Сейсмические методы решения геологических задач
Курсовой проект - Геодезия и Геология
Другие курсовые по предмету Геодезия и Геология
Сейсмическая стратиграфия1976Трёхмерные наблюдения
Одним из важнейших послевоенных достижений было использование для интерпретации волновой картины вдоль профиля монтажа сейсмограмм так называемого временного разреза. Отдельные сейсмограммы в процессе интерпретации ставили рядом уже давно, но было очень трудно охватить их единым взором из-за больших размеров каждой сейсмограммы и различий в скорости протяжки фотобумаги. Трудности усугублялись нормальным приращением времени, неоднородным характером процесса получения записей и т.д. Для решения этих проблем были разработаны системы получения изображений способами переменной плотности и переменной ширины с равномерной горизонтальной шкалой и выводом амплитуд.
В 1950 г. Г. Мэйн изобрел метод общей глубинной точки (ОГТ) как способ подавления помех, с которыми не удаётся справиться путём группирования. Но широкое распространение получил лишь в 60-х годах, быстро утвердившись благодаря своей способности ослаблять кратные волны и помехи других типов.
Совершенствовались так же и источники: взрывчатке и падающим грузам на смену пришли установки, производящие вибрации и прочее.
Но развитие сейсмических методов в геологии не прекратило развиваться. И в наше время совершенствуются способы получения данных, методы интерпретации их. От двумерных разрезов уже практически повсеместно перешли к трёхмерным., расчёты делаются на компьютерах. Всё это делает сейсмические методы более удобными и используемыми.
Глава 2. Объекты изучения, цели и задачи исследований в выбранном разделе геологии
Сейсмические методы решения геологических задач разделяются на две основных группы по объектам изучения: на сейсморазведку и сейсмологию. На самом деле, это разделение не имеет четкой границы, но принято считать, что сейсморазведка изучает объекты на поверхности Земли вплоть до границы Мохоровичича (~40-45 км под континентами и ~8 км под океанами), то есть земную кору. А сейсмология - глубинное строение Земли (до ядра). Различаются эти две группы и способами получения информации: если в сейсморазведке в основном пользуются переносными устройствами сбора данных (датчики, сейсмоприёмники), причем сбор данных может осуществляться как на суше, так и на воде, то в сейсмологии это исключительно сейсмостанции. Плюс ко всему, очень часто это не одна-две станции, а глобальная сеть по всему миру. Так что сейсморазведка и сейсмология различаются ещё и масштабами сбора данных. Ещё одно немаловажное различие - это источники сейсмических волн. В сейсморазведке волны возбуждаются искусственно: взрывами, падающими грузами, вибраторами - устройствами создания колебаний. В сейсмологии же в основном используют колебания, волны, вызванные землетрясениями.
Однако сейсморазведка и сейсмология, в общем, ставят перед собой сходные задачи: разделение слоёв во внутреннем строении Земли на основе отражения, преломления и искажения сейсмических волн. Пусть и в разных масштабах, на разных глубинах. Но если посмотреть глубже, нетрудно будет заметить различия. Так, сейсморазведка работает со следующими объектами:
карстовые пещеры и солёные купола;
рудные месторождения;
волноводы;
осадочные слои;
структуры литосферы и т.д.
Сейсмология, в свою очередь, работает со следующими объектами:
внутренние сферы Земли;
границы между сферами;
границы между литосферными плитами и т.д.
Как следствие, видны и цели каждой группы методов. Цели сейсморазведки: нахождение месторождений полезных ископаемых, нахождение границ между слоями, расположение слоёв друг относительно друга, получение геологического профиля местности. Цели сейсмологии: изучение внутреннего строения Земли, объяснение земных процессов, изучение истории происхождения Земли, попытка предсказания её будущего, изучение разломов, горообразования, попытка предсказать их.
Глава 3. Современные знания в данной области
3.1 Общие принципы
Всем современным знаниям в области сейсморазведки (как и сейсмологии) мы обязаны закону Гука. Он позволяет вычислить деформации при известных напряжениях. (Напряжение - сила на единицу площади. Деформация - изменение формы и размера тела в результате действия на него напряжения.) Когда деформации малы, их связь с напряжениями определяется законом Гука, согласно которому данная деформация прямо пропорциональна обусловившему её напряжению. Если существует несколько напряжений, то каждое из них создаёт деформацию независимо от других. Таким образом, полная деформация равна сумме деформаций, вызванных отдельными напряжениями.
Гук придумывал свой закон для деформаций отдельных тел. Но, как известно, сейсмическая волна - это, в сущности, и есть деформация, передающаяся по материалам. Так что и для сейсмических волн закон Гука выполняется. Далее мы увидим, как. Сейчас же необходимо отметить, что сейсмические волны делятся на две основные группы: поверхностные и объёмные.
Поверхностные волны в свою очередь делятся на два типа: волны Релея и Лява. В первом случае движение частиц происходит по окружностям. Во втором - в горизонтальном направлении поперек движения волны (рис. 1).
А)
Б)
Рис. 1. Поверхностные волны. А) Релея; Б) Лява
Но эти волны не имеют практически никакой пользы при выполнении сейсмологических и сейсморазведочных работ. Причем иногда они наоборот создают помехи.
Объемные волны, в св