Диссертации и авторефераты Украины
Перейти на каталог
Каталог диссертаций

Я ищу:
Диссертация / Автореферат

Диссертационная работа:

Безродний Дмитро Анатолійович. Пружна анізотропія метаморфічних порід Кривбасу і її використання для вирішення задач тектонофаціального аналізу : Дис... канд. наук: 04.00.22 - 2008.

Скачать диссертацию *

* Ссылка размещена на правах рекламы



Аннотация к работе:

Безродний Д.А. Пружна анізотропія метаморфічних порід Кривбасу і її використання для вирішення задач тектонофаціального аналізу. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата геологічних наук за спеціальністю 04.00.22 – геофізика. – Київський національний університет імені Тараса Шевченка, Київ, 2008.

В роботі проведено експериментальні ультразвукові дослідження швидкостей об’ємних пружних хвиль на 177 зразках метаморфічних гірських порід Криворізької надглибокої свердловини і свердловин її полігону, визначена їх акустична і пружна анізотропія, розроблені моделі тектонофацій, що відповідають деформаціям різної природи і інтенсивності та проведені чисельні розрахунки ефективних акустичних і пружних постійних цих моделей та реальних полімінеральних метаморфічних порід Криворіжжя.

Для всіх досліджених зразків встановлені акустична і пружна симетрія їх текстур. Автором встановлені зв’язки між параметрами акустичної і пружної анізотропії і інтенсивністю дислокаційних перетворень.

На основі проведених експериментальних ультразвукових досліджень, визначення акустичної і пружної анізотропії гірських порід Кривбасу і результатів математичного моделювання розроблена методика акустичного текстурного аналізу тектонофацій різних рнологічних обстановок.

У дисертації на основі аналізу геолого-петрографічних і електронно-мікроскопічних даних, результатів експериментальних петроакустичних досліджень та обробки даних швидкостей об’ємних пружних хвиль зразків метаморфічних порід Криворізької надглибокої свердловини і свердловин полігону, результатів математичного моделювання ефективних акустичних і пружних властивостей метаморфічних порід різних тектонофацій розроблено методику акустичного текстурного аналізу тектонофацій різних реологічних обстановок. Основні результати дисертації зводяться до наступного:

  1. Визначено швидкості розповсюдження квазіповздовжніх, “швидких” і “повільних” квазіпоперечних хвиль для 177 зразків метаморфічних порід Кривбасу, що представляють найбільш поширені літотипи порід району досліджень.

Встановлено, що швидкості об’ємних пружних хвиль змінюються в широких межах: Vp – від 3650 до 7220 м/с, а Vs – від 2390 до 4520 м/с, що характеризує складні деформаційні умови формування метаморфічних порід Кривбасу. Різниця між “швидкою” і “повільною” квазіпоперечними модами зразків змінюється від 0,08 до 1,85 км/с, що свідчить про значні ефекти розщеплення квазіпоперечних хвиль.

  1. Визначено повні набори компонент матриць акустичних і пружних постійних і їх точкові групи симетрії. За результатами аналізу інтегрального коефіцієнту акустичної анізотропії А і параметрів акустичного еліпсоїду встановлено:

величина А для метаморфічних порід КНГС і її полігону змінюється від 0,8 % до 25,4 %. Високоанізотропними є 51 % метаморфічних порід КНГС (А > 10 %), 41 % - середньоанізотропні (5 % < А < 10 %) і 8 % - низькоанізотропні породи (А < 5 %). Низькоанізотропні (82 %) в акустичному відношенні породи приурочені до інтенсивних зон дроблення і підвищеної тріщинуватості. Для свердловини «Супутник-2» 34 % порід високоанізотропні, 52 % – середньоанізотропні та 5 % - низькоанізотропні. Породи свердловин 16887 і 16906 характеризуються низькими і середніми значеннями цього параметру. Загалом близько 64 % досліджених зразків порід високоанізотропні;

акустична симетрія текстури 97 % зразків досліджених метаморфічних порід не вище ромбічної, 5 зразків можна апроксимувати більш високою поперечно-ізотропною симетрією;

пружна симетрія порід Криворізької надглибокої свердловини і її полігону переважно триклинна, іноді ромбічна, лише для двох зразків – поперечно-ізотропна;

65 % досліджених зразків притаманний планальний мотив текстури. Чотири відсотки досліджених зразків віднесено до текстур аксіальної і планальної поперечно-ізотропної симетрії.

3. Вперше розроблені математичні моделі тектонофацій різних реологічних обстановок – катазони, мезозони і епізони, які відповідають різним типам деформацій. Для пластичних деформацій розроблені моделі враховують переважний вплив кристалографічної орієнтації, сланцюватості і комбінований вплив зазначених факторів. Пружно-пластичні моделі (умови мезозони) характеризують вплив на параметри акустичної і пружної анізотропії сланцюватості і кліважу. Моделі крихких деформацій (умови епізони) характеризують вплив однієї, двох і трьох систем ортогональних тріщин на акустичні і пружні параметри. Для умов епізони також розроблена комбінована модель, яка розглядає накладені деформації. Вона характеризує одночасний вплив кристалографічної орієнтації, системи ортогональних мікротріщин і кліважу.

4. Вперше проведено математичне моделювання акустичної і пружної анізотропії різних тектонофацій. Встановлено, що значення інтегрального коефіцієнту пружної анізотропії Am неухильно зростає з ростом рівня дислокаційних перетворень не залежно від PT-умов, і найвищих своїх значень досягає у найвищих тектонофаціях IX – X. Для умов катазони різниця між «швидкою» і «повільною» квазіпоперечними хвилями досягає величини 2,1 км/с, в той час як для умов мезозони ця величина майже вдвічі менша. Ефекти розщеплення хвиль в умовах катазони і мезозони значні. В епізоні величина цього параметру не перевищує 0,45 км/с для комбінованої моделі і не перевищує 0,25 км/с для моделей з різними системами ортогональних мікротріщин. Для всіх моделей тектонофацій показано, що навіть для тектонофацій IX – X існують окремі напрямки, де закономірності розповсюдження пружних хвиль фактично нічим не відрізняються від ізотропного середовища.

  1. Вперше розроблено методику акустичного текстурного аналізу тектонофацій дислокаційних структур, яка дає можливість кількісного і якісного аналізу тектонофацій. Встановлено, що між рівнем дислокаційних перетворень і акустичним рівнем тектонофацій існують стійкі зв’язки. Показано, що кількісний рівень тектонофацій можна оцінити за величиною інтегрального коефіцієнту акустичної анізотропії А і диференціальним коефіцієнтом пружної анізотропії. Якісну інтерпретацію тектонофацій можна здійснювати за результатами аналізу параметрів пружної анізотропії – швидкістю квазіповздовжньої хвилі, різницею між “швидкою” і “повільною” квазіпоперечними хвилями, і кутом відхилення вектора пружних зміщень від напрямку хвильової нормалі. Для зразків метаморфічних порід свердловин полігону КНГС, що не були охоплені тектонофаціальними дослідженнями, на основі акустичного текстурного аналізу був встановлений рівень дислокаційних перетворень.

  2. За результатами інверсії азимутальної залежності квазіповздовжної і квазіпоперечної хвиль у функцію розподілу орієнтації мінералів і мікротріщин проведено динамічний структурний аналіз залізистих кварцитів мікроскладки Криворіжжя. Встановлені переважні напрямки мікроорієнтації осей кварцу, магнетиту і кальциту, найбільш ймовірні формати зерен породоутворюючих мінералів та концентрації їх орієнтованих зерен.

  3. Розроблено схему вимірювально-інтерпретаційної технології, за допомогою якої можуть бути вирішені задачі текстурного аналізу деформацій і ступенів дислокаційних перетворень гірських порід.

Список опубликованных работ по теме диссертации:

  1. Безродний Д.А. Пружна симетрія і параметри анізотропії метаморфічних порід Криворізької надглибокої свердловини / Г.Т.Продайвода, Д.А.Безродний, І.М.Безродна, О.М. Кожан // Вісник Київськ. ун-ту, Геологія. 2001. - № 24. - С. 91-95.

  2. Безродний Д.А. Математичне моделювання анізотропії ефективних акустичних і пружних постійних тектонічно-деформованих метаморфічних гірських порід / Г.Т.Продайвода, Д.А. Безродний, Т.Г.Продайвода // Вісник Київ. ун-ту, Геологія. 2003. - №26. - С. 20-24.

  3. Безродний Д.А., Акустический метод определения функции распределения ориентации минералов и микротрещин полиминеральных горных пород / Г.Т.Продайвода, Д.А.Безродний, Т.Г. Продайвода // Геофізичний журнал, 2005. - №3. – С. 54-61.

  4. Безродний Д.А. Математичне моделювання тектонофацій мезозони на основі акустичного аналізу метаморфічних порід Кривбасу // Вісник Київськ. ун-ту, Геологія. 2008. - № 44. - С. 13-16.

  5. Безродний Д.А. Математичне моделювання впливу кристалографічної орієнтації мінералів і мікротріщин на параметри пружної і акустичної анізотропії / Д.А.Безродний, І.М.Безродна // Вісник Київськ. ун-ту, Геологія. - 2008. - № 45. - С. 49-52.

  6. Безродний Д.А. Пружна симетрія і параметри акустичної анізотропії порід Криворізької залізорудної зони // Тези наук. конф. проф.-викл. складу геол. ф-ту «Актуальні проблеми геології України». Київ, ВЦ “Київський ун-т”, 2000. С. 73.

  7. Безродний Д.А. Анізотропія об’ємних пружних хвиль метаморфічних порід Криворіжжя за даними ультразвукових досліджень / Г.Т.Продайвода, Д.А.Безродний, І.М. Безродна // Матеріали ІІ Міжнародної конференції „Моніторинг небезпечних геологічних процесів та екологічного стану середовища”. – К., 2001. – С. 25-26

  8. Безродний Д.А. Дослідження пружної симетрії параметрів анізотропії метаморфічних порід полігону Криворізької надглибокої свердловини / Г.Т.Продайвода, Д.А.Безродний, Л.І.Миколенко // Матеріали VІ Міжнародної конференції „Моніторинг небезпечних геологічних процесів та екологічного стану середовища”. – К., 2005. – С. 48-49.

  9. Безродний Д.А. Дослідження пружної анізотропії для вирішення задач тектоно-фаціального аналізу // Матеріали Всеукраїнської конференції „Моніторинг небезпечних геологічних процесів та екологічного стану середовища”. – К., 2007. – С. 50-52.

10.Пат. 20040706083 Україна, МПК (2006) G01N 29/04. Акустичний спосіб структурного аналізу матеріалів / Продайвода Г.Т., Безродний Д.А., Продайвода Т.Г.; заявник и патентоутримувач Київ. нац. ун-т ім. Т.Шевченка. - № 78541; заявл. 22.07.2004; опубл. 15.12.2006. Бюл.№12.


Меню
Реклама



2006-2009 © Диссертации и авторефераты Украины