В онлайне: 3 (гостей - 2, участников - 1)  Вход | Регистрация
MagistrOmGAY

 
УДК

Оценка пористости и проницаемости в нижней части земной коры и верхней мантии в очаговой зоне Рачинского землетрясения 29.04.1991г.


Семашко С.В., доцент, Тульский государственный университет

Представлены исследования распределения пористости в земной коре и верхней мантии в очаговой зоне Рачинского землетрясения

Оценка распределения пористости в земной коре и верхней мантии в очаговой зоне Рачинского землетрясения (29.04.1991г., М≈7,0) стала возможной благодаря результатам специализированной обработки сейсмограмм, полученных при регистрации близких афтершоков (6,0, а другой - (Б-Б') расположен на западном участке очаговой зоны. Для перехода от значений добротности к количественной оценки пористости, воспользуемся соотношением [2]:

f = 47,1·(1/Q)2/3 %, (1)


Оценку модуля Юнга и проницаемости проведем, используя соотношения [3]:

Е = σ·[3·(1-2ν)]/f и К = 65,6·(Т/Е)2, (2)


где Е - модуль Юнга, σ - эффективное всестороннее давление, ν - коэффициент Пуассона, f - пористость, К - проницаемость.

Значения эффективного всестороннего давления найдем, используя соотношение [4]:

σ = Р - aР (3)


где Р - литостатическое давление, обусловленное весом вышележащих пород, a - коэф-фициент, изменение которого находится в пределах 0,85 - 0,95 [4].

Результаты оценки изменения с глубиной пористости, модуля Юнга и проницаемости на профилях А-А' и Б - Б' (за исключением зон кулис) приведены в таблицах 1 и 2. Оценки изменения с глубиной пористости, модуля Юнга и проницаемости в зонах кулис, расположенных в пределах профилей А-А' и Б - Б,' приведены в таблицах 3 и 4.

Отметим, что расчет эффективного всестороннего давления на разных глубинах (значение которого необходимо для проведения оценок с использованием соотношений (1), (2) и (3)) проводился при объемном весе одного кубического метра пород, принятом постоянным и равным 2700 кг во всем исследованном интервале глубин.


Таблица 1 - Оценки пористости, проницаемости и модуля Юнга (профиль А-А')

Н км

f %

Е1 н/м2

Е2 н/м2

К1 м2

К2 м2

Примечание

20

45

0,8

5,1·109

1,1·1010

1,5·1010

3,4·1010

2,6·10-18

5,2·10-19

2,8·10-19

5,8·10-20

Земная кора
(нижняя часть)

Контактовый и региональный метаморфизм

45

60

6,4

1,4·109

1,9·109

4,2·109

5,7·109

3,3·10-17

1,8·10-17

3,7·10-18

2,0·10-18

Верхняя мантия

Метасоматические процессы

60

80

0,5

2,4·1010

3,2·1010

7,3·1010

9,7·1010

1,1·10-19

6,2·10-20

1,2·10-20

6,9·10-21

—//—

Региональный метаморфизм

80

130

3,1

5,2·109

8,5·109

1,6·1010

2,6·1010

2,4·10-18

9,0·10-19

2,7·10-19

1,0·10-19

—//—

Контактовый и региональный метаморфизм


Таблица 2 - Оценки пористости, проницаемости и модуля Юнга (профиль Б - Б')

Н км

f %

Е1 н/м2

Е2 н/м2

К1 м2

К2 м2

Примечание

20

30

0,8

5,1·109

7,7·109

1,5·1010

2,3·1010

2,6·10-18

1,1·10-18

2,8·10-19

1,2·10-19

Земная кора
(нижняя часть)

Контактовый и региональный метаморфизм

30

45

2,1

2,9·109

4,6·109

8,8·109

1,4·1010

7,6·10-18

3,0·10-18

8,5·10-19

3,4·10-19

—//—

Контактовый и региональный метаморфизм

45

100

0,5

1,8·1010

4,1·1010

5,4·1010

1,2·1011

2,0·10-19

4,0·10-20

2,2·10-20

4,4·10-21

Верхняя мантия

Региональный метаморфизм

100

130

4,9

4,1·109

5,4·109

1,2·1010

1,6·1010

3,8·10-18

2,3·10-18

4,3·10-19

2,5·10-19

—//—

Контактовый и региональный метаморфизм


Таблица 3 - Оценки пористости, проницаемости и модуля Юнга в зоне кулис (профиль А-А')

Н км

f %

Е1 н/м2

Е2 н/м2

К1 м2

К2 м2

Примечание

20

45

4,0

1,0·109

2,3·109

3,0·109

6,8·109

6,4·10-17

1,3·10-17

7,4·10-18

1,4·10-18

Земная кора
(нижняя часть)

Метасоматические процессы.

Контактовый и региональный метаморфизм

45

55

0,8

1,1·1010

1,4·1010

3,4·1010

4,2·1010

5,2·10-19

3,4·10-19

5,8·10-20

3,8·10-20

Верхняя мантия

Контактовый и региональный метаморфизм

55

85

3,1

3,6·109

5,6·109

1,1·1010

1,7·1010

5,1·10-18

2,1·10-18

5,7·10-19

2,4·10-19

—//—

Контактовый и региональный метаморфизм

85

120

0,5

3,5·1010

9,9·1010

1,0·1011

1,5·1011

5,5·10-20

2,8·10-20

6,1·10-21

3,1·10-21

—//—

Региональный мтаморфизм


Таблица 4 - Оценки пористости, проницаемости и модуля Юнга в зоне кулис (профиль Б - Б')

Н км

f %

Е1 н/м2

Е2 н/м2

К1 м2

К2 м2

Примечание

20

30

4,9

8,3·108

1,3·109

2,5·109

3,8·109

9,6·10-17

4,2·10-17

1,1·10-17

4,6·10-18

Земная кора
(нижняя часть)

Метасоматические процессы

30

45

0,5

1,2·1010

1,8·1010

3,7·1010

5,4·1010

4,3·10-19

2,0·10-19

4,8·10-20

2,2·10-20

—//—

Контактовый и региональный метаморфизм

45

60

2,8

3,2·109

4,3·109

9,6·109

1,3·1010

6,3·10-18

3,5·10-18

7,1·10-19

3,9·10-19

Верхняя мантия

Контактовый и региональный метаморфизм

60

70

0,5

2,4·1010

2,8·1010

7,3·1010

8,5·1010

1,1·10-19

8,2·10-20

1,2·10-20

9,1·10-21

—//—

Региональный метаморфизм

70

110

2.9

4,9·109

7,7·109

1,5·1010

2,3·1010

2,7·10-18

1,1·10-18

3,1·10-19

1,2·10-19

—//—

Контактовый и региональный метаморфизм



Согласно [4] примем, что в рассматриваемых нами интервалах глубин проницаемость при процессах:

  • метасоматоза находится в пределах от 6,3·10[sup]18 до 7,9·10[sup]16 м2;
  • контактового метаморфизма - от 1·10[sup]19 до 4·10[sup]17 м2;
  • регионального метаморфизма - от 1,8·10[sup]21 до 3,55·10[sup]18 м2.

В соответствие с результатами расчетов, представленных в таблицах 1 - 4, нижняя часть земной коры (от 20 км до границы Мохо) в рассматриваемом районе по значениям проницаемости соответствует зонам контактового и регионального метаморфизма (фоновый метаморфизм). При этом в зонах кулис могут протекать метасоматические процессы.
В верхней мантии только в самой верхней части (45 - 60 км) полученные нами значения проницаемости соответствуют зонам метасоматоза. Остальная часть верхней мантии соответствует зоне и регионального метаморфизма.

Следовательно, участок литосферы на глубинах от 20 до 120 км, включающий в себя очаговую зону Рачинского землетрясения, может рассматриваться как зона проявления регионального и контактового метаморфизма. При этом в нижней коре и до глубины 60 км в верхней мантии могут протекать метасоматические процессы, приуроченные к зонам разуплотненных пород (повышенных значений пористости и проницаемости).

Библиографический список

  1. Аптикаева О.И., Арефьев С.С., Кветинский С.И., Копничев Ю.Ф., Мишаткин В.Н. Неоднородности литосферы и астеносферы в очаговой зоне Рачинского землетрясения 1991г. Доклады Академии Наук, 1995, том 344, №;, с.533 - 538.
  2. Семашко С.В. Динамические процессы и пористость в литосфере. Известия Тульского государственного университета. Серия "Геоинформационные технологии в решении региональных проблем" Выпуск 2, Москва - Тула, 2005, 122-127с.
  3. Семашко С.В. Оценка изменений напряженного состояния глубинных зон земной коры при современных геодинамических процессах. Известия Тульского государственного университета. Серия "Экология и безопасность жизнедеятельности" Выпуск 8, Тула, 2006, 87-91с.
  4. Шмонов В.М., Витовтова В.М., Жариков А.В.. Флюидная проницаемость земной коры. - М: Научный мир, 2002, 216с.

 

Разделы конференции

  1. Государственный кадастр недвижимости и земельно-имущественные отношения
  2. Мониторинг природных ресурсов и охрана окружающей среды
  3. Комплексное использование природных ресурсов
  4. Современные вопросы геологии
  5. Физика горных пород
  6. Новые технологии в природопользовании
  7. Применение современных информационных технологий
  8. Экономические аспекты недвижимости
  9. Мониторинг использования объектов недвижимости

 

Проекту Kadastr.ORG требуются средства на хостинг и развитие

Сумма: руб.