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:

Пьянков Валентин Александрович. Пространственно-временные особенности вариаций геомагнитного поля и их связь с современными процессами в земной коре Урала : ил РГБ ОД 61:85-1/2180

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

ВВЩЕНИЕ 4

I. ВАРИАЦИИ ФИЗИКОЧШАШЧЕСКИХ СВОЙСТВ И ИХ ПРОЯВЛЕНИЕ В МАГНИТНОМ ПОЛЕ В ПРОЦЕССЕ ДЕФОРМАЦИИ И РАЗРУШЕНИЯ ГОРНЫХ ПОРОД 9

1.1. Современный взгляд на процессы деформации и разрушения горных пород в зонах проявления тектонической активности 9

1.2. Эффекты в пористых горных породах и их проявление в магнитном поле 20

1.3. Вариации электрического сопротивления, переходных функций и тектоническая активность 35

1.4. Изменение намагниченности в процессе деформации и разрушения горных пород 37

П. ЗАДАЧИ, АППАРАТУРА И МЕТОДИКА. ИССЛЕДОВАНИЙ 46

П.І. Задачи исследований 46

П.2. Анализ возможностей выделения полезного сигнала на фоне геомагнитных "шумов" 47

П.З. Аппаратура 48

П.4. Методика исследований 55

Ш. ИЗУЧЕНИЕ ПРОСТРАНСТВЕННО-ВРЕМЕННОЙ СТРУКТУРЫ ПОЛЯ ВЕКОВЫХ ВАРИАЦИЙ И ИССЛЕДОВАНИЕ ВРЕМЕННЫХ ИЗМЕНЕНИЙ ЭЛЕМЕНТОВ ГЕОМАГНИТНОГО ПОЛЯ НА БАШКИРСКОЙ И БУТ КИНСКОЙ АНОМАЛИЯХ 69

Ш.І. Исследование пространственно-временной структуры поля вековых вариаций на территории Башкирии 71

Ш.2. Вычисление нормального поля вековой вариации для ограниченной территории 88

Ш.З. Исследование пространственного распределения наклонения геомагнитного поля 93

Ш.4. Построение магнитного разреза по профилям Шафраново - Белорецк (Ш а - Ш) и Оренбург Сибай СУШ - IX) 95

Ш.5. Способ оперативного поиска геоэлектрических неоднородностей 100

Ш.6. Вариации векторов Визе во времени. ІЇ5

ІУ.ИНТЕРПРЕТАЦИЯ АНОМАЛИЙ ВЕКОВОГО ХОДА ГЕОМАГНИТНОГО

ПОЛЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ИХ СВЯЗИ С СОВРЕМЕННЫМИ ГЕОДИНАМИЧЕСКИМИ ПРОЦЕССАМИ В ЗЕМНОЙ КОРЕ УРАЛА 124

ІУ.І. Интерпретация аномалий векового хода на территории Башкирии 124

ЗУ. 2. Возможность возникновения электрокинетических

токов в земной коре Предуральского прогиба 131

17.3. Структурно-динамическая модель строения и развития земной коры Предуралья 137

ЗУ.4, Геолого-геофизические особенности строения земной коры зон Башкирской и Буткинской АВХ 153

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 158

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЖТЕРАТУРЫ 1  

Введение к работе:

Данные магнитометрии широко используются как для изучения внутреннего строения и динамики оболочек Земли, так и для иссле-дования природы вариаций внешнего поля, источники которого могут находиться на расстоянии нескольких земных радиусов от поверхнос ти. Немаловажное значение в решении такого рода задач играет изучение векового хода геомагнитного поля. Вековым ходом или вековой вариацией (Stf) считают изменение среднегодовых значений элемент тов геомагнитного поля в данном пункте за год [89) . Мировые карты изопор составляются на основании результатов наблюдений в магнитных обсерваториях и на пунктах векового хода, поэтому они от«» ражают только общие закономерности глобальных изменений магнитного поля Земли во времени, вызванных главным образом процессами, протекающими в ядре Земли, на границе ядро - мантия, а также изменениями внешнего поля. Карты изопор для СССР составляются для пятилетних интервалов, но и они отражают вековой ход на больших территориях. В районах, где проявляется современная тектоническая активность и вулканизм, часть векового хода может определяться физико-химическими процессами в земной коре и верхней мантии. Эти ограниченные участки земной поверхности, где изменения элементов главного геомагнитного поля протекают более интенсивно и называются зонами аномального векового хода (АВХ).

Появление в последние десятилетия аппаратуры нового класса -квантовых магнитометров различных систем, позволяющих оперативно с высокой стабильностью и точностью в десятые доли нТл выполнять абсолютные и относительные магнитометрические наблюдения в стационарных и полевых условиях, привело к постановке новых для геомагнетизма задач. Одна из таких задач - изучение динамики магнитного поля в пределах зон аномального векового хода как способа исследования современных процессов, действующих в литосфере.

Целью данной работы явилось исследование возможности использования данных пространственно-временных особенностей вековых вариаций модуля полного вектора геомагнитного поля I для изучения структурно-динамических характеристик строения и развития земной коры Урала и прилегающих регионов.

К началу исследований (1973 г.) было проведено лишь несколько циклов повторных наблюдений на Буткинской и Манчажской аномалиях векового хода, а на территории Башкирии и Южного Зауралья наблюдения такого рода ранее не проводились. Оставался открытым вопрос о природе обнаруженных на Урале аномалий векового хода.

Основные задачи исследований.

1. Установление возможной природы источников внутриземных процессов, ответственных за возникновение аномальных геомагнитных вариаций.

2. Выяснение связи пространственно-временных особенностей вариаций геомагнитного поля с динамикой напряженного состояния земной коры Уральского региона.

3. Выявление связи между зонами с аномальным протеканием геомагнитных вариаций с участками аномальных современных деформаций земной поверхности, а также с проявлениями сейсмической активности.

4. Установление связи выделенных аномальных зон с особенностями глубинного геологического строения региона (в частности, с границами блоков земной коры и дизъюнктивными нарушениями).

Первая глава диссертации посвящена изучению вариаций физических свойств и их проявления в магнитном поле в процессе деформации и разрушения горных пород.

Во второй главе рассмотрены вопросы выбора аппаратуры и методики высокоточных геомагнитных исследований. Изучены возможные причины и величины методической погрешности наблюдений, возникающей при выделении сигнала.

В третьей главе исследованы пространственно-временная структура нормального и аномального поля вековых вариаций модуля полного вектора и особенности пространственного распределения наклонения J на территории Башкирии. В связи с изучением возможной природы аномальных вековых вариаций по ряду широтных региональных профилей исследованы особенности магнитной модели земной коры Южного Урала. Приведен способ поиска геоэлектрических неоднородностей земной коры, возможности которого иллюстрируются на примере Предуралья. Здесь же исследованы изменения переходных функций геомагнитного поля на Буткинской аномалии векового хода.

Четвертая глава посвящена изучению связи выделенных аномалии векового хода геомагнитного поля с современными процессами в земной коре Урала.

Показано, что наиболее вероятной причиной возникновения аномальных вариаций в субмеридиональных Башкирской и Буткинской зонах векового хода являются токи электрокинетической природы, а аномальные тела представляют собой влагонасыщенные проницаемые блоки земной коры.

В рамках структурно-динамической модели Вельской впадины Предуральского краевого прогиба дана оценка возможной скорости изменения тектонических напряжений. Изучена динамика давления поровых вод этих влагонасыщенных проницаемых блоков в поле меняющихся во времени тектонических напряжений. В рамках гипотезы электрокинетической природы аномальных вековых вариаций показана связь этих вариаций с изменениями напряженного состояния земной коры Урала. Показано, что в зоне Башкирской аномалии векового хода маловероятно возникновение значительных землетрясений, так как сейсмические процессы в такого рода зонах должны проходить в -виде крипа. На примере сейсмоактивных регионов доказана универсальность полученной закономерности для всех аномалий векового хода электрической природы.

Заключение содержит основные выводы, вытекающие из анализа результатов данных исследований и. комплекса геофизических и геодинамических данных. Показана важная роль динамики зон сочленения Восточно-Европейской платформы и Западно-Сибирской плиты со складчатым Уралом в формировании морфоструктур, перспективных на нефтегазоносность.

Научная новизна.

1. На территории Урала получено нормальное поле векового хода с погрешностью на порядок меньшей (0,5 - I нТл/год), чем погрешность имеющегося современного картографического материала. На фоне нормального поля выделены Башкирская и Буткинская региональные аномалии, ограничивающие Урал с запада и востока. Аномалии такого типа в асейсмичном регионе обнаружены впервые.

2. На основании экспериментальных данных рассмотрены возможные механизмы, ответственные за возникновение аномальных геомагнитных вариаций; предпочтение отдано гипотезе электрокинетических токов, динамика которых связана с процессами деформации существующих в аномальных зонах проницаемых влагонасыщен-ных блоков земной коры.

3. Разработана методика оперативного поиска геоэлектрических неоднородностей, использование которой привело к выявлению в Предуралье региональной аномалии электропроводности.

Практическая ценность. I. Предложенная в работе методика позволила получить для Урала нормальный вековой ход с погрешностью 0,5-1 нТл/год. Определение нормального векового хода с такой точностью и деталь - 8 ностью проведено впервые. Полученные значения нормального векового хода используются как при изучении региональных магнитных аномалий в связи с исследованием глубинного строения земной коры, так и для выделения аномальных геомагнитных вариаций, связанных с тектоническими процессами в земной коре.

2. С использованием методики выделения геоэлектрических неодно-родностей, предложенной автором совместно с Э.Б.Файнбергом и В.А.Шапиро в "Способе геофизической разведки", обнаружены Авачинская, Башкирская, Гобийская, Таманская и Ферганская региональные аномалии электропроводности.

3. Использование данных об аномальных геомагнитных вариациях совместно с материалами других геофизических методов позволило выделить тектонически активные шовные зоны, ограничивающие Урал с запада и. востока. Показана пространственная приуроченность выделенных зон к надвигам, ответственным за формирование морфоструктур, перспективных на нефтегазоносность.

Основные результаты работы докладывались на I и П Всесоюзных съездах "Постоянное геомагнитное поле, магнетизм горных пород и палеомагнетизм" (Москва, 1976; Тбилиси, 1981), на Ш Генеральной Научной Ассамблее МАГА (Сиэтл, США, 1977), на совещаниях рабочих групп МСССС и "Тектономагнетизм и тектоноэлектричество" (Ашхабад, 1978; Фрунзе, 1984), на I Всесоюзной школе по электромагнитным предвестникам землетрясений (Ашхабад, 1982), на семинарах и Ученых советах Института геофизики УНЦ АН СССР (1975 -1985) и изложены в статьях [13, 20, 22, 46, 52, 53, 54, 55, 56, 79, 80, 81, 82, 106, 146, 147, 148, 149] .

Работа выполнена в лаборатории геомагнетизма и магнитометрии. Института геофизики УНЦ АН СССР под руководством кандидата физико-математических наук В.А.Шапиро, которому автор выражает глубокую благодарность.  

Подобные работы
Жуков Виталий Семенович
Изучение вариаций электротеллурического поля и электросопротивления горных пород в Ашхабадском сейсмоактивном районе
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
Груздев Александр Николаевич
Исследование связи распределения озона и других газовых примесей с волновыми процессами в атмосфере
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
Стрельцов Сергей Владимирович
Параметры расщепления 3d-оболочки в кристаллическом поле и их связь с магнитными и спектральными свойствами соединений переходных металлов

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