Пружно-щільніснi параметри гірських порід Українського щита в умовах високого тиску i температур

6. Коболев В.П. Теплопроводность некоторых гранитоидов Украинского щита в термобарических условиях земной коры. / В.П. Коболев, И.Н. Свищук, В.И. Шаповал, Е.Е. Карнаухова // Геофизический журнал. - 2007. - 29, № 3. - С. 37-48.

7. Савенко Б.Я. Магнитные параметры горных пород при высоких давлениях и температурах / Б.Я. Савенко, В.А. Корчин, Е.Е. Карнаухова // Геофизический журнал. - 2007. - 29, №3. - С. 78-85.

8. Korchin V.A. The thermobaric nature of the low seismic velocities zone's in the Earth crust / V.A. Korchin, V.P. Kobolev, P.A. Burtnyі, E.E. Karnaukhova // Модели земной коры и верхней мантии: материалы Международного научно-практического семинара, 18-20 сентября, 2007. - Санкт-Петербург: ВСЕГЕИ, 2007. - С.79-81.

9. Karnaukhova E.E. Effect of mineral content of granitoids of the Ukrainian shield on the change of their elastic parameters in different thermobaric conditions of the lithosphere (by experimental data) / E.E. Karnaukhova, V.A. Korchin // Earth: our changing planet : XXIV IUGG General Assembly, July 2nd- 13th, 2007. - Perugia, Italy, 2007. - JSS001.

10. Korchin V.A. Reconstruction of the complicated stress state of a massif using data of elastic anisotropy as well as structural and textural measures of rocks / V.A. Korchin, P.A. Burtny, E.E. Karnaukhova // Earth: our changing planet: XXIV IUGG General Assembly, July 2nd- 13th, 2007. - Perugia, Italy, 2007. - JSS001.

11. Корчин В.А. Прогнозирование геологической среды земной коры по материалам ГСЗ и петрофизического термобарического исследования минерального вещества / В.А. Корчин, П.А. Буртный, Е.Е. Карнаухова // Геодинаміка. - 2009. - №1(8). - С. 67-75.

12. Корчин В.А. Геолого-геофизическое моделирование строения и состава литосферы Украинского щита по материалам РТ-петрофизики и ГСЗ / В.А. Корчин, П.А. Буртный, Е.Е. Карнаухова // Комплексные геолого-геофизические модели древних щитов: труды Всероссийской (с международным участием) конференции. - Апатиты: Изд-во Геологического института КНЦ РАН, 2009. - С. 32-36.

13. Коболев В.П. Петрофизические исследования горных пород при высоких РТ-параметрах и глубинное вещественное моделирование литосферы / В.П. Коболев, В.А. Корчин, П.А. Буртный, Е.Е. Карнаухова, М.В. Кравчук, И.Н. Свищук // Физико-химические и петрофизические исследования в науках о Земле. Десятая международная конференция (памяти проф. Ю.С. Геншафта): материалы конференции. - Москва, 2009. - С. 174-177.

14. Карнаухова Е.Е. Влияние основных породообразующих минералов пород Украинского щита на их упругие характеристики при различных РТ-параметрах / Е.Е. Карнаухова // XI Уральская молодежная научная школа по геофизике: сборник докладов. - Екатеринбург: ИГф УрО РАН, 2010. - С. 112-114.

Анотація

Карнаухова О.Є. Пружно-щільнісні параметри гірських порід Українського щита в умовах високого тиску і температур. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата геологічних наук за фахом 04.00.22 - геофізика. - Інститут геофізики iм. С.І. Субботіна НАН України, Київ, 2010.

Дисертаційна робота присвячена дослідженню впливу мінерального складу, структурно-текстурних особливостей на пружні властивості порід Українського щита при різному тиску і температурах і виявленню відповідних критеріїв для прогнозу розподілу мінеральної речовини в земній корі на базі матеріалів глибинних сейсмічних зондувань.

В рамках виконаної дисертаційної роботи були отримані статистично обґрунтовані кореляційні залежності «швидкість-щільність», «швидкість-мінеральний склад» на різних глибинах, які були використані для удосконалення методики термобаричного петрофізичного моделювання. На основі цих досліджень були побудовані прогнозні розрізи розподілу мінеральної речовини в земній корі Подільського та Інгульського мегаблоків УЩ.

Ключові слова: мінеральний склад, щільність, швидкості розповсюдження повздовжніх і поперечних хвиль, експериментальні РТ дослідження, кореляційні залежності, метод програмного термобаричного моделювання.

Аннотация

Карнаухова Е.Е. Упруго-плотностные параметры горных пород Украинского щита в условиях высоких давлений и температур. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата геологических наук по специальности 04.00.22 - геофизика. - Институт геофизики им. С.И. Субботина НАН Украины, Киев, 2010.

Диссертационная работа посвящена исследованию влияния минерального состава, структурно-текстурных особенностей на упругие свойства пород Украинского щита при различном давлении и температурах и выявлению соответствующих критериев для прогноза распределения минерального вещества в земной коре по материалам глубинного сейсмического зондирования и РТ-петрофизики.

Исследованиями установлено, что при высоком гидростатическом давлении дифференцирование пород по упруго-плотностным параметрам на группы существенно не отличается от распределения в условиях атмосферного давления. Идет увеличение упругих характеристик пород от кислих к более основным разностям. Увеличение упруго-плотностных параметров пород по группам идет в следующем порядке: гранитоиды > гранодиориты и диориты > чарнокитоиды > лабрадориты > габро, габро-нориты > пироксениты. Одновременное воздействие на образцы глубинных РТ-параметров не изменяет дифференциацию пород по группам.

Показано, что при гидростатическом давлении для любого типа пород зависимости

V_P,_S=f(Р_Г)

имеют два участка линейных градиентов скоростей с ростом давления. С увеличением давления разброс значений скоростей в одной группе пород уменьшается, при этом повышаются коэффициенты корреляции между упруго-плотностными параметрами пород и их минеральным составом.

Для всех групп пород наблюдаются сложные зависимости

V_p,V_s=f(PT)=f(H),

когда в эксперименте давление (Р) и температура (Т) изменяются по программам, соответствующим их изменению с глубиной (Н) конкретной изучаемой площади. Соответствующие зависимости скоростей характеризуются экстремумами. На исследуемых кривых выделяются три участка приращения скоростей. Для первого из них характерны более высокие значения градиентов изменения V_Р,S по сравнению с двумя другими. С увеличением основности пород рост градиентов изменения скоростей от действия давления и температуры уменьшается. Для большинства исследуемых групп пород УЩ сохраняется одна общая закономерность: чем меньше начальные значения скоростей V_Р,S, тем больше величина градиентов изменения скоростей на первом участке увеличения скоростей распространения упругих волн, что аналогично изменениям, обнаруженным при гидростатическом давлении. У гнейсов значения градиентов изменения упругих скоростей на третьем участке значительно ниже, чем у гранитоидов, несмотря на низкие начальные скорости.

Установлено, что в зонах низких скоростей (второй участок приращения) влияние минерального состава на упругие параметры пород оказывается невысоким и значительно меньшим, чем структурное преобразование пород. Исследованиями обнаружена слабая зависимость параметров зоны низких скоростей от исходного (Р = 1 атм) состояния образцов конкретной группы пород (V_P0, V_S0). Однако, тенденция зависимости этих параметров зоны от разновидностей пород сохраняется. Причем, чем выше начальные скорости, тем больше глубина и ширина зоны инверсии. Как следствие, чем совершеннее исходная структура породы, тем более она подвержена нарушениям в условиях программных высоких давлений и температур.

Установлено, что основными минералами, определяющими упругие свойства кислых и средних пород Украинского щита, являются кварц, плагиоклаз и биотит. С увеличением основности пород преобладающую роль в зависимостях их упругих скоростей в различных термобарических условиях опытов от минерального состава начинают играть темноцветные минералы - амфибол и пироксен.

В рамках выполненной диссертационной работы были получены статистически обоснованые корреляционные зависимости «скорость-плотность», «скорость-минеральный состав» на разных глубинах, которые были использованы для усовершенствования методики термобарического петрофизического моделирования. На основе этих данных были построены прогнозные разрезы распределения минерального вещества в земной коре Подольского и Ингульского мегаблоков УЩ.

Ключевые слова: минеральный состав, плотность, скорости распространения продольных и поперечных волн, экспериментальные РТ исследования, корреляционные зависимости, метод программного термобарического моделирования.

Summary

Karnaukhova E.E. Elastic-density parameters of the Ukrainian shield rocks under conditions of high pressure and temperature. - Manuscript.

Thesis for a scientific degree of Candidate of Geological Sciences in speciality 04.00.22 - geophysics. The S.I. Subbotin Institute of Geophysics, National Academy of Sciences of Ukraine, Kiev, 2010.

Thesis is devoted to the research of influence of mineral composition and structure-texture features on elastic properties of rocks of the Ukrainian Shield (USh) at different pressure and temperatures and to revealing corresponding criteria for the forecast of distribution of mineral matter in the Earth's crust on the base of materials of the deep seismic soundings.

Within the framework of the dissertation statistically grounded cross-correlation dependences «velocity-density» and «velocity-mineral composition» at different depths were obtained, which were used for the improvement of thermobaric petrophysical method of simulation. The forecast sections of mineral matter distribution in the Earth's crust of Podolsky and Ingulsky megablocks of USh on the basis of these studies were built.

Key words: mineral composition, density, longitudinal and transversal waves propagation velocity, experimental PT researches, cross-correlation dependences, method of program termobaric modeling.

Размещено на Allbest.ru