У дисертації на основі аналізу геолого-петрографічних і електронно-мікроскопічних даних, результатів експериментальних петроакустичних досліджень та обробки даних швидкостей об’ємних пружних хвиль зразків метаморфічних порід Криворізької надглибокої свердловини і свердловин полігону, результатів математичного моделювання ефективних акустичних і пружних властивостей метаморфічних порід різних тектонофацій розроблено методику акустичного текстурного аналізу тектонофацій різних реологічних обстановок. Основні результати дисертації зводяться до наступного: Визначено швидкості розповсюдження квазіповздовжніх, “швидких” і “повільних” квазіпоперечних хвиль для 177 зразків метаморфічних порід Кривбасу, що представляють найбільш поширені літотипи порід району досліджень.
Встановлено, що швидкості об’ємних пружних хвиль змінюються в широких межах: Vp – від 3650 до 7220 м/с, а Vs – від 2390 до 4520 м/с, що характеризує складні деформаційні умови формування метаморфічних порід Кривбасу. Різниця між “швидкою” і “повільною” квазіпоперечними модами зразків змінюється від 0,08 до 1,85 км/с, що свідчить про значні ефекти розщеплення квазіпоперечних хвиль. Визначено повні набори компонент матриць акустичних і пружних постійних і їх точкові групи симетрії. За результатами аналізу інтегрального коефіцієнту акустичної анізотропії А і параметрів акустичного еліпсоїду встановлено:
величина А для метаморфічних порід КНГС і її полігону змінюється від 0,8 % до 25,4 %. Високоанізотропними є 51 % метаморфічних порід КНГС (А > 10 %), 41 % - середньоанізотропні (5 % < А < 10 %) і 8 % - низькоанізотропні породи (А < 5 %). Низькоанізотропні (82 %) в акустичному відношенні породи приурочені до інтенсивних зон дроблення і підвищеної тріщинуватості. Для свердловини «Супутник-2» 34 % порід високоанізотропні, 52 % – середньоанізотропні та 5 % - низькоанізотропні. Породи свердловин 16887 і 16906 характеризуються низькими і середніми значеннями цього параметру. Загалом близько 64 % досліджених зразків порід високоанізотропні; акустична симетрія текстури 97 % зразків досліджених метаморфічних порід не вище ромбічної, 5 зразків можна апроксимувати більш високою поперечно-ізотропною симетрією; пружна симетрія порід Криворізької надглибокої свердловини і її полігону переважно триклинна, іноді ромбічна, лише для двох зразків – поперечно-ізотропна; 65 % досліджених зразків притаманний планальний мотив текстури. Чотири відсотки досліджених зразків віднесено до текстур аксіальної і планальної поперечно-ізотропної симетрії. 3. Вперше розроблені математичні моделі тектонофацій різних реологічних обстановок – катазони, мезозони і епізони, які відповідають різним типам деформацій. Для пластичних деформацій розроблені моделі враховують переважний вплив кристалографічної орієнтації, сланцюватості і комбінований вплив зазначених факторів. Пружно-пластичні моделі (умови мезозони) характеризують вплив на параметри акустичної і пружної анізотропії сланцюватості і кліважу. Моделі крихких деформацій (умови епізони) характеризують вплив однієї, двох і трьох систем ортогональних тріщин на акустичні і пружні параметри. Для умов епізони також розроблена комбінована модель, яка розглядає накладені деформації. Вона характеризує одночасний вплив кристалографічної орієнтації, системи ортогональних мікротріщин і кліважу. 4. Вперше проведено математичне моделювання акустичної і пружної анізотропії різних тектонофацій. Встановлено, що значення інтегрального коефіцієнту пружної анізотропії Am неухильно зростає з ростом рівня дислокаційних перетворень не залежно від PT-умов, і найвищих своїх значень досягає у найвищих тектонофаціях IX – X. Для умов катазони різниця між «швидкою» і «повільною» квазіпоперечними хвилями досягає величини 2,1 км/с, в той час як для умов мезозони ця величина майже вдвічі менша. Ефекти розщеплення хвиль в умовах катазони і мезозони значні. В епізоні величина цього параметру не перевищує 0,45 км/с для комбінованої моделі і не перевищує 0,25 км/с для моделей з різними системами ортогональних мікротріщин. Для всіх моделей тектонофацій показано, що навіть для тектонофацій IX – X існують окремі напрямки, де закономірності розповсюдження пружних хвиль фактично нічим не відрізняються від ізотропного середовища. Вперше розроблено методику акустичного текстурного аналізу тектонофацій дислокаційних структур, яка дає можливість кількісного і якісного аналізу тектонофацій. Встановлено, що між рівнем дислокаційних перетворень і акустичним рівнем тектонофацій існують стійкі зв’язки. Показано, що кількісний рівень тектонофацій можна оцінити за величиною інтегрального коефіцієнту акустичної анізотропії А і диференціальним коефіцієнтом пружної анізотропії. Якісну інтерпретацію тектонофацій можна здійснювати за результатами аналізу параметрів пружної анізотропії – швидкістю квазіповздовжньої хвилі, різницею між “швидкою” і “повільною” квазіпоперечними хвилями, і кутом відхилення вектора пружних зміщень від напрямку хвильової нормалі. Для зразків метаморфічних порід свердловин полігону КНГС, що не були охоплені тектонофаціальними дослідженнями, на основі акустичного текстурного аналізу був встановлений рівень дислокаційних перетворень. За результатами інверсії азимутальної залежності квазіповздовжної і квазіпоперечної хвиль у функцію розподілу орієнтації мінералів і мікротріщин проведено динамічний структурний аналіз залізистих кварцитів мікроскладки Криворіжжя. Встановлені переважні напрямки мікроорієнтації осей кварцу, магнетиту і кальциту, найбільш ймовірні формати зерен породоутворюючих мінералів та концентрації їх орієнтованих зерен. Розроблено схему вимірювально-інтерпретаційної технології, за допомогою якої можуть бути вирішені задачі текстурного аналізу деформацій і ступенів дислокаційних перетворень гірських порід.
|
