Способ реконструкции динамических процессов в земной коре по сейсмическим наблюдениям

Изобретение относится к области сейсмологии и может быть использовано для реконструкции динамических процессов в земной коре. Сущность: задают пространственные границы исследуемой области и временной интервал. Выбирают из каталога все землетрясения в заданных пространственно-временных границах с определенными энергетическими классами. Определяют сейсмическую энергию и время подготовки каждого землетрясения. Определяют скорость накопления сейсмической энергии в очагах землетрясений. Определяют накопленную к текущему моменту времени сейсмическую энергию в очаге. Находят текущее значение накопленной сейсмической энергии. Отображают полученные значения в виде равномерного временного ряда с суточной дискретизацией за весь анализируемый период. Обрабатывают временной ряд известными методами. Судят о развитии динамических процессов, например о временном ходе накопления сейсмической энергии и тектонических напряжений в исследуемой области земной коры. Технический результат: выполнение реконструкции динамических процессов в земной коре. 1 ил.

 

Изобретение относится к геофизике и может быть использовано для изучения динамических процессов в земной коре.

Известен способ восстановления (реконструкции) развития во времени динамических процессов в земной коре путем расчета сейсмической активности A в каждый текущий момент времени по плотности очагов землетрясений в данной пространственно-временной области, то есть по их числу, отнесенному к единице пространства, времени и приведенному к определенному диапазону энергетических классов землетрясений [Ризниченко Ю.В. Избранные труды. Проблемы сейсмологии. М.: Наука, 1985, 408 с.]. При A=A10, например, сейсмическая активность рассчитывается по формуле

где γ - наклон графика повторяемости землетрясений, Kmin - уровень представительности (минимальный энергетический класс надежно регистрируемых землетрясений), S - площадь осреднения, T - период наблюдения землетрясений, S0 - принятая для A10 единица нормирования по площади (как правило, S0=1000 км2), T0 - единица времени (как правило, год), N - общее число землетрясений энергетических классов 10≥K≥Kmin, наблюденных на площади S за время T. По результатам расчетов строится график временного хода A10 для фиксированной площади.

Недостатком этого способа является то, что полученный график сейсмической активности не отражает динамику накопления энергии упругой деформации в земной коре в период подготовки землетрясений, что ограничивает его прогностическую информативность.

Сущность предлагаемого способа заключается в реконструкции временного хода сейсмодеформационных процессов на исследуемой территории или в массиве горных пород (в зависимости от решаемой задачи) путем построения, с использованием известной эмпирической зависимости времени подготовки землетрясения от его энергетического класса, индивидуальных графиков или аналитических выражений, показывающих временной ход накопления энергии в очаговой зоне каждого прошедшего значимого землетрясения (в предположении его равномерности), и последующего складывания значений энергий, приходящихся на каждый интервал между соседними метками на временной оси, в соответствии с принятой дискретизацией.

В предлагаемом способе используются следующие эмпирические соотношения [Прогноз землетрясений. Душанбе - Москва: ДОНИШ, 1984, №3. - 216 с.]:

из которого следует

Далее, из эмпирического соотношения [Прогноз … 1984]

,

где τ - время подготовки землетрясения в годах, следует

.

Отсюда, с учетом (3)

Далее, из (3) и (4)

Для решения поставленной задачи, с использованием соотношений (2-5), выполняется следующая последовательность действий: 1) задают границы исследуемой области (площади S земной поверхности или объема V массива горных пород, в зависимости от решаемой задачи) и период наблюдения землетрясений T; 2) выбирают из каталога все землетрясения в заданных границах с энергетическими классами Kn≥Kmin, где Kmin - представительный класс, n - номер землетрясения в хронологическом порядке (1≤n≤N), N - порядковый номер последнего землетрясения (или общее число землетрясений в выборке); 3) определяют сейсмическую энергию в джоулях и время подготовки каждого зелетрясения в сутках по эмпирической формуле (сут); 4) определяют скорость накопления сейсмической энергии в очагах землетрясений (в предположении его равномерного поступления) по формуле (Дж/сут); 5) определяют накопленную к текущему моменту времени t сейсмическую энергию в очаге по формуле (Дж), где tn - время n-го землетрясения, а t, tn и τn определяются в целых числах суток (без десятичных знаков), причем (tnn)≤t≤tn; 6) путем сложения En(t), приходящихся на каждые сутки, находят текущее значение накопленной сейсмической энергии E(t); 7) составляют временной ряд значений En(t) с суточной дискретизацией за весь анализируемый период с t1 по tN.

Полученный равномерный временной ряд отражает динамику накопления энергии и (или) напряжений в сейсмогенерирующей структуре в максимальном приближении к реальному времени и может быть обработан известными методами для выявления в нем предвестников землетрясений или других закономерностей, связанных с динамическими процессами в земной коре, и может быть также отображен в виде графика (в логарифмическом масштабе) для сопоставления с другими геофизическими временными рядами.

В цифровом или графическом виде временной ряд может быть использован: 1) для выявления деформационного предвестника землетрясений статистическими методами - в этом случае в выборку событий входит и прогнозируемое землетрясение, а реальный прогноз по выявленному предвестнику может быть осуществлен только по независимым данным, например по GPS-наблюдениям; 2) для поиска собственно сейсмического предвестника землетрясений - при этом прогнозируемое землетрясение в выборку не входит; 3) для корреляционного анализа с другими геофизическими временными рядами и выявления новых предвестников землетрясений; 4) для гармонического анализа с целью поиска эффектов модуляции сейсмического потока эндогенными и экзогенными ритмическими процессами, а также выделения сейсмических циклов.

На фиг. 1 показан фрагмент графика временного хода накопленной в исследуемом объекте сейсмической энергии (пунктирная линия), построенного по предполагаемым сейсмическим событиям 1, 2 и 3. Для общности, единицы измерения E и t не указаны. График лишь иллюстрирует принцип сложения вкладов каждого сейсмического события в текущее значение накопленной сейсмической энергии. Реальный график с использованием каталога землетрясений может быть построен только в логарифмическом масштабе и, естественно, имеет другой вид.

Способ реконструкции динамических процессов в земной коре по сейсмическим наблюдениям, в котором задают пространственные границы исследуемой области (площади S земной поверхности или объема V массива горных пород) и временной интервал Т, выбирают из каталога все землетрясения в заданных пространственно-временных границах с энергетическими классами Kn≥Kmin, где Kmin - представительный класс, n - номер землетрясения в хронологическом порядке от 1 до N, N - общее число землетрясений в выборке, отличающийся тем, что определяют сейсмическую энергию (например, в джоулях) и время подготовки каждого землетрясения (например, в сутках) по эмпирической формуле , определяют скорость накопления сейсмической энергии в очагах землетрясений по формуле , определяют накопленную к текущему моменту времени t сейсмическую энергию в очаге по формуле , где tn - время n-го землетрясения, причем t, tn и τn измеряются в целых числах суток, а (tnn)≤t≤tn, путем сложения En(t), приходящихся на каждые сутки, находят текущее значение накопленной сейсмической энергии E(t), отображают полученные значения E(t) в виде равномерного временного ряда с суточной дискретизацией за весь анализируемый период с t1 по tN, обрабатывают временной ряд известными методами и по результатам судят о развитии динамических процессов, например о временном ходе накопления сейсмической энергии и тектонических напряжений в исследуемой области земной коры.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области сейсмологии и может быть использовано для определения цепочек землетрясений в эпицентральном поле сейсмичности. Сущность: по экспериментальным материалам разнесенных на поверхности сейсмических станций строят карту эпицентров землетрясений исследуемой территории.

Изобретение относится к способам исследования земной коры и может быть использовано для выявления проводящих в плоскости смесителя тектонических нарушений. Сущность изобретения: в скважинах глубиной 1-3 м измеряют концентрации радия, радона и дочерних продуктов распада радона.

Изобретение относится к области исследования природных ресурсов и касается способа определения параметров состояния почвенно-растительного покрова по данным многоспектрального аэрокосмического зондирования.

Изобретение относится к области геолого-гидродинамического моделирования и может быть использовано при решении задач поиска, разведки и проектирования разработки нефтяных месторождений в условиях сложного строения коллекторов.

Изобретение предназначено для определения компонентного состава и динамики генерации углеводородов в катагенезе нефтегазоматеринских пород. Сущность: отбирают пробы осадочных пород в исследуемых геологических структурах.

Изобретение относится к области сейсмологии и может быть использовано для прогнозирования землетрясений. Сущность: в контролируемой зоне устанавливают прибор, обеспечивающий регистрацию газоразрядной визуализации воздуха на поверхности среды.

Изобретение относится к области геологии, а именно к прогнозу распределения рапоносных структур с аномально высоким давлением флюидов (АВПД) в геологическом разрезе осадочного чехла платформ и областей их сочленения с краевыми прогибами.

Изобретение относится к области прикладной геохимии и может быть использовано при поисках месторождений полезных ископаемых, при прогнозно-геохимическом картировании закрытых и полузакрытых территорий на основе данных геохимического картирования исследуемых территорий и последующего анализа проб почв.

Изобретение относится к способам поиска месторождений углеводородов и может быть использовано для обнаружения углеводородов в высокоуглеродистых отложениях баженовской свиты.

Изобретение относится к области геологоразведки и может быть использовано для поисков нефтегазосодержащих участков недр. Сущность: в пределах выделенных участков проводят газовую съемку по почвенному слою и геотермические исследования.

Изобретение относится к области сейсмологии и может быть использовано для определения цепочек землетрясений в эпицентральном поле сейсмичности. Сущность: по экспериментальным материалам разнесенных на поверхности сейсмических станций строят карту эпицентров землетрясений исследуемой территории.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано при разработке нефтяной малоразведанной залежи. Технический результат – повышение эффективности разработки залежи.

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано для оценки подземных углеводородных пластов. Заявлен сейсмоприемник с системой гашения собственных колебаний, который в некоторых вариантах реализации изобретения содержит корпус, содержащий проводящую катушку и одну или несколько пружин.

Изобретение относится к области геологии и может быть использовано при поисках месторождений углеводородов на шельфе. Согласно предложенному методу поиска месторождений углеводородов в акваториях для идентификации аномалий, обнаруженных по данным сейсморазведки и электроразведки, дополнительно на профиле устанавливают донные станции с ионоселективными электродами, избирательно реагирующими на ионы тяжелых металлов (Сu, Рb и Cd), аномалии которых при отсутствии мешающих ионов (Ag и Hg) свидетельствуют о связи с залежью углеводородов и индицируют аномалии повышенного частотного поглощения сейсмических волн в сейсмических структурах и пониженной проводимости и/или поляризуемости, пространственно коррелирующиеся с аномалиями ионов тяжелых металлов и не теряющие эту корреляцию в течение определенных периодов суточного мониторинга.
Изобретение относится к области геологии и может быть использовано для разведки месторождений углеводородов в шельфовой зоне. Заявлен способ комплексной системы поиска и разведки месторождений углеводородов сейсмическими и электромагнитными методами в шельфовой зоне, который осуществляется с использованием донных сейсмических станций, обеспечивающих измерение по 4 каналам (3 геофона: Χ, Y, Z, и 1 гидрофон) и регистрацию всех типов волн, устанавливаемых на дне вдоль профиля наблюдения с помощью высокопрочной веревки с отрицательной плавучестью, на которой установлены узлы крепления станции.

Изобретение относится к приспособлениям для приемников сейсмических сигналов, а именно к тестерам, обеспечивающим проверку правильности работы одного или группы сейсмоприемников (СП) электродинамических.

Изобретение относится к способам прогнозирования селевой опасности. Сущность: оценивают спектральный состав и поляризационные характеристики микросейсмического шума в пределах локального участка селеопасной зоны.
Изобретение относится к области гидроакустики и может быть использовано для измерения (уточнения) структуры гидроакустического поля (ГАП), в том числе - зависимостей ГАП от угла в пространстве и от расстояния до объекта.
Изобретение относится к области гидроакустики и может быть использовано для измерения структуры гидроакустического поля (ГАП), зависимостей ГАП от угла в пространстве и от расстояния до подводных объектов.

Изобретение относится к области строительства и касается конструктивного выполнения прибора, обеспечивающего измерение и регистрацию ускорений колебаний почвы и объектов в широком диапазоне частот и ускорений от самых незначительных и до превышающих lg, на которых предусмотрено размещение как инженерно-сейсмометрических станций, так и станций мониторинга технического состояния несущих конструкций зданий и сооружений.

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано при проведении морских сейсморазведочных работ. Согласно заявленному решению морские сейсмические вибраторы активируются, образуя источник градиента волнового поля для исследования целевой структуры. Далее активируют два или более сейсмических вибраторов из массива сейсмических вибраторов для образования монополярного источника волнового поля для исследования целевой структуры. Причем при буксировке одного или более сейсмических вибраторов последовательные импульсы чередуются с активацией монополярного источника, который образует монополярный источник волнового, и активацией источника градиента, который образует источник градиента волнового поля. Технический результат – повышение точности и информативности получаемых данных. 3 н. и 15 з.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к области сейсмологии и может быть использовано для реконструкции динамических процессов в земной коре. Сущность: задают пространственные границы исследуемой области и временной интервал. Выбирают из каталога все землетрясения в заданных пространственно-временных границах с определенными энергетическими классами. Определяют сейсмическую энергию и время подготовки каждого землетрясения. Определяют скорость накопления сейсмической энергии в очагах землетрясений. Определяют накопленную к текущему моменту времени сейсмическую энергию в очаге. Находят текущее значение накопленной сейсмической энергии. Отображают полученные значения в виде равномерного временного ряда с суточной дискретизацией за весь анализируемый период. Обрабатывают временной ряд известными методами. Судят о развитии динамических процессов, например о временном ходе накопления сейсмической энергии и тектонических напряжений в исследуемой области земной коры. Технический результат: выполнение реконструкции динамических процессов в земной коре. 1 ил.

Наверх