Добавил:

ivanov666 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Башкирский Государственный Аграрный Университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

книги из ГПНТБ / Вольвовский И.С. Сейсмические исследования земной коры в СССР

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

25.10.2023

Размер:

13.37 Mб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 5 67 / 207 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 > Следующая >>>

Преломленные на поверхности Мохоровичича волны ( Р ^ ) реги стрируются в первых вступлениях начиная со 150—170 км; на удале н и я х 280—300 км (при используемых в ГСЗ зарядах) они практически

ѵѵ.км/с

к I

л I	1	1	: '	*		!	•	I '
	so	то	m	m	wo	wo	200	ггоя.кн
Рис. 30. Графики зависимости ѵк от R для волн Р^р по профилю ГСЗ
	Теджен —Равнина			в Юго-восточной		Туркмении		[74].
	і	— экспериментальные данные;			2 — теоретический		график.

затухают (рис. 31). В последующих вступлениях волны PJ*, ка к пра"

вило, визуально

не

выделяются.

Л и ш ь

в некоторых

районах, где

отмечена их

сравнительно высокая

интенсивность

(Тунгусская

А »

/А

и ,

г0тр

—

I I I

180

200

220

2WR,KM

Рис.

31.

Графики

зависимости

отношении

А р м МрМ

п 4рМ М р м , от R по профилю

отр

пр

ГСЗ Душак —Равнина

отр

в Юго-восточиой Туркмении

[74].

отр'

'р пр

рМ

отр

м , = / № ) •

p W / - 4

м = П я ) ;

/ ^

синеклиза) или были применены специальные приемы интерпретации

сейсмограмм	(например, лабораторные	способы	Р Н П	в	Б у х а р о -
Хивинской зоне и в Ферганской впадине), годограф волн Р ^					удалось
продлить до выхода в первые вступления на несколько					десятков
километров	(рис. 32). Волны Р™р характеризуются		практически п р я
молинейным	годографом с повсеместно	выдержанными		значениями
к а ж у щ е й с я	скорости — 7,5—8,5 км/с. Л и ш ь в области			альпийской

							ЩЩ] 5
	100	200				500	600	R,HM
П8117	ПВЭ21	ПВ2І68	PB 2680		ПВ it 150
				ПВ3588		flBWS	ПВ5720	ПВ6620

Рис. 34.

Графики

изменения амплитуд

преломленных ц отраженных волн,

связанных

границей

Мохоровичича

по профилю ГСЗ Копетдаг —Аральское

море в Центральной Туркмении [127].

1 - экспериментальные

данные ; о с р е д н я ю щ н е графики: 2 - д л я в о л н

р М •

з -

д л я в о л и

р М п о у

в е р е

н н ь ш

д а н н ы м , 4

- т о ж е , п о н е

у в е р е н н ы м

данным; s -

п у н к т взрыва, к о т о р о м у

соответствует

график

А = ?

(Д)

(стрелки показывают

н а п р а в л е н и е у в е л и ч е н и я р а с с т о я н и я

от

п у н к т а

взрыва).

			г
Vгк, кму'С
Wh
				. р г
			•	• •	• Р
			•	• •		готр
so	80	100	120	/40	too	R. км
	80	100	120	/40		R. км
Рис. 36. Графики зависимости ѵк		от R для воли Р^р		и P K z по профилю		ГСЗ
	Теджен—Равнпна	в Юго-восточной Туркмении [74].
1 — экспериментальные данные; 2,			з — теоретические графики.

Рнс. 37.

Графики

зависимости отношений - 4 - м

іАѵк7

и Л р

м М р К ,

от R

отр'

пр

отр'

отр

по профилю ГСЗ Теджен—Равнина в Юго-восточной Туркмении

[74].

1 — экспериментальные данные ; теоретические графикиі $

— A

М р

к г

= f ( R l

( ° -

Д л я

отр

пр

частоты 15

Г ц , б — д л я

частоты

Г ц ) ,

— А щ / А р К і

= f (H)

без

у ч е т а п о г л о щ е н и я ,

Р о т р / OTD

— то

ж е ,

учетом п о г л о щ е н и я .

По интенсивности они, ка к правило, занимают промежуточное						поло
жение между	группами	волн Р ^ р и		(рис. 37). Волны Р к = обычно
легко опознаются к а к		первые волны		с высокими скоростями (7—
7,5 км/с против 5,5—6,5 км/с волн Р ^ 1 и относительно					небольшим
затуханием	(коэффициент		затухания	3—4 • 1 0 _ Б м - 1	против	2—
5-1СГ* м - 1 у волн рк»).
Волны (Р°°), связанные			с осадочными отложениями,		на годогра
фах ГСЗ выделяются в		основном в первых вступлениях непосред

ственно от пункта взрыва до удалений 15—20, реже 40—60 км (в з а в и симости от глубины залегания границ и скоростей распространения) .

Годографы их прямолинейные,	к а ж у щ и е с я	скорости 2,5—4,5 км/с.
Запись простая, интенсивная,	высокочастотная,		затухание	сильное
(коэффициент з а т у х а н и я 1 — 3 - Ю - 3 м - 1 ) .
ФИЗИЧЕСКАЯ ПРИРОДА ОСНОВНЫХ			ВОЛН
Представления о природе	сейсмических	волн, регистрируемых
при Г С З , претерпели существенные изменения на протяжении				неболь

шой истории развития метода. Они изменялись по мере усложнения систем регистрации волн и проведения исследований на моделях, развития теоретических исследований, применения машинных спо

собов обработки	экспериментального			материала . И сейчас еще не все
ясно в этом вопросе, однако физическая природа основных						рассмо
тренных выше	сейсмических		волн	представляется	установленной .
Коротко рассмотрим эволюцию				представлений	о природе волн.
В начале X X века, благодаря работам А. Мохоровичпча, Л . Мин-
тропа и К . Конрада		[156], а	т а к ж е	последующим	работам	других
исследователей	[30, 48], было сформулировано положение о том, что
регистрируемые	на	континентах волны с к а ж у щ и м и с я скоростями
5,4—5,8*; 6,4—7,0 и 7,8—8,2 км/с — п р о д о л ь н ы е головные						волны,

соответствующие поверхностям «гранитного», «базальтового» и подкорового слоев [48]. Основанием дл я т а к о й интерпретации явилась регистрация этих волн в первых вступлениях и приблизительная п р я молинейность их годографов, что находилось в соответствии с полу ченными к тому времени в теории распространения колебаний кине матическими свойствами головных волн в слоисто-однородных средах. К середине 50-х годов в результате проведения сейсмологических исследований, регистрации промышленных взрывов и глубинного сейсмического зондирования был накоплен большой фактический материал, который не всегда удавалось удовлетворительно объяснить, исходя из образования в слоисто-однородных средах только голов ных волн.

В 1947 году в США X . Тейтлом и М. Тыовом [159, 166] при реги страции промышленных взрывов н а р я д у с головными были выделены

1 Волны с кажущимися скоростями 5,4—5,8 км/с, точнее говоря, являются прямыми, так как пх источники расположены глубже поверхности «гранитного» слоя.

волны, отнесенные к отраженным от подошвы земной коры за крити ческим углом. В СССР предположение о возможности регистрации закрнтнческих отраженных волн впервые было высказано И . Л . Н е р -

сесовым в 1957 году [ 7 4 ] , который по результатам	обработки сейсмо
логического материала, полученного в Гармском	районе Т а д ж и к и

стана, интерпретировал волну Р * (на удалениях свыше 180—200 км


от эпицентра) не к а к головную, соответствующую поверхности					«ба
зальтового» слоя, а как отраженную от		поверхности	Мохоровнчича
за предельным углом. В 1958 году А. С. Алексеев на			основании		ди
намической теории распространения упругих сейсмических				колеба
ний провел теоретические	исследования	амплитуд	основных		волн
в случае некоторых моделей	земной коры	[ 1 ] . В результате		этих ра

бот было установлено, что-доминирующими по интенсивности в одно

родно-слоистых моделях земной коры			являются закритические
отраженные волны.	Аналогичные	результаты			были	получены
С. Ф. Б о л ь ш и х [ 7 4 ] ,	Ю. В . Ризниченко		и	Г. О. Шаминой			[121],
Ю. В . Ризниченко, Б . Н . Ивакиным		и	В . Р . Бугровым			[120]	при
моделировании и А. М. Епинатьевой		при сейсморазведочных иссле
дованиях [ 5 5 ] .
В эти ж е годы закритические отраженные				волны	от главных		гра

н и ц раздела земной коры были выделены и при исследованиях мето

дом ГСЗ	1'19, 23, 36, 69, 108] . Этими исследованиями было показано,
что при	наличии в земной коре неоднородных	(градиентных)	слоев,
в которых скорость распространения упругих		сейсмических	колеба
н и й с глубиной непрерывно изменяется, зарегистрированные			волно

вые поля следует рассматривать, применяя для этого неоднороднослоистые модели земной коры . По результатам теоретических иссле

дований в таких	моделях в диапазоне частот,	используемых в	ГСЗ
(5—20 Гц), доминирующими по интенсивности		являются закритиче
ские отраженные	и рефрагпрованные волны [11 . Эти волны по		кине

матическим характеристикам очень близки к головным волнам, что создает трудности при их распознавании . Таким образом, лишь к 1960 г. в связи с экспериментально установленной и теоретически обоснованной возможностью регистрации закритических отраженных волн от глубинных границ раздела земной коры наметились более точные представления о природе регистрируемых в методе ГСЗ волн.


Исследования	природы волн были, в частности, проведены		автором
(совместно с	А. С. Алексеевым, Н . И. Ермиловой, П. В . К р а у к л и -
сом и В . 3. Рябым) по материалам ГСЗ, полученным в районах				Сред
ней АЗИИ. Детально этот вопрос рассмотрен		в работе [ 7 4 ] , здесь		оста
новимся лишь на некоторых результатах		исследований.	Заметим,

что полученные выводы о природе волн справедливы не только д л я районов Средней Азии; они могут быть распространены практически на все континентальные структуры . Правомерность качественной экстраполяции сделанных выводов на другие районы вполне справед лива, так как устойчивость кинематических и динамических характе ристик основных волн для широкого класса слоисто-однородных моде лей земной коры была показана выше.

Рассмотрим		результаты		теоретических расчетов					кинематических
и динамических		характеристик			волн 1 дл я		моделей земной к о р ы
Юго-восточной	Туркмении			(рис. 38), выбранных				на основании пред
ставлений о природе зарегистрированных волн и характере										скоростей
Модель	I			Модель		2		Модель 3
I 2 3 4 5 6	7	аи„л.нм/С	I	2 3 і	5 6	7 8Ѵ„„,кмІС	12	3 1/ 5	6 7	8ипл,км/с
Ос			О	Ос
Ос				Ос
			ю
			го
			30
			і,0
		9	50
		9	60			1
			60			II
						II
til			Н,нм		du	/'!	H,нм		%-0.03^
til			Н,нм		du	/'!	H,нм

dz = 0.0125 t

Рис. 38. Модели земной коры для районов Юго-восточной Туркмешш.

В таблице приведены параметры слоев з е м н о й к о р ы , и с п о л ь з о в а н н ы е д л я расчетов: ѵ п л — с р е д

н я я пластовая с к о р о с т ь в слое;		р — с р е д н я я плотность			п о р о д ; h — мощность			с л о я ; dv/dz —
		г р а д и е н т с к о р о с т и .
		М о д е л ь	1	М о д е л ь		2	Модель		з
Слой	о			о			О
Слой	's	•s						ъ.
	's	•s	S					ъ.
	X	О	S	Ч	Ü			о
		и		Ч	t-			и
	»	—				' л			•*
		6.	•с"		Œ	•«	s	(£	•*
			•с"		Œ		s	(£
	4,3	2,5	10	4,34	2,5	10	4,3	2,5	10,0
«Гранитный» ( К , ) . . . .	5,9	2,75	8	6,3	2,75	8	5,9	2,75	8
«Гранитный» ( К , ) . . . .	6,4	2,9	16	6,889	2,9	16	—	2.9	16
«Базальтовый» ( К 2 ) . . .	7,4	3,05	16	7,654	3,05	16-	—	3,05	16
П е р в ы й п о д к о р о в ы й (Мі )	8,4	3,35	4 ; 6 ; 8	8,4	3,35	4і 6; 8	8,4	3,35	4; 6; 8
В т о р о й п о д к о р о в ы й ( М 2 )	8,7	3,35	—	8,84	3,35	—	—	—	—

их распространения, возникших в результате предварительного изу чения и анализа экспериментальных материалов [58].

Амплитудные кривые и годографы волн первого динамического диапазона 2 (рис. 39, 40 и 41) свидетельствуют о том, что смены волн

1 Расчет кинематических и динамических характеристик волн проводился по формулам динамической теории упругости и таблицам коэффициентов отра жения — преломления [84]. Необходимые поправки, связанные с поглощением воли, вводились непосредственно в результаты расчетов.

2 Годографы волн первого динамического диапазона отражают те области существования волн, в которых их амплитуда не менее 0,1 амплитуды волны, доминирующей в рассматриваемом интервале.

в первых вступлениях дл я сред, описываемых моделями 1 и 2, д о л ж н ы происходить в основном за счет затухания сменяемых волн х . Так , например, головная волна, соответствующая поверхности «базальто

вого» слоя	(PJSQJ,), практически может перестать выделяться, начиная
с удалений	примерно 130—140 км от пункта взрыва. Вследствие
t.с

20
W
			J.
О	100	200	300R.KM

Рис 39. Теоретические годографы однократных продольных волн (нервыіі

	динамический			диапазон) для модели			яемной коры 1.
Г о д о г р а фы	в о л н :	1 — п р я м о й ,		2 — головной ,	соответствующей			поверхности		фундамента ,
3 — отраженно й от		поверхности		фундамента,	4 -	Pj^Jj,	S — P j ^ , 6 •		) К .		7 — Р к '
0 М	Р м	10 •	р М ,	п _ р М ,	1 2 _	р М .			гол '		отрі
								начальны е		точки г о д о -
			г о л '	отр'		р е ф р '
				графов головных в о л н .
того, что на этих расстояниях головная волна,								отвечающая			поверх
ности «гранитного» слоя				( Р ^ л ) , т а к ж е		затухает, в первые			вступления

выходит закритическая отраженная волна от поверхности «гранит ного» (PJVp) дл я модели 1 (рис. 39) 2 или «базальтового» (PJ^) дл я мо

дели 2 (рис. 40 и 41) слоев,	которая может прослеживаться в первых
вступлениях на удалениях	вплоть до 160—180 км (до выхода в п е р
вые вступления головной	волны, соответствующей поверхностн

Мохоровнчича — Р ^ л ) - С учетом отмеченных особенностей волн Р*£л ,

ï Расчет абсолютных и относительных (отношение амплитуд волн к ампли туде опорной волны) динамических характеристик проводился в предположении, что регистрация волн ведется на одной частоте.

2 Амплитудные кривые, полученные для модели 1, здесь не приведены, так как они очень близки аналогичным кривым для модели 2.

Р ^ л , PJVp и р м возможен в процессе корреляции переход с головной волны рк=л на отраженные Р$?р или РК?р .

Н а ч и н а я с удалений примерно 125 (модель 1) — 145 км (модель 2), доминирующей становится закритическая отраженная волна от по верхности Мохоровичича. Область интерференции волн Р ^ л и р м р

Рис. 40. Теоретические годографы однократных продольных волн (первый динамический диапазон) для модели земной коры 2.

Г о д о г р а ф ы	волн:	J р г о л '	2 ~ о т Р а	ж е н и ° й о т	п о в е р х н о с т и		фундамента, з — Р ^ * , &
р К , 5 _ р К г е		_ р К 2	7 _ р M	s - Р м	9 - р М А	10 _ р М ,			« - г о л о в н о й .
^гол' -	г о т р '	^гол'	^ о т р '	г г о л '	" в - р ррефр'вр -		І	0 - р о* оттр '-
с о о т в е т с т в у ю щ е й п о в е р х н о с т и ф у н д а м е н т а ; 12 — начальные точки								годографов г о л о в н ы х в о л н .
вследствие малой к р и в и з н ы годографа волны								имеет весьма значи
тельную	протяженность . Пр и частоте 10 Гц и наличии								трех-четырех-
фазных	колебаний может оказаться				практически невозможным разде
ление первых		волн	РМр и Р ^ л вплоть до удалений порядка 165—

175 км, где волна Р ^ л выходит в первые вступления. Волна Р ^ л зна чительно слабее по амплитуде, чем волна P*J В первых вступлениях она практически может прослеживаться лишь до расстояний порядка

200 (при частоте 15 Гц) — 220 км		(при частоте 10 Гц), после чего
амплитуды	ее записи выходят из	пределов первого динамического
диапазона .

С расстояний 220—230 км в первые вступления в зависимости от принятых предположений о строении подкорового с л о я д о л ж н ы выхо дить закритическая о т р а ж е н н а я и головная волны, соответствующие

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 5 67 / 207 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 > Следующая >>>

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ