БИЛЕТ № 19. 1. Полевые системы наблюдения сейсморазведке

1. Полевые системы наблюдения сейсморазведке.

Характеризуются: базой группирования приемных каналов, базой группирования с/пр на одном канале, длинной расстановки, кратностью. Методы: МОВ(ОГТ), МПВ. Современные телеметрические системы включают в себя: станцию, телеметрические кабели, блоки преобразующие аналоговый сигнал в цифровой, блоки питания, аккумуляторы.

2.Модели и геологические свойства вещества земли.

В геофи­зике под моделью Земли понимают как бы разрез нашей планеты, на котором показано, как меняются с глубиной такие ее важнейшие параметры, как плотность, давление, ускорение силы тяжести, скорости сейсмических волн, температура, электропроводность и др.

Синклинально-платформеные, тектоники плит, мантийного диапиризма, тектоники глобального рифтогенеза, пульсирующей и расширающейся Земли.

Механические модели Земли.

Модели, описывающие различные механические свойства Земли, начали строиться давно.

Самые ранние попытки были направлены на построение изменения плотности Земли с глубиной. Основывались такие построения на информации, получаемой из гравиметрических наблюдений.

Уже в первой половине XIX в. были получены по гравиметрическим данным значения массы М Земли и относительного момента инерции I. Знание среднего радиуса Земли R, позволяло определить и объем Земли, а затем и ее среднюю плотность ρm.

с появлением данных о свободных колебаниях Земли число условий, накладываемых на плотность, возросло на два порядка, что сразу качественно изменило подход к построению плотностных моделей.

Было предложено вместо решения неоднозначных обратных задач решать прямую задачу, которая однозначна. Решать ее приходится методом проб. Весь объем Земли разбивается на достаточно большое количество слоев столь тонких, что в каждом из них все параметры можно считать постоянными.

К механическим моделям, кроме плотностных, относятся также и модели, описывающие более сложные механические свойства вещества оболочек, такие, как вязкость, прочность, диссипативные характеристики (диссипация – рассеивание чего-либо, например, летучих из Земли в атмосферу, в данном случае подразумевается диссипация механической энергии).

Собственные колебания Земли.

Собственные колебания Земли — это новая и, пожалуй, наиболее перспективная область геофизического изучения Земли, а их экспериментальное обнаружение — одно из интереснейших и наиболее крупных достижений геофизики и современного естествознания вообще. В экспериментальном плане собственные колебания стыкуют сейсмологию и гравиметрию. Действительно, при собственных колебаниях происходит механическое «дрожание» тела Земли, которое сейсмологи регистрируют с помощью длиннопериодных сейсмографов. Эти механические колебания всей Земли в целом, как упругого тела, сопровождаются «дрожанием» гравитационного поля Земли, которое регистрируется гравиметрами высокой чувствительности. Таким образом, собственные колебания Земли представляют собой связанные колебания упругого и гравитационного полей. Спектр этих колебании линейчатый, т. е. он распадается на дискретные частоты — собственные частоты Земли. Определение периодов собственных колебаний сводится к разложению временных рядов, записанных прибором, на элементарные гармоники.

Геоэлектрическая модель земной коры и верхней мантии.

По данным электромагнитных зондирований, бурения и электрических измерений в скважинах осадочная толща схематически может быть представлена в виде многослойного геоэлектрического разреза, характеризующегося чередованием слоев высокого и низкого удельных сопротивлений. Промежуточные пласты высокого удельного сопротивления представлены известняками, доломитами, солями, гипсами и ангидритами. Кровля этих пластов, четко выделяющаяся по электроразведочным данным, служит местным промежуточным опорным или маркирующим горизонтом. Породы кристаллического фундамента имеют, как правило, более высокое удельное сопротивление, чем покрывающая их толща. Поэтому кровля фундамента почти повсеместно служит надежным опорным электрическим горизонтом

Термические модели Земли.

Под термическими моделями Земли обычно понимаются модели, дающие изменение температуры внутри Земли, ее «температурный разрез». К термическим моделям также относят и закономерности изменения с глубиной различных теплофизических характеристик вещества Земли. Очень часто под термическими моделями Земли понимают также модели ее тепловой истории.

вопрос о температуре земных глубин относится к числу наименее изученных в геофизике. В качестве верхнего предела температуры внутри мантии Земли обычно принимается температура плавления её вещества. Основанием для этого служит факт прохождения S – волн через всю толщу коры и мантии. Известно, что S- волны через расплав породы не проходят.

Однако существование вулканов, извергающих расплав горных пород, указывает на наличие таких расплавов, как в глубинах коры, так и в верхних частях мантии. Эти расплавы могут существовать в виде ограниченных очагов (камер с расплавом), присутствие которых под вулканами Камчатки было впервые показано Г.С. Горшковым. Такие очаги имеют лишь локальное значение.

Другой формой существования расплавов может быть их рассеянное размещение в виде плёнок, тонких прослоек или капель. Это связано с тем, что состав всех оболочек Земли весьма сложен. Среди пород и минералов могут оказаться сравнительно легкоплавкие разновидности, которые и могут привести к образованию описанных жидких вкраплений. Таким образом, понятие о температуре плавления мантии становится очень неопределённым.

Однородная модель Земли.

Простейшей моделью нашей планеты является одно­родная модель ρ = ρ(r) = ρ = 5,52 г/см3. Значение ρ = 5,52 г/см — средняя плотность Земли. Для однородной модели можно рассчитать распределение ускорения силы тяжести и давления. Ускорение силы тяжести g оп­ределяется с помощью формулы, известной из элементар­ного курса физики (из закона всемирного тяготения Ньютона). в однородной модели давление растет по квадратич­ному закону от нуля на поверхности (x = 1) до 1,73·106 бар в центре (x = 0) однородной Земли. В ре­альной Земле имеется заметная концентрация массы к центру (Земля имеет железное ядро). В результате уско­рение силы тяжести в реальной Земле спадает заметно слабее, чем в однородной модели, и соответственно давле­ние нарастает сильнее и принимает в центре примерно в два раза большее значение, порядка 3,6·106 бар.

Физические модели Земли.

Представляет интерес распределение в недрах Земли многих физических параметров, таких как тепло­емкость, коэффициент теплового расширения, адиабати­ческие температуры, коэффициенты теплопроводности и вязкости, коэффициент электропроводности и т. д. Модель Земли, в которой даны распределения всех этих величин, условно можно назвать физической моделью Земли.

Современные модели можно разделить на оптимальные и стандартные. Под оптимальной моделью понимают модель, наилучшим образом удовлетворяющему всем имеющимся данным о Земле, а стандартная модель также достаточно хорошо удовлетворяет данным наблюдений, но и еще достаточно проста, чтобы с ней было легко манипулировать в повседневной геофизической практике. В настоящее время большое число исследователей работает над этой основной задачей геофизики. Классические модели строились в постановке прямой задачи геофизики, т.е. методом подбора. Обилие новых данных позволило перейти к построению модели методом решения обратной задачи геофизики.

Классические модели Земли сферически – симметричны. В то же время, поскольку 2/3 поверхности Земли покрыты океанами, а остальная часть занята континентами, существуют отклонения наружных слоев от сферической симметрии. Это обстоятельство и является главной причиной трудностей при построении современных моделей Земли.

Вначале необходимо построить две средние региональные модели Земли: одну – океаническую, другую – континентальную.

Две модели отражают отличие в строении среднеокеанического и среднеконтинентального регионов Земли, которые сосредоточены в коре и верхней мантии до глубины 420 км. Третья модель представляет среднюю модель этих двух региональных моделей Земли. Простота моделей типа РЕМ является их преимуществом, а основные особенности строения недр Земли они описывают так же хорошо, как и более сложные модели.

З.Источники возбуждения сейсмических волн.

Классический источник – это взрыв (энергоёмкий). Остальные невзрывные (ипульсные и вибрационные). По типу действия бывают: механические (падающий груз), газодинамические (взрыв горючего газа), пневматические (обычно на акватории), пневмоакустические, электродинамические (искровые, магнитно-стрикционные), вибрационные.

Вибро – взбуждаются эталонированные клебания квазигармонические колебания переменной частоты. ЛЧМ (линейная 50,100 Гц); НЧМ (нелинейные, по логарифмическому закону). Свип-сигнал – вырабатывается. Передается на плиту, в течении 10-15 и более секунд. Получается нечитаемая виброзапись, что б прочесть ее используют свертку свип-сигнала (интегрирование в окне, связанным с длительностью возбуждения) = ФВК (функция взаимной корреляции), только время в первом случае имеет знак минус.

 

3. Метаморфизм, его факторы. Типы и фации метаморфизма. Метаморфические породы регионального и локального метаморфизма.

Образуются в глубоких зонах земной коры за счет изменения осадочных и магматических пород, поэтому их делят на первичноосадочные и первичномагматические. Факторы метаморфизма - температура - 500-900⁰С, давление (скорость повышения давления по мере погружения зависит от средней плотности покрывающих пород и составляет 250-300 кгс/см² на 1 км глубины). Главные минералы метаморфических пород - кварц, слюды, эпидот, хлорит, гранаты, полевой шпат, пироксены, кальцит и др. Структуры метаморфических пород частично наследуются от первичных пород. Большинство структур возникает в процессе метаморфизма и является типично метаморфическим. Для них характерна чешуйчатость, волокнистость, скрытокристалличность. Из текстур распространены массивная, гнейсовидная и сланцеватая. Наиболее известные метаморфические породы - скарны, сланцы, кварциты, мрамор, гнейсы.

Скарны образуются на контакте кислых и средних интрузий с химически активными вмещающими породами: карбонатными осадочными и полевошпатовыми магматическими. В процессе скарнообразования во вмещающих породах возникают различные минеральные ассоциации из кальцита, кварца, хлорита, эпидота, гранитов, пироксенов, амфиболов, из рудных - магнетита, халькопирита, пирита, галенита, золота и др.

Сланцы - распространены слюдяные (из кварца и слюды). Бывают мусковитовые, биотитовые, тальковые, хлоритовые.

Целесообразно выделять локальный метаморфизм, охватывающий небольшие участки земной коры и региональный, проявляющийся на значительных территориях.

К локальному типу относятся:

1. контактовый (или контактово-термальный), связанный с влиянием внедряющегося магматического расплава;

2. автометаморфизм, обусловленный воздействием постмагматических растворов и газов на магматические породы самой интрузии;

3. динамометаморфизм, связанный с влиянием тектонических движений.

Региональный метаморфизм является по сути дела динамотермальным и протекает во время

погружения пород во все более глубокие зоны земной коры. При увеличении температуры выше того предела, при котором начинается частичное расплавление пород, следует выделить еще более высокую ступень метаморфизма - ультраметаморфизм.

Если же породы, испытавшие глубокие преобразования типа интенсивного регионального метаморфизма, вследствие проявления новых тектонических движений окажутся поднятыми снова в более высокие зоны земной коры, они могут претерпеть ряд новых изменений, получивших название регрессивного метаморфизма.

.