Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Физико-математические науки
Теплофизика и молекулярная физика

Диссертационная работа:

Жуков Виталий Семенович. Изучение вариаций электротеллурического поля и электросопротивления горных пород в Ашхабадском сейсмоактивном районе : ил РГБ ОД 61:85-1/1933

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

Введение Глава I. Состояние изученности аномальных электрических

явлений перед землетрясениями II

§1. Изменения электросопротивления и электротеллурического поля, как предвестники землетрясений .II

§2. О механизме изменения электрических характеристик горных пород при деформации и разрушении 16

§3. Основные задачи исследований 20

Глава II. Сейсмологическая и геофизическая обстановка

района работ

§1. Сейсмологические и тектонофизические условия 22

§2. Гидрогеология и стратиграфия 29

§3. Геоэлектрический разрез 31

Глава III. Лабораторные исследования электрических характеристик образцов горных пород.

§1. Результаты петрографического "анализа 34

§2. Влияние одноосного сжатия при атмосферных условиях на электросопротивление образцов 38

§3. Влияние одноосной нагрузки при всестороннем сжатии и поровом давлении на электросопротивление образцов Ц5

§4. Механоэлектрические явления при одноосном сжатии 53

Глава ІV. Методика и результаты исследований вариаций электросопротивления горных пород во времени

§1. Физические основы метода скважинных переходных сопротивлений (СПС) 65

§2. Аппаратура и методика полевых работ методом СПС 67

§3. Результаты полевых наблюдений 73

§4. Возможные причины возникновения вариаций о горных пород 81

Глава V.Методика и результаты исследований вариаций электротеллурического поля во времени.

§1. Аппаратура и методика полевых работ стр.

§2. Результаты съемки ЕП в районе станции "Ашхабад".. 92

§3. Результаты полевых исследований .І.. 98

§4. О природе вариаций электротеллурического поля 108

Глава VІ. Анализ вариаций электротеллурического поля и электросопротивления горных пород и их связь с сейсмичностью.

§1. Формализованный анализ временного распределения ЭТП.121

§2. О возможной связи аномалий ЭТП с эффектами дислокационной и диффузионной природы 134

§3. Связь электротеллурических потенциалов с движением подземных вод 138

§4. Связь вариаций ЭТП с изменениями пространственной структуры электропроводности 152

§5. О природе вариаций электросопротивления горных по род в зонах активных разломов 158

Заключение 168

Список использованной литературы 1  

Введение к работе:

Изучение процессов,происходящих в Земле при подготовке землетрясений « одна из основных и сложных проблем современной геофизики. Эта проблема решается на основе комплексного изучения геологических явлений и физических процессов,протекающих в земной коре. .Б числе геофизических методов,используемых для решения данной проблемы,находятся и электрометрические методы,которые зарекомендовали себяіКак перспективные для прогноза землетрясений в таких сейсмоактивных районах Советского Союза, как Памир, Камчатка,Кавказ.

Среди различных аномальных явлений,предшествующих землетрясениям неоднократно отмечались изменения электромагнитного поля Земли и электросопротивления горных пород. На Камчатке были обнаружены бухтообразные искажения естественного электрического поля и проводился пробный краткосрочный прогноз землетрясений. Природа возникновения аномальных вариаций электротеллурического поля ( ЭТП ) многими исследователями связывается либо с пьезоэлектрическим эффектом,либо с проявлениями движения заряженных дислокаций - эффект Степанова. Высказывалась также мысль, что возможно возникновение потенциалов электрокинетической природы при изменениях порового давления и тектонических напряжений.Факты аномальных изменений электросопротивления пород до 20 - 30% перед землетрясениями были отмечены в Гарме,Японии,Китае и т.д. Их природа многими исследователями связывается либо с перераспределением поровой жидкости,либо с изменениями структуры породы. Но почти все имеющиеся факты аномалий ЗГП и электросопротивления пород перед землетрясениями были получены в районах, где широко развиты высокоомные кварцесодержащие магматические и метаморфические породы и практически не проводилось исследований в районах с мощным чехлом осадочных пород.

Юг Туркмении - один из наиболее сейсмоактивных районов СССР, расположен в зоне 8-9 балльной сотрясаемости. На его территории произошли сильнейшие землетрясения: Красноводское 1895 года с М=8,3, Кучанские М=6,0 и М=6,7 (1895 г. и 1893 г.),Гер-мабское М=7,2 (1929 г.),Казанджикское М=7,0 (1946 г»), разрушительное Ашхабадское М=7,3 (1948 г.). Б сейсмоопасной зоне находятся густонаселенные районы,промышленные города республики,в том числе и столица Туркмении - Ашхабад» Этим определяется особая народнохозяйственная важность исследований. Ашхабадский сейсмоактивный район расположен на территории Копетдагского сейсмоактивного региона,который включает в себя Копетдаг и Предкопетдагский прогиб. Копетдаг - молодое складчатое сооружение альпийского .складчатого пояса. Предкопетдагский прогиб с тектонической точки зрения представляет собой зону сочленения Копетдага и Ту-ранской плиты. Копетдаг и прогиб разделяет Передовой глубинный разлом. Следует отметить, что одной из главных особенностей Ашхабадского сейсмоактивного района является то, что верхняя часть земной коры сложена мощной толщей осадочных отложений,представленных в основном карбонатными породами. Исходя из этого очевидна актуальность проведения на территории Ашхабадского сейсмоактивного района научно-исследовательских работ по изучению процессов подготовки землетрясений и разработке методов их прогноза,

Работа посвящена изучению методами электрометрии физических процессов, происходящих в условиях Ашхабадского сейсмоактивного района. Приводятся оценки возможных электрических явлений и процессов при подготовке землетрясений, а также фоновых процессов, в конкретных геологических и сейсмотектонических условиях Юга Туркмении.

Целы работы - исследование методами электрометрии физических процессов и явлений, происходящих Б земной коре Ашхабадского сейсмоактивного района при подготовке землетрясений.

Основные задачи исследований:

1. Анализ и определение геологических, тектонофизических и геоэлектрических особенностей Ашхабадского сейсмоактивного района в связи с организацией электрометрических наблюдений.

2. Лабораторное изучение электрических параметров образцов горных пород района исследований при сложном напряженном состоянии.

3. Разработка методики, выбор и заложение пунктов, организация регулярных электрометрических наблюдений с учетом конкретных условий района исследований.

4. Изучение природы и структуры временных вариаций электротеллурического поля и электросопротивления горных пород и связь их с сейсмичностью.

5. Оценка информативности и перспективности электрометрических методов (ЭТП и СПС) в комплексе с другими геофизическими методами для прогноза сильных землетрясений на юге Туркмении.

Научная новизна проведенных исследований заключается в следующем. В диссертации впервые исследованы проблемы связанные с теоретическим: и экспериментальным изучением структуры и природы вариаций электротеллурического поля и электросопро -7 тивления горных пород в условиях развития мощного осадочного чехла. Показаны возможности практического использования резуль татов электрометрических исследований для изучения физических процессов, происходящих в земной коре при подготовке землетрясений с учетом конкретных геолого-геофизических условий Ашхабадского сейсмоактивного региона. Получены следующие конкретные результаты.

1) Б лабораторных условиях впервые изучались электрические параметры образцов горных пород Ашхабадского полигона при сложном напряденном состоянии. Отмечены значительные знакопеременные вариации электросопротивления и электрического поля образцов при одноосном сжатии,возможно, обусловленные деформацией и разрушением образцов.

2) Впервые предложен, физически обоснован и опробован новый метод измерения сопротивления горных пород (метод СПС), основанный на измерении сопротивления заземления нескольких стержневых электродов, в качестве которых используются обсадные колонны глубоких скважин. Показано, что вариации СПС, могут быть включены в прогностический комплекс геофизических параметров.

3) В результате анализа установлено, что главными причинами аномалий ЭТИ в условиях мощного осадочного чехла Ашхабадского сейсмоактивного района являются: а)перераспределение жидкости в зонах разломов; б) трещинообразование при деформации и разрушении горных пород, которые обусловлены изменениями сейсмотектонического режима региона.

4) На основе сопоставления вариаций ЭТИ,СПС и J3 . горных пород с некоторыми геофизический параметрами предложен

-8 вариант комплексной интерпретации данных различных методов в период подготовки конкретных сейсмических событий»

5) Впервые показана информативность и перспективность электрометрических исследований в условиях мощного осадочного чехла Ашхабадского сейсмоактивного района при изучении физических процессов происходящих в земной коре при подготовке землетрясений»

Защищается совокупность методических разработок и результаты электрометрических исследований, включающие в себя:

I. Разработку и опробование нового метода измерения электросопротивления горных пород, основанного на измерении сопротивления заземления нескольких стержневых электродов, в качестве которых используются обсадные колонны, глубоких скважин пробуренных в различных горных породах.

2, Результаты теоретических и экспериментальных (полевых и лабораторных) исследований структуры и природы вариаций естественного электрического поля и электросопротивления горных пород в условиях мощного осадочного чехла,показывающие, что основными причинами аномальных вариаций являются: а)пере-распределение (фильтрация) поровой жидкости в зонах тектонических разломов, б)трещинообразование при деформации и разрушении горных пород; которые ,в свою очередь,обусловлены изменениями тектонических напряжений,

Результаты исследований,показывающие информативность и перспективность электрометрических методов в комплексе с другими методами при изучении физических процессов,происхо-дящих в условиях мощного осадочного чехла Ашхабадской сейсмоактивной зоны при подготовке землетрясений.

Диссертация состоит из Введения, шести глав и Заключения, рисунков, 5 таблиц, и /32 страниц текста.

В первой главе кратко описывается состояние изученности электрических явлений перед землетрясениями. Описываются аномальные изменения электросопротивления горных пород и электротеллурического поля и возможные причины их возникновения. С учетом изученности вопроса формулируются основные задачи, стоявшие перед автором.

Во второй главе освещаются основные сейсмологические, тек-тонофизические и гидрогеологические условия района работ. В ней приводятся сведения по стратиграфии и геоэлектрический разрез, необходимые для выбора правильной методики проведения электрометрических наблюдений и интерпретации результатов исследований.

Третья глава посвящена лабораторным исследованиям электрических параметров на образцах горных пород Ашхабадского геодинамического полигона. В ней приводятся данные о петрографическом составе образцов, описываются методика проведения и результаты лабораторных экспериментов при различном напряженном состоянии образцов. Оцениваются возможные величины аномальных изменений электросопротивления и электрического поля образцов при их деформации и разрушении.

В четвертой главе рассматриваются методика и результаты полевых работ по измерению электросопротивления горных пород. В ней приводится физическое обоснование метода скважинных переходных сопротивлений (QIC), методика проведения полевых работ и основные результаты. Рассматриваются возможные причины возникновения аномальных вариаций сопротивления горных по -10 род и даются их оценки.

Пятая глава посвящена методу электротеллурических потенциалов (ЭГП). Описывается методика проведения полевых работ с учетом особенностей района исследований. Приводятся основные результаты наблюдений. Рассматриваются возможные причины возникновения аномальных вариаций ЭТП и даются их оценки.Описываются методика проведения и результаты съемки естественного электрического поля в районе станции ЭТП "Ашхабад".

В шестой главе приводится анализ наблюденных вариаций электрических полей и их связь с сейсмичностью и другими геофизическими полями.Описывается методика и результаты обработки полевого материала на ЭБМ. Б Заключении приводятся основные результаты проведенных работ и выводы.

Работа выполнена в ; лабораториях сейсмотектоники (1977-1978) и режимных геоэлектрических исследований (1979-1983) Института Сейсмологии АН ТССР. Лабораторные исследования проводились на базе лаборатории 703 Института Физики Земли АН СССР. Автор искренне благодарен доктору физико-математических наук Соболеву Г.А.»и кандидату геолого-минералогических наук Лыкову В.И. за постановку задачи и руководство работой, кандидату физико-математических наук Авагимову А.А., за постоянную помощь и поддержку, способствовавшие успешному выполнению работы, кандидату, технических наук Курбанову М.К., и кандидату физико-математических наук Барсукову О.М. за постоянный интерес к работе. 

Автор благодарен начальнику полевого отряда Сухомлину В.Ф. за помощь при проведении полевых работ, а также кандидату технических наук З.И.Стаховской за представление установки высокого давления для проведения лабораторных экспериментов. 

Подобные работы
Гайдуков Виталий Юрьевич
Модель крупномасштабных геомагнитных вариаций, электрических полей и токов в ионосфере высоких широт
Калугин Владимир Иванович
Электромагнитное экранирование и проводимость нижней мантии Земли по вековым вариациям геомагнитного поля
Пьянков Валентин Александрович
Пространственно-временные особенности вариаций геомагнитного поля и их связь с современными процессами в земной коре Урала
Дронов Владимир Васильевич
Широкоапертурный мюонный годоскоп для изучения вариаций космических лучей
Иванова Виктория Владимировна
Дистанционный метод восстановления параметров пересоединения по вариациям магнитного поля
Беляев Геннадий Геннадиевич
Вариации УНЧ-КНЧ полей, вызванные мощными взрывами и сейсмической активностью
Шевырев Николай Николаевич
Исследование свойств и источников вариаций плазмы и магнитного поля в магнитослое Земли
Тлатов Андрей Георгиевич
Долговременные вариации вращения и распределения крупномасштабных магнитных полей Солнца
Хаердинов Наиль Сафович
Исследование кратковременных вариаций вторичных космических лучей под действием электрического поля атмосферы во время гроз
Бушарина Софья Владимировна
Типоморфизм минералов-спутников алмазов в вулканитах и карбонатно-терригенных породах Красновишерского района на Северном Урале

© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net