III. Делювиальные склоны.

Делювиальные склоны и коррелятивные им отложения средних широт – это образования, возникшие в результате струйчатого или бороздчатого смыва частиц почвы или грунта с наклонных поверхностей дождевыми и талыми водами и отложения продуктов разрушения в виде плащеобразных покровов делювия. В их формировании наиболее существенное значение имеют:

1) количество и характер осадков,

2) крутизна склона,

3) физико-механические и др. свойства пород, слагающих склон,

4) степень консервации почвы растительным покровом.

Отложившийся материал называется делювием, который слагает делювиальные шлейфы мощностью от 1 до 20 м. Для делювия характерны однородность, вертикальная отдельность, пористость 30-50%, едва заметная слоистость, карбонатность, наличие горизонтов погребенных почв. Накопление делювия на шлейфах – импульсивное. Средняя интенсивность осадконакопления - десятые доли мм/год.

Форма делювиальных склонов близка к тупоугольному треугольнику высотой в первые десятки метров и основанием в сотни метров и первые км. В верхней части мощность делювия незначительна, к основанию она возрастает и вновь утоньшается к периферии. Часто в строении выделяется две части с условной границей между ними:

- нижняя – может обладать неправильной слоистостью, косвенно отражающей строение коренных пород;

- верхняя – обычно представлена супесчаными и суглинистыми разностями, характеризуется монотонным строением и большой однородностью снизу вверх по разрезу. Делювий утратил связь с коренными породами в результате многократного переотложения и перемещения.

Выделяются две климатические обстановки формирования делювиальных склонов:

- гумидная – наиболее благоприятна для образования типичных делювиальных склонов (описаны выше). Их выделяют в подтип делювиальных склонов с преобладающим плоскостным сносом, характерным для пологих поверхностей гумидных регионов;

- семиаридная – отличается сложным процессом смыва, сочетающим плоскостной и полулинейный снос. Снос происходит по системам хорошо разветвленных борозд глубиной 2-10 см, закладывающихся на расстоянии от первых десятков см до первых м. Из борозд в дальнейшем могут развиваться более крупные формы.

В делювиальных шлейфах относительно крутых склонов областей с субаридным климатом Е.В.Шанцер выделял три зоны осадконакопления и коррелятивных им фаций:

- верхняя (привершинная) зона характеризуется спадом скоростей отложения при сохранении турбулентного характера стока. Здесь олагается наиболее грубый материал, выполняющий тупой угол конуса, образованный шовной частью склона и его основанием;

- зона отложений субламинарного потока с неясной слоистостью, обусловленной различным механическим составом и сортировкой (ниже по склону);

-зона устойчивого ламинарного режима (имеет наибольшее распространение) – в ее пределах отлагается наиболее тонкий, пылеватый и глинистый, материал.

IV. Склоны, сформированные массовым перемещением обломочного материала.

Главный процесс формирования склонов - массовое движение чехла обломков.

По консистенции склоновые образования могут быть твердыми, пластичными, текучими. На консистенцию оказывают влияние форма частиц, агрегатное состояние воды, наличие коллоидов в растворах и кристаллизационные связи.

Солифлюкция – это жидко- и вязкотекучее движение увлажненных тонкодисперсных грунтов и почвы на склонах, развивающееся а результате их промерзания, протаивания и действия силы тяжести. Скорости обычно измеряются несколькими см/год.

Солифлюкция свойственна территориям с широким распространением вечной мерзлоты и мерзлых рыхлых пород, которые при замерзании концентрируют в себе влагу. При таянии повышенная влажность мелкозема обеспечивает жидкотекучую консистенцию грунта.

В умеренных широтах происходит медленное вязкотекучее движение грунта, свойственное, главным образом, хорошо увлажненным нижним частям склонов. Этот процесс называется медленной, или закрытой солифлюкцией, т.к. наблюдается в условиях сохранения растительного покрова. В условиях влажных тропиков процесс называется тропической солифлюкцией.

Дефлюкция – медленное смещение грунта при вязкопластических деформациях. Причины движения чаще всего связаны с изменением температуры, влажности, промерзанием-оттаиванием. Скорости измеряются мм/год.

Медленная солифлюкция и дефлюкция объединяются понятием крип.

Десерпция, или сползание – медленное (несколько мм или долей мм/год) движение сухого обломочного материала (песка, дресвы, щебня), не скрепленного растительностью, в результате изменения объема при колебаниях температуры (по С.С.Воскресенскому). Другие авторы понимают под этим термином все разновидности массового гравитационного движения обломочного материала на склонах или считают термин “десерпция” синонимом понятия “крип”.

В ходе развития склонов с медленным смещением чехла обломков происходит срезание подстилающей коренной горной породы. Захват подстилающей породы движущимся чехлом происходит двумя способами: сошлифовыванием поверхности или захватом блоков подстилающих пород.

Солифлюкционные склоны имеют неровную поверхность, осложненную оплывами, натечными буграми и солифлюкционными террасами.

Солифлюкционные склоны в горных условиях тяготеют к перигляциальной зоне.

Десерпционные склоны – это усыпанные щебнем и дресвой “голые” поверхности. Их подвижность зависит от:

1) режеляции – многократного таяния и замерзания и, как следствие, нарушения первоначального строения;

2) условий растительного покрова;

3) длительности периодов таяния и замерзания, которые сопровождаются изменением объема частиц, а также медленным сползанием – дефлюкцией, или крипом.

Режеляция, вымерзание, течение, сползание, пучение и другие явления в комплексе способствуют сортировке материала по крупности и образованию курумов – “потоков” щебенисто-глыбового материала.

В горных условиях развиваются на сравнительно крутых склонах (20, реже до 30^о). Источник обломочного материала - продукты разрушения морены. Аккумулятивные формы типа покровов часто приурочены к областям оледенения. Часто встречаются линейные формы, развивающиеся по поверхностям молодых морен в условиях угасающих долинно-каровых и каровых ледников. С разрушением связано образование каменных глетчеров – потоки каменистых и льдисто-каменистых масс, расположенные в верхней части склонов расчлененного горного рельефа; часто залегают на древних моренах, образуя верхний, более каменистый и подвижный слой.

Пространственное распределение склонов различных типов позволяет подразделить их описание для областей горообразования и платформенных равнин.

Области горообразования.

При изучении морфологии склонов и форм накопления коллювия в орогенных условиях необходимо учитывать геоморфологическую позицию склонов в горном сооружении, местные климатические условия и факторы, влияющие на образование обломочного материала.

Геоморфологическая позиция склонов определяется общей архитектурой горного сооружения. Выделяются горные страны с одноярусным и двухъярусным рельефом. К одноярусным относятся узкие линейно вытянутые горные сооружения, с глубоко расчленененным рельефом и ущелистыми долинами; высоты склонов сокращается от центра к предгорьям. К двухъярусным относятся горные сооружения с нижним ярусом глубоко расчлененного рельефа и верхним – умеренно и слабо расчлененным с пологими склонами, которые опираются на широкие днища долин, а также высокими плоскогорьями; ярусы расположены концентрически по отношению к центральной части общего поднятия

Местные климатические условия приобретают особое значение в горных сооружениях средних и низких широт с преобладающим субширотным простиранием.

1. Ярко выражена ороклиматическая зональность – нижняя часть склонов может развиваться в экстрагляциальной зоне, верхняя – в перигляциальной и гляциальной зонах.

2. При субширотном простирании хребтов возрастает роль экспозиции склонов.

В соответствии с геоморфологичесими и климатическими условиями выделяются основные типы склонов: обвально-осыпные, оползневые (оползни-обвалы и склоны отседания), десерпционно-солифлюкционные склоны и полигенные склоны

Сложные полигенные склоны наиболее типичны для горных сооружений. Их морфология и внутреннее строение зависит от сочетаний геоморфологической и ороклиматической зональности. В пределах верхнего яруса преобладают десерпционно-осыпные и солифлюкционно-осыпные аккумулятивные формы, связанные с моренами и снежниками. В верхней части склонов нижнего яруса велика роль линейных форм. В экстрагляциальной зоне преобладают обвально-осыпные склоны, местами осложненные оползнями.

Платформенные равнины.

Главной особенностью развития склонов и коррелятивных отложений - однообразие климатических и орографических условий на обширных пространствах. Поверхности с уклонами до 10^о преобладают. Покровы характеризуются однородным по простиранию строением при постепенных и небольших изменениях по вертикали. В зависимости от климатической зональности выделяются 1) делювиальная группа склонов в условиях умеренного климата средних широт; 2) десерпционно-солифлюкционная группа в областях вечной мерзлоты и сурового климата высоких широт; 3) полигенная группа в различных климатических условиях.

В платформенных областях широко распространены моногенные склоны. Полигенные формы возникают при увеличении интенсивности расчленения и изменениях микроклиматических условий, что создает различные сочетания экзогенных процессов. В высоких широтах распространены десерпционно-солифлюкционные склоны с подчиненными участками оползневых и обвально-осыпных форм. В средних широтах -–делювиальные склоны, сочетающиеся с оползневыми и в меньшей степени – с осыпными формами.

БИЛЕТ № 29

1.Физико-геологическое моделирование Земной Коры.

Земная кора - относительно тонкая твердая оболочка толщиной от 0 до 70-75км. Под океанами - не более 7км.Осадочный слой - верхняя часть разреза земной коры. Он образован различными осадочными породами с плотностью 2,2-2,5г/см3. Мощность - от первых метров до 20км. Скорость прохождения упругих волн 1,8-5км/с.

Гранитно-метаморфический слой образован магматическими породами кислого состава, гнейсами, кристаллическими сланцами. Его плотность 2,4-2,7г/см3. На континентах он подстилает осадочный слой, а местами выходит на поверхность. Мощность гранитного слоя 25км. Скорость прохождения упругих волн 5-6,2 км/с.

Базальтовый слой - нижняя часть разреза земной коры. Сложен магматическими и метаморфическими породами основного состава плотностью 2,7-2,9г/см3. Скорость прохождения упругих волн 6-7,6км/с.

Раздел между земной корой и верхней мантией - поверхность Мохоровичича, с которой связано резкое увеличение скорости прохождения упругих волн (до 8км/с ) и плотности пород.

Выделяется два основных типа земной коры и несколько переходных.

Океаническая кора состоит из:

осадочного слоя от 1 до 10-15км (возраст - 180 млн.лет);

базальтового слоя - 1,5-2км;

слоя из пород типа габбро.

Континентальная кора мощностью от 35-40км до 50-75км состоит из:

осадочного слоя до 20-25км (возраст - 1700-2500 млн.лет);

консолидированной коры - гранитный и базальтовый слои, разделенные поверхностью Конрада.

Континентальная кора пониженной мощности (менее 30км) с менее четко

выраженным гранитным слоем - субконтинентальная.

Океаническая кора (безгранитная) повышенной мощности за счет осадочного слоя - субокеаническая. Дополнительная информация

В океанах ниже Мохо залегают серпентинизированные ультрабазиты(перидотиты, дуниты). На континентах мантия имеет также ультраосновной состав с глубоко метаморфизированными основными породами - эклогитами. Средний состав мантии: смесь перидотита и базальта 3:1 - пиролит.

На глубине от 400 до 700км - слой Голицина - возрастает скорость прохождения упругих волн  оливиншпинель, пироксингранат. На границе верхней и нижней мантии: гранатильменит, шпинельпериклаз; увеличивается отношение Fе/Мg.

Внешнее ядро Земли - жидкое, внутреннее - твердое. Состав ядра - Fе с примесью Ni, S, O2, SiO2.

По физическому (реологическому) состоянию в верхней части твердой оболочки Земли выделяют:

литосферу - твердая оболочка - кора и верхняя часть мантии; обладает упругими свойствами в верхней части и упруго-пластичными в нижней;

астеносферу -пластичная оболочка, по отношению к которой осуществляется изостатическая компенсация. Изостазия - равновесное состояние коры относительно мантии. Глубина залегания астеносферы - 2-350-60км под океанами и 100-200км под континентами. Подошва ее опускается до глубин 400км - границы верхней мантии и слоя Голицина (мезосферы).

2. Поиски месторождений полезных ископаемых по данным электроразведки.

Нефтяная, рудная- ЗСБ, МТЗ (осн). МТЗ-по импедансу находим УЭС. р=0,2z2T. Т-период(аналог глубины). По сопротивлению определяем рудные тела и нефть. ЗСБ- преобр-ем Фурье переходим от частоты ко времени. Изучаем переходные процессы в горизонтально слоистой среде. Регистрируем время восстановления. Оба метода могут использоватся прямыми методами поиска. (Аналог глубины-время).

3. Вещественный состав основных групп осадочных пород: обломочных, карбонатных, кремнистых, эвапоритов и др. – как результат обстановки их формирования. -

Классификация осадочных горных пород

Обломочные	Хемогенные и биогенные	Глинистые
Грубообломочные(обломки1мм) Глыбовые(обломки 1000мм), Валунные(обломки 100-1000мм), Галечно-щебеночные(обломки 10--100мм), Гравийно-дресвяные(обломки 1- -10мм) Песчаные(обломки 0,1-1мм) Алевритовые(обломки 0,01-0,1мм) Пелитовые(обломки 0,01мм) Пирокластические	Алюминистые Железистые Марганцевые Кремнистые Фосфатные Карбонатные Сульфатные Галоидные Каустобиолиты	Гидрослюдистые Каолинитовые Монтмориллонитовые Полиминеральные

По минеральному составу обломочные породы принято разделять на полимиктовые (содержание любого минерала не превышает 75% всей массы обломков), олигомиктовые (один из минералов составляет 75-95%), мономинеральные - один минерал составляет 95% и более. Главнейшие породообразующие минералы осадочных пород - кварц, кальцит, каолинит, опал, гипс, слюда, реже глауконит, минералы железа и др. Соединения железа, обуглившиеся растительные остатки и цветные минералы окрашивают породы в желтый, бурый, розовый, красный, зеленый, серый, черный и др.цвета.

Глинистые породы являются наиболее распространенными осадочными образованиями. Основными составными частями пород являются глинистые минералы (главным образом группы гидрослюды, монтмориллонита и каолинита, реже - хлорита) и тонкодисперсный обломочный материал - пелит. Примеси в глинистых породах могут составлять до 50%. Наиболее обычными из них являются алеврит, песок, кальцит.

Химические и биохимические породы образуются в водоемах при химическом осаждении минеральных веществ из истинных и коллоидных растворов. В осаждении нередко принимают участие микроорганизмы. В таких случаях породы называют биохимическими.

Соли (эвапориты) - отложения соленых озер или лагун, расположенных в условиях сухого и жаркого климата (каменная соль, сильвинит, гипс, ангидрит.

Фосфориты - типичные представители биохимических пород. Это песчано-глинистые или глинисто-карбонатные породы, сцементированные фосфатным цементом.

Бокситы образуются в области жаркого и влажного климата при химическом разложении полевошпатовых пород.

Карбонатные породы - известняки, доломиты, мергель, мел. Образуются в результате химического осаждения углекислого кальция и магния из истинных растворов в озерах и морях. Известняки бывают органического (коралловые, фораминиферовые) и химического происхождения. Мел состоит из известковых скорлупок морских водорослей кокколитофорид и мелких раковинок фораминифер. Мергель состоит из мелкозернистого кальцита и глинистого материала.

Кремнистые породы состоят из кремнистых раковин, скелетных остатков и хемогенного кремнезема. Основные минералы кремнистых пород - опал и халцедон. Диатомиты - породы, состоящие из микроскопически мелких диатомовых водорослей. Яшма состоит из халцедона, кварца, реже опала. В качестве примесей в ней встречаются соединения железа, хлорит и органическое вещество. Примеси окрашивают яшмы в бурый, красный, зеленый и темно-серый цвета.

БИЛЕТ № 30

1. Дискретное представление непрерывной геофизической информации (эквидистантная дискретизация по непрерывному аргументу).

Проблема численного представления характеристик физических полей, изучаемых в разведочной геофизике, заключается в необходимости отображения континуального множества, которое образуют значения характеристик, в счетное подмножество, образуе­мое их численными значениями. При этом происходят потери информативности с теоре­тической точки зрения могут быть оценены вычислением s-энтропии. Эта проблема наи­более характерна для оцифровки сигналов, возникающих при исследовании "нестацио­нарных" (переменных во времени) полей. Она относится к задачам приближенного пред­ставления функций и решается путем квантования сигнала по уровням. Суть квантования:

разбиение области возможных значений оцифровываемого сигнала на классы;

классификация мгновенного (в заданный момент времени) значения входного сигнала;

замена мгновенного значения значением представителя класса, (представителя каждого класса

назовем уровнем квантования).

Теорема Котельникова справедлива для функций с ограниченным спектром. Одна­ко, согласно теореме масштабов, если

т.е ограниченному спектру соответствует неограниченная функция.

На практике мы имеем дело с функциями ограниченной длительности (то есть не­ограниченными спектрами). Тем не менее, при большой длительности исходных функций и выборе шага дискретизации

сигнал по отсчетам восстанавливается с достаточ­ной степенью точности.

Обычно для финитных функций достаточной длительности (10-ки видимых перио­дов) принимают

т.е. если Fс=125Гц, то 6t = 1/(4*125 )=(1/500)с=2мс

Частота Fn = l/25t называется частотой Найквиста.

При присутствии в спектре исходного сигнала составляющих выше частоты Найк­виста (эффект неограниченности спектра) возникают специфические помехи - зеркальные частоты.

В результате дискретизации по времени и квантования по уровням функция непре­рывного аргумента u(t) может быть представлена последовательностью отсчетов Ui, где i -номер отсчета, аналог времени:

т.е. координата времени хранится косвенным обра­зом (эффект равномерного кодирования).

Проблема численного представления характеристик переменных во времени физи­ческих полей, используемых в разведочной геофизике, связана с дискретизацией фущркциональных зависимостей по непрерывному аргументу (времени) является одним из ас­пектов проблемы приближенного представления функций. Практически она сводится к выбо­ру точек на оси времен, в которых определяются численные значения функции. Точки могут быть расположены равномерно (равномерное кодирование информации, эк­видистантное кодирование) и неравномерно. Рассмотрим первый подход.

Проблема эквидистантного кодирования заключается в выборе шага между точка­ми дискретного представления информации - шага дискретизации (8t) с тем, чтобы обес­печить точную передачу (возможность восстановления непрерывной функции по ее дис­кретным значениям) при минимальном объеме дискретной информации. Она решается на основе теоремы Котельникова, сформулированной в терминах теории связи.

Теорема Котельникова. Функция U(t) допускающая преобразования Фурье и имеющая непрерывный спектр ограниченная полосой частот от 0 до F = полностью определяется дискретным рядом своих значений, взятых с интервалом по времени ,

Чем определяется выбор шага дискритизации: опр-ся теоремой Котельникова.

Что понимается под квантованием по уровням?

Отображение непрерывного множества сигналов на конечном подмножестве значений того же множества.

Что понимается под дискретизацией по непрерывному аргументу?

Точки на оси абсцисс (X) могут быть равномерными и не равномерными.

Чем определяется выбор шага квантования?

Исходя из мощности.Формулировка теоремы Котельникова?Чем определяется шаг дискретизации?Из верхней границы частотного диапазона.

2. Этапы и стадии поисково-оценочных работ на нефть и газ

После изучения региона дистанционными геофизическими методами определяют в первом приближение его геологическое строение, выбирают место заложения опорной скважины. Глубина бурения – до фундамента или на максимально возможную величину. Со сплошным отбором керна. Опорные скважины – общее изучение геологического строения , изучение свойств пород, что помогает в интерпретации полей. В результате, определяют возможные зоны нефте- газонасыщения. Для их изучения закладывают параметрические скважины. Отбор керна – по перспективным пластам. В них проводится весь комплекс ГИС. После бурения скважин этого типа, выделяются наиболее перспективные участки и вкрест простиранию этих участков бурят структурные скважины. Глубина бурения – до первой жёсткой геофизической границы, которая отражает глубинное строение территории (1500 м). Отбор керна - выборочный, комплекс ГИС – полный. После проверки данных ГИС и последующей переинтепритации, составляется каталог выявленных объектов (любой антиклинальный перегиб слоёв или аномалия типа «залежь»). Среди этих объектов выделяют наиболее перспективные и подготавливают их к поисковому бурению. Подготовленные объекты – на которые составлена структурная карта, проверенная в данном районе геофизическими методами. Закладывают поисково-оценочные скважины. Глубина бурения – до вскрытия всех продуктивных пластов. Отбор керна – сплошной по перспективным интервалам и на границах разновозрастных толщ. Цель бурения – поиск залежей, получение промышленного притока и оценка запасов в первом приближение (балансовое/забалансовое) Если запасы балансовые, то их нужно подсчитать более точно, бурят разведочные скважины. Цель – подготовка запасов к разработке. Керн – по продуктивным интервалам, ГИС – при необходимости полный комплекс. Самыми последними бурятся эксплуатационные скважины (добывающие, нагнетательные, наблюдательные; водяные сбросовые, для ликвидации открых фантанов)

Стадия I. Региональные геологические и геофизические работы.Подстадии:

1-1 —региональные геофизические работы масштаба 1 : 200 000;

1-2 — региональная геологическая съемка масштаба 1 : 200 000;

1-3 — региональная геологическая съемка масштаба 1 : 50 000;

1-4 — глубинное геологическое картирование.

Стадия II. Поиски месторождений полезных ископаемых. Подстадии:

П-1—общие поиски;

И-2 — детальные поиски;

П-3 — поисково-оценочные работы.

Стадия III. Предварительная разведка.

Стадия IV. Детальная разведка.

Стадия V. Разведка эксплуатируемого месторождения в пределах

горного отвода.

Стадия VI. Эксплуатационная разведка.

3. Пронятие о Кларках химических элементов..

Среднее содержание химических элементов в земной коре в % - Кларк. (О -48%, SiO₂ - 27%). Парадоксы кларков - рассеянные элементы имеют высокий кларк, но необразуют свои месторождения.

БИЛЕТ № 31