Astronet - metode geofizice de investigare a crustei pământului

Metode geofizice de investigare a crustei pământului

Parametrii principali elastici ai rocilor sunt considerați a fi vitezele undelor longitudinale () și transversale () și absorbția lor (), determinate de modulele () și densitatea () elastice (vezi 4.1, 4.2).

Vitezele de propagare a undelor elastice reprezintă o anumită caracteristică diagnostică a rocilor. Metodele de determinare a acestora sunt împărțite în laborator (măsurători pe eșantioane), foraj (observații seismice și acustice în foraje), câmp (calculul vitezei ca urmare a interpretării datelor seismice).

Viteza de propagare a undei determinată de compoziția, structura și starea rocii, care la rândul său depinde de adâncimea de distribuție a dimensiunii particulelor și a compoziției minerale solide, vârstă, specie, gradul de metamorfism, densitatea, porozitatea, fractură, fractură, erodate, saturație apă, saturație de hidrocarburi și alți factori.

Cele mai mici nisipuri uscate (0,5-1 km / s), ulei (

1,5 km / s), argile (1,3 - 3 km / s), cărbune (1,8 - 3,5 km / s). Viteze mari (3-6 km / s) în rocile sedimentare rock (calcar, marmură, dolomită, sare, etc.). Cel mai mare (4 - 7 km / s) - în roci ignifugă și metamorfă.

Toți ceilalți factori care fac rasa mai masivă, cimentată, consolidată - de exemplu, saturația apei, înghețarea, gradul de metamorfoză - fac mai mult. Cu fragmentarea crescândă, fracturarea, slăbiciunea, porozitatea (la umplerea porilor cu aer sau gaz) scade. Pietrele saturate cu ulei diferă foarte puțin de cele saturate în apă. Pentru roci greu de schistă, diferența de viteze în direcții diferite (anisotropie) este caracteristică: au o viteză de 10-20% mai mare pe secțiune decât în ​​strat. Cu cât este mai mare vârsta absolută a rocilor () și adâncimea apariției (), cu atât este mai mare viteza. Pentru rocile sedimentare este cunoscută următoarea formulă empirică pentru dependența vitezei de acționarea acestor factori, unde este coeficientul de proporționalitate.

Tabelul 4.1.

Numele rasei sau al mediului

Tabelul 4.1 prezintă exemple de valori ale vitezelor undelor longitudinale în unele pietre și medii, care indică o gamă largă a variației lor pentru fiecare rocă și posibilitatea unei viteze similare în diferite pietre.

Vitezele de propagare ale undelor transversale () sunt mai mici decât vitezele longitudinale (). Raportul variază pentru diferite rase: 1.3 - 1.6 (pentru extrem gaz saturat) timp de 1,5 - 2 (pentru roca cimentate sau vodoneftenasyschennyh) 2 - 3 (pentru tip vrac slab cimentate L „essov, nisipuri, argile ) Acest raport determină raportul lui Poisson ().

Mai mult vitezele de propagare a undei elastice, care este determinată de cinematica valuri importante proprietăți roca seismică este gradul de absorbție a energiei seismice, care determină caracteristicile dinamice ale undelor, și în special intensitatea lor și distanța de propagare. Absorbția este cauzată de pierderile de energie elastice datorate proceselor ireversibile într-un mediu nedesavarsit datorită elasticității sale. Din acest motiv, amplitudinea, de exemplu, un plan de undă armonică scade exponențial cu distanța, adică . unde este parametrul de amplitudine; este coeficientul de absorbție.

Coeficientul de absorbție. diferite pentru roci diferite, crește cu creșterea porozității, fisurarea rocilor, cu o scădere a adâncimii apariției lor și saturația apei. În medie, rocile sedimentare ignifuge, metamorfice și cimentate sunt de 10 -5 -10 -3 (1 / m), în strat sedimentar = 10 -3 - 0,5 (1 / m).

În legătură cu structura diferită a mediilor seismice stratificate și a granițelor în prospectarea seismică, sunt utilizate următoarele viteze (sau tipuri de viteze) de propagare a undelor elastice (și).

1. Viteza reală este viteza valului într-un volum mic de rocă. Se determină prin măsurători cu ultrasunete pe eșantioane.
2. Viteza rezervorului este viteza medie de propagare a undelor elastice în fiecare strat al secțiunii geologice studiate.
3. Viteza de intervale este un caz particular de viteză medie pentru un anumit interval de adâncime.
4. Viteza medie într-un pachet de straturi este viteza determinată de formula

unde - grosimea straturilor individuale ale unui mediu stratificat dat; - timpii de călătorie în fiecare formare, măsurați de-a lungul unui fascicul perpendicular pe așternut.

Metoda seismoelectrică bazată pe proprietățile seismice și electrice ale rocilor se bazează pe joncțiunea de recunoaștere seismică și electrică. Proprietățile seismoelectrice includ diferite module piezoelectrice. În mineralele cu o structură asimetrică a cristalelor (cuarț, turmalină, spaleriți, neferine etc.) sub acțiunea deformării elastice (), pe fețe apar sarcini electrice. Ele sunt legate de relația, unde - modulele piezoelectrice.

Modulele piezoelectrice, în funcție de tipul, direcția de deformare și direcția de polarizare a fiecărui mineral-piezoelectric, variază de mai multe ori. Forța acționând poate avea 9 componente, în care, adică există 9 componente ale tensorului de solicitări mecanice sau deformări. Acest lucru se explică prin faptul că fiecare din cele trei fețe de cristal care coincid cu planurile de coordonate poate fi acționat de o forță având trei componente direcționate de-a lungul axelor coordonate. În acest sens, modulul piezoelectric al cristalului poate fi determinat atât de cei nouă tensori mecanici cât și de cele trei componente ale vectorului de polarizare care coincid cu axele de coordonate. Astfel, fiecare cristal poate fi descris de 27 de module piezoelectrice (unde). În plus față de modulul d, există și alte module piezoelectrice asociate cu d prin modulul Young, constanta dielectrică și alte constante. Modulele piezoelectrice maxime măsurate în pliante pe nouton (kl / n) sunt egale: pentru cuarț de la 0,6 * 10 -3 la 2 * 10 -3. de la turmalină de la 0,3 * 10-3 până la 3 * 10-3. de la nephelină de la 0,5 * 10-3 la 2 * 10-3. Majoritatea mineralelor nu depășesc 10-5 celule / n.

cuarțitele purtătoare, în special dacă acestea au un cristal de stâncă, are cele mai mari module piezoelectrice, deși ele sunt în zeci sau sute de ori mai mici decât un singur cristal de cuarț de module. Ca scădere de 10 până la 10 -3 -6 celule / n, aceste roci pot fi aranjate în ordinea următoare: cuarț miez, vene pegmatite miez de cuarț, cuarțit, granit, gnais, gresie. Acest lucru se explică prin faptul că rocile magmatice în procesul de formare a mineralelor orientate mai natural în raport cu axele cristalografice, în timp ce ocupă situația dezordonat în rocile sedimentare granule de cuarț.

Efectul seismoelectric este cauzat de procesele electrokinetice ale rocilor care conțin umezeală. Se determină prin compoziția și structura lor minerală, în principal prin porozitatea, umiditatea, compoziția și concentrația sărurilor dizolvate în apă. Odată cu creșterea porozității și a creșterii umezelii legate, și cu creșterea umezelii libere, se schimba puțin sau scade. Pe lângă acești factori geologici și hidrogeologici, acestea depind de proprietățile electrice și elastice ale acestor roci. În general, modulele piezoelectrice ale rocilor cu umiditate variază de la 10-6 la 10-4 celule / n.

Articole similare

• Metodele moderne de cercetare parodontală, clinica stomatologică "eurodent"

• Metode de cercetare în psihologie specială

• Metode de investigație a aortei și arterei periferice - portal medical eurolab

Trimiteți-le prietenilor: