Земной дефектоскоп. Часть II

Если Вы заядлый ценитель роскошных автомобилей и высоких скоростей, Вам определенно точно будет интересно узнать о таком легендарном авто как Шевроле Камаро, история которого берет свое начало еще в далеком 1966 году. Узнать больше об этом автомобиле Вы сможете, посетив сайт www.carsweek.ru.


planetearth 957x1024 Земной дефектоскоп. Часть II

На рис. 1, а на всех каналах отчетливо замечается вступление, отмеченное цифрой I. На каждой очередной линии записи эта волна вступает чуть позднее. Ясно, что, чем быстрее волна, тем меньше будет это запаздывание от одного сейсмоприемника к другому. И когда интерпретатор видит, что линия вступлений II идет более полого, а линия вступлений III более круто, он понимает, что волны II образовались на границе с меньшей скоростью, а волны III на границе более глубокого слоя, где скорость больше. В нашем случае и волны II, и волны III это головные волны, образовавшиеся на границах слоев.

 

В верхней части сейсмограммы до вступлений волны, отмеченной знаком II, заметны другие вступления (I). Это тоже головные волны, образовавшиеся на самом верхнем горизонте. Но вот на седьмой и восьмой линиях записи плавный ход линии, проведенной через эти вступления, нарушается. Интерпретатору ясно, что здесь произошло нарушение этой границы, здесь она перебита сбросом, сдвинута — изучаемый пласт изменил здесь свое строение (рис. 1, б).

Если на графике по оси абсцисс отложить расстояние, а по оси ординат — время прихода волн, то получится система годографов — кривых времени пробега сейсмических волн (рис. 1,в). Такая система годографов служит основой для расшифровки строения пластов: их наклон характеризует скорость упругих волн ниже границы, на которой образовались волны, а положение начальной точки — мощность изучаемых пластов. Если же удается зарегистрировать и волны, отраженные от границы пластов, то можно оценить скорость волн внутри пласта, а не только на его границе.

 

Представим себе теперь, что волны, углубившиеся в Землю, встречают не горизонтальный, а наклонный пласт. Тогда по мере приближения пласта к поверхности Земли путь головных волн будет все короче и короче, линия годографа уменьшит свой наклон, и можно сделать ошибочный вывод о том, что волны встретили пласт с очень большой скоростью распространения волн. Чтобы избежать такой ошибки, разведку ведут в двух направлениях, проводя профили навстречу друг другу. Теперь пункты взрыва расположены по концам изучаемого участка, и если слой наклонен, то прямой и встречный годографы на графике лягут под разными углами: ведь для встречного годографа путь волн по мере удаления от пункта взрыва будет все длиннее и длиннее, и время пробега будет значительно возрастать.

 

 

042712 2145 10 Земной дефектоскоп. Часть II

Рис. 1. Образец сейсмограммы при сейсмической разведке (а), разрез изучаемого участка (б) и соответствующие годографы (в). Группы волн I, II и III головные волны, образовавшиеся на границах различных слоев

 

Применение системы встречных годографов дает гораздо более надежные сведения, так как позволяет одновременно определять скорости волн, мощность и наклон слоев.

Особенно эффективно использование методов сейсмической разведки при обнаружении газонефтеносных участков. После того как по геологическим данным выделен перспективный район, на карту один за другим ложатся профили сейсмической разведки. И вот найден участок с характерным расположением линий годографов, участок, где земные слои вздуваются куполом и этот купол перекрыт пластом непроницаемой глины. Здесь наиболее вероятно скопление горючих ископаемых. При этом совсем необязательно, чтобы нефть образовалась именно в этом месте. Просачиваясь сквозь мельчайшие поры горных пород ив мест своего зарождения, она в других местах вышла на поверхность, разложилась и улетучилась, а здесь она зажата между непроницаемой глиной и подушкой скопившегося газа сверху и пластом подпирающей ее воды снизу. Нефть, конечно, не лежит сплошным пластом — она под давлением заполняет все мельчайшие пустоты пористых пород (чаще всего песков или песчаников). Теперь остается бурить, чтобы драгоценное вещество, нагнетаемое давлением горных пород, ударило фонтаном на поверхности.

 

Другой пример применения методов сейсмической разведки относится к одной из самых своеобразных горных пород на Земле. Речь идет о льде. «Разве может быть лед горной породой?» — спросит читатель. Конечно, и причем одной из самых распространенных из осадочных пород на Земле. Лед тверд и упруг, скорость сейсмических волн в нем даже выше, чем, например, в песках или глинах. Он залегает мощными слоями на ледниках и в районах вечной мерзлоты, и даже целый континент— Антарктида — и целые архипелаги островов в Арктике и Антарктике, среди которых самый большой остров Земли — Гренландия, выше уровня моря сложены в основном из слоев льда. В глубинных частях Гренландии и Антарктиды лед долговечнее других осадочных пород, он залегает там без изменений многие миллионы лет.

И вот, когда потребовалось составить представление о строении глубоких частей Антарктиды, обычные методы геологии оказались неприемлемыми для льда: слишком лед однороден, трудно определить его возраст (хотя и с этой задачей удается теперь справиться), а главное, в центральных частях Антарктиды недра неподвижны, и никакие природные процессы не дают нам сведений о самых глубоких слоях льда. Ледниковый панцирь Антарктиды одолела только сейсмическая разведка.

 

На пути советских, американских, английских ученых и их коллег из других стран было много трудностей. Одно дело — уловить отражения с десятков или сотен метров, а другое — поймать слабое эхо с многокилометровой глубины. В 1958 году высказывались серьезные сомнения в возможности таких работ. Предполагалось, что лучи сейсмических волн, искривляясь в толще льда с переменной скоростью, вообще не могут достичь ледникового ложа. Вместо желаемой записи отражений на сейсмограммах бежали извивы вредных шумов — волн, образовавшихся при взрыве и распространявшихся по волноводу — неплотному слою фирна (слежавшегося, но еще не превратившегося в лед снега).

 

Молодые советские исследователи Олег Сорохтин, Андрей Капица и другие преодолели трудности. Специальные буровые установки позволили закладывать заряд глубже «шумного» фирнового слоя. Специально подобранные фильтры отобрали нужную часть сигналов. И сейчас советские результаты зондирования льда в Антарктиде считаются наиболее точными и достоверными. До 5 км — такой мощности достигает ледовый покров Антарктиды. Профиль ледникового ложа (рис. 2) оказался совсем непохожим на сглаженный купол поверхности льда — под ледяной шапкой обнаружилась целая горная страна с хребтами ‘и долинами, высокими поднятиями и глубокими впадинами, опущенными ниже уровня океана.

 

042712 2145 11 Земной дефектоскоп. Часть II

Рис. 2. Разрез ледяного купола Антарктиды, полученный при сейсмическом зондировании от Мирного до Полюса недоступности


Найти на unnatural: Земной дефектоскоп Часть
Автор: admin | 28 Апрель 2012 | 157 просмотров

Новые статьи:

Оставить комментарий:

Все размещенные на сайте материалы без указания первоисточника являются авторскими. Любая перепечатка информации с данного сайта должна сопровождаться ссылкой, ведущей на www.unnatural.ru.
Rambler's Top100