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 || 6 | 7 |   ...   | 9 |

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

-- [ Страница 5 ] --

Рис.2. Кривая магнитоакустической эмиссии магнетита Рис.3. Кривые магнитоакустической эмиссии электролитического никеля (а) и преци зионной стали (б) При сравнении характеристики магнитных свойств метеоритов, природных и искусственных ферромагнетиков перед автором статьи были поставлены следующие задачи:

1. Сравнить кривые магнитоакустической эмиссии различных образцов метео ритов и магнетитов;

2. Сравнить полученные данные с кривыми магнитоакустической эмиссии об © ГИ УрО РАН, разцов электролитического никеля и прецизионной стали;

3. Рассмотреть полученные результаты и сделать выводы о проявлении магни тоакустической эмиссии в образцах метеоритов.

На рисунках 2, 3, 4 приведены типичные кривые сигналов магнитоакустической эмиссии исследуемых образцов.

На рисунке 2 приведена зависимость сигнала магнитоакустической эмиссии от поля для образца монокристалла Ольховского месторождения. Данный вид кривой ха рактерен для образцов монокристаллов магнетита. Кривая имеет два максимума. Сиг нал магнитоакустической эмиссии имеет большую амплитуду. Область существования сигналов магнитоакустической эмиссии имеет широкий диапазон от -50 кА/м до +75 кА/м.

На рисунке 3 представлены формы кривых магнитоакустической эмиссии для образцов электролитического никеля и прецизионной стали. Эти кривые интересны тем, что позволяют оценить магнитоакустическую эмиссию практически чистых образ цов.

Кривая магнитоакустической эмиссии электролитического никеля имеет один чётко выраженный максимум, отличающийся плавным возрастанием и более пологим спадом. Область проявления сигналов магнитоакустической эмиссии от 0 до +50 кА/м.

Кривая магнитоакустической эмиссии прецизионной стали более интересна. Как видно из рисунка 3, кривая имеет несколько максимумов, распределённых по всей оси изменения магнитного поля. Сигнал имеет высокую амплитуду. Чёткий максимум вы делить нельзя. Диапазон проявления сигналов магнитоакустической эмиссии от -75 до +125 кА/м.

Довольно интересные данные, нехарактерные для других образцов, можно уви деть на магнитоакустических кривых метеоритов.

Всего было рассмотрено пять образцов метеоритов, предоставленных членом комитета РАН по метеоритам, сотрудником Уральского федерального университета В.И. Гроховским. Каждый метеорит имел хотя бы одну плоскую грань для прикрепле ния акустического датчика. У каждого образца известен химический состав.

Для примера на рисунке 4 приведён сигнал магнитоакустической эмиссии об разца метеорита Сampo del Cielo. Сигнал имеет один чётко выраженный максимум, от личающийся резким подъёмом и более пологим спадом. Максимум сигнала магнито акустической эмиссии приходится на 25 кА/м. Далее, после резкого снижения ампли туды сигнала, мы можем наблюдать различные, хаотично распределённые скачки, ко торые при последующих циклах перемагничивания не совпадают друг с другом. Этот эффект не наблюдался на ранее изученных образцах природных и искусственных фер ромагнетиков.

Если принять гипотезу Квана, при перемагничивании образца явление магнито акустической эмиссии связано с двумя процессами: смещением доменных границ (МАЭ 1–го рода), вращением векторов магнитных моментов (МАЭ 2 –го рода) [3].

Такой сложный характер кривой можно объяснить аддитивностью сложения эффектов магнитоакустической эмиссии, относящихся к разным источникам. Наличие дополнительных случайных пиков на кривой магнитоакустической эмиссии, возможно, объясняется сложным фазовым составом образца.

Резкий скачек сигнала при низком значении поля может быть обусловлен со держанием в образце доменной структуры одного порядка, вследствие чего происходит резкое перемагничивание практически всего образца, и, следовательно, происходит смещение доменных границ, либо вращение вектора магнитного момента единовре менно по всему образцу.

XIV Уральская молодежная научная школа по геофизике Рис.4. Пример магнитоакустической эмиссии метеорита Сampo del Cielo Дальнейшие же хаотичные скачки могут быть вызваны различными включения ми прочих компонентов в состав образца, имеющих более низкую магнитную воспри имчивость или более сложную, скорее всего, наведённую доменную текстуру. Возмож но, вследствие того, что они не имеют одной оси лёгкого намагничивания, и равномер но распределены по всему образцу, то часть из них перемагничивается после основного скачка сигнала магнитоакустической эмиссии, а у остальных включений изменение направления вектора намагничивания происходит при дальнейшем возрастании внеш него поля.

Из полученных результатов можно сделать следующие выводы. Кривые магни тоакустической эмиссии метеоритов сильно отличаются от кривых природных и искус ственных ферромагнетиков. Амплитуда сигнала у метеоритов более слабая, акустиче ская эмиссия имеет более узкий диапазон сигнала. Градиент возникновения акустиче ских шумов у образцов метеорита гораздо выше. Изучив проявление эффекта магнито акустической эмиссии на метеоритах можно судить о сложном доменном строении об разцов. Проявление сигнала происходит в два этапа: резкий, отчётливо выделяемый скачек, предположительно происходящий за счёт намагничивания никелистого железа, и последующие разнообразные одиночные сигнала, не повторяющиеся при повторных намагничиваниях.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Buttle D.J. Magnetoacoustic and Barkhausen emission from domain wall interaction with precipitates in Jucoloy 904 / D.J. Buttle, J.P. Sakubories, G.A. Briggs // Philosophical Magazine. – A. – 1987. – V.55, N.6. – P. 735-756.

2. Hill R. The effect of nickel hardness and grain size on acoustic and electromagnetic Barkgauzen emission. / R. Hill [et al.]. – NDT&E International: August, 1991. – V.24, N.4. – P. 179-186.

© ГИ УрО РАН, 3. Kwan М.М. Magnetomechanical acoustic emission of ferromagnetic material at low magnetization levels (type I behavior) / M.M. Kwan, K. Ono, M. Shibata // Journal of Acoustic Emission. – 1984. – V.3, N.3. – P. 144-156.

4. Lord A.E. Acoustic emission associated with changes of magnetization in think nickel rods. / A.E. Lord, R. Vatchev, M. Robinson // Letter Apply Eng. Sci., 1974. – V.2, N.9. – P. 1-9.

5. Lo C.C.H. Study of magnetization processes and the generation of magnetoacoustic and Barkhausen emissions in ferritic/pearlitic steel / C.C.H. Lo, C.B. Scruby. – J.Appl.Phys., 1999. – V.85, №8. – P. 5193-5195.

6. Вонсовский С.В. Магнетизм / С.В. Вонсовский. – М.: Наука, 1971. – 1032 с.

7. Гуськова Е.Г. Магнитные свойства метеоритов. Метеориты в лаборатории / Е.Г. Гуськова. – Л.: Изд-во “Наука”, Ленингр. отд., 1972. – С. 5-9, 39-54.

8. Горкунов Э.С. Магнитоупругая акустическая эмиссия в пластически деформированных ферромагнетиках / Э.С. Горкунов, В.А. Хамитов, О.А. Бартенев // Дефектоскопия. – №9. – Екатеринбург, УрО РАН, 1988. – С. 10-16.

9. Иванченко В.С. Экспериментальное исследование магнитоакустической эмиссии природных ферримагнетиков / В.С. Иванченко, И.И. Глухих. – Екатеринбург: УрО РАН, 2009. – С. 1-88.

10. Кумейшин В.Ф. Аппаратура для регистрации скачков Баркгаузена с помощью пьезодатчика / В.Ф. Кумейшин [и др.] // II всесоюзная школа-семинар «Эффект Баркгаузена и его использование в технике». – Калинин: КГУ, 1980. – С. 147-153.

Д.В. Исламгалиев Уральский государственный горный университет, г. Екатеринбург ИЗУЧЕНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ АДСОРБЦИИ, ДИФФУЗИИ И ТЕЧЕНИЯ В НЕОДНОРОДНОЙ СРЕДЕ В результате проведенных исследований определены перспективы для более успешного использования метода ПС. Речь идет, во-первых, о применении электронной палетки вычисления поправочного коэффициента для перехода от значений измеренно го электрического потенциала спонтанной поляризации ПС на оси скважины напротив пласта-коллектора к истинной величине адсорбционного потенциала пород;

во-вторых, о привлечении дополнительных данных для учета всех компонентов, составляющих измеряемое электрическое поле, а именно: электрического поля течения и диффузии вещества с целью выделения потенциала, связанного с адсорбцией [1, 2, 3, 4, 5].

Дополнительный вклад в основной потенциал адсорбции двух потенциалов диффузии и течения приводит к неточной оценке определяемого коэффициента пори стости с вытекающими отсюда последствиями погрешности для подсчета запасов.

Улучшение качества интерпретации материалов измерений методом ПС связано с корректировкой подходов к обработке данных и привлечением результатов исследо ваний другими методами каротажа и данными лабораторных исследований. Такими ис ходными данными и применяемыми для их определения методами каротажа являются:

- диаметр скважины (по результатам метода кавернометрии), - диаметр и удельное электрическое сопротивление (УЭС) зоны проникнове ния пласта (по данным методов высокочастотного индукционного каротаж ного изопараметрического зондирования (ВИКИЗ) и бокового каротажного зондирования (БКЗ)), - УЭС промывочной жидкости (по данным резистивиметрии), - УЭС пласта, XIV Уральская молодежная научная школа по геофизике - УЭС покрывающих и подстилающих пород (по данным методов ВИКИЗ, БКЗ и кажущегося сопротивления (КС)).

Исходные данные, необходимые для учета электрических эффектов течения и диффузии вещества, основываются на данных методов расходометрии, дебитометрии, а также лабораторных исследованиях состава и концентрации солей во флюидах, насы щающих пористые коллекторы и в промывочной жидкости скважины.

Для определения вклада в измеряемое поле ПС всех составляющих электриче ского поля эффектов адсорбции, течения и диффузии созданы программные комплексы для проведения математического моделирования парных и перекрестных эффектов по тенциальных полей применительно к каротажу методом ПС: «PS-C», «PS-F», «PS-DT», «PS-DК» и «PS-D».

На рисунке приведены кривые потенциалов ПС, рассчитанные с помощью паке тов программ «PS-C» [6], «PS-F» и «PS-DК», при следующих физико-геометрических параметрах: диаметры скважины dC =0,2 м и зоны проникновения dЗП =1 м;

мощность пласта h=3 м;

величины адсорбционных потенциалов пласта, покрывающих и подсти лающих сред соответственно равны 20 мВ, 80 мВ и 60 мВ (рис.1).

Кривая 1 показывает величину и характер адсорбционного потенциала при удельных электропроводностях вмещающей среды 0 =1 См/м;

промывочной жидкости ПЖ =1 См/м;

пласта ПЛ =0,02 См/м;

зоны проникновения ЗП =0,1 См/м.

Кривая 2 – потенциал адсорбции с теми же параметрами с учетом электрическо го поля диффузии при концентрации солей С: во вмещающих породах 30 кг-экв/м3;

в промывочной жидкости 8 кг-экв/м3;

в пласте 40 кг-экв/м3;

коэффициенты пористости вмещающих пород 0,1 и пласта 0,2.

Кривая 3 – потенциал адсорбции и диффузии с теми же параметрами с учетом электрического поля фильтрации при отношении проницаемостей с/с0 =103, если с0 =10 -11 м2;

коэффициенты потенциала течения пласта L=810-6 В/Па, вмещающей сре ды L0=0,410-8 В/Па;

радиус контура питания 30 м для дебита жидкости Q=6 м3/сутки.

Рис.1. Кривые потенциала ПС на оси скважины:

1 – потенциал адсорбции;

2 – потенциал адсорбции с диффузией;

3 – потенциал адсорбции с диффузией и фильтрацией.

изм и собственных адсорбционных Величины поправочных коэффициентов потенциалов U АДС, определяемые по значениям потенциалов напротив середины пла ста, составляют:

изм =0,79, собственный адсорбцион 1. по потенциалу адсорбции (кривая 1) © ГИ УрО РАН, ный потенциал U АДС =20 мВ;

изм =0,91, собственный 2. по потенциалу адсорбции с диффузией (кривая 2) адсорбционный потенциал U АДС =36 мВ;

по потенциалу адсорбции с диффузией и фильтрацией (кривая 3) изм =0,76, 3.

собственный адсорбционный потенциал U АДС =17 мВ.

Относительные погрешности определения собственного потенциала пласта U АДС со ставляют величины 80% и 15% соответственно для случаев 2 и 3.

Из приведенного примера следует, что при интерпретации материалов каротажа методом ПС без учета эффектов электрического поля, создаваемого диффузией веще ства и течения флюидов из вмещающей среды в пространство скважины, определяемая величина собственного потенциала U АДС продуктивного пласта может вдвое и более отличаться от истинной. В дальнейшем, использование экспериментально устанавлива емых корреляционных связей между U АДС и kп приведет к неточной оценке коэффи циента пористости продуктивного пласта.

Для практического применения выполненных исследований необходимо прове сти дополнительные экспериментальные исследования по динамике диффузионного потенциала при режимных измерениях в скважине, а также исследования фильтраци онного потенциала при напорном и безнапорном режимах работы скважины.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Исламгалиев Д.В. Вклад электрического фильтрационного потенциала в самопроизвольный при интерпретации каротажа спонтанной поляризации / Д.В. Исламгалиев, О.Б. Кузьмичев, А.Н. Ратушняк // НТВ Каротажник. – 2012. – №2 (212). – С. 49-56.

2. Исламгалиев Д.В. Диффузионный потенциал и его вклад в потенциал спонтанной поляризации при интерпретации каротажа скважин методом ПС / Д.В. Исламгалиев, О.Б. Кузьмичев, А.Н. Ратушняк // Известия ВУЗов. Горный журнал. – 2012. – № 2. – С. 162-167.

3. Исламгалиев Д.В. Электрическое поле диффузии с конвективным переносом вещества в неоднородной среде / Д.В. Исламгалиев, О.Б. Кузьмичев, А.Н. Ратушняк // Известия ВУЗов. Горный журнал. – 2012. – № 3. – С. 160-164.

4. Исламгалиев Д.В. Электронные палетки Шлюмберже для интерпретации каротажа скважин методом спонтанной поляризации (ПС) / Д.В. Исламгалиев // Междуна родный научно-практический симпозиум. Уральская горная школа. – Екатерин бург: УГГУ. – 2010. – С. 66-68.

5. Кормильцев В.В. Теоретические и экспериментальные основы спонтанной поляри зации горных пород в нефтегазовых скважинах / В.В. Кормильцев, А.Н. Ратушняк.

– Екатеринбург: УрО РАН. – 2007. – 135 с.

6. Ратушняк А.Н., Исламгалиев Д.В. Программный комплекс PS_C. Рег. № 2012660335. 14.11.2012 г.

XIV Уральская молодежная научная школа по геофизике Э.В. Калинина, Л.А. Захарова Воронежский государственный университет, г. Воронеж ОСОБЕННОСТИ СЕЙСМИЧЕСКИХ ЗАПИСЕЙ ПРОМЫШЛЕННЫХ ВЗРЫВОВ В РАЗЛИЧНЫХ ГЕОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ Известно, что характер записей волновых форм взрывов зависит от методики массового взрыва, строения геологической среды между источником и приемником, а также от специфических свойств геологической среды в месте регистрации взрыва [1-3]. В настоящей статье изложены результаты анализа влияния геологических усло вий верхней части разреза осадочного чехла на записи волнового поля, возбуждаемого массовыми взрывами в карьерах. С этой целью рассмотрены записи волновых форм по станциям VSR (Сторожевое), AUB1 (Камено-Верховка), AUB2 (Осинки), расположен ных на близком расстоянии друг от друга.

Эрозионный срез докембрия в районе расположения всех станций представлен породами лосевской вулканогенно-осадочной толщи. Нижние горизонты осадочного чехла, сложенные аргиллитоподобными глинами, известняками, алевролитами, песча никами девона, также близки по составу и мощности. Однако, сейсмостанция «Сторо жевое» находится в пределах Среднерусской возвышенности, станция «Осинки» в пре делах Окско-Донской впадины, а станция «Камено-Верховка» в пределах Кривоборг ского линейного прогиба, разделяющего Среднерусскую возвышенность и Окско Донскую впадину. Этим, по-видимому, обусловлено различие в строении, составе и физических параметрах (скорость продольных и поперечных волн, плотность) в месте установки каждой станции в верхней части геологического разреза (рис.1).

Рис.1. Геоморфологическая карта района расположения сейсмических станций VSR, AUB1 и AUB2 и стратиграфические колонки В разрезе осадочного чехла в районе установки сейсмостанции «Сторожевое»

присутствуют отложения мезозоя, мощность которых около 80 м. В районе сейсмо станции «Камено-Верховка» отложения мезозоя полностью отсутствуют, небольшой мощности отложения неогена ложатся непосредственно на отложение девона. В районе © ГИ УрО РАН, сейсмостанции «Осинки» отложения мезозоя отсутствуют, однако, здесь в разрезе оса дочного чехла присутствуют значительной мощности отложения неогеновых и неоген четвертичных толщ.

Для анализа использовались записи волнового поля, возбуждаемого взрывами в Павловском карьере, в котором добывают гранитную «крошку». Взрывы, в основном, создают сейсмические события 6-8 энергетических классов. Карьер находится на рас стоянии 117 км. Рассматриваемые сейсмические станции устойчиво регистрируют вол новые поля взрывов.

На рисунке представлен пример записи Z-компоненты волнового поля взрыва в Павловском карьере, зарегистрированного тремя станциями, его спектральный состав и отношение спектра волнового поля к спектру фона (рис.2).

Рис.2. Пример записи Z-компоненты волнового поля взрыва: а – волновая запись взры ва;

б – спектральный состав записи волнового поля взрыва (1) и фона (2);

в – отноше ние спектра волнового поля к спектру фона XIV Уральская молодежная научная школа по геофизике Хорошо видно, что все записи Z-компоненты волнового поля отличаются друга от друга, несмотря на то, что это записи одного и того же взрыва. Наблюдается разли чие в амплитудах колебаний, различном количестве групп импульсов.

К специфическим чертам можно отнести наличие в спектральном составе стан ции AUB1 четкого локального второго максимума в диапазоне частот 1,0-2,0 Гц, не столь выраженного для спектров волновых форм станции VSR, и отсутствие данного максимума на спектрах волнового поля станции AUB2. Основные различия в спектрах рассматриваемых записей наблюдаются с частот 2 Гц и до 20 Гц. Так на станции VSR в указанном интервале частот наблюдаются повышенные значения амплитуд в сравнении с фоном, в то время как на станции AUB1 спектральная запись взрыва практически не отличима от фона. На станции AUB2 превышение спектра взрыва над спектром фона происходит только на частотах более 10 Гц.

Вместе с тем, записи и спектры волновых полей на всех станциях имеют и об щие черты. К общим чертам можно отнести: наличие в амплитудных спектрах макси мума на частотах 0,5-0,8 Гц, а в отдельных случаях в более широком диапазоне частот (0,3-1,1 Гц), что очень хорошо прослеживается на графиках отношения волнового поля к фону (рисунок 2в). Этот максимум в амплитудных спектрах отражает наличие в вол новом поле промышленного взрыва поверхностных волн. Анализ волнового поля в низкочастотном диапазоне с использованием поляризационного анализа показывает, что, в основном, поверхностные волны в диапазоне частот 0,4-0,8 Гц являются волнами типа Релея. Вместе с тем, часто, особенно в широком диапазоне частот максимума, по верхностные волны представляют собой комбинацию волн типа Лява и Релея.

Поскольку рассматривается пример записи взрыва в одном карьере, влияние ме тодики массового взрыва и геологического строения от источника до приемника будут в этом случае постоянны. Поэтому, природу данных различий в полученных волновых формах совершенно очевидно связать с различиями верхней части геологического раз реза в месте расположения сейсмических станций.

Указанные особенности записей анализируемой части волнового поля, в районе станций, находящихся в различных геолого-геодинамических условиях, являются сви детельством степени отражения этих условий в волновых полях.

Из сказанного следует, что геолого-геодинамические условия играют значитель ную роль при формировании волнового поля сейсмических событий в месте установки сейсмических станций, влияя как на интенсивность, так и на спектральный его состав.

Помимо этого намечается связь характера высокочастотных составляющих записи вол нового поля и строения верхней части разреза осадочного чехла.

Авторы выражают благодарность своему научному руководителю к.г.м.н.

Надежке Л.И. за ценные научные советы и внимание к работе.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Ипатов Ю.И. К исследованию зависимости сейсмического воздействия взрыва на окружающую среду от природных и техногенных факторов / Ю.И. Ипатов // Гео физика и математика. – Пермь : ГИ УрО РАН, 2001. – С. 355–358.

2. Тарков А.П. Глубинное строение Воронежского массива по геофизическим данным / А.П. Тарков. М.: Недра, 1974. 172 с.

3. Тарков А.П. Результаты микросейсмокаротажных работ в ближней зоне НВ АЭС / А.П. Тарков, К.Ю. Силкин // Вестник ВГУ, Серия Геология. Вып.9. 2000.

© ГИ УрО РАН, А.Д. Камкина Институт нефтегазовой геологии и геофизики СО РАН, г. Новосибирск ГЕОЛОГО-ГЕОФИЗИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ БАЖЕНОВСКОЙ СВИТЫ НА ПРИМЕРЕ ДАННЫХ САЛЫМСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ Баженовская свита – основная нефтематеринская толща, обширный региональ ный глинистый экран и устойчивый маркирующий горизонт среди юрских отложений Западной Сибири. Она представлена битуминозными черными с коричневатым оттен ком аргиллитами и глинисто-кремнистыми породами, массивными плитчатыми, листо ватыми, с прослоями радиоляритов и глинистых известняков, остатками морских фос силий.

В интервалах баженовской свиты проводится много геофизических исследова ний, однако, в опубликованных материалах чрезвычайно редко встречаются примеры изучения её физических параметров в сопоставлении с геологией. Керн баженовской свиты, особенно в интервалах коллекторов, чрезвычайно хрупок, он легко расслаивает ся в горизонтальном направлении на тонкие пластинки, что затрудняет изготовление образцов для лабораторных исследований, и, как следствие, определение физических характеристик.

Визуальный анализ керна баженовской свиты не позволяет выделить типы по род, толща смотрится практически однородной. Применение в совокупности керновых и геофизических данных позволяет выделить литотипы пород баженовской свиты.

Работа направлена на развитие интерпретационных подходов и способов по строения достоверных геологических моделей баженовской свиты участка Салымского месторождения по данным ГИС, определения её литологического состава и физических свойств.

Литология баженовской свиты. Изучением баженовской свиты, начиная с 60-х годов прошлого столетия, занимались многие учёные: В.М. Добрынин, Т.В. Дорофеева, Ю.Н. Занин, М.Ю. Зубков, Т.Т. Клубова, А.Э. Конторович, И.И. Нестеров, В.В. Хабаров, Э.М. Халимов и другие исследователи.

В качестве стратотипа принят разрез по скважине 170-Р Салымской площади в интервале глубин 2844–2881 м, где свита полностью охарактеризована керном, процент выноса которого составляет свыше 80%, с подсечением контактов с перекрывающими и подстилающими отложениями. На этом месторождении баженовская свита представ лена в верхней части преимущественно аргиллитами с содержанием Сорг в среднем 1 2% и пирита от 1,5 до 10%, в средней и нижней части – преимущественно силицитами с содержанием Сорг в среднем 8,5–16%, пирита 4–7% (иногда до 30%), также встречаются карбонаты.

На Салымском месторождении баженовская свита является коллектором, так как она залегает между двумя флюидоупорами: подстилается аргиллитами абалакской сви ты, а перекрывается глинами подачимовской толщи.

Коллектор баженовской свиты необычен тем, что представляет собой глинистую нефтематеринскую породу сложного состава. Он практически не контролируется структурными формами, не выдержан по простиранию, меняет свои свойства в процес се разработки, и весьма плохо поддаётся изучению с помощью геофизических методов [1]. Сложное строение баженовского резервуара обусловлено наложенными седимен тационными неоднородностями, а также проявлением современной геодинамики. Это приводит к тому, что продуктивные высокодебитные скважины иногда располагаются всего лишь в 400-500 метрах от «сухих» [2].

XIV Уральская молодежная научная школа по геофизике Геолого-геофизическая характеристика. Для изучения баженовской свиты использовались данные ГИС с учетом литологических, петрофизических и геохимиче ских исследований керна. Отложения баженовской свиты по своим физическим свой ствам существенно отличаются не только от вмещающих пород, но и между собой, что позволило провести их разделение на литологические типы по ГИС. На интервале ба женовской свиты выделены следующие литотипы:

1) аргиллиты;

2) кремнисто-глинистые породы с повышенным содержанием глины (близкие к аргиллитам);

3) смешанные породы;

4) низкорадиоактивные смешанные попроды;

5) силициты;

6) карбонаты.

Первый тип пород залегает в кровле баженовской свиты. Второй является пере ходным между аргиллитами и смешанными породами, встречается в кровле и подошве баженовской свиты. Третий тип представлен примерно в равном количестве кремни стым, глинистым и карбонатным материалом. Четвертый тип – низкорадиоактивные смешанные породы – характеризуется низкими показаниями ГК и залегает в средней части баженовской свиты. Пятый тип – силициты, которые характеризуются высоким содержанием кварца и низким глины и карбонатов – залегает в центральной части ба женовской свиты. Шестой тип – тонкие слои карбонатов – встречается в нижней части баженовской свиты, среди кремнисто-глинистых пород.

По диаграммам радиоактивного каротажа ГК и НК (водородосодержания W, %) и электрометрии (БК) указанные шесть литотипов характеризуются следующими зна чениями:

1) БК – от 8 до 50 Омм, ГК – от 9 до 28 мкР/ч, W – от 17 до 39%;

2) БК – от 11 до 160 Омм, ГК – от 10 до 29 мкР/ч, W – от 23 до 42%;

3) БК – от 35 до 16000 Омм, ГК – от 15 до 67 мкР/ч, W – от 26 до 44%;

4) БК – от 200 до 2650 Омм, ГК – от 8 до 37 мкР/ч, W – от 26 до 41,5%;

5) БК – от 106 до 770 Омм, ГК – от 9 до 27 мкР/ч, W – от 23 до 34%;

6) БК – от 64 до 228 Омм, ГК – от 5 до 21 мкР/ч, W – от 17 до 33%.

По геофизическим характеристикам породы смешанного состава (литотип 3) имеют высокие значения УЭС и повышенные ГК в отличие от аргиллитов (литотип 1), что связано с их литологическими особенностями и высоким содержанием в них орга нического вещества (Сорг в глинисто-кремнистых породах 8,5-21%;

в аргиллитах – 1 2%).

Литологические разности пород по ГИС. Для выявления связей геофизиче ских характеристик проведен анализ распределений сигналов ГК, НК (водородосодер жания W, %) и БК на интервале баженовской свиты.

Наиболее четко литотипы баженовской свиты выделяются на кросс-плоте БК и ГК, где каждый охарактеризован своей областью без существенного пересечения (рис.1а). Отмечается увеличение значений ГК и БК от аргиллитов (1) к кремнисто глинистым (2), а затем и к смешанным породам (3), по мере увеличения количества кремнистого материала. В смешанных породах выделяются низкорадиоактивные сме шанные породы, у которых значение ГК понижены относительно смешанных пород, а значения БК лежат в том же интервале. Следует отметить, что силициты (5), содержа щие небольшое количество глинистого материала, имеют низкие значения ГК (от 9 до 27 мкР/ч) при высоких значениях удельных сопротивлений по БК.

На кросс-плоте W и ГК заметно увеличение значений ГК по сравнению с W по мере убывания количества глинистого вещества и увеличения кремнистой составляю © ГИ УрО РАН, щей в породе в литотипах 1, 2 и 3 (рис.1б). Карбонаты отдельной группой на этом кросс-плоте не выделяются.

Рис.1. а) Кросс-плот БК и ГК;

б) Кросс-плот W и ГК.

Условные обозначения: - аргиллиты, – кремнисто-глинистые породы, – смешанные породы, – низкорадиоактивные смешанные породы, - силициты, + - карбонаты.

Корреляционные разрезы. Апробация методики выделения литотипов по ГИС с использованием керновых данных проведена на соседних четырех скважинах Салым ского месторождения. Удалось выделить те же типы пород, структура залегания лито типов баженовской свиты не меняется (рис.2).

Рис.2. Корреляционный разрез по субширотному профилю.

Условные обозначения: 1 – аргиллиты, 2 – глинисто-кремнистые породы, 3 – смешанные породы, 4 – низкорадиоактивные смешанные породы, 5 – силициты.

XIV Уральская молодежная научная школа по геофизике Через пять скважин построено два корреляционных профиля: субширотный и диагональный (с северо-запада на юго-восток). Диаграммы приведены к абсолютным отметкам и выстроены в соответствии с расстоянием по карте. На рисунке 2 представ лен субширотный профиль, на котором границы баженовских литотипов практически параллельны. В западном направлении наблюдается уменьшение толщины кремнисто глинистых пород в подошве баженовской свиты, что связано с уменьшением количе ства привнесенного глинистого материала. На диагональном профиле в отложениях свиты особенных изменений по сравнению с предыдущим профилем не наблюдается.

В результате совместной интерпретации данных ГИС и керна разработана методика выделения литотипов баженовской свиты выделено шесть литотипов, выявлено квазисимметричное относительно силицитов строение баженовской свиты.

Применение методики на соседних скважинах позволило выделить те же типы пород с той же структурой залегания пород баженовской свиты. Каждая скважина характеризу ется своим диапазоном изменения параметров ГИС для пород баженовской свиты. Это связано с тем, что физические параметры, которые мы видим на каротаже, зависят не только от литологического состава, коллекторских свойств пород и степени их насыщения нефтью, газом или водой, но и от свойств бурового раствора, диаметра скважины, смещения прибора относительно оси скважины, пластовой температуры, от времени между вскрытием пласта и каротажем, а также и от человеческого фактора – калибровки прибора и последующей обработки каротажа.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Добрынин В.М. Проблема коллектора нефти в битуминозных глинистых породах баженовской свиты / В.М. Добрынин // Известия Академии наук СССР, Серия гео логическая. – № 3. – 1982. – С. 120-126.

2. Брадучан Ю.В. Баженовский горизонт Западной Сибири (стратиграфия, палеогео графия, экосистема, нефтеносность) / Ю.В. Брадучан [и др.]. – Новосибирск: Наука, 1986. – 217 с.

О.О. Ким ОАО «Варьеганнефтегаз», г. Нижневартовск КОМПЛЕКСИРОВАНИЕ ГЕОФИЗИЧЕСКИХ МЕТОДОВ ПРИ ПРОГНОЗЕ КОНТУРА НЕФТЕНОСНОСТИ МЕСТОРОЖДЕНИЯ НЕФТИ И ГАЗА Считается, что традиционным геофизическим методом, применяемым при поис ках и разведке месторождений нефти и газа, является сейсморазведка. Но, несмотря на то, что сейсморазведка позволяет решить ряд поставленных задач прогнозирования геологии месторождения, вероятность подтверждения прогнозов недостаточно велика [4].

В данной работе освещены результаты исследований по двум методам, – магни торазведка и радиометрия – каждый из которых основан на изучении эффектов, явля ющихся следствием третичной миграции. В силу неоднозначности обратной задачи геофизики применение комплекса методов обладает достаточно высокой эффективно стью.

Целью данной работы является прогнозирование залежей углеводородов на ме сторождении Х, включающее в себя построение физико-геологической модели залежи углеводородов на основании ряда исследований, проведенных ранее, и накопленного опыта, разработку и применение методики выделения аномалий, характерных для за лежи углеводородов.

© ГИ УрО РАН, Важно отметить, что методики для выделения аномалий включают в себя не только стандартный набор выделяемых характеристик, но и такие новые, не применяв шиеся ранее атрибуты, как градиент частоты и коэффициент сложности. В то же время данная работа является весьма значимой с практической точки зрения, так как пред ставляет прогноз новых залежей углеводородов.

Утверждается, что над месторождением формируются три различные по харак теристике геохимические зоны: нижняя, непосредственно связанная с локализацией нефтегазоносного пласта-коллектора, средняя, охватывающая область над месторожде нием до границы зоны аэрации, и верхняя, имеющая распространение от свободной по верхности до границы зоны аэрации. Главное различие данных зон в окислительно восстановительных потенциалах пород. В частности, две нижние геохимические зоны отличаются восстановительной обстановкой из-за насыщения пород легкой фракцией углеводородов, обладающих, как известно, мощными восстановительными свойствами.

Восстановительные свойства среды убывают вверх по разрезу. Верхняя зона характери зуется преимущественно окислительной обстановкой вследствие проникновения в раз рез хорошего окислителя атмосферного кислорода. На границе зоны аэрации возникает окислительно-восстановительный барьер [4].

В верхней части разреза преобладают ферромагнитные минералы, в частности, магнетит, грейгит, в некоторых случаях пирротин. Обогащение минералами железа происходит вследствие усиленных окислительно-восстановительных реакций, что при водит к существенному возрастанию магнитных свойств в верхней части разреза. При этом распределение железистых минералов носит неравномерный характер, увеличивая дисперсию магнитных параметров верхней части разреза в целом.

Рис.1. Сводная физико-геологическая модель, основанная на существующих моделях В.П. Меркулова, Г.Г. Номоконовой, В.М. Березкина, Ванга Пинга, Ли Жу Бо.

Большинство закономерностей в поведении радиоактивных элементов в седи ментационном процессе может быть объяснено следующими причинами:

a) преимущественной миграцией калия и тория в твердом состоянии, в виде частиц и взвесей, а урана в растворе;

b) высокой способностью радиоактивных элементов, в особенности U и Th, сорбироваться на заряженной поверхности природных коллоидов;

c) способностью урана резко терять свою подвижность на восстановительных барьерах [1].

XIV Уральская молодежная научная школа по геофизике Существует целый ряд вариантов для выделения описанных процессов и анома лий. Исходя из геофизической модели месторождения (рис.1), аномалии можно разде лить на два основных вида: аномалия типа «залежь» и аномалия типа «контур».

Аномалию типа «Залежь» можно выделить по характерным резким изменениям магнитного поля, что отражается в повышении частоты. Из общего магнитного поля вычитается фоновое поле для более точного расчета поля частот. Следующим этапом производится расчет видимой частоты в окне размером с предполагаемую залежь (рис.2.).

Рис.2. Частотный спектр Другим атрибутом магнитного поля является дисперсия. Считается, что ампли туда изменений значения магнитного поля гораздо выше над залежью углеводородов, нежели над породами ненасыщенными углеводородами. Аномально большие значения амплитуды выделялись с использованием следующей формулы:

1N D = (Ti T ) 2, (1) N где N – это количество измерений в окне, Ti – это разница значения магнитного поля между соседними значениями на i-ой позиции, T – это среднее значение разниц маг нитного поля между соседними значениями.

Следующим магнитным атрибутом был выбран коэффициент сложности. Этот параметр в некоторой степени является аналогом атрибута «Дисперсия». Так же, как и дисперсия, он характеризует амплитуду изменения магнитного поля, но учитывая дли ну шага измерений вместе с изменением магнитного поля, и считается по следующей формуле:

1 (T 2 + X 2 ) N, (2) L= 1 X N где N – это количество замеров в окне, – это разница значения магнитного поля между соседними значениями на i-ой позиции, X – это шаг измерения (может быть непостоянным).

Аномалии радиоактивного поля над залежью углеводородов имеют низкое сред нее значение, что было выделено при помощи осреднения полей каждого из радиоак тивных элементов и использования синтетической зависимости для нормировки поля (рис.1).

Другая характерная для месторождения углеводородов аномалия – «Контур» – выделялась на основе магнитных и радиоактивных полей так же, как и аномалия типа «Залежь», но с применением иных атрибутов.

Для магнитного поля характерно увеличение частоты его изменения. На основе этого утверждения был сделан вывод, что изменение частоты (или градиент) имеет © ГИ УрО РАН, максимальное значение на контуре залежи углеводорода. Данный атрибут, как и в слу чае выделения высоких частот, был построен на основе видимой частоты. (рис.2.) Рис.3. Схематичная иллюстрация радиометрического профиля на примере Калия Что касается полей радиоактивности построенных для радиоактивного изотопа U и общей гамма-активности, то они имеют характерные увеличения в зоне контура залежи.

С другой стороны, можно использовать не абсолютное значение поля радиоак тивности, а относительное. Основываясь на утверждении, что поля радиоактивных изо топов имеют низкие значения над залежью углеводородов и высокие вне этих залежей, то пересечение полем «нулевого» значения является признаком контура залежи. Дан ный атрибут применим ко всем полям радиоактивности.

На основе геофизических данных были построены карты атрибутов, каждый из которых отражает те или иные характеристики месторождения и геофизических полей этого месторождения.

После построения все карты по аномалиям типа «Залежь» и «Контур» были суммированы и нормированы на единицу. В итоге были получены сводные карты или, другими словами, комплексные атрибуты (рис.4, 5). На суммированной карте вероятно сти нахождения залежи достаточно четко выделяются две аномалии, помимо одной, уже подтвержденной бурением. Что касается суммированной карты вероятности нахождения аномалии типа «Контур», то она также позволяет выделить те же анома лии, что и на карте залежей.

Рис.4. Карта комплексного атрибута Аномалии типа «Залежь».

Пунктирная линия указывает на прогнозируемые аномалии XIV Уральская молодежная научная школа по геофизике Рис.5. Карта комплексного атрибута Аномалии типа «Контур».

Пунктирная линия указывает на прогнозируемые аномалии Выполненная работа по прогнозам залежей углеводородов увеличивает вероят ности нахождения залежей, и практически гарантирует места их отсутствия. В ходе ра бот, были выполнены комплексные атрибутные анализы геофизических исследований, включающие в себя стандартный набор методик выделения аномалий – атрибуты, вы деляющие высокие частоты, высокое значение дисперсии, низкие средние значения ра диоактивных интенсивностей, пики на активностях урана и гамма-активности, зоны пересечения среднего значения радиоактивности. Также были проведены анализы, ко торые можно отнести к новым видам исследования. Таковыми являются применение атрибута «Коэффициент Сложности» и выделение высоких значений градиента частот.

Методики выделения аномалий были разработаны и осуществлены в виде про граммного пакета, который в дальнейшем может применяться для других месторожде ний и исследований.

Данная работа иллюстрирует эффективность применения комплексных геофи зических методов при прогнозе залежей углеводородов.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Применение геофизических методов разведки для прямых поисков месторождений нефти и газа / Под ред. Березкина В.M., Киричека М.А., Кунарева А.А. М.:Недра, 1978. 223 с.

2. Работа пользователя в Microsoft Excel 2010 / Под ред. Зудиловой Т.В., Одиночки ной С.В., Осетровой И.С. СПб: НИУ ИТМО, 2012. 619 с.

3. Применение геофизики при изучении месторождений нефти и газа / Под ред Мер кулова В.П., Разина А.В., Чернова С.А. / Центр профессиональной переподготовки специалистов нефтегазового дела ТПУ. Томск, 2004. 332 с.

4. Спектральные преобразования / Под ред Павленко М.А., Ромаданова В.М. СПб., 2007. 160 с.

5. Использование макросов в Excel/ Под ред. Роман C.С.,, СПб., - 2004 г, 507 с.

6. Saunders D.F. Combined geologic and surface geochemical methods used to discover Agaritta, Brady Creek, Selden, and New Year’95 Fields, Concho County, Texas, U.S.A.

/ D.F. Saunders [et al.] // Surface exploration case histories: Applications of geochemis try, magnetics, and remote sensing, D. Schumacher and L.A. LeSchack, eds., AAPG © ГИ УрО РАН, Studies in Geology No. 48 and SEG Geophysical References Series No. 11. 2002. p.

209–242.

7. Sikka D.B. Radiometric surveys of the Redwater oil field, Alberta: Early surface explora tion case histories suggest mechanisms for the development of hydrocarbonrelated geo chemical anomalies / D.B. Sikka, R.B.K. Shives // Surface exploration case histories:

Applications of geochemistry, magnetics, and remote sensing, D. Schumacher and L.A. LeSchack, eds., AAPG Studies in Geology No. 48 and SEG Geophysical References Series No. 11. 2002. p. 243–297.

Д.Ю. Князев,Т.В. Каллистова Институт горного дела УрО РАН, г. Екатеринбург ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ВЗРЫВНЫХ РАБОТ НА КРЕПЛЕНИЕ ГОРИЗОНТАЛЬНЫХ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК Тенденция увеличения удельного расхода ВВ и общей массы одновременно взрываемых зарядов при проходке подземных горных выработок, особенно при увели чении глубины разработки, обуславливает повышенное сейсмическое воздействие на устойчивость крепления выработок. Следовательно, исследование степени сейсмиче ского воздействия проходческих взрывов на крепление выработок, выбор наиболее ра циональных видов крепи и принятие оптимальных параметров отставания крепи от за боя имеет большое практическое значение.

Критерием оценки устойчивости горизонтальных горных выработок при воздей ствии сейсмических колебаний является скорость смещения массива, возникающая при распространении сейсмической волны. Для определения данного показателя была раз работана методика, позволяющая регистрировать скорость смещения массива (в за крепленной части – скорость смещения крепи) в нескольких точках.

На начальном этапе осуществляется изучение материалов по объекту: геологи ческая характеристика месторождения, план организации строительства, проект произ водства работ, планы горизонтов и другая техническая документация. При первичном выезде на объект производится спуск в рудник с целью осмотра выработок. Для полу чения полной и достоверной информации о производимом промышленными взрывами сейсмическом эффекте необходимо выполнить правильный выбор точек регистрации и места расположения управляющего компьютера на объекте, обеспечивающее его со хранность от воздействия ударной волны. По возможности, на каждом из пунктов при ема желательно регистрировать все три компоненты колебаний, либо при помощи трех отдельных приборов, либо при помощи одного трехкомпонентного.

Следующим этапом является регистрация взрыва. Сейсмоприемники фиксиру ются в заранее определенных точках в горизонтальное положение при помощи встро енного в каждый датчик пузырькового уровня. Каждый сейсмоприемник соединен с регистрирующим компьютером при помощи косы. После расстановки всех необходи мых датчиков, измерительная система запускается на регистрацию взрыва. Регистрация происходит в автоматическом режиме.

Обработка цифровых записей производится следующим образом. Поскольку возможности используемой измерительной системы позволяют производить регистра цию практически неограниченной длительности, для надежности старт записи данных производится за некоторое время до назначенного момента взрыва. Следовательно, первым шагом в обработке является выделение из всей длины сейсмограммы только участков, несущих полезную информацию. Далее каждый канал записи рассматривает ся отдельно.

XIV Уральская молодежная научная школа по геофизике На втором шаге обработки необходимо отфильтровать полученный сигнал. Что бы получить частотный спектр сигнала, используется быстрое преобразование Фурье (БПФ). С частотного спектра снимается значение преобладающей частоты, которое за тем используется в расчетах. Затем осуществляется удаление сигнала с частотой выше заданной – чаще всего выше 20 или 30 Гц. Поскольку с увеличением глубины вырабо ток возрастает преобладающая частота, значение фильтруемой частоты каждый раз вы бирается индивидуально. После проведенной фильтрации имеет место непосредствен ное считывание значения амплитуды отклонения рабочего элемента сейсмоприемника.

Амплитуда отклонения сигнала рассчитывается как разность между соседними мини мумом и максимумом колебаний. Для дальнейших расчетов используется величина максимальной амплитуды отклонения.

Максимальная скорость смещения в точке регистрации рассчитывается следую щим образом:

А,10 3 см / с, (1) U= К где А – максимальная амплитуда отклонения, К – коэффициент преобразования.

Коэффициент преобразования К зависит от типа сейсмоприемника и принимает ся из паспортных данных оборудования либо определяется экспериментально путем сравнения с эталонным прибором.

В случае, когда регистрация на одной точке проводится по трем компонентам поля – по направлениям Х, Y и Z, то суммарные величины максимальных скоростей смещения рассчитываются как модуль вектора в декартовой системе координат:

2 2 U сумм = U Х + U Y + U Z. (2) При значительном удалении точек регистрации от источника колебаний диффе ренциация ступеней взрыва во времени в большинстве случаев невозможна. Поэтому максимальные значения амплитуды на каждом из трех каналов группы приемников или трехкомпонентного приемника могут быть зарегистрированы и затем взяты для расче тов в разные моменты времени. В приведенной выше формуле для определения сум марных величин скоростей смещения используются максимальные значения, и резуль тат, соответственно, также оказывается максимально возможным. В действительности же единомоментные суммарные значения скорости смещения оказываются немногим ниже, чем рассчитанные.

Завершающим этапом методики по оценке устойчивости горизонтальных выра боток, подвергшихся воздействию взрывных работ является сравнение полученных ре зультатов с допустимыми значениями. Допустимая скорость колебаний определяется устойчивостью конструкции и назначением сооружения.

Исследования сейсмического воздействия на устойчивость крепления горных выработок при взрывах производились на Сафьяновском подземном руднике. Крепость вмещающих пород на исследуемом участке шахты 12-14 по шкале М.М. Протодьяконова, трещиноватость средняя, разнонаправленная. Для получения информации о производимом промышленным взрывом сейсмическом эффекте были выбраны пять точек регистрации на стенке выработки при проходке кольцевого штрека на горизонте -40 м (рис.1).

Общая масса взрываемых зарядов при взрыве составила 152 кг. Наибольшее ко личество ВВ, взрываемое в одной группе замедления, 20,8 кг. По паспорту буровзрыв ных работ, были установлены 15 интервалов замедления (16 шпуры =200 мс, шпуры разделены на группы с =1 с).

Для данного исследования применялись трехкомпонентные сейсмоприемники GS-20DX, позволяющие фиксировать скорости сейсмических колебаний по трем © ГИ УрО РАН, направлениям: Х, Y, Z. Значение X соответствует составляющей колебаний вдоль вы работки, значение Y – поперек выработки, и Z для регистрации вертикальной состав ляющей колебаний. Сейсмоприемники 2, 4 и 5 были закреплены на монолитной бетон ной крепи толщиной 20-25 см, сейсмоприемники 1 и 3 – на набрызг-бетонной крепи толщиной 5-8 см (нумерация от забоя). Схема расстановки сейсмоприемников приве дена на риcунке 2.

Рис.1. Поперечный разрез выработки Рис.2. Схема расположения сейсмоприемников По результатам обработки данных регистрации взрыва, представленным в таб лице 1 и на рисунке 3, видно, что значение суммарной скорости смещения в точке ре гистрации 1 соответствует 0,86 см/с, в точках регистрации 2 и 3 наблюдается законо XIV Уральская молодежная научная школа по геофизике мерное снижение скорости колебаний, обусловленное удалением этих точек от эпицен тра взрыва.

Таблица Результаты регистрации взрывов трехкомпонентными сейсмоприемниками Суммарные скоро Максимальные скорости смещения в точ сти смещения, Номер сейсмопри ках регистрации, U, см/с Uсумм,см/с емника X Y Z XYZ 1 0,67 0,58 0,34 0, 2 0,25 0,41 0,23 0, 3 0,31 0,22 0,20 0, 4 0,58 0,41 0,35 0, 5 3,70 1,52 1,46 4, 4, 4, Суммарная скорость смещения 3, Uсумм, см/с 2, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 75 130 140 150 Расстояние от забоя L, м Рис.3. Кривая суммарных скоростей смещения В наиболее удаленной от источника сейсмических колебаний точке расположе ния сейсмоприемника 5 значение суммарной скорости смещения в несколько раз выше скоростей смещения точек, которые находятся ближе к взрываемому забою. Это объяс няется тем, что сейсмоприемник был установлен в зоне прямого распространения сей смической волны, в то время как точки регистрации 1, 2 и 3 защищены выработкой, расположенной на пути распространения сейсмической волны.

Увеличение значения скорости смещения до 0,79 см/с в точке регистрации 4 по отношению аналогичного параметра в точке 2 и 3 можно объяснить возмущениями от прямого распространения сейсмических колебаний к точке 5.

Квершлаг и кольцевой штрек относятся к особо ответственным объектам со сро ком службы более 10 лет. Допустимое значение скорости колебаний массива пород для данного типа объектов при систематическом многократном сейсмическом воздействии взрывных работ составляет 6 см/с [1]. Из чего можно сделать вывод, что технологиче ские взрывы с такой массой ВВ, производимые при строительстве рудника с соблюде нием всех установленных норм, не оказывают существенного влияния на крепление подземных горных выработок, так как не вызывают повреждений, влекущих за собой необходимость ремонта по техническим или эстетическим соображениям.

Обеспечение сейсмической безопасности подземных горных выработок при ве дении взрывных работ можно рассчитать по методике М.И. Картузова и Н.В. Паздникова [1, 2].

© ГИ УрО РАН, Сейсмобезопасное расстояние для подземных горных выработок определяется по формуле:

r = B 3 Qc, м, (3) где В – коэффициент, учитывающий условия взрывания, крепость пород, класс выра ботки и вид крепи;

Qс – масса сосредоточенного заряда, приходящаяся на ступень взрывания, кг;

r – расстояние до ближней части заряда, м.

Коэффициент В рассчитывается следующим образом:

К1 К В=, (4) U К3 К где К1 – коэффициент, учитывающий крепость взрываемых пород;

К2 – коэффициент, зависящий от количества обнаженных поверхностей и наличия экранирующих зон;

U – допустимая скорость смещения массива, см/с;


К3 – коэффициент, учитывающий изме нение допустимой скорости в зависимости от прочности пород в месте расположения выработки;

К4 – коэффициент, определяемый видом крепи.

Таким образом, для данных технических условий и параметров взрыва наибольшее количество ВВ, взрываемое в одной группе замедления, 20,8 кг. Допусти мое значение скорости колебаний массива пород для данного типа объектов при систе матическом многократном сейсмическом воздействии взрывных работ 6 см/с. Коэффи циент крепости пород 12-14, наличие двух обнаженных поверхностей – поверхность забоя и компенсирующие шпуры, пробуренные в середине прямого вруба и среднее значение коэффициента К4 для набрызг-бетонной и бетонной крепи.

В результате получаем сейсмобезопасное расстояние до ближней части заряда 13,23 м, т.е. на участке выработки от забоя и до рассчитанного расстояния скорость смещения массива будет превышать 6 см/с. Соответственно рекомендуется крепление массива на расстоянии не менее 15 м от забоя, отставание крепи не более 50 м согласно инструкции по креплению и поддержанию капитальных, подготовительных, нарезных и разведочных выработок сафьяновского подземного рудника.

Однако следует отметить, что данная методика М.И. Картузова разработана для обеспечения сейсмобезопасной технологии ведения взрывных работ при добыче полез ного ископаемого и не учитывает многих факторов, характерных для проходческих ра бот.

На текущем этапе исследования разработана методика регистрации сейсмиче ских колебаний при технологических взрывах в шахтах. Вопрос о воздействии взрыв ных работ на устойчивость горизонтальных горных выработок требует дальнейших ис следований.

Для будущих исследований ставятся следующие задачи:

1. Определение влияния других выработок, зон дробления и тектонических нарушений на распространение сейсмических волн;

2. Определение безопасных расстояний для сохранности крепи;

3. Влияние криволинейных выработок на распространение сейсмических коле баний.

Исследование выполнено при поддержке Министерства образования и науки Российской Федерации, соглашение № 8348 и интеграционного проекта Президиума УрО РАН № 12-И-5-2050.

XIV Уральская молодежная научная школа по геофизике СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Картузов М.И. Методика обеспечения сейсмобезопасной технологии ведения взрывных работ / М.И. Картузов, Н.В. Паздников. – Свердловск: Институт горного дела МЧМ СССР, 1984. – 12 с.

2. Паздников Н.В. Сейсмобезопасность закрепленных горных выработок при взрывах в шахтах / Н.В. Паздников, М.И. Картузов // Взрывное дело. – №85/42. – М.: Недра, 1983. – С. 219-228.

А.В. Козлова ФГУП «Гидроспецгеология», г. Санкт-Петербург АНАЛИЗ МАГНИТОТЕЛЛУРИЧЕСКИХ ДАННЫХ ПРОФИЛЯ MANAS (КИРГИЗИЯ) 2005-2008 гг. совместными усилиями российских, американских (США), киргиз ских и китайских организаций и специалистов в рамках международной программы «Геодинамика Тянь-Шаня» был осуществлен комплекс геофизических работ по тран секту MANAS (Middle AsiaN Active Seismic profiling) [4]. МТ-зондирования были вы полнены сотрудниками Научной станции РАН в г. Бишкеке и геофизиков из Калифор нийского университета в Риверсайде под руководством проф. С. Парка. Основной уча сток выполненного профиля МТЗ находится на территории Киргизии, его длина – 240 км, южный участок профиля на территории Китая имеет длину 65 км. Регистрация магнитного и электрического полей производилась с помощью измерительных систем МТ-24 (ЭМИ, США) и MTU-5 (Феникс, Канада) в интервале частот от 0,38*103 до 0,11*10-2 в 50 пунктах. Средний шаг между пунктами зондирований составил 5–6 км [3]. Ориентация измерительной установки МТЗ выполнялась по азимутам 0° и 90°, что в системе географических координат соответствует широтному и меридиональному направлению. Эти азимуты близки к направлениям простирания главных тектониче ских структур в регионе исследования. Земная поверхность в полосе профиля характе ризуется сложным высокогорным рельефом. Превышения достигают 4700 м. Для удоб ства первичной интерпретации, профиль MANAS был разделен на 5 сегментов.

Первичный анализ азимутов главных направлений тензора импеданса проводил ся по методу Эггерса, позволяющего получить наименее искаженную неоднородностью верхней части разреза информацию [6]. Качественный анализ кривых Эггерса дает пер вое представление о неоднородном геоэлектрическом строении рассматриваемой зоны.

На протяжении всего трансекта в магнитотеллурическом поле выделяются области вы сокого сопротивления (до 5000 Ом*м) в периоде от 10-250 с наряду с проводящими областями (100-500 Ом*м). Стоит отметить также, что начиная с южной части профиля сопротивление верхних горизонтов земной коры существенно увеличивается с 50 Ом*м на самом юге до 500-1000 Ом*м на севере.

В целях определения «геоэлектрической размерности» среды для каждой точки зондирования на всем частотном диапазоне был определен параметр SKEW, величина которого тем больше, чем ближе изучаемая среда к трехмерной [5]. В целом распреде ление параметра лежит в пределах 0,30,9. Однако в пределах профиля выделились участки с аномальным значением SKEW, где параметр выходит за пределы двумерно сти и составляет более 2,5. Анализ значений параметра позволяет сделать вывод, что в целом среду регионального профиля можно считать квазидвумерной, но в ряде случаев модель распределения геоэлектрических свойств усложняется наличием мощных раз ломов, зон разуплотнений, тектонических нарушений, а также влиянием рельефа днев ной поверхности.

© ГИ УрО РАН, В результате предварительной интерпретации данных МТЗ были построены псевдоразрезы кажущегося сопротивления. Из-за большого диапазона изменения со противления для наглядности разрезы представлены в логарифмическом масштабе (рис.1).

Рис.1. Псевдоразрезы кажущегося сопротивления Анализируя псевдоразрезы кажущегося сопротивления в целом, важно отметить, что для профиля MANAS характерна неоднородная структура геоэлектрической среды.

Выделяются зоны резкой смены ориентации изолиний сопротивления, сопровождаю щиеся увеличением проводимости. Для каждого сегмента профиля, можно дать следу ющую краткую характеристику:

Part 1 условно можно разделить на два блока с резкой границей между пунктами mns 210 и mns 211. Первый блок (от пункта зондирования mns 211 до mns 218) характе ризуется высоким сопротивлением более 1000 Ом*м с субвертикальным распределени ем изолиний, во втором блоке (mns 201 – mns 210) сопротивление уменьшается до 0,1 Ом*м, изолинии распределяются субгоризонтально, в приповерхностной области наблюдается увеличение кажущегося сопротивления до 100-150 Ом*м.

Участок профиля Part 2 имеет сложное строение верхних горизонтов литосферы, сопротивление в пределах которых меняется от 102 до 103 Ом*м. Еще одной особенно стью данного сегмента, является выделение в длиннопериодной составляющей в рай оне пунктов зондирования mns 527 и sss 524 двух проводящих областей, где сопротив ление падает до 10 Ом*м.

Сегмент Part 3 разделяется на три области с последовательным уменьшением кажущегося сопротивления: sss 533 – mns 539, где кажущееся сопротивление находится в пределах 102-104 Ом*м;

mns 540 – mns 544 где к составляет 10-100 Ом*м и проводя щую область mns 545 – mns 548 с кажущимся сопротивлением находящимся в пределах от 0 до 10 Ом*м.

XIV Уральская молодежная научная школа по геофизике Part 4 условно разделен диагональной границей на два блока – проводящей с ка жущимся сопротивлением, находящимся в пределах от 0 до 10 Ом*м и не проводящей к изменяется от 102 до 103 Ом*м.

Среднее кажущееся сопротивление участка профиля Part 5 составляет 50 Ом*м.

Максимальное значение к приурочено к верхним горизонтам (mns 557-559;

mns 560 561) и, скорее всего, вызвано их неоднородным строением и влиянием рельефа. Необ ходимо отметить также, что выделенные в псевдоразрезах кажущегося сопротивления приповерхностные объекты, нашли свое отражение в псевдоразрезах SKEW, где дан ный параметр увеличивается относительно среднефонового и составляет 0,5-0,8. Мощ ный блок проводящих пород отмечается в нижней части псевдоразреза в районе пунк тов mns 560 и mns 561, кажущееся сопротивление здесь уменьшается до 10 Ом*м.

После построения псевдоразреза была предпринята попытка 1D-инверсии дан ных кажущегося сопротивления с последующим построением квазидвумерного разреза.

Одномерная задача была решена для всех кривых Эггерса, однако для интерпретации была выбрана наиболее гладкая модель, построенная по данным эффективных кривых зондирования (рис.2).

Рис.2. Геоэлектрическая квазидвумерная модель профиля MANAS Строение профиля неоднородное. Одномерная интерпретация осложнена нали чием ряда линейных, субвертикальных аномалий, резко отличающихся по амплитуде кажущегося сопротивления, лежащей в пределах 1-10 Ом*м для низкоамплитудных и 1000-10000 Ом*м для высокоамплитудных аномальных зон. Данные результаты слож но интерпретировать с точки зрения геологических процессов, возможно, они частично являются отражением сложного строения рельефа дневной поверхности.

В таких условиях некорректно ограничиваться решением одномерной задачи, поэтому авторами работы был предложен и разработан новый алгоритм 2D-инверсии с учётом рельефа, который позволил учесть влияние дневной поверхности не в момент оформления модели, а непосредственно в ходе её вычисления. За основу решения пря мой задачи в цикле алгоритма инверсии был взят модифицированный способ расчёта методом сеток магнитотеллурических полей над двумерно-неоднородными средами [1, 2].

Важной характеристикой алгоритма является скорость сходимости в зависимо сти от числа итераций и устойчивость решения. Как видно из рисунка 3, сходимость быстрая и ровная и, следовательно, решение устойчиво, как на тестовых моделях, так и на реальных данных профиля MANAS.

© ГИ УрО РАН, Рис.3. Зависимость скорости сходимости от количества итераций для теоретической модели (1) и данных профиля MANAS (2) Для расчётов 2D-инверсии профиль MANAS был разбит на три части. В итоге, для первой части разреза rms составила 0,15, для второй – 0,1, для третьей – 0, (рис.4).


Рис.4. Геоэлектрическая двумерная модель профиля MANAS Анализируя полученную геоэлектрическую модель, можно выделить следую щие структурные элементы разреза:

1. Таримская платформа характеризуется сравнительно одномерным строени ем, сопротивление в пределах данной области составляет 100-1000 Ом*м.

Однако, верхняя часть разреза осложнена наличием проводящей зоны с со противлением 10-50 Ом*м.

2. Зона сопряжения Таримской платформы и Тянь-Шаня выделяется неодно родным строением с линейными областями пониженного сопротивления до XIV Уральская молодежная научная школа по геофизике 100 Ом*м, по-видимому, относящимися к зонам тектонических нарушений, на фоне блоков с сопротивлением 1000-1500 Ом*м.

3. Геоэлектрическое строение Центрального Тянь-Шаня неоднородно, в разре зе выделяются субвертикальные зоны аномально низкого сопротивления.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Варданянц И.Л. Расчёты методом сеток магнитотеллурических полей над двумер но-неоднородными средами (часть I) / И.Л. Варданянц // Вопросы Геофизики. – Вып.27. – Ленинград, 1978. – С. 36-40.

2. Варданянц И.Л. Расчёты методом сеток магнитотеллурических полей над двумер но-неоднородными средами (часть II) / И.Л. Варданянц // Вопросы Геофизики. – Вып.28. – Ленинград, 1979. – С. 155-163.

3. Рыбин А.К. Магнитотеллурические и сейсмические исследования по трансекту МАNAS (центральный Тянь-Шань) / А.К. Рыбин // Вестник ВГУ, серия: геология. – 2010. – № 1, январь-июнь.

4. Щелочков Г.Г. Исследования глубинного строения Центрального Тянь-Шаня по геофизическому трансекту MANAS / Г.Г. Щелочков [и др.] // Геодинамика внутри континентальных орогенов и геоэкологические проблемы: материалы 4-го Между народного Симпозиума, г. Бишкек, 15–20 июня 2008 г. – Бишкек: Научная станция РАН, 2008. – C. 188.

5. Bahr K. Interpretation of magnetotelluric impedance tensor;

regional induction and local telluric distortion / K. Bahr // J. Geophys. – 1988. – V. 62. – P. 119–127.

6. Eggers D.E. An eigenstate formulation of the magnetotelluric impedance tensor / D.E. Eggers //Geophysics. – 1982. – V. 47. – P. 1204–1214.

Я.В. Конечная1, Геофизическая служба РАН, г. Архангельск Институт экологических проблем Севера УрО РАН, г. Архангельск АНАЛИЗ ЗАПИСЕЙ РЕГИОНАЛЬНЫХ И ЛОКАЛЬНЫХ ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЙ ПО ДАННЫМ СЕЙСМИЧЕСКОЙ СТАНЦИИ «ЗЕМЛЯ ФРАНЦА-ИОСИФА»

Сейсмологический пункт на арх. Земля Франца-Иосифа с одноименным назва нием был открыт в сентябре 2011 г. [1]. Изначально на о. Земля Александры запущено в тестовую эксплуатацию два комплекта сейсмических датчиков, разнесенных друг от друга на расстояние 250 м. После года успешного функционирования аппаратуры в тя желых арктических условиях, было принято решение об установке дополнительной сейсмической станции. Так, в августе 2012 г. установлен комплект широкополосной аппаратуры отнесенной примерно на 800 м от двух предыдущих пунктов установки.

Таким образом, пункт стационарных сейсмических наблюдений «Земля Франца Иосифа» (c/c ZFI) представляет собой систему из трех комплектов сейсмостанций:

один короткопериодный вариант (ZFI2) и два широкополосных (ZFI и ZFI3).

В целом, пространственное распределение региональных землетрясений проис ходит в районе архипелага Шпицберген в проливе Стур-Фьорд, что подтверждается данными сейсмологической службы NORSAR. Часть событий лоцируется вдоль хребта Гаккеля. Полученные сейсмические записи за период работы станций позволили под твердить наличие сейсмичности в районе желоба Франц-Виктории и сделать первые выводы об особенностях сейсмического режима континентального склона Евразии в пределах архипелага Земля Франца-Иосифа, подчеркивая тем самым уникальность и значимость станций ZFI при изучении сейсмичности Арктики.

© ГИ УрО РАН, В зависимости от географического положения эпицентра записи землетрясений имеют свои особенности. Землетрясения, происходящие в районе арх. Шпицберген (рис.1), находятся на эпицентральных расстояниях 6° и имеют уровень минимальной магнитуды ML2,3. Вступления фаз объемных волн (P и S) на сейсмограммах выделя ются уверенно, как по исходному сигналу, так и с помощью высокочастотных филь тров. Однако, начало поверхностных волн на горизонтальных составляющих, как пра вило, трудно выделить из-за маскировки их волнами S, имеющими на коротких рассто яниях большие амплитуды [2]. Для выделения начала поверхностной волны требуется фильтрация в полосе частот, смещенной в более низкую область (например, 0,4– 0,8 Гц).

Очевидно, что наличие поверхностных волн можно предполагать только на за писях широкополосных датчиков (на рис.1 – ZFI). На короткопериодных каналах (ZFI2) лучше выделяются объемные волны. В указанном примере выделение фаз P и S по за писям ZFI2 проведено без фильтрации. Локация эпицентров этих событий максимально упрощена в результате использования качественных записей сейсмической группы SPITS, близко расположенной к эпицентрам сейсмических событий. Отметим, что дан ные об эпицентрах подавляющего большинства землетрясений из района арх. Шпицберген отражены в каталоге норвежской сейсмологической службы NORSAR.

Землетрясения, произошедшие в районе океанического хребта Гаккеля, по виду волновых форм условно можно разделить на два типа. К первому типу относятся собы тия, произошедшие северо-западнее относительно арх. Земля Франца-Иосифа. Фазы P и S объемных волн выделяются по стандартным фильтрам, используемым для регио нальных землетрясений (2–8 Гц, 3–6 Гц, 6–10 Гц и др.). Главной особенностью записей землетрясений из этого региона является наличие на сейсмограммах так называемой T фазы. Пример подобного землетрясения показан на рисунке 2.

Рис.1. Пример записи регионального землетрясения на ZFI, произошедшего 07.02.2012 г. в районе арх. Шпицберген (t0=23:37:04.1, =77,13°с.ш., =8,45°в.д., ML=4,4) XIV Уральская молодежная научная школа по геофизике Рис.2. Пример записи регионального землетрясения на с/с ZFI2, произошедшего 26.05.2012 г. в районе арх. Шпицберген (=86,04°с.ш., =30,80°в.д., mb=5.2) и ампли тудный спектр Т-фазы в сравнении с микросейсмическим фоном Рис.3. Пример записи регионального землетрясения на с/с ZFI2 (короткопериодные ка налы), произошедшего 13.12.2012 г. в районе хр. Гаккеля (=80,75°с.ш., =121,49°в.д., mb=5.7) Условия формирования этих волн в настоящее время выяснены лишь в первом приближении. Известно, что возбуждаемые землетрясениями объемные волны, дости гая дна океанов, порождают в водной толще гидроакустические волны, распространя ющиеся к поверхности в близвертикальном направлении [3]. Гидроакустические волны могут затухать довольно быстро (на расстояниях до нескольких десятков километров), а также распространяться без особых потерь на значительные расстояния [3]. Стоит от © ГИ УрО РАН, метить, что Т-фаза регистрируется также и на записях сейсмической группы SPITS. Бо лее подробный анализ записей Т-фазы показал, что ее длительность составляет порядка трех минут;

огибающая описывает сначала плавное нарастание амплитуды, а затем плавный ее спад;

спектральный анализ выявил наличие высокочастотной компоненты в спектре Т-фазы. Диапазон частот, присутствующих в Т-фазе, согласно рисунку 2, до статочно широк – от 0,7 до 8 Гц, что, в целом, соответствует представлениям о природе гидроакустических волн.

Второй тип событий, происходящих в районе хребта Гаккеля, не содержит на записях Т-фазу. Их эпицентры лоцируются северо-восточнее арх. Земля Франца Иосифа. На сейсмограммах удалось выделить лишь фазы объемных волн с использова нием стандартных фильтров. Отсутствуют также и поверхностные волны, наблюдаю щиеся при землетрясениях с арх. Шпицберген. Пример волновых форм представлен на рисунке 3. Обработка записей данного типа событий осложнена тем, что эпицентры находятся на удаленном расстоянии от сейсмической группы SPITS, и не всегда пред ставляется возможным иметь качественные данные этой станции.

Локальные землетрясения на записях сейсмической станции ZFI уверенно выде ляются как на исходном сигнале, так и с помощью фильтров 6–10 Гц и 8–12 Гц. Ам плитуда первого вступления Р-волны меньше амплитуды вступления волны S, в отли чие от записей региональных землетрясений, где амплитуды Р и S-волн довольно зна чительны. Поверхностных волн на записях станции не наблюдается. Пример волновых форм локального землетрясения показан на рисунке 4.

Рис.4. Пример записи локального землетрясения, произошедшего 13.11.2011 г.

в районе арх. Земля Франца-Иосифа Для уточнения координат эпицентра были привлечены данные сейсмических группы SPITS (на арх. Шпицберген) и ARCES (на севере Норвегии), принадлежащие норвежской сети NORSAR. Как было сказано ранее, все эпицентры локальных земле трясений распределяются вдоль склона океанического шельфа.

Анализируя результаты обработки данных сейсмологического пункта ZFI, мож но сделать заключение о значимости его включения в Архангельскую сеть, поскольку из-за своего выгодного расположения относительно очагов землетрясений он способен кардинально изменить ситуацию в сейсмическом мониторинге Арктики. Во-первых, XIV Уральская молодежная научная школа по геофизике сейсмологический пункт расположен от эпицентров сейсмических событий на макси мально близких расстояниях. Во-вторых, уникальное расположение позволяет в равной степени качественно регистрировать события как с западной, так и с восточной части хребта Гаккеля, мониторинг сейсмичности которого вызывает наибольшие затруднения ввиду слабости происходящих событий и удаленного расположения принимающих станций.

Автор выражает благодарность за научные консультации к.ф.-м.н. Елене Оле говне Кременецкой.

Работа выполнена при частичной поддержке: гранта РФФИ № 11-05-98800 р_север_а, гранта в рамках реализации ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009 – 2013 гг. Соглашение № 8331;

научного проекта мо лодых ученых и аспирантов УрО РАН № 13-5-НП-272 «Изучение сейсмического режи ма западной части Арктики» (рук-ль к.т.н. А.Н. Морозов).

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Антоновская Г.Н. Установка и первые результаты работы сейсмической станции ZFI на архипелаге Земля Франца-Иосифа / Г.Н. Антоновская [и др.] // Физический вестник Института естественных наук и биомедицины САФУ: сборник научных трудов. – Вып.10. – Архангельск: КИРА, 2011. – С. 31-38.

2. Инструкция о порядке производства и обработки наблюдений на сейсмических станциях единой системы сейсмических наблюдений СССР. – М.: Наука, 1981. – 272 с.

3. Соловьев С.Л. Регистрация фаз Т в сигналах землетрясений северо-западной части Тихого океана / С.Л. Соловьев [и др.] // Вулканология и сейсмология. – 1980. – № 1.

– С.60-69.

И.К. Константинов1, А.А. Яковлев2, А.Е. Васильева3, К.В. Елизаров3, К.М. Константинов1, Институт земной коры СО РАН, г. Иркутск Научно-исследовательское геологоразведочное предприятие АК «АЛРОСА» ОАО, г. Мирный Институт геологии алмаза и благородных металлов СО РАН, г. Якутск ПЕТРОФИЗИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СТРУКТУРНО-ВЕЩЕСТВЕННЫХ КОМПЛЕКСОВ НИЖНЕОЛЕНЕКСКОГО АЛМАЗОНОСНОГО РАЙОНА (СЕВЕРО-ВОСТОК СИБИРСКОЙ ПЛАТФОРМЫ) Задача поисков коренных месторождений алмазов на северо-востоке Сибирской платформы (территория между Анабарским щитом и Оленекским поднятием), которые служат источниками многочисленных россыпей, является актуальной для геолого разведочного комплекса АК «АЛРОСА». При этом магниторазведка остается одним из основных методов решения поставленной задачи. Для изучения геологического строе ния и интерпретации данных магниторазведки необходимо получить петрофизические характеристики горных пород верхней части разреза (ВЧР), развитых на территории Нижнеоленекского алмазоносного района.

В геологическом строении ВЧР Нижнеоленекского района принимают участие кимберлиты (трубки, дайки) и базиты (силлы, дайки) среднепалеозойского и мезозой ского возраста, которые прорывают известняки, алевро-песчаники, мергели раннего кембрия (рис.1) [5]. Перечисленные горные породы стали объектами настоящих петро © ГИ УрО РАН, физических исследований, которые являются продолжением проведенных ранее работ по изучению траппов р. Уджа (Уджинское поднятие) [4].

Рис.1. Схема участка петрофизических работ (Нижнеоленекский алмазоносный район) Для изучения петромагнитных характеристик горных пород были проведены полевые работы по отбору ориентированных образцов из коренных обнажений рр. Куойука, Сектелях и Оленек. Ориентировка на образцы наносилась с помощью гор ного компаса в современной и/или древней системах координат [6]. Кроме того, базиты опробовались на геохимические и петрографические исследования. Из образцов изго тавливались по два-три кубика с ребром 20 мм, шлифы и др.

Лабораторные петрофизические измерения объемной плотности, магнитной восприимчивости и векторов естественной остаточной намагниченности (ЕОН) In выполнены, соответственно, на весах ВМК-4001 (Россия), каппа-мосте MFK1-FA и спин-магнитометре JR-6 (Чехия).

Статистическая обработка и расчет производных параметров (склонение D и наклонение J вектора In, вектора индуктивной Ii=H и суммарной I=In+Ii намагничен ностей, коэффициент Кенигсбергера Q=In/Ii) проведены по программам Statistica-6 [1] и OPAL-3 [3], позволяющим рассчитывать дескриптивные характеристики для нор мального и логнормального законов распределения физических параметров как на плоскости, так и на сфере (табл.1, рис.2, 3).

XIV Уральская молодежная научная школа по геофизике Таблица Распределение петрофизических параметров основных структурно-вещественных комплексов Нижнеоленекского алмазоносного района In (), № (s), (), D, J, Q (), 10- Объект, возраст N n, 3 - пп кг/м 10 СИ ед.

А/м Долериты, силл, 2920 2054 2916 2, 1 149 219 140 83 3, Р2-Т1 (20) (1,02) (1,04) (1,05) Долериты, дайки, 2910 1928 7839 8, 2 48 83 60 77 5, Р2-Т1 (3) (1,06) (1,06) (1,11) 2130 132 394 6, 3 Туфы, Р2-Т1 8 21 156 81 6, (30) (1,29) (1,51) (1,23) 2813 1550 1, 4 68 11 54 3, (1,04) (1,04) (1,04) Долериты, дайки, Д3-С1 (60) 2015 1248 - 1, 5 34 12 10, (1,08) (1,08) 25 (1,04) Кимберлиты, 2680 273 63 - 0, 6 трубка Обнажен- 15 40 341 16, (17) (1,16) (1,18) 47 (1,17) ная Кимберлиты, 2660 97 28 - 0, 7 16 14 323 28, трубка Русловая (9) (1,12) (1,19) 39 (1,16) Кимберлиты, 2670 8204 5773 1, 8 5 17 180 86 10, дайка Великан (90) (1,22) (1,23) (1,15) 2660 5 1 0, 9 Осадки, Cm1 154 310 350 62 2, (4) (1,04) (1,05) (1,04) 464 Примечание: N и n – количество, соответственно, штуфов и выпиленных их них куби ков;

– среднее арифметическое значение объемной плотности;

, I, Q – средние гео метрические значения, соответственно, магнитной восприимчивости, ЕОН, коэффици ента Кенигсбергера;

s () – ошибка среднего арифметического (среднего геометриче ского);

D и J – средние склонение и наклонение вектора ЕОН, – радиус овала доверия рассеивания векторов ЕОН с вероятностью 95%.

По значениям петрофизических параметров горные породы Нижнеоленекского района сильно дифференцированы. Вмещающие породы раннего кембрия практически немагнитные (строка 9 в табл.1), поэтому большинство магматических образований на их фоне будут выделяться в магнитном поле положительными аномалиями разной ин тенсивности. Исключение составляют обратно намагниченные дайки долеритов сред него палеозоя (строка 5 в табл.1), фактор Q которых превышает 1. Как ни странно, от носительно повышенными значениями магнитных параметров характеризуются не раз новозрастные долериты, а кимберлиты дайки Великан (строка 8 в табл.1, рис.3).

В гравитационном поле кимберлиты, рвущие осадочные образования раннего кембрия, проявляться не будут, поскольку разница значений их объемной плотности несущественна. Положительные гравитационные аномалии, как правило, соответству ют среднепалеозойским (строки 4 и 5 в табл.1) и пермотриасовым долеритам (строки и 2 в табл.1), а отрицательные – туфам пермотриаса (строка 3 в табл.1).

На диаграмме, In и Q (рис.3) фигуративные точки долеритов образуют единое облако рассеивания с ранее полученными данными по базитам р. Уджа [4]. Изученные пермотриасовые долериты (силлы, дайки) по фактору Q хорошо согласуются с положи тельно намагниченными долеритами р. Уджа. С другой стороны, согласно петрогеохи мическим данным силлы и дайки долеритов пермотриаса коррелируются с траппами © ГИ УрО РАН, востока Тунгусской синеклизы, относящимся к I петрохимическому типу базитового магматизма Западной Якутии [2]. Более поздние фазы базитового магматизма на участ ке не установлены.

Рис.2. Гистограммы распределения объемной плотности основных структурно вещественных комплексов Нижнеоленекского алмазоносного района XIV Уральская молодежная научная школа по геофизике Рис.3. График распределения магнитных параметров (, In и Q) основных структурно-вещественных комплексов Нижнеоленекского алмазоносного района В то же время, фигуративные точки среднепалеозойских долеритов совпадают с отрицательно намагниченными долеритами и трахидолеритами пермотриаса. Посколь ку среднепалеозойские дайки долеритов имеют как положительную, так и отрицатель ную полярность векторов ЕОН, это свидетельствует об относительной продолжитель ности процессов их внедрения, протекающих в периоды инверсии магнитного поля Земли.

Исследования по изучению петромагнетизма структурно-вещественных ком плексов северо-востока Сибирской платформы с целью поисков коренных месторожде ний алмазов продолжаются.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Боровиков В.П. STATISTICA: искусство анализа данных на компьютере. Для про фессионалов / В.П. Боровиков. – СПб.: Питер, 2001. – 658 с.

2. Васильева А.Е. Трапповый магматизм зоны сочленения Тунгусской синеклизы и Анабарской антеклизы / А.Е. Васильева [и др.] // Наука и образование. – 2006. – № 4. – С. 40-44.

3. Винарский Я.С. Автоматизированная система обработки палеомагнитных данных ОПАЛ / Я.С. Винарский, А.Н. Житков, А.Я. Кравчинский // ВНИИ экон. минер.

сырья и геологоразвед. работ. – М.: ВИЭМС, 1987. – 86 с.

4. Константинов К.М. Палеомагнитные исследования раннемезозойских базитов р. Уджа (северо-восток Сибирской платформы) / К.М. Константинов [и др.] // Литосфера. – 2012. – № 3. – С. 80-98.

5. Тектоника, геодинамика и металлогения территории Республики Саха (Якутия).

М.: МАИК «Наука/Интерпериодика», 2001. – 517 с.

6. Палеомагнитология / Под ред. Храмова А.Н. – Л.: Недра, 1982. – 312 с.

© ГИ УрО РАН, М.В. Косовягина, П.П. Горских Воронежский государственный университет, г. Воронеж ДЕТАЛЬНЫЕ ГЕОФИЗИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРИ ИЗУЧЕНИИ КУРГАНОВ ВОРОНЕЖСКОЙ ОБЛАСТИ В последнее время методы геофизики стали активно использоваться не только для поисков полезных ископаемых, но и для решения инженерных задач и поиска ло кальных объектов [1, 2, 3]. Примером подобного рода исследований являются результа ты изучения курганов центральной части Воронежской области, относящихся к брон зовому веку. Геофизические работы были выполнены на двух участках предполагае мых археологических раскопок курганов в районе транспортной развязки трассы М- «Дон» при повороте на г. Лиски (рис.1). Целью проведённых исследований являлось определение строения верхней части разреза двух курганов и определение глубины за легания возможных объектов археологических раскопок. В задачи исследования вхо дила также оценка безопасного проведения раскопок в плане детализации простран ственного положения силовых и связных кабелей, осложняющих археологические ра боты.

Рис.1. Участки работ на трассе М4 «Дон»

На исследуемых участках были проведены:

детальные магниторазведочные работы с целью выделения намагниченных объектов в верхней части разреза насыпного грунта курганов;



Pages:     | 1 |   ...   | 3 | 4 || 6 | 7 |   ...   | 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.