Методы и объекты сейсмических исследований. Введение в общую сейсмологию - Пузырев Н.Н.
Скачать (прямая ссылка):
При изучении акустической эмиссии измеряется количество микроисточников, возникающих в процессе трещинообразования. В результате строятся графики, подобные тем, которые изображены на рис. 6.10, б для наблюдений в шахтах. Параллельно анализируется энергия импульсов в джоулях, на основании чего строятся графики повторяемости Ig N (lg E). Сопоставление их с построенными для реальных событий (см. рис. 6.9) показывает, что наклон графиков повторяемости на моделях и в натуре в среднем остается приблизительно одинаковым (у ™ 0,5), это свидетельствует о соблюдении принципа подобия для данного вида исследования. Вместе с тем, установлено, что величина у заметно варьирует для образцов различного петрографического состава и различной степени гетерогенности [Виноградов, 1989].
Большой интерес представляют опыты по имитации процессов вспарывания шва. С этой целью на испытуемом блоке делается надрез (ослабленная зона) заданной формы. В процессе деформации образца основная трещина образуется прежде всего вдоль надреза. Изучение развития трещины во времени позволяет понять особенности структуры сейсмограмм при различной длине разрыва и скорости вспарывания. Укажем еще, что на двумерной модели в виде двух дискретно склеенных листов из одного и того же материала удалось с удовлетворительной степенью правдоподобия моделировать подвижки вдоль заданной плоскости скола, прикладывая к поверхности листа регулируемые при помощи специального устройства касательные напряжения.
207
Чзсть IV
ОБЪЕКТЫ СЕЙСМИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ
В противоположность другим геофизическим методам сейсмические исследования в различных модификациях позволяют получать весьма разнообразную информацию о геологических объектах, залегающих на любой глубине в теле планеты. Общепризнано, что сейсмология — самый мощный косвенный метод изучения недр Земли. Объясняется это использованием волн различных типов и классов, возбуждением колебаний источниками с широким диапазоном их мощностей и характеристик направленности, возможностью управления экспериментом. Важно при этом отметить, что среди четырех основных геофизических методов (кроме радиоволнового) сейсмический является единственным волновым методом в общей и разведочной геофизике, что в итоге и определяет его преимущество. В результате удается с большой степенью точности и достоверности определять значительное количество структурных (геометрических) и физических параметров. Среди последних наибольшее значение имеют скорости распространения объемных и поверхностных волн, в том числе с учетом анизотропных свойств среды. Анализ динамических характеристик регистрируемых импульсов и волновых пакетов (амплитуд, фазовых соотношений, спектральных характеристик) позволяет получать весьма важные сведения о поглощении волн и связи его с другими параметрами среды, выделять динамические аномалии, связанные с теми или иными локальными особенностями геологических объектов, обеспечивать требуемую степень сопоставимости наблюденных и рассчитанных для ряда моделей волновых полей при решении обратных задач.
Из сказанного выше нельзя делать заключение о „всесильносте" структурной сейсмологии. Как и другие методы, она имеет определенные ограничения. К таковым, в частности, относятся области с большим количеством нарушений, со слабым проявлением слоистости, с быстрым изменением физических параметров по всем направлениям, с наличием множества близко расположенных тел ограниченных размеров. В таких средах сильно проявляются дифракционные явления, в результате чего резко падает разрешающая способность или даже теряется совсем. Затруднения вызывает установление границ очень сложной формы, а также границ с невыдержанными физическими параметрами.
Любой геологический объект, как правило, даже в рамках сейсмологии, исследуется комплексно, т. е. при использовании всей совокупности различных физических подходов. При этом практически всегда принимаются во внимание цели выполняемых исследований. Термин „геологический объект" понимается в данной работе в расширенном смысле. В первую очередь это относится к размерам геологических тел, что, как уже указывалось в предыдущих частях, находится в тесной зависимости от диапазонов частот используемых волн. При натурном эксперименте размеры изучаемых нсодно-родностей могут варьировать от долей метра (акустический каротаж, сейсмоакустические исследования на акваториях) до десятков и сотен километров при изучении глубинных оболочек планеты. Объекты сейсмических исследований различаются по своим размерам и, соответственно, по формам тел и сложности распределения физических и геометрических параметров. Естественно, что природные объекты всегда трехмерны, но, вместе с тем, всякое сечение любого из них (маршрут, горизонтальный либо вертикальный профиль, трансект) часто несет очень большую информацию. В первую очередь это" относится к линейно-протяженным структурам.
В соответствии со сказанным пространственная задача решается двумя главными способами. В первом из них решение трехмерной задачи заранее предусматривается путем создания площадных систем наблюдений и применения соответствующих алгоритмов обработки информации. Во втором, в настоящее время превалирующем, на площади создается система профилей и по каждому из них решается двумерная задача. Совместное рассмотрение системы профилей дает возможность выявить пространственное распределение геометрических (структурных) и физических параметров.
