Методика донных сейсмических исследований инженерно-геологических условий на предельном мелководье Арктики (1100340), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Методика обеспечивает изучение компонентовгеологической среды, определяющих инженерно-геокриологические условия, –криогенного строения пород, условий их залегания, состояния пород, упругиесвойства, условий залегания подземных вод.Публикации. По теме диссертации опубликовано 17 научных работ, в томчисле 4 в журналах «Криосфера Земли», «Геология и геофизика» из Перечня ВАК.Апробация. Основные результаты работы доложены на научныхконференциях: международных практических конференциях по инженерной и руднойгеофизике «Инженерная и рудная геофизика – 2007» (Геленджик, 2007), «Инженернаяи рудная геофизика – 2008» (Геленджик, 2008), «Инженерная и рудная геофизика –2009» (Геленджик, 2009), международных конференциях «Теория и практика оценкисостояния криосферы Земли и прогноз ее изменения» (Тюмень, 2006), «Криогенныересурсы полярных регионов» (Салехард, 2007), «Вклад России в МеждународныйПолярный год (МПГ)» (Сочи, 2008), «Санкт-Петербург-2010.
К новым открытиямчерез интеграцию геонаук» (Санкт-Петербург, 2010), IPY Oslo Science Conference(Oslo, 2010), «Четвертая конференция геокриологов России» (Москва, 2011), «ДесятаяМеждународная конференция по мерзлотоведению (TICOP): Ресурсы и рискирегионов с вечной мерзлотой в меняющемся мире» (Салехард, 2012).Структура и объём диссертации. Диссертация состоит из введения, 5 глав,выводов, списка литературы. Материалы диссертации изложены на 109 страницахмашинописного текста, содержат 45 рисунков, 3 таблицы. Список литературысодержит 79 источников, в том числе 13 на иностранном языке.Благодарности.
Автор глубоко благодарен своему научному руководителю,кандидату технических наук Скворцову А.Г., за неоценимую помощь на всех этапахисследований и написания работы; Цареву А.М. за постоянную поддержку,рекомендации и помощь при проведении научных работ; выражает благодарностьдоктору геолого-минералогических наук Фотиеву С.М.
за ценные советы и помощь4при написании работы; сотрудникам ИКЗ СО РАН за внимание и консультации.Автор признателен кандидату геолого-минералогических наук Малковой Г.В. икандидату геолого-минералогических наук Дубровину В.А. за организацию научныхэкспедиций, в ходе которых получен материал для написания работы.СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫВо введении обоснована актуальность темы диссертационной работы,сформулированы цель и задачи исследований, представлены основные научныерезультаты, отмечена практическая ценность, приведены объем и структура работы.Глава1.Возможностисейсмоакустическихметодовизучениягеологического разреза на мелководных акваторияхК настоящему моменту существует ряд сейсмоакустических методов дляизучения геологического разреза на акваториях, в частности на мелководье.
Какправило, под мелководными акваториями понимаются те, где глубина воды непревышает 100-200 метров [Шалаева, Старовойтов, 2010]. Существуют понятия«предельное мелководье» и «транзитная» или «переходная зона» [Морскаясейсморазведка, 2004; Транзитные зоны…, 2005]. Переходные (транзитные) зонывключают заливные части суши, широкие приливные зоны, близкие к побережьюмелководные участки и пр., глубина воды в которых обычно менее 10-15 метров.Взависимостиотглубиныакватории используютсяразличныесейсмоакустические методы. При глубинах акватории более 3-5 метров возможноиспользование методов морской сейсмоакустики.
При меньшей глубине используетсяпереходная технология, основанная на совмещении элементов «морской» и«наземной» технологий.На данный момент накоплен богатый опыт проведения исследований методамиморской сейсмоакустики, получению и интерпретации сейсмических данных.Существует большое количество работ, как в отечественной, так и в зарубежнойлитературе, посвященных теории, методике и практики использования этих методов[Калинин и др., 1983; Орленок, 1997; Морская сейсморазведка, 2004;Гайнанов и др.,2006; Rogers, Morack, 1978 Hunter, 1978, 1984, 1990; McGee, 2000 и др.].При проведении работ используются метод общей глубинной точки (ОГТ) – вслучае многоканальных исследований и метод непрерывного сейсмическогопрофилирования (НСП) – в одноканальном варианте.
При этом применяютсяразличные типы источников (электроискровые, пневматические и др.) и приемныхустройств (плавучие и донные косы, буйковые и донные регистраторы). Посколькуисточники и приемники находятся в водной среде, исследования проводятся напродольных и в отдельных случаях обменных волнах.Использование этих волн ограничивает возможности сейсмоакустическихисследований на акваториях.
При наличии в геологическом разрезе газонасыщенныхотложений их использование оказывается неэффективно, поскольку такие отложенияявляются своеобразным «экраном» для прослеживания в разрезе нижезалегающих5границ [Рокос и др., 2001; Длугач и др., 2010; Шалаева, Старовойтов, 2010;Рекант,Васильев, 2011].При глубинах акватории менее 3-5 метров использование морскихсейсмоакустических методов невозможно в силу их технологических особенностей.Кроме того, при работе в транзитной зоне, необходимо получение идентичной почастотному спектру сейсмической информации при переходе от суши к акватории(для увязки «морских» и «наземных» профилей).В последнее время, в связи с возрастающими темпами освоения недр шельфовморей, резко возросло и число работ и организаций, которые разрабатываютспециальную аппаратуру и технологии для изучения геологического строения напредельном мелководье [Запорожец и др., 2002; Захаров, 2005, Иванов, 2005;Шумский и др.
2005; Шнеерсон, Шехтман, 2005; Гуленко и др., 2007; Жгенти, 2009;Хауэр, Джеймс, 2009; Хофф, Шмелик, 2009; Рошмаков и др., 2010 и др.].Основой для этих методик является опыт морской сейсморазведки. Вбольшинстве случаев разрабатывается аппаратура для регистрации сейсмическихколебаний, а их возбуждение осуществляется с помощью источников, применяемых вморской сейсморазведке. Как и в случае проведения исследований методами морскойсейсмоакустики, при использовании этих методов и технологий существуетпроблема, связанная со сложностью интерпретации данных, в случае наличия вразрезе газонасыщенных осадков.
Помимо этого, при использовании подобныхисточников при небольшой глубине акватории, возникают дополнительныетрудности, связанные, в первую очередь, с наличием регулярных волн-помех –кратные, волны отраженные от водной поверхности, которые находятся винтерференции с полезным сигналом [Жгенти и др., 2008].Разработанные методы и технологии для проведения исследований втранзитных зонах, направлены на изучение геологического строения, начиная сглубин 40-50 метров.
Поэтому они не позволяют получить информацию обинженерно-геологических особенностях геологического разреза.Для проведения исследований с целью изучения геологического разреза впереходных зонах возможно использование методов, применяемых в наземнойсейсморазведке. Однако в литературе упоминание о подобном опыте выполненияработ крайне мало [Пугач и др., 1990; Тиркель и др., 2008; Рошмаков др. 2008;Саловский и др., 2009; Hunter, Pullan, 1990].
При этом они носили экспериментальныйхарактер и исследования проводились также только с помощью продольных волн.Анализ литературных данных, посвященных проблеме изучения инженерногеологических особенностей разреза на мелководных акваториях с помощьюсейсмоакустических методов показывает, что существующие в настоящее времяметоды и технологии не могут быть использованы для решения поставленной задачиввиду целого ряда ограничений принципиального и технологического характера.Таким образом, создание методики для изучения инженерно-геологическихособенностей строения геологического разреза на мелководных акваториях, в томчисле в криолитозоне, является актуальным и востребованным.6Выводы:Анализ литературных источников о возможностях и ограниченияхсуществующих сейсмоакустических методов изучения геологического разреза иоценки инженерно-геокриологических и инженерно-геологических свойств намелководных акваториях позволил сделать следующие выводы:1.Показано, что методы морской сейсмоакустики возможно использоватьпри глубинах акваторий более 3-5 метров, при меньших глубинах используютсяспециальные методики с элементами технологий морской и наземнойсейсморазведки.2.Установлено, что в настоящее время сейсмоакустические исследованияпроводятся преимущественно с помощью продольных волн (реже с помощьюобменных PS-волн), что не является достаточным для изучения инженерногеокриологических и инженерно-геологических условий исследуемых объектов,когда кроме геологического строения необходимо получение сведений о свойствах исостоянии пород.3.Использование продольных волн затруднено или невозможно приналичии в разрезе газонасыщенных пород.
В этой связи возникает необходимостьизучения возможности использования поперечных SH-волн для решениягеологических задач.4.Показано, что в настоящее время не существует надежных технологийизучения инженерно-геокриологических и инженерно-геологических условий вусловиях предельного мелководья при глубинах акватории менее 2-3 метров сиспользованием продольных и поперечных волн, способных обеспечивать получениеоднотипных сейсмических данных при переходе от суши к морю.5.Существующие в настоящее время сейсмоакустические технологиинаправлены, как правило, на решение структурных задач и на мелководныхакваториях они позволяют изучать геологическое строение, начиная с глубин 40-50метров.Для изучения первых метров – первых десятков метров геокриологическогоразреза необходимо разработать методику, основанную на использованиипродольных и поперечных SH-волн и требующую создание сейсмическогооборудования для их возбуждения и регистрации.Глава 2.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
