

82-85.

3. Салтыков В.А. Статистическая оценка уровня сейсмичности: методика и результа ты применения на примере Камчатки / В.А. Салтыков // Вулканология и сейсмоло гия. – 2011. – №2. – С. 53-59.

А.А. Глотов, Л.Д. Плешков Пермский государственный научный исследовательский университет, г. Пермь ВОЗМОЖНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ДВУХ МАГНИТОМЕТРОВ GSM-19 ДЛЯ РЕШЕНИЯ ТЕХНОГЕННЫХ ЗАДАЧ Классическая теория магниторазведки разработана для изучения геологических условий, свободных от влияния различных внешних мешающих помех, кроме вариаци онного геомагнитного воздействия. Сегодня, когда появилась высокоточная магнито разведочная аппаратура, значительно расширился круг задач магниторазведки. Сейчас уверенно выявляются магнитные поля, обусловленные техногенными причинами. Осо бый интерес представляет изучение магнитных полей, обусловленных действием раз личных техногенных факторов: сетями инженерно-технического обеспечения, транс портом, металлическими предметами, находящимися на поверхности земли, и металли ческими объектами различных сооружений, в условиях города.

Однако, индустриализация народного хозяйства создала мешающие условия для широкого развития магнитных методов разведки. Появилось множество факторов по нижающих качество полевого материала.

Большое значение при рассмотрении магнитных аномалий от техногенных фак торов в городской черте имеют промышленные магнитные поля сверхнизкого диапазо на частот (30-300 Гц). К ним относится переменное поле частотой 50 Гц (в России, 60 Гц в странах американского континента), вызванное в первую очередь линиями электропередач, подстанциями, производственными и бытовыми электрическими при борами.

Дальность распространения магнитного поля линии электропередач зависит от величины протекающего тока или от нагрузки линии и достигает десятков метров. По скольку нагрузка линии электропередач может неоднократно изменяться как в течение суток, так и с изменением сезонов года, размеры зоны повышенного уровня магнитного поля также меняются.

© ГИ УрО РАН, Для решения задач в городских условиях может быть рекомендован магнито метр GSM-19 канадской компании GEM Systems.

Этот прибор можно использовать как в передвижном режиме, так и в режиме вариационной станции в областях разведки полезных ископаемых и экологии. Он при меним для выявления трубопроводов, обнаружения неразорвавшихся боеприпасов, ар хеологии, наблюдения за магнитным полем земли, решении сейсмологических задач.

Основными преимуществами магнитометра GSM-19 при исследованиях в условиях го рода является возможность автоматической фильтрации промышленных помех частоты 50 и 60 Гц. Прибор обладает высокой относительной чувствительностью 0,022 нТл и имеет диапазон измерений от 10 000 до 120 000 нТл. Магнитометр GSM-19 можно ис пользовать в качестве магнитно-вариационной станции, в нем предусмотрена функция точной настройки, позволяющая восстановить работу прибора и точность последую щих измерений после приближения помех (проезжающего мимо транспорта).

Тетрюмовым А. [3] выполнено полевое моделирование магнитного поля над ис кусственным источником на территории УНБ «Предуралье» в условиях помех от линий электропередач и железной дороги. В качестве искусственного источника была выбра на металлическая труба, закопанная на глубине 0,3 м. Участок исследования разбит се тью с шагом 1 м (между профилями) и 1,5 м (между пикетами), наблюдения проводи лись протонным магнитометром по методикам Лаутербаха и однократных измерений с учетом вариаций. Результаты представлены на рисунке в виде карты изодинам T. В ходе моделирования было установлено, что центры положительной и отрицательной аномалий соответствуют концам данной трубы (рис.1).

Рис.1. Карта изодинам Т, полученная в результате наблюдений с ММП – 203Д по методике повторений с учётом вариаций прибором ММП – 203К на высоте 1 м (по Тетрюмову А.) Авторами выполнены опытные полевые исследовательские измерения на терри тории Пермского государственного национального исследовательского университета (ПГНИУ) в обстановке, осложненной промышленными помехами от учебных корпу сов, электрической подстанции, сетей инженерно-технического обеспечения, транспор та. Измерения проводились на полигоне, разбитом квадратной сетью и по трем отдель ным профилям, для измерений использовался магнитометр GSM-19 на высоте 1,86 м (рис.2).

XIV Уральская молодежная научная школа по геофизике Рис.2. План полигона В ходе исследований была поставлена задача разработки методики наблюдений магнитного поля в техногенной обстановке, в условиях мегаполиса.

Полигон имел размеры 3010 м, располагался на площадке за корпусом № (рис.3). Расстояние между профилями составляло 2 м, расстояние между пикетами также 2 м.

В целях эксперимента на исследовательском полигоне были проведены измере ния по различным методикам: методика однократных измерений с вариационной стан цией;

наблюдения на различных высотах с магнитной вариационной станцией (МВС);

измерение градиентов dT/dx и dT/dy по последовательной методике;

измерение гради ента dT/dx по синхронной методике.

Рис.3. Полигон на плане инженерно-технических коммуникаций ПГНИУ В северо-восточной части полигона располагался металлический предмет швеллер одним концом уходящий на небольшую глубину в южном направлении (рис.4).

Рис.4. Швеллер © ГИ УрО РАН, В результате проведения исследований различными методиками построена кар та, на которой обнаружено несколько участков с повышенными значениями T (от до 2100 нТл) (рис.5).

Рис.5. Карта изодинам T по методике однократных измерений с МВС Большая положительная аномалия (пк 8/26 и 8/28) соответствует выходу швел лера на поверхность. У пикетов 2/26 и 0/26 наблюдается отрицательная аномалия, меньшая по амплитуде, которая соответствует части швеллера, находящейся под зем лей. Также положительная и отрицательная аномалии равных амплитуд наблюдаются у пикетов 8/20 и 4/16 соответственно, что может свидетельствовать о еще одном метал лическом объекте, находящемся на небольшой глубине.

Вытянутая положительна аномалия в центральной части полигона согласно пла ну подземных и надземных коммуникаций не соответствует каким-либо техногенным объектам, но предположительно относится к старому водопроводу, не отмеченному на плане.

Детальные измерения проводились по двум профилям, обозначенным на плане I-I и II-II. Вдоль профилей были размечены пикеты с шагом 0,5 м (рис.6, 7).

Рис.6. План профиля I-I Рис.7. План профиля II-II Профиль I-I имеет длину 26,5 м, на нем выставлено 53 пикета, он расположен вблизи корпуса №6. Профиль пересекает несколько различных инженерно-технических коммуникаций: водопровод (пк 2), линию электропередач (пк 14), канализацию (пк 26, XIV Уральская молодежная научная школа по геофизике 27) и водопровод (пк 47, 48). Измерения проводились по методике однократных измерений с МВС, на каждом пикете было снято по 3 показания.

Большая часть профиля находится под влиянием сильных электромагнитных полей. Для изучения отображения в магнитных полях подземных коммуникаций нами рассматривается только участок профиля с 30 по 53 пикет. Наблюденный график T на этом участке представлен на рисунке 8. Анализируя его изменение, отмечаем, что на пикетах 47 и 48 наблюдается повышение амплитуды магнитного поля, где расположе ны две водопроводные трубы, магнитное поле представлено в виде положительной аномалии, отвечающей модельному полю от двух параллельно расположенных труб.

Аномальный эффект, выявленный по двойным и тройным отсчетам на пикетах, под тверждает имеющуюся ситуацию, аномальный график варьируется по амплитуде, но не по форме.

Рис.8. График T вдоль профиля I-I Профиль II-II имеет длину 24,5 м, состоит из 49 пикетов, расположен за корпусом №2. Профиль пересекает канализационную трубу (пк 24). Измерения проводились по методике однократных измерений с МВС в прямом и обратном ходах, снято по 2 отсчета на каждом пикете.

Результаты измерений с протонным магнитометром GSM-19 представлены на рисунке 9. Стоит отметить наличие на всем графике переменной составляющей, свя занной с наводками переменного тока. На графике с 19 по 29 пикет четко выявляется отрицательная аномалия амплитудой порядка 2000 нТл, вызванная чугунной канализа ционной трубой диаметром 0,1 м и глубиной залегания 2 м.

Также, объектом исследования стала подземная линия электропередач. На участке находилось 2 кабеля в одной траншее. Известные параметры кабелей: диаметр 5 см, напряжение 380 V. Так как прокладка линии осуществлялась в ноябре 2012 г., на плане коммуникаций ПГНИУ они еще не нанесены, установить точное их положение нельзя.

Рис.9. График T вдоль профиля II-II Измерения проводились вкрест простирания линии. Длина профиля составила 13 м, шаг между пикетами 0,5 м, число пикетов 26. График результатов был сокращен до 16 пикета в сзязи с неинформативностью дальнейших данных (рис.10).

© ГИ УрО РАН, Рис.10. График T над линией электропередач На графике можно выделить две положительные локальные аномалии (с 7 по пк) с амплитудами порядка 80 нТл. Наличие двух локальных положительных аномалий может свидетельствовать о присутствии в геологическом разрезе двух источников, разнесенных между собой. Каждая из аномалий, возможно, является отображением линий электропередач.

В ходе исследований были проведены измерения магнитного поля на террито рии, осложненной промышленными помехами. Измерения выполнялись с помощью двух магнитометров GSM-19. Анализ построенных карт и графиков позволяет сделать вывод о том, что использованные в исследовании методики измерений применимы в техногенных условиях и позволяют получать данные, пригодные для дальнейшей ин терпретации. Однако для получения как можно более качественных данных необходи мо продолжать исследования с использованием высокоточной магниторазведочной ап паратуры по различным методикам.


Авторы выражают благодарность своему научному руководителю профессо ру Л.А. Гершанок.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Гершанок Л.А. Магниторазведка: учеб. пособие / Н.В. Петрова, Л.А. Алексеева, Л.А. Гершанок. – Пермь: изд-во ПГНИУ, 2006. – 364 с.

2. Инструкция по магниторазведке (наземная магнитная съемка, аэромагнитная съем ка, гидромагнитная съемка) / З.С. Смелянова, [и др.]. – Л.: Недра, 1981. – 263 с.

3. Тетрюмов А.В. Магнитное поле над искусственными источниками: дипломная ра бота специалиста / А.В. Тетрюмов. – Пермь: ПГНИУ, 2009.

4. GSM-19 [Руководство по эксплуатации]. GEM Systems, Inc., 2007.

П.П. Горских, А.Ю. Котов Воронежский государственный университет, г. Воронеж ОСОБЕННОСТИ КОРРЕЛЯЦИИ ПЕТРОФИЗИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ В КАЧЕСТВЕ ПРОГНОЗНЫХ ПРИЗНАКОВ НА ОРУДЕНЕНИЕ СКАРНОВО МАГНЕТИТОВОГО ТИПА В УСЛОВИЯХ СЕВЕРНОГО УРАЛА Основной задачей данного исследования является изучение петрофизических свойств пород для их дальнейшего использования в интерпретации геофизических дан ных, выявления особенностей распределения петрофизических свойств в различных типах пород, установления связи между различными петрофизическими свойствами пород и их возможных особенностях корреляции, а также получение наиболее досто верных геофизических моделей, которые наиболее полно отвечают реальной геологи ческой обстановке [2].

XIV Уральская молодежная научная школа по геофизике Для проведения исследований петрофизических свойств горных пород были отобраны ориентированные в пространстве образцы. Местом отбора образцов послу жили участки геофизических работ, которые выполнялись в рамках проекта «Урал По лярный – Урал Промышленный» - Северный-2 и Верблюд [3]. Обзорная схема района работ приведена на рис.1. Участки отбора образцов отмечены соответственно цифрами 1 и 2.

Участок Северный-2 расположен на правом берегу р. Лозьвы у ручья Нерпин Сос на площади известного рудного поля скарново-магнетитового месторождения «Второй Северный Рудник». По геологической обстановке «Второй Северный Рудник»

является типичным экзоконтактовым, контактово-метосамотическим месторождением железных руд. Вмещающая месторождение, вулканогенно-осадочная толща в пределах рудного поля сложена порфиритами андезитового и андезитобазальтового состава, а также их туфами с подчиненными редкими прослоями известняков. Образцы были ото браны из вмещающей толщи андезито-базальтов на западном фланге месторождения при проходке канав.

Участок Верблюд расположен в 20 км южнее участка Северный-2. Образцы гор ных пород здесь также были отобраны при проходке канав, заложенных для заверки магнитных аномалий. Вмещающей толщей здесь служат габброиды. Главным рудным минералом всех типов пород является магнетит.

Рис.1. Обзорная карта района отбора образцов:

1- участок Северный-2;

2 – участок Верблюд.

Измерения проводились в петрофизической лаборатории ВГУ. Из отобранных пород выпиливались изометричные образцы с сохранением ориентировки граней отно сительно элементов залегания пород в местах отбора образцов. Для измерений исполь зовался астатический магнитометр МА-21 (заводской №229). Прибор предназначен для определения магнитной восприимчивости, величины и направления вектора остаточ ной намагниченности образцов горных пород и руд в условиях полевых и стационар ных лабораторий. Принцип действия прибора основан на взаимодействии магнитного момента измеряемого образца с постоянными магнитами астатической системы. По из меряемой напряженности поля и расстоянию от центра образца до системы, зная объем образца, можно определить его магнитные характеристики. Минимальная цена деления астатического магнитометра (максимальная чувствительность) от 4 до 7•10 А·м1/деление. Перед началом измерений была проведена градуировка прибора в со ответствии с техническим описанием и инструкцией по эксплуатации магнитометра МА-21 и определены цены делений прибора для каждой из 9 позиций, на которых воз можно расположение образца относительно астатической системы. По окончании были © ГИ УрО РАН, проведены контрольные измерения в объёме 25% от общего числа образцов. Погреш ность измерений составила 3,5%.

Измерения проводились в равноудалённом положении, т.е. центр массы образ цов удален на равное расстояние от постоянных магнитов астатической системы. В равноудаленном положении на систему действуют поля, создаваемые вертикально направленными компонентами векторов Ji и Jn. Для измерений составляющих намаг ниченности по оси Х контейнер с образцом устанавливался осью Х вертикально. Про изводился отчет П1. Затем контейнер с образцом разворачивался на 180° вокруг верти кальной оси и брался отсчет П2. Затем контейнер с образцом разворачивался вокруг горизонтальной оси на 180° и брался отсчет П3. Затем образец ещё раз разворачивался вокруг вертикальной оси на 180° и брался отсчет П4. По результатам измерений были определены составляющие магнитных моментов:

П1 + П 2 + П 3 + П Еm Mix= (1) ( П1 + П 2) ( П 3 + П 4) Еm, Mnx= (2) где Еm - цена деления прибора в единицах намагниченности в равноудаленном поло жении для позиции m. Аналогично определялись и Miy, Miz, Mny, Mnz. Зная объем образ ца V, составляющие вектора остаточной намагниченности можно определить из выра жений:

Mnx Jnx= ;

(3) V Mny Jny= ;

(4) V Mnz Jnz=. (5) V Зная составляющие вектора Jn, можно определить его модуль:

Jn= Jnx 2 + Jny 2 + Jnz 2 (6) Для определения направления вектора Jn можно рассчитать два параметра:

Jnx склонение А=arctg (7) Jnz Jnz и наклонение i=arctg (8) Jnx 2 + Jny Для определения магнитной восприимчивости необходимо знать величину вер тикальной составляющей Hz магнитного поля Земли в районе проведения измерений, равной в нашем случае 48000 нТл. Составляющие индуктивной намагниченности Ji определяются аналогично составляющим остаточной намагниченности. Затем можно определить величины магнитной восприимчивости по осям [5]:

Jix x= ;

(9) Hz Jiy y= ;

(10) Hz Jiz z=. (11) Hz Полная величина ср можно определить из выражения:

XIV Уральская молодежная научная школа по геофизике Mix + Miy + Miz ср=. (12) 3VHz Также для данных образцов методом гидростатического взвешивания были определены плотность и объем. Образец, плотность которого требуется определить, взвешивается сначала на воздухе, а затем его погружают в воду и взвешивают в воде.

Если полученные веса равны соответственно W и W`, то разность (W—W`) составит, очевидно, вес воды, вытесненной образцом и имеющей, таким образом, такой же объ ем, как и образец;

плотность образца, следовательно, равна W/(W—W`). Взвешивание производилось весами Highland, оснащенными круглым уровнем и нижним подвесом, с помощью которого осуществлялось взвешивание в воде. Весы устанавливались на хо рошо закрепленной поверхности массивного стола. Под весами, через отверстие в сто ле, к весам за нижний подвес прикреплялась платформа для образцов, погруженная в емкость с водой. Точность определения массы для этого типа весов лежит в пределах 0,05 г.

Результаты измерений представлены в табл.1. В целом, все образцы можно раз делить на четыре основные группы как по геологическим, так и по петрофизическим критериям: андезито-базальты, габбро окварцованное, габбро с убогой и редкой вкрап ленностью магнетита, габбро с густой вкрапленностью магнетита [4].

Таблица Результаты измерений остаточной и индуктивной намагниченности, магнитной восприимчивости и плотности образцов.

·103, № об- |Ji|, |Jn|, А·м1 k·10- Название породы А·м1 кг/м разца 1-1 андезито-базальты 0,0479 0,0793 0,75 2, 1-2 андезито-базальты 0,0029 0,0412 0,50 2, 1-3 андезито-базальты 0,0077 0,0550 0,65 2, 1-4 андезито-базальты 0,0076 0,0424 0,50 2, 1-4 андезито-базальты 0,0028 0,0287 0,34 2, 1-6 андезито-базальты 0,0004 0,0024 0,03 2, 1-7 андезито-базальты 0,0018 0,0188 0,23 2, 1-8 андезито-базальты 1,1178 1,1378 13,55 3, 1-9 андезито-базальты 2,5650 1,3136 15,44 3, 2-1 габбро 0,0119 0,0589 0,69 2, 2-2 габбро окварцованное 0,0021 0,0072 0,08 2, 2-3 габбро окварцованное 0,0015 0,0279 0,33 2, 2-4 габбро окварцованное 0,0017 0,0245 0,29 2, 2-5 габбро окварцованное 0,0098 0,0200 0,24 2, 2-6 габбро окварцованное 0,0042 0,0228 0,25 2, 2-7 Габбро окварцованное, лимонитизированное 0,0259 0,0584 0,70 2, габбро с редкой 2-8 0,0045 0,0400 0,47 2, вкрапленностью магнетита габбро с убогой 2-9 0,0166 0,1244 1,49 2, вкрапленностью габбро с густой 2-10 4,9624 1,0473 12,49 3, вкрапленностью магнетита габбро с густой 2-11 25,9936 1,5964 19,01 3, вкрапленностью магнетита габбро с густой 2-12 12,7023 2,6387 19,03 3, вкрапленностью магнетита габбро с густой 2-13 0,3848 0,7878 9,37 3, вкрапленностью магнетита Для наглядного представления распределения петрофизических параметров и выявления корреляционных связей между ними построены диаграммы зависимости © ГИ УрО РАН, индуктивной намагниченности от плотности и индуктивной намагниченности от маг нитной восприимчивости (рис.2).

Рис.2. Диаграммы зависимости индуктивной намагниченности от плотности и индуктивной намагниченности от магнитной восприимчивости Как видно из диаграммы на рисунке 2, корреляция этих параметров довольно очевидна. Андезитобазальты с низкой намагниченностью (порядка 0,02-0,05 А·м1) имеют довольно узкий диапазон плотностей от 2,61·103-2,71·103 кг/м3. При увеличении плотности (до 3,38·103 кг/м3) резко увеличивается и индуктивная намагниченность – до 2,56 А·м1. Это вполне логично объясняется увеличением содержания в породах магне тита – главного рудообразующего минерала для данного типа пород [1]. Также здесь можно видеть, что окварцованное габбро и габбро с редкой и убогой вкрапленностью практически неотличимы по плотности и намагниченности и попадают примерно в одинаковые диапазоны значений данных параметров. Здесь имеет место низкая намаг ниченность (до 0,05 А·м1). А вот габбро с густой вкрапленностью магнетита довольно резко дифференцированы по плотности и намагниченности. При возрастании намагни ченности габбро до 0,8-1 А·м1 плотность возрастает с 2,9·103 до 3,36·103 кг/м3, а при намагниченности более 1,5 А·м1 возрастает до 3,75·103 кг/м3 и выше.


На диаграмме зависимости индуктивной намагниченности от магнитной вос приимчивости (рис.2) мы можем видеть, что андезитобазальты и габброиды, которые как описано выше, были различимы по плотности, практически не могут быть диффе ренцированы по магнитной восприимчивости и имеют довольно низкие значения дан ного параметра (до 1,5·10-4), что характерно для диамагнетиков. Более плотные образ цы (от 3·103 кг/м3) имеют и существенно большую магнитную восприимчивость – от 0,1·10-2 до 0,2·10-2.

Все перечисленные особенности корреляции петрофизических параметров могут быть использованы в качестве прогнозных признаков на оруденение скарново магнетитового типа для данного района.

Как мы можем видеть из табл.1, практически все образцы пород имеют остаточ ную намагниченность, варьирующую в довольно широких пределах, причем у некото рых образцов остаточная намагниченность много выше индуктивной. Это особенно ха рактерно для пород с высоким содержанием магнетита. У пород с низким содержанием магнетита остаточная намагниченность меньше индуктивной в несколько раз и не пре вышает 0,05 А·м В итоге проведенного исследования удалось установить возможность классифи кации пород по петрофизическим характеристикам, установить корреляционные связи между ними, что и составляет основную задачу геологического изучения перспектив на оруденение скарново-магнетитового типа. Детальное изучение связи остаточной и ин XIV Уральская молодежная научная школа по геофизике дуктивной составляющих намагниченности пород, пространственная ориентировка вектора остаточной намагниченности, а также зависимость намагниченности и плотно сти горных пород от процентного содержания магнетита будут рассмотрены в отдель ной работе.

Коллектив авторов выражает особую благодарность за помощь в организации, проведении и научном руководстве над данным исследованием заведующему кафедрой геофизики ВГУ, профессору, доктору физико-математических наук Глазневу Виктору Николаевичу, а также доценту кафедры геофизики ВГУ, кандидату геолого минералогических наук Жаворонкину Валерию Ивановичу.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Тафеев Г.П. Геологическая интерпретация магнитных аномалий / Г.П. Тафеев, К.П. Соколов. – Л.: Недра, 1981. – 327 с.

2. Глазнев В.Н. Применение геофизических методов при детальном изучении скарно вых железорудных месторождений Северного Урала / В.Н. Глазнев [и др.] // Вест ник ВГУ, серия: Геология. Изд. Воронежского госуниверситета. – 2010, №2, июль декабрь. – С. 238-248.

3. Основные черты геологического строения и минерально-сырьевой потенциал Се верного, Приполярного и Полярного Урала / Под ред. Морозова А.Ф., Петро ва О.В., Мельгунова А.Н. – Спб.: Изд-во ВСЕГЕИ, 2010. – 274 с.

4. Петрофизика [справочник, в 3 кн.] Книга первая. Горные породы и полезные иско паемые // под ред. Дортман Н.Б. – М.: Недра, 1992. – 391 с.

В.Ю. Горшков Институт геофизики УрО РАН, г. Екатеринбург МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ АНОМАЛИЙ В ПОЛЕ ВЕРТИКАЛЬНОГО МАГНИТНОГО ДИПОЛЯ НАД ПРОВОДЯЩИМ ПОЛУПРОСТРАНСТВОМ С ЛОКАЛЬНОЙ НЕОДНОРОДНОСТЬЮ Применение индуктивных методов наземной электроразведки для решения за дач геоэлектрического картирования базируется, в большинстве случаев, на модели плоскослоистого полупространства, для определения параметров которой разработаны различные методики при частотных и индукционных зондированиях [1].

Известно, что наличие локальных неоднородностей, отличающихся по электро проводности от зондируемой области геосреды, может оказать значительное помехооб разующее влияние на результаты одномерной интерпретации в рамках плоско-слоистой модели из-за искажений, вносимых в измеряемые составляющие электромагнитного поля.

Поскольку для модели горизонтально-слоистой среды, возбуждаемой верти кальным магнитным диполем (ВМД), азимутальная компонента H нормального маг нитного поля равна нулю, то любое отклонение от такой модели, вызванное горизон тальными неоднородностями среды (либо локальным объектом, контрастным по элек тропроводности с вмещающей средой), неизбежно проявится в аномальном эффекте H.

В качестве количественной характеристики влияния горизонтальных неодно родностей среды, в работе [2] предложено использовать параметр =| H | / | H r | *100%, учёт которого необходим, по мнению авторов, при картировании © ГИ УрО РАН, зон аномальной электропроводности, а также для оценки применимости модели гори зонтально-слоистой среды при решении обратной задачи зондирования. Однако, как показали расчёты, для случая малых размеров аномалиеобразующего объекта эта вели чина имеет максимум на некотором удалении от его проекции на поверхность земли.

Изучение основных особенностей проявления аномального эффекта (в различ ных составляющих поля) от локальных неоднородностей среды, возбуждаемых ВМД, является важным как для проработки методических вопросов проведения наблюдений при экспериментальных работах, так и для оценки характерных размеров и ориентиро вочной глубины залегания самого аномалиеобразующего объекта.

Во многих случаях для изучения характера аномального эффекта от локальных неоднородностей, достаточно бывает ограничиться первым приближением для рассе янного поля [3], когда внутреннее ЭМ-поле объекта аппроксимируется нормальным полем источника. При расчётах элементов электромагнитного поля была использована методика, описанная в [4], а в качестве модели было рассмотрено проводящее полупро странство с локальной неоднородностью (контрастной по электропроводности) в форме куба и размерами, соизмеримыми с глубиной залегания.

Результаты проведённого математического моделирования показали, что ано мальный эффект, обусловленный локальным проводящим объектом, возбуждаемым вертикальным магнитным диполем, наиболее сильно выражен в мнимых составляющих горизонтальных компонент магнитного поля. Изучение особенностей морфологии поля проводилось по площадному распределению его составляющих на том же уровне высо ты, что и источник. Ниже представлены графики распределения компонент суммарного магнитного поля, нормированных на максимальное значение модуля горизонтальной составляющей, при различном удалении объекта от фиксированного источника, распо ложенного в начале координат.

На рис.1-4 представлено распределение модульных значений радиальной ( H r ) и азимутальной ( H ) компонент суммарного магнитного поля в горизонтальной плоско сти, расположенной на одной высоте с источником (ВМД). На рис.1-2 центр аномалие образующего объекта расположен в точке [2,0,-2].

Рис.1. H r, центр объекта расположен в точке [2,0,-2].

XIV Уральская молодежная научная школа по геофизике Рис.2. H, центр объекта расположен в точке [2,0,-2].

На рис.3-4 центр аномалиеобразующего объекта расположен в точке [6,0,-2].

Рис.3. H r, центр объекта расположен в точке [6,0,-2].

Рис.4. H, центр объекта расположен в точке [6,0,-2].

© ГИ УрО РАН, Как и следовало ожидать, аномальный эффект наиболее характерно выражен в азимутальной составляющей поля. Величина аномального эффекта в радиальной со ставляющей заметно выше, однако он накладывается на значения нормального поля, что может затруднить его распознавание при практических измерениях. Интересно, что аномальное и нормальное поля противоположно направлены и в силу этого можно наблюдать переход суммарного поля через ноль. По этой причине предложенная в [2] =| H | / | H r | *100% величина будет иметь максимум именно в тех координатах, где H r минимально, при любых ненулевых значениях ( H ).

На рис.5-6 представлено распределение модульных значений радиальной ( H r ) и азимутальной ( H ) составляющих суммарного магнитного поля для случая профили рующей установки с плечом 2 м, точка записи приёмник, центр аномалиеобразующе го объекта расположен в точке [5,5,-2].

Рис.5. H r, центр объекта расположен в точке [5,5,-2] Рис.6. H, центр объекта расположен в точке [5,5,-2] XIV Уральская молодежная научная школа по геофизике Как видно из рисунков, максимальный аномальный эффект в радиальной компо ненте магнитного поля ( H r ) проявляется непосредственно над объектом, при отдале нии профилирующей установки от объекта эффект снижается. Начиная с некоторого удаления от объекта, нормальное поле оказывается сравнимым с аномальными значе ниями поля от самого объекта (рис. 6).

Во всех случаях приняты следующие характеристики объекта, вмещающей сре ды и источника электромагнитного поля:

частота переменного поля источника 500 Гц;

высота источника и приёмника над землёй 0,5 м;

удельная электропроводность воздуха 0 см/м;

удельная электропроводность нижнего полупространства 10-2 см/м;

удельная электропроводность объекта 50 с/м.

Магнитная проницаемость и диэлектрическая проницаемость воздуха, среды и объекта были приняты равными соответствующим характеристикам вакуума.

В дальнейшей работе планируется изучение морфологии аномального поля для более сложных моделей, определение оптимального размера профилирующей установ ки для различных глубин исследования, а также анализ информативности аномального эффекта для оценки глубины залегания и геометрических размеров объекта.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Электроразведка: Справочник геофизика. В двух книгах / Под ред.

В.К. Хмелевского, В.М. Бондаренко. Книга первая. 2-е изд., перераб. и доп. М.:

Недра, 1989. 438 с.

2. Хачай О.А. Об усовершенствовании методики площадных индукционных исследо ваний на россыпных месторождениях / О.А. Хачай, В.П. Бакаев // Горный журнал.

– №1. 1994. Екатеринбург: Известия вузов. С.8-13.

3. Бердичевский М.Н. Интерпретация аномалий переменного электромагнитного поля Земли / М.Н. Бердичевский, М.С. Жданов. – М.: Недра, 1981. – 327 с.

4. Горшков В.Ю. Математическое моделирование вторичного магнитного поля ло кального проводящего объекта, возбуждаемого вертикальным магнитным диполем в однородной среде / В.Ю. Горшков // XIII Уральская молодежная научная школа по геофизике. Сборник докладов. Екатеринбург: ИГф УрО РАН, 2012. С. 43-45.

Д.В. Григорьев, А.С. Ведерников ИГД УрО РАН, г. Екатеринбург ПОЛЕВЫЕ МЕТОДЫ ПРИ РЕШЕНИИ ЗАДАЧ СЕЙСМИЧЕСКОГО МИКРОРАЙОНИРОВАНИЯ В РАЙОНЕ Г. КИРОВО-ЧЕПЕЦКА В первой половине 2012 г Институтом горного дела УрО РАН была выполнена большая и интересная работа по сейсмическому микрорайонированию территории Ки рово-Чепецкого отделения филиала «Приволжский территориальный округ» ФГУП «РосРАО», в которой авторы данной статьи принимали участие. Частью данной работы являлась задача по установлению сейсмичности площадок строительства и территории размещения объектов РАО. В этой статье будет рассказано о методе сейсмических жесткостей и анализе микросейсм по методике Накамуры [5], использованной в работе.

Метод сейсмических жесткостей. Для получения сведений о свойствах пород верхней части разреза (скорости продольных и поперечных волн, мощность рыхлых отложений) на исследуемой территории было проведено сейсмическое профилирова © ГИ УрО РАН, ние методом преломленных волн (МПВ) с использованием маломощного импульсного источника возбуждения (кувалда массой 6 кг с металлической подложкой в основании).

Использовалась система прямых, встречных и нагоняющих годографов. Регистрирова лись продольные (P) и поперечные (SV) волны. Работы проводились согласно РСН 66 87. Пример расположения профилей в плане показан на рис.1. Запись сейсмических ко лебаний осуществлялась с помощью цифровой сейсмической станции «Лакколит Х М3», производства ООО "ЛОГИС". Применялись вертикальные геофоны GS-20DX.

Рис.1. Схема расположения сейсмических профилей и точек регистрации микросейсм Обработка сейсморазведочных данных выполнена с помощью программного комплекса «RadExPro Plus 3.95». По результатам обработки были определены мощно сти геосейсмических слоев и интервальные скорости продольных и поперечных волн в них. По этим данным построены геосейсмические разрезы.

Геологическая интерпретация данных сейсморазведки выполнена по данным бу рения скважин, выполненного в 2010, 2011, 2012 гг. специалистами из Озерска и ФГУГП «Гидроспецгеология». В результате количественной интерпретации данных сейсморазведки на исследуемых участках выделено три геосейсмических слоя, отли чающихся по скорости распространения упругих волн. Первый слой представлен насыпными глинистыми грунтами, суглинками и глинами, а также мелкими песками, насыпными техногенными грунтами с добавлением строительного мусора. Второй слой представлен серыми мелкозернистыми и среднезернистыми песками средней плотно сти, слабо глинистыми, с присутствием полевошпатного кварца, с укрупнением фрак ции с глубиной. Третий слой представлен пермской глиной красно-коричневой, плот ной, твердой.

Определение скоростей необходимо для вычисления приращений сейсмической интенсивности I, которые, согласно РСН 65-87 рассчитываются по следующей фор муле:

(1), XIV Уральская молодежная научная школа по геофизике где Iс – приращение сейсмической интенсивности за счет различия сейсмиче ской жесткости грунтов на изучаемом и эталонном участке;

Iв - приращение сейсми ческой интенсивности за счет ухудшения сейсмических свойств грунтов на изучаемом участке при обводнении (водонасыщении);

Iрез - приращение сейсмической интенсив ности за счет возможного возникновения резонансных явлений при резком различии сейсмических жесткостей в покрывающей и подстилающей толще пород изучаемого разреза.

Раскрывая слагаемые формулы 1, получим:

V I = 1.67 log 0 0 + Ke 0.04 h + I рез, (2) V i i где Vo, o, Vi и i – средневзвешенные значения скоростей упругих волн и плотностей расчетных толщ для эталонных и исследуемых грунтов соответственно;

K – коэффици ент, зависящий от литологического состава грунтов;

h – расчетное положение уровня грунтовых вод в рассматриваемой толще.

Приращение сейсмической интенсивности за счет резонансных явлений Iрез рассчитывается при наличии в разрезе однородного слоя песчаных, глинистых или крупнообломочных грунтов с содержанием песчано-глинистого заполнителя более 30%, подстилаемых скальными породами, характеризующимися значительно больши ми по сравнению с покрывающими отложениями значениями сейсмических жестко стей. На исследуемой площади эти условия не выполняются, и вероятность возникно вения эффекта резонанса крайне мала.

Для расчетов приращений сейсмической интенсивности методом сейсмических жесткостей необходимо определить эталонный грунт. При выборе параметров эталон ных грунтов рекомендуется выбирать средние грунты, к которым относится величина исходного балла по карте сейсмического районирования территории РФ ОСР -97*. К таким грунтам чаще всего относят наиболее характерные для верхней части геологиче ского разреза крупно- и среднезернистые песчаные грунты средней плотности, либо близкие по составу грунты, относящиеся ко II категории по сейсмическим свойствам, согласно СНиП II-7-81* (СП 14.13330.2011).

По результатам геофизических работ оценены средневзвешенные значения ско ростей поперечных волн в верхней тридцатиметровой толще. По результатам инженер но-геологических работ оценены средневзвешенные значения плотности пород. В каче стве параметров эталонного грунта выбраны наиболее представленные значения:

Vs=235 м/с, =1,93 г/см3. По сейсмическим свойствам эти грунты относятся скорее к III категории, а по физико-механическим свойствам (плотность, модуль деформации) эти грунты можно отнести ко II категории. Однако, учитывая сильную обводненность рассматриваемых грунтов, их стоит отнести к III категории, что, согласно СНиП II-7 81*, приводит к увеличению интенсивности на 1 балл.

Для сопоставления результатов расчетов приращений сейсмической интенсив ности различными методами, расчеты производились на пикетах сейсмических профи лей, наиболее близко расположенных к пунктам записи микросейсмических колебаний.

Приращение сейсмической интенсивности за счет ухудшения сейсмических свойств грунтов на изучаемом участке при обводнении (водонасыщении) не оценива лось в связи с тем, что эта поправка нужна только при расчетах с использованием про дольных волн, в то время как водонасыщение не оказывает влияния на скорость про хождения поперечных волн [3].

Результаты расчетов приращений сейсмической интенсивности методом сей смических жесткостей приведены в табл.1.

© ГИ УрО РАН, Таблица Выбор итогового приращения сейсмической интенсивности Iсж, Iмс, Iсж, Iмс, Точка Итоговое Точка Итоговое балл балл балл балл расчета I, балл расчета I, балл 0,0 0,3 0,1 0, Пк1 Пк 0,3 0, 0,0 0,4 0,1 -0, Пк2 Пк 0,4 0, 0,0 0,5 0,1 -0, Пк3 Пк 0,5 0, 0,0 0,3 0,0 0, Пк4 Пк 0,3 0, -0,1 0,2 0,0 0, Пк5 Пк 0,2 0, -0,1 0,2 0,0 0, Пк6 Пк 0,2 0, 0,0 0,1 0,0 0, Пк7 Пк 0,1 0, 0,0 0,2 0,1 0, Пк8 Пк 0,2 0, 0,0 0,1 0,2 0, Пк9 Пк 0,1 0, 0,1 0,1 -0,1 0, Пк10 Пк 0,1 0, 0,0 0,0 0,0 0, Пк11 Пк 0,0 0, 0,1 0,1 0,1 -0, Пк12 Пк 0,1 0, 0,0 0, Пк13 0, Как видно из таблицы, приращения сейсмической интенсивности, рассчитанные по методу сейсмических жесткостей, лежат в диапазоне от -0,1 до 0,2 балла шкалы MSK-64. Такой относительно узкий диапазон скорее всего обусловлен однородностью залегания массива осадочных пород на исследуемой площади и, как следствие, одно родностью их свойств.

Метод регистрации микросейсм. При выполнении сейсмологических исследо ваний были произведены записи микросейсмического фона с длительностью от 4 до 12 часов. Точки наблюдений микросейсм старались располагать недалеко от центров расстановок МПВ, пример расположения пунктов показан на рисунке 1. В качестве приемника использовались сейсмометры «Seis-Monitor» производства OYO GEOSPACE Technologies, в качестве регистратора применялся комплекс, состоящий из АЦП L-CARD и ноутбука.

При рассмотрении записей микросейсм применялся метод Ютаки Накамуры, в основе которого лежит анализ отношений спектров горизонтальных компонент сигнала к спектрам вертикальных компонент и получении спектральной характеристики H/V, являющейся основной в данном методе [6]. Метод позволяет компенсировать спек тральные компоненты колебаний, являющиеся техногенным шумом, и получать более надежные результаты при выполнении микросейсмического районирования в условиях высокого уровня техногенных шумов.

Сейсмические записи, полученные с регистраторов, обрабатывались в про граммном комплексе «Geopsy 2.8», в котором были рассчитаны спектры для каждой компоненты сигнала по интервалам записи, равным 10 мин. Также проводился визу альный анализ данных для определения качества полевого материала и выбора участ ков записей без видимого влияния помех. Учитывая АЧХ регистратора и сейсмоприем ников, эффективный диапазон частот равен 1-15 Гц.

По записям микросейсм производился расчет спектральных характеристик сиг налов, в том числе значение H/V. Для расчета значения H/V используется следующая формула:

, (3) XIV Уральская молодежная научная школа по геофизике где H(f) – горизонтальные компоненты сигнала, V(f) – вертикальная компонента сигна ла.

Приращения сейсмической интенсивности рассчитываются по формуле [7]:

(4) где k – эмпирический коэффициент, которым учитывается особенности геологического строения;

(H/V)i и (H/V)0 – максимальные значения характеристики для исследуемого и эталонного грунта.



Pages:     | 1 || 3 | 4 |   ...   | 9 |
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.