11. Изучение напряжённого состояния пород в скважинах и горных выработках.

Изучение напряженного состояния земной коры в скважинах основано на наблюдениях, как естественных деформаций ствола скважины, так и искусственно вызванных деформаций пород слагающих этот ствол. В первом случае с помощью либо магнитно ориентированного специального «четырехрукого» прибора, либо акустического телевизионного устройства устанавливается искажение поперечного сечения ствола скважины или сдвиговое нарушение этого ствола, и по ним определяется ориентировка оси максимального сжимающего напряжения. В другом случае производится закупорка участка ствола скважины и с помощью закачки воды в нем повышается давление до тех пор, пока не происходит «гидроразрыв» и образуются трещины, ориентированные вдоль минимального сжимающего напряжения. Эти трещины иногда являются возобновлением ранее существовавших в породах вокруг ствола скважины. Обе эти методики в настоящее время широко применяются в разных странах.

Для изучения напряженного состояния пород в горных выработках используются трехмерные измерения в образцах этих пород, изолированных от окружающего их объема. В России такие исследования проводились на Кольском полуострове и на Урале, проводились они и в Киргизии.

22. Факторы реализации геодинамических явлений.

Локальное изменение структуры и литологического состава пород обеспечивает над такими зонами аномалии различных физических полей. Вследствие повышенного энерго-масса-переноса и активизации неодвижений по геодинамическим зонам вся перекрывающая толща пород изменяет свои физико-химические свойства. На земной поверхности геодинамические зоны как структурные элементы горного массива проявляются в виде линейно вытянутых форм рельефа, их границ, элементов гидрографической сети, геологически обусловленных зон почвенного и растительного контрастов. Эти формы рельефа называются линеаментами. По аналогии с планетарными блоками, границы микроблоков называются геодинамические зоны и микрогеодинамические зоны (ГДЗ и МГДЗ), а их поверхностные проявления линеаменты или микролинеаменты. В зависимости от решаемых научных и прикладных задач и детальности изучения, интерес могут представлять блоки горного массива и соответствующие линеаменты самых различных размеров. При оценке устойчивости гидротехнических сооружений интерес представляют линеаменты по протяженности в сотни метров и первые километры. Геодинамические зоны могут иметь различную тектоническую активность.

Выражение структур в облике земной поверхности обуславливается следующими основными факторами:

1) спецификой геометрии структур (размерности, морфологии, плановых очертаний);

2) спецификой эндогенных процессов, изменениями морфологии и строения экзогенных форм рельефа под влиянием растущей структуры;

3) составом, свойствами и строением геологического субстрата;

4) соотношением скоростей роста тектонических структур с процессами денудации или аккумуляции.

28. Изучение современного напряженного состояния земной коры и литосферы

В последние годы справедливо придается большое значение изучению современного напряженного состояния земной коры и всей литосферы, и соответствующие исследования ведутся в международном масштабе. Существует три основных метода определения знака и ориентировки напряжений в земной коре (литосфере): 1) метод определения характера смещений в очагах землетрясений; 2) изучение ориентировки и знака перемещений по геологическим индикаторам — сколовым трещинам, штрихам и бороздам на зеркалах скольжения и т.д.; 3) изучение напряженного состояния пород в буровых скважинах и горных выработках (штольнях, шахтах).

Для определения локальных механизмов землетрясений необходимо иметь данные регистрации соответствующего землетрясении на нескольких сейсмостанциях, находящихся на разных азимутальных направлениях от эпицентра землетрясения. На сейсмограммах, записанных на этих станциях, следует обратить внимание на знак первых вступлений продольных волн. Если первое колебание направлено вверх, это означает, что первой пришла волна сжатия, если вниз — волна разрежения (растяжения). Далее необходимо нанести полученные данные на стереограмму, центром которой является эпицентр землетрясения. На этой стереограмме должны быть затем обозначены плоскости, проходящие через ее центр и разграничивающие области сжатия и растяжения. Эти плоскости носят название нодальных, т.е. узловых, плоскостей и должны быть взаимно перпендикулярны. Они отвечают тем плоскостям, вдоль которых могло произойти смещение во время данного землетрясения. При взбросе в центре стереограммы располагается область сжатия, по периферии — растяжения. При сдвиге стереограмма распадается на чередующиеся квадранты сжатия и растяжения.

Следующая группа методов основана на использовании чисто геологических индикаторов.

1. Анализ ориентировки сопряженных сколовых трещин (выявление следов перемещений по трещинам и использ только одновозрастные системы; при соблюдении этих условий положение оси сжатия определяется по биссектрисе острого угла между сколовыми трещинами); 2. Кинематический метод (использ в качестве индикатора вектора перемещений штрихов и борозд на заркалах скольжения в горных породах); 3. Структурно-парагенетический (использ 2 гр индикаторов тектонических напряжений: 1. Минерализов жилы и дайки магматических пород. 2. Плоскости рассланцевания кливажа, сколовые трещины и стилолитовые швы).

Изучение напряженного состояния земной коры в скважинах и др горных выработках основано на наблюдении за естественными деформациями ствола скважины и искусственно вызванными деформациями пород, слагающими ствол. В данном случае применяется акустическое скважинное телевидение, предварительно определяются изменения диаметра СКВ и определяются элементы искривления скважин.

Для выяснения напряженного состояния земной коры используют различные методы и данные, среди них: измерение деформаций в горных выработках, микроструктурный анализ, анализ градиента скорости тектонических движений и другие методы. На практике ориентировка напряжений чаще всего определяется методом анализа трещиноватости горных пород и механизма очагов землетрясения.

Для изучения напряженного состояния пород в горных выработках используются трехмерные измерения в образцах этих пород, изолированных от окружающего их объема. В России такие исследования проводились на Кольском полуострове и на Урале, проводились они и в Киргизии.