Пружна анізотропія метаморфічних порід Кривбасу і її використання для вирішення задач тектонофаціального аналізу - Автореферат

КИЇВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ІМЕНІ ТАРАСА ШЕВЧЕНКА Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата геологічних наук Науковий керівник: доктор фізико-математичних наук, професор Продайвода Георгій Трохимович, професор кафедри геофізики геологічного факультету Київського національного університету імені Тараса Шевченка, м.Ці дослідження представляють інтерес для вирішення багатьох проблем фізики Землі, регіональної геології і геофізики, зокрема, структурної геології і тектонофізики. Проведені ультразвукові дослідження гірських порід (Александров К.С., Беліков Б.П., Воларович М.П., Баюк Є.І., Горбацевич Ф.Ф., Мілєєв В.С., Продайвода Г.Т., Рижова Т.Ф., Шабанова А.О.) показали, що упорядкованість структурних елементів текстур гірських порід спричиняє азимутальну анізотропію швидкостей різних типів пружних хвиль. В звязку із необхідністю підвищення ефективності структурного аналізу гірських порід виникла необхідність експериментальних ультразвукових досліджень метаморфічних порід Криворіжжя, які є унікальним джерелом інформації про палеотектонічні режими архею і нижнього протерозою та умови формування родовищ корисних копалин. Вивчення упорядкованостей текстур гірських порід дає важливу інформацію про послідовність розвитку деформацій і тектонічну природу умов їх формування і перетворення. Для досягнення поставленої мети необхідно було вирішити наступні задачі: · провести аналіз сучасних методів вивчення і кількісної оцінки пружної анізотропії гірських порід;Для вивчення анізотропії швидкостей пружних хвиль у більшості випадків застосовують метод ортогональних напрямків (Берч Ф., 1961), в якому експериментальні вимірювання швидкостей повздовжніх та поперечних хвиль здійснюють у трьох ортогонально орієнтованих циліндричних зразках, що виготовлені з одного блоку породи і їх орієнтація узгоджена із елементами текстури гірської породи. Крім того, метод не в повній мірі враховує акустичну неоднорідність будови текстур гірських порід. криворізький деформаційний тектонофація свердловина Реєстрація амплітуди чисто поперечних лінійно-поляризованих ультразвукових коливань здійснюється в зразках гірських порід шляхом повороту зразку відносно векторів поляризації випромінюючого і приймального перетворювачів на кут 3600. Метод забезпечує якісні результати при вивченні гірських порід, елементи симетрії текстур яких відомі. Безперечною перевагою інваріантно-поляризаційного метода є можливість кількісної оцінки регулярної і флуктуаційної складових ефективної фазової швидкості пружної хвилі, що забезпечує розрізнення ефектів анізотропії неоднорідностей та можливість визначення акустичної і пружної симетрії текстури гірських порід при відсутності апріорної інформації і довільній орієнтації лабораторної системи координат.Концентрація орієнтованих зерен породоутворюючих мінералів і мікротріщин вздовж осей х1, х2 із збільшенням балу тектонофацій від V до Х зменшується з одночасним збільшенням її по осі х3, досягаючи 95 % для тектонофації Х. Формат зерен кварцу і плагіоклазу a змінювався від a=0,3 для тектонофації V до a=0,03 для тектонофації Х, та від a=0,1 для тектонофації V до a=0,01 для тектонофації Х - для біотиту. Формат мікротріщин змінювався від a=0,05 для тектонофації V до a=0,0005 для тектонофації Х, а їх концентрація - від ?=1 % до ?=0,1 % відповідно. Характеризують , на прикладі двох моделей: «амфіболіт» - модель ІІІА і «залізистий кварцит» - модель ІІІБ вплив накладених деформацій. За результатами математичного моделювання для моделі І «сланець біотитовий» встановлено, що акустична і пружна симетрія текстури моделі І планальна ромбічна (; ), величина інтегрального коефіцієнту акустичної анізотропії А? різко зростає із зростанням рівня тектонофацій до 42 % для тектонофації Х катазони.За результатами комплексного аналізу параметрів акустичного еліпсоїду, інтегрального коефіцієнту акустичної анізотропії, параметрів пружної анізотропії і функції розподілу орієнтації мінералів і мікротріщин зразків досліджених порід та залізистих кварцитів мікроскладки Криворіжжя доведено ефективність застосування акустичного методу текстурного аналізу гірських порід для вирішення задач тектонофаціального аналізу та динамічних структурних задач. Встановлено, що для метаморфічних порід, що відповідають реологічним обстановкам мезозони і катазони, між величиною інтегрального коефіцієнту акустичної анізотропії А? і ступенем деформаційних перетворень існує прямий звязок - вищим балам тектонофацій відповідають найвищі значення цього параметру (до 25,4 %), а середньобальним тектонофаціям V-VII - переважно середні і іноді низькі значення А?. На основі аналізу звязків між балом тектонофацій і величиною параметру А? створена для умов катазони і мезозони шкала акустичних деформаційних фацій, яка цілком узгоджується з результатами тектонофаціальних досліджень.

Основний зміст роботи