Методы и объекты сейсмических исследований. Введение в общую сейсмологию - Пузырев Н.Н.
Скачать (прямая ссылка):
Заметим, что в последнее время выполнен значительный объем площадных наблюдений МОВ в районах Кольской и Уральской сверхглубоких скважин.
Важнейшим достижением последнего времени следует считать более или менее систематическое использование при ГСЗ поперечных ' ' волн. Это позволило рассматривать распределение не только скоростей
vp и в среде, но и находить значения упругих модулей, используя корреляционные связи между Vp, vs и р (см. рис. 2.4). Не менее важным результатом исследования поперечных волн следует считать более корректное определение параметров анизотропии путем использования явления двойного лучепреломления.
Регистрация поперечных волн в ГСЗ проводится в настоящее -время от не направленных по азимуту источников типа взрыва либо вертикального вибратора. Появление сдвиговых волн при таком возбуждении, как показали проведенные нами специальные исследования, обязано прежде всего наличию локальных неоднородностей и анизотропии среды в области источника. Поскольку грунтовые условия по профилю, площади, как правило, достаточно быстро изменяются, то при использовании поперечных волн той или иной поляризации при отсутствии направленного возбуждения невозможно, или, во всяком случае затруднительно осуществлять многоканальные фильтрации любого вида, прежде всего суммирование по ОГТ.
Факты регистрации поперечных глубинных волн при взрывах отмечены многими авторами при региональных работах в основном на континентах, но корректное применение многоволнового подхода (совместное использование поперечных и продольных волн) реализуется только при достаточно детальных исследованиях [Егоркин и др., 1980; Дружинин и др., 1985; Алейников и др.,
12 км
Часть IV. Объекты сейсмических исследований
Рис. 13.18. Типичные сейсмограммы преломленных и закритических отраженных от границы M поперечных волн; z-компонента:
а — преломленные волны P и S, R ~ 59 км (Урал) [Дружинин и др., 19851; б — записи преломленных коровых и закритических отраженных от Мохо P- и 5- волн, R - 126,4 км (северо-восток Байкальской рифтовой зоны) !Крылов и др., 1993).
1986; Шацилов, 1989; Крылов и др., 1993], когда можно выявить распределение параметров как по глубине, так и по латерали.
Когда в качестве источников используются взрывы в скважинах либо в неглубоких водоемах, на' сейсмограммах, в том числе на компоненте z, регистрируются только преломленные и закри-тические отраженные волны на достаточно больших расстояниях от источника. Для регистрации нормальных отраженных волн, как уже указывалось выше, требуется применение направленных источников. К настоящему времени соответствующие устройства разработаны только в сейсморазведке, т.е. при изучении относительно малых глубин. На рис. 13.18 а, б приведены примеры регистрации отчетливых записей поперечных волн на z-компоненте. На верхней сейсмограмме при относительно малых расстояниях от источника (R ~ 59 км) фиксируются коровыс преломленные
волны P и S, а на нижней — как 0 коровые преломленные, так и закри-
тические отраженные от Мохо. Отметим, что в обоих районах, где поперечные волны регистрируются на z-компоненте, мощность терриген-ных низкоскоростных отложений весьма мала. При большой мощности таких осадков, например на Западно-Сибирской плите, поперечные волны от взрывов если и удается зарегистрировать, то только на
Рис. 13.19. Распределение модуля всестороннего сжатия К (а) и модуля сдвига ju (б) по одному из профилей Байкальской рифтовой зоны.
Величины модуля указаны в ГПа; заштрихованы области повышенных значений модулей [Крылов и др., 199Э|.
240
Глава 13. Глубинные исследования земной коры и мантии
горизонтальных компонентах. Одновременная регистрация P- и S-волн позволяет надежно определять отношение скоростей vslvp = у и соответственно коэффициент Пуассона.
Способы определения скоростей по годографам и полям времен рассмотрены в гл. 8, 9, а также 12. По величинам vp и vs при известных зависимостях между скоростями и плотностями (см. рис. 2.5) можно вычислить модули упругости, например, модуль всестороннего сжатия К и модуль сдвига ц. На основании формул (1.9) и (1.13) получим
К = p(vl - 4v*/3), (л=рь*. (13.1)
Распределения указанных модулей для одного из профилей в северо-восточной части Байкальской рифтовой зоны представлены на рис. 13.19, а, б. Можно видеть, что величины рассматриваемых модулей на профиле протяженностью порядка 200 км и в интервале глубин до 20 км изменяются приблизительно в 1,5 раза. Отметим, что авторы работы [Крылов и др., 1993] делают обоснованное предположение, что к зонам быстрого изменения повышенных значений параметра fi приурочены крупные землетрясения.
Как уже отмечалось ранее, отношение скоростей vs/vp = y функционально связано с коэффициентом Пуассона зависимостью (1.14). В гл. 2 указывалось, что наименьшее значение коэффициента Пуассона наблюдается в кварце и кварците (порядка 0,1). Как показали С. В. Крылов с соавторами (1993], по распределению скоростей V1. и Vx в среде можно оценить вероятностное распределение объемного содержания кварца.
