Цена доставки диссертации от 500 рублей 

Поиск:

Каталог / НАУКИ О ЗЕМЛЕ / Геотектоника и геодинамика

Дизъюнктивная тектоника и новейшее напряженное состояние геопространства Кольской сверхглубокой скважины

Диссертация

Автор: Зайцев, Алексей Владимирович

Заглавие: Дизъюнктивная тектоника и новейшее напряженное состояние геопространства Кольской сверхглубокой скважины

Справка об оригинале: Зайцев, Алексей Владимирович. Дизъюнктивная тектоника и новейшее напряженное состояние геопространства Кольской сверхглубокой скважины : диссертация ... кандидата геолого-минералогических наук : 25.00.03 / Зайцев Алексей Владимирович; [Место защиты: Моск. гос. ун-т им. М.В. Ломоносова] - Москва, 2009 - Количество страниц: 170 с. ил. Москва, 2009 170 c. :

Физическое описание: 170 стр.

Выходные данные: Москва, 2009






Содержание:

Введение
Краткий очерк геологического строения геопространства Кольской сверхглубокой скважины
Строение участка «Прибрежный»
Строение района бухты Амбарная
Строение района заложения района КСГ-3
Строение п-овов Средний и Рыбачий
Неотектонические исследования для Балтийского щита
Неотектоническая активизация
Печенгской структуры и ее обрамления
Анализ морфоструктуры поверхности гсопространства
Обсуждение возможного времени формирования наблюдаемой морфоструктуры
Результаты изучения линеаментно-разрывной сети геопространства СГпо материалам космо- и аэрофотосъемки
Анализ результатов дешифрирования космо-аэрофотофотоснимков разных масштабов
Анализ распределения разрывных нарушений по длинам
Анализ плотности разрывных нарушений разного ранга
Анализ простираний разрывных нарушений разной длины
Статистический анализ трещиноватости
Сейсмотектонические аспекты новейшей активизации объема геопространства
Возможный генезис новейшего поля напряжений с ЮЮЗ-ССВ ориентировкой оси максимального сжатия
3D модель напряженного состояния геопространства СГ-3
История изучения напряженного состояния геопространства Кольской сверхглубокой скважины
Общая идеология исследования и методические подходы
Методика
Описание экспериментов и результаты моделирования
Модели с « площадным» типом нарезки
Сравнение результатов площадного моделирования полей напряжений с картой плотностей линеаментов
Моделирование на вертикальных разрезах
Обобщение результатов моделирования на разрезах
Сравнение результатов моделирования с данными по упругой анизотропии и палеонапряжениях в разрезе СГ-3

Введение:
Актуальность темы. В современных представлениях о характере структурообразования в земной коре особое значение придается тому, что ответственные за это тектонические процессы реализуются через иерархическую систему полей напряжений и деформаций, воздействующих на неоднородную, структурированную среду. Под структурированностью среды понимается наличие в ней разномасштабных, часто иерархически соподчиненных, разного рода структурно-вещественных неоднородностей, типа первичной расслоенности толщ, внедрившихся геологических тел (даек, силлов, интрузий), разрывных нарушений, кливажа, трещиноватости и так далее. Учитывая направления сжатия и растяжения в такой среде, можно более точно представить себе как формируется структура, где возникают области концентраторов напряжений, а где фиксируются области «тектонического покоя».
Однако классические методы тектонофизического моделирования дизъюнктивных структур земной коры, как правило, недоучитывают тектоническую расслоенность геологической среды, концентрируя внимания главным образом на субвертикальпых разрывах. Изучение геопрострапства Кольской сверхглубокой скважины (СГ-3), о которой речь пойдет ниже и которое послужило предметом данного исследования, показало, что важную роль в Печенгской структуре, в пределах которой расположена (СГ-3), играют как раз именно пологие надвиги, в то время как субвертикальные разрывы носят подчиненный характер.
Недоучет или игнорирование тектонической расслоенности геологической среды имеет своим следствием стремление при тектонофизическом моделировании ограничиться двумерной (213) постановкой задачи реконструкции поля напряжений и деформаций только в горизонтальной плоскости. Это особенно характерно для физического моделирования с применением эквивалентных материалов, когда имеется возможность четко зафиксировать то, что происходит на поверхности модели, без возможности «заглянуть внутрь» модельного образца.
Учет же тектонической расслоенности геологической среды, наличия в ней полого наклонных нарушений, принципиально невозможно без трехмерного (ЗБ) подхода к тектонофизическому моделированию. Наличие в исследуемом районе глубокой и хорошо задокументированной скважины СГ-3 позволяет сопоставить результаты моделирования с природной картиной деформаций и напряжений. Учитывая направления сжатия и растяжения можно более точно представить себе, как формируется тектоническая структура, где возникают области концентраторов напряжений, а где фиксируются области «тектонического покоя».
Цель н задачи исследований. Целью работы является анализ новейшего напряженного состояния геопространства Кольской сверхглубокой скважины.
Для реализации поставленной цели необходимо было решить следующие научные задачи:
1. Изучить тектоническую делимость геопространства Кольской сверхглубокой скважины.
2. Провести структурно-парагенетический и кинематический анализ геологических объектов.
3. Разработать методику построения моделей напряженного состояния для полого-надвиговых структур.
4. Создать трехмерную тектонофизическую модель напряженного состояния Печенгской структуры и ее обрамления.
Методика исследования. В данной работе использовался комплекс методов, включающий в себя полевые исследования структурно-вещественных неоднородностей, данные, полученные дистанционными методами, и результаты тектонофизического моделирования. Помимо этого, проводилось сопоставление результатов моделирования с наблюдениями напряженного состояния в стволе скважины на глубину до 12 километров.
Фактический материал. В основу диссертационной работы положены полевые материалы, полученные автором в составе Кольской геологической партии ИФЗ РАН с 2000 по 2007 год. Помимо этого, в диссертацию включены материалы, собранные в результате проведения хоздоговорных и госбюджетных работ по темам: «Природа разномасштабных структурно-вещественных неоднородностей земной коры на примере геопространства Кольской СГС», «Структурно-геодипамическое районирование площадей (с применением геоинформационных технологий), е выделением зон, перспективных для добычи метана из угольных пластов в Кузбассе (структурно-кинематические и тектонофизические критерии прогнозирования зон, перспективных для добычи метана из угольных пластов в пределах Таллинского и Нарыкско-Осташкинского месторождений южного Кузбасса)», «Создание тектоподинамической модели формирования нефтегазоносности Долгинского вала» на кафедре динамической геологии за период с 2000 по 2008 год. Они включают как авторские полевые и камеральные исследования, так и результаты специальной обработки и анализа фондовых и литературных данных.
Научная новизна. Впервые построена трехмерная модель современного напряженного состояния геопространства Кольской сверхглубокой скважины. Данная модель создана на основе детального изучения разноранговых дизъюнктивных нарушений, а также кинематического анализа борозд скольжения. Показано, что трещиноватость является наложенной и относительно молодой. По бороздам скольжения с помощью кинематического метода, морфоструктурного анализа и решения очагов землетрясений установлено север северо-восточное сжатие. Предложена новая методика создания моделей напряженного состояния полого-надвиговых структур с использованием оптически активных материалов.
Практическая значимость работы. Для района Кольской сверхглубокой скважины построена трехмерная модель напряженного состояния. Модель позволяет выявить участки повышенных значений касательных напряжений, с которыми могут быть связаны различные опасные геологические процессы (сейсмичность, горные удары и т.д.).
При бурении глубоких скважин возникает проблема искривления ствола скважины, которое может быть связано с характером напряженного состояния среды. Так, в Кольской сверхглубокой скважине при бурении ствол имел тенденцию к искривлению, сохраняя перпендикулярность пластам. Все четыре аварии, произошедшие во время бурения, были связаны с зонами максимального искривления траектории бурения, которые, в свою очередь, связываются с резким изменением напряженного состояния среды.
Предложенная методика построения моделей напряженного состояния, может использоваться для моделирования газовых и нефтяных месторождений с трещиноватыми коллекторами. Так, данная методика использовалась при построении геолого-технологической модели Долгинского нефтяного месторождения, а также учитывалась при разработке метаиоугольных месторождений Кузбасса.
Апробация работы. Основные результаты проведенных исследований докладывались на международной научной конференции «Ломоносов 2006» и «Ломоносов 2007», ХЬ Тектоническом совещании «Фундаментальные проблемы геотектоники» (Москва, 2007), ХЫ Тектоническом совещании «Общие и региональные проблемы тектоники и геодинамики» (Москва, 2008), конференции молодых ученых и специалистов ОАО "Промгаз" (Новокузнецк, 2006), симпозиуме «Неделя горняка-2006» (Москва, 2006), рабочем совещании «Геомеханические и геодинамические аспекты повышения эффективности добычи шахтного и угольного метана» (С.-Петербург, 2007).
Публикации. Результаты исследования опубликованы в 12 печатных работах, из них 8 в соавторстве, а также в 5 научно-производственных отчетах.
Структура работы. Работа состоит из введения, 3 глав и заключения, общим объемом 170 страниц машинописного текста, содержит 74 иллюстрации в виде 71 рисунка и 3 таблиц. Список использованной литературы включает 103 названия.
Благодарности. Автор глубоко признателен своему научному руководителю, доктору геол.-мин. наук, заведующему лабораторией тектонофизики и геотектоники им. В. В. Белоусова Михаилу Адриановичу Гончарову за постоянную и разностороннюю помощь в ходе подготовки диссертации. Особую благодарность автор выражает начальнику Кольской геологической партии ИФЗ РАН доктору геол.-мин. наук Ю.А. Морозову, научному руководителю темы доктору геол.-мин. наук В.Н. Шолпо, а также всем геологам этого отряда: М.С. Фельдману, A.JL Кулаковскому, A.B. Мараханову и всем друзьям и коллегам, принимавшим участие в полевых работах.
Слова признательности за постоянное внимание к работе и ценные консультации автор выражает заведующему кафедрой динамической геологии геологического факультета МГУ профессору Н.В. Короновскому и профессорам кафедры М.Г. Ломизе, А.Г. Рябухину, H.A. Божко, а также сотрудникам и преподавателям кафедры Г.В. Брянцевой, А.И. Гущину, Л.И. Деминой, В.А. Зайцеву, B.C. Захарову, Н.В. Лубниной, Н.В. Макаровой, A.A. Наймарку, Л.В. Паниной, А.И. Полетаеву, А.Н. Стафееву, Н.С. Фроловой. Автор искренне благодарен М.А. Романовской за внимание, проявленное во время всего обучения.
Отдельную благодарность автор выражает всем сотрудникам НПЦ «Кольская сверхглубокая», директору НПЦ Д.М. Губерману, главному геологу Ю.Н. Яковлеву и заместителю главного геолога Ю.П. Смирнову.