Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 [ 114 ] 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139

с учетом остаточной прочности О" массива амплитуда излучаемых волн должна быть пропорциональна разности о" - о". Поскольку энергия упругих волн пропорциональна квадрату их амплитуды, справедливы такие оценки (при Ао" «1-100 атм

и сг, - сг « 100 - 1000 атм) [91]:

10 Ш\ (7.25)

Согласно данным о горных ударах [190], коэффициент сейсмической эффективности имеет даже меньший порядок:

Оценки работы Eg против сил гравитации (при подъеме

массивов, измеряемом геодезическими методами) приводят к

той же энергии Eg »(1010 которая значительно

превосходит сейсмическую энергию. Энергия Eg как мера

накопления упругой энергии перед землетрясением снова согласуется с оценкой (7.25).

Предположим, что коэффициент эффективности 7] имеет тот же порядок, что и коэффициент сейсмической эффективности подземного камуфлетного взрыва, а именно /7. » 0.01.

Тогда использование значения Е = 100 Е в выражении

(7.21) позволяет определить истинный масштаб объема высвобождения упругой энергии.

Характерные значения приведены в табл. 7.2 для ряда магни-туд и энергий землетрясений.

Здесь также даны линейные масштабы зоны афтершоков А и продолжительность 0 предвестников главного удара.

Из табл. 7.2 видно, что максимальная энергия землетрясения соответствует линейному масштабу примерно 100 км, а это как раз среднее расстояние между гигантскими разломами земной коры в сейсмических регионах.

Поэтому размеры блоков между такими разломами и макси-м;и1ьные энергии землетрясений взаимосвязаны.

Таблица 7.2. Параметры очагов землетрясений (91]

Масштаб 100 км также соответствует представлениям о разгрузке целого блока литосферы при исключительно сильных землетрясениях.

Поскольку материалы коры имеют тот же порядок прочности, существует универсальный закон пропорциональности магнитуды землетрясения и объема массива, разгружающегося с выделением энергии землетрясения.

Было обнаружено, что очаги приразломных землетрясений чаще находятся в более жестком блоке (с более высокими сейсмическими скоростями), который может накопить упругую энергию. Таким образом, упругая энергия распределена неоднородно по массивам земной коры.

7.2.3. СИСТЕМА РАЗЛОМОВ ЛИТОСФЕРЫ

На рис. 7.10 представлена обобщенная корреляция магнитуд М, максимальных размеров разлома / и масштабов L интервалов между раличными разломами (1, 2 - Средняя Азия, 3 -Калифорния и Невада, 4 - регион Сан-Андреаса) в приведенных выше терминах.

При оценке (7.21) использовалась идея, что в горных массивах могут существовать концентрации напряжений вплоть до прочности сг.

Расчеты подвижек континентальных плит показывают, что

граничные напряжения, действующие со стороны астеносферы, имеют порядок всего 10 атм из-за относительно малых вязких сил при наблюдаемых скоростях, но напряжения возрастают до нескольких килобар на контактах плит.

Рис. 7.10. Корреляция магнитуд землетрясений с геометрией разломов литосферы (предоставлено А.А. Никоновым)

Дифференциальные напряжения в коре 1-3 килобар подтверждаются данными о двойниковании кристаллов, плотности дислокаций и такими другими типичными чертами лмикро-структуры пород, как данные о рекристаллизации (палео-пьезометрия). Следует помнить, что уровень тектонических напряжений (100 атм или 1000 атм имеет фундаментальное значение для геодинамики, поскольку даже отбор реологических моделей, нужных для расчетов многих геологических процессов, проводится на основе этих значений.

Увеличение полной энергии землетрясений в 100 раз по сравнению с сейсмической энергией, вводимой на основе упругих оценок (7.21), соответствует диссипации механической энергии (как при подземных взрывах) в основном из-за сухого трения между фрагментами разрушения. Локальные зоны разрушения появляются перед главным разломом из-за концентрации напряжений перед динамическим ростом разлома землетрясения, равно как и в момент его остановки.

Зона дилатансии может перемещаться вместе с вершиной разлома на этапах стационарного роста, и за ней тянется след