9. Изучение современного напряженного состояния земной коры. Современные движения (в т.Ч. Сейсмичность) территории Беларуси и соседних стран

В последние годы справедливо придается большое значение изучению современного напряженного состояния земной коры и всей литосферы, и соответствующие исследования ведутся в международном масштабе. Существует три основных метода опреде­ления знака и ориентировки напряжений в земной коре (литосфе­ре): 1) метод определения характера смещений в очагах земле­трясений (сейсмофокальный механизм); 2) изучение ориентиров­ки и знака перемещений по геологическим индикаторам — сколовым трещинам, штрихам и бороздам на зеркалах скольжения и др.; 3) изучение напряженного состояния пород в буровых сква­жинах и горных выработках (штольнях, шахтах).

Для определения фокальных механизмов землетрясений необ­ходимо иметь данные регистрации соответствующего землетрясе­ния на нескольких сейсмостанциях, находящихся на разных ази­мутальных направлениях от эпицентра землетрясения. На сейсмо­граммах, записанных на этих станциях, следует обратить внима­ние на знак первых вступлений продольных волн. Если первое ко­лебание направлено вверх, это означает, что первой пришла вол­на сжатия, если вниз — волна разрежения (растяжения). Далее необходимо нанести полученные данные на стереограмму, центром которой является эпицентр землетрясения.

Следующая группа методов основана па использовании чисто геологических индикаторов. Эта группа включает три метода (Л. А. Сим). Один из них — анализ ориентировки сопряженных сколовых трещин — был предложен М. В. Гзовским. Условиями: получения правильных результатов при применении этого метода являются наличие следов перемещений по трещинам и использо­вание лишь одновозрастных систем. При соблюдении этих усло­вий положение осп сжатия определяется по биссектрисе острого угла между сколовыми трещинами, оси растяжения — по биссект­рисе тупого угла, а промежуточной оси -- по линии пересечения трещин.

Другой метод, называемый кинематическим, заключается в ис­пользовании в качестве индикатора вектора перемещений штрихов и борозд па зеркалах скольжения в горных породах. Метод наи­более полно разработан и России О. П. Гущенко, а за рубе­жом — французским геологом Ж Анжелье. В этом методе изуча­ются штрихи и борозды, наблюдаемые па зеркалах скольжения, образующихся при сдвиговых смещениях, ориентированных, как правило, вдоль вектора касательных напряжений. Некоторую трудность вызывает, однако, однозначное определение направле­ния перемещения по плоскости сместителя (сброс или взброс, пра­вый или левый сдвиг и т. п.); для решения этой альтернативы не­обходимо привлечение других геологических данных. В связи с этим предпочтение следует отдавать изучению смещений по ре­гиональным разрывам, по которым имеется наиболее полная гео­логическая информация (данные картирования).

Третий метод — структурно-парагенетический, или комплекс­ный. Он использует две категории индикаторов тектонических на­пряжений: 1) минерализованные жилы, дайки магматических по­род; 2) плоскости рассланцевания, кливажа, сколовые трещины, стилолитовые швы. Условиями правильного применения метода являются одновозрастность изучаемых индикаторов и принадлеж­ность их к структурным ансамблям одного ранга.

Изучение напряженного состояния земной коры в скважинах основано на наблюдениях как естественных деформаций ствола скважины, так и искусственно вызванных деформаций пород сла­гающих этот ствол. В первом случае с помощью либо магнитно-ориентированного специального «четырехрукого» прибора, либо акустического телевизионного устройства устанавливается иска­жение поперечного сечения ствола скважины или сдвиговое нару­шение этого ствола, и по ним определяется ориентировка оси мак­симального сжимающего напряжения. В другом случае произво­дится закупорка участка ствола скважины и с помощью закачки воды в нем повышается давление до тех пор, пока не происходит «гидроразрыв» и образуются трещины, ориентированные вдоль минимального сжимающего напряжения. Эти трещины иногда яв­ляются возобновлением ранее существовавших в породах вокруг ствола скважины. Обе эти методики в настоящее время широко применяются в разных странах.

Для изучения напряженного состояния пород в горных выра­ботках используются трехмерные измерения в образцах этих по­род, изолированных от окружающего их объема.