Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Изучение верхней части разреза методом преломленных волн в восточной пустыне Египта с целью поиска подземных вод

ВАК РФ 04.00.12, Геофизические методы поисков и разведки месторождений полезных ископаемых

Автореферат диссертации по теме "Изучение верхней части разреза методом преломленных волн в восточной пустыне Египта с целью поиска подземных вод"

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ им. М.В. ЛОМОНОСОВА

ГЕОЛОГИЧЕСКИМ ФАКУЛЬТЕТ СЛу

На правах рукописи

) ЭАЬ-ХАДДЛД АССЕМ ЭЛЬ-САЙЕД ____________(ЛЕЕ.).,...........................

УДК 550.837.3

ИЗУЧЕНИЕ ВЕРХНЕЙ ЧАСТИ РАЗРЕЗА МЕТОДОМ ПРЕЛОМЛЕННЫХ ВОЛН В ВОСТОЧНОЙ ПУСТЫНЕ ЕГИПТА С ЦЕЛЬЮ ПОИСКА ПОДЗЕМНЫХ ВОД

Специальность 04.00.12 Геофизические методы поисков и разведки месторождений полезных ископаемых

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

Москва - 1995

Работа выполнена на кафедре сейсмометрии и геоакустики в Московском Государственн Университете им. М.В. Ломоносова.

Научный руководитель:

доктор технических наук профессор Т.И. Облогина

Официальные оппоненты:

доктор геолого-минералогических наук Ю.Д. Зыков кандидат технических наук И.В. Николаев

Ведущая организация:

Всероссийский научно-исследовательский институт гидрогеологии и инженерной геологии (ВСЕГИНГЕО)

Защита состоится декабря 1995 г. в часов на заседании Диссертационного Сов

по геофизическим методам исследования земной коры в Московском Государствен! Университете имчМ.В. Ломоносова. (Шифр Совета Д-053.05.24.) по адресу: Москва, Воробы Горы, Геологический факультет, зона "А", аудитория 308.

С диссертацией можно ознакомится в библиотеке Геологического факультета МГУ

Ваши отзывы на автореферат (в двух экземплярах, заверенные печатью) просим направ/ по адресу: 119899 Москва, Воробьевы Горы, МГУ, Геологический факультет, Ученому секрет; Спецсовета Д-053.05.24. Факс: (095) - 939-49-63

Автореферат разослан

■20

" ^жабря 1995 г.

Ученый секретарь Диссертационного кандидат технических наук

Б.А. Никулин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы

Одной из характерных черт современного этапа развития сейсморазведки является значительное расширение областей ее применения. Сейсмические методы все чаще используются при разнообразных инженерно-геологических и гидрогеологаческих изысканиях, при решении геоэкологических задач.

С возрастанием темпов развития сельского хозяйства и промышленности Арабской Республики Ешпет возрастает и потребность в подземных водах для водоснабжения населенных пунктов, орошения земель и обводнения пастбищ.

Трудность поисков и разведки подземных вод в Восточной пусшне Египта заключается в том, что эш воды содержатся в коллекторах различного типа: терригешшх и известняковых, пористых, порово-трещинных, трещинно-жильных и карстово-трешшшых. Задача поисков таких вод усложняется наличием многочисленных тектонических нарушений, разнообразием литологии водовмещающих и водоупорных пород, дислоцированностыо и т.д.

Без геофизических методов поиски обводненных зон весьма трудоемки и неэкономичны. Вместе с тем, существующие традиционные подходы к интерпретации геофизических данных, основанные на использовании горизонтально-слоистых моделей сред, отличаются невысокой геологической информативностью. Поэтому расширение исходных интерпретационных моделей сред, переход к неоднородно-слоистым моделям с переменными геофизическими параметрами является актуальной проблемой, причем не только для Восточной Пустыни Египта, но и для многих других регионов.

Цель и задачи работы

Целью данной работы являлось получение экспериментальных материалов по методу преломленных волн (МПВ), построение сейсмических разрезов для детального расчленения верхней части разреза и выделения возможных водоносных горизонтов. В соответствии с этим в работе решались следующие задачи:

1) Разработка методики полевых сейсмических работ МПВ в условиях Восточной Пустыни Египта.

2) Количественная интерпретация данных МПВ на основе неоднородно-слоистой модели среды с применением скоростных распространенных сейсмических волн.

3) Установление особенностей строения верхней части разреза на основе результатов интерпретации данных сейсморазведки МПВ в изучаемом районе.

Научная новизна работы

- Впервые получены полевые экспериментальные материалы МПВ в сложных сейсмологических условиях района Вади Эль-Асьюти в Восточной Пустыне Египта.

- Впервые построены детальные сейсмические разрезы в изолиниях скорости, модуля градиента скорости и угловой функции градиента скорости распространения продольных волн.

- Установлены геологические особенности строения верхней части разреза изучаемого района на основе результатов интерпретации рефрагированных волн в первых вступлениях на сейсмограммах МПВ.

Практическая ценность работы

- На основе анализа полученных в работе сейсморазведочных материалов МПВ выделена гидрогеологическая граница, связанная с уровнем грунтовых вод, оценена мощность водоносного слоя, определена кровля массива известняков, выявлены тектонические нарушения с цриуроченными к ним зонами трещиноватосги известняков. Выявлены участки сейсмических профилей МПВ для разведочного бурения на воду.

- Обоснован вывод о том, что сейсмические работы по определению гидрогеологических границ целесообразно проводил, в комплексе с электроразведкой ВЭЗ, дающей независимые данные о положении уровня грунтовых вод.

Апробация работы.

Основные результаты докладывались и обсуждались на 56-й Международной конференции Европейской Ассоциации геофизиков-разведчиков (Вена - 1994) и

Всероссийской научно-технической конференции "Экология и геофизика" (Дубна -1995).

Структура и объем работы

Диссертация состоит из введения, трех глав и заключения, общим объемом ' страниц, из них 29 рисунков, 7 таблиц и список литературы из 102 названий.

Диссертация выполнена на кафедре сейсмометрии и геоакустики геологического факультета Московского Государственного Университета им. М.В. Ломоносова.

Признательности

Автор выражает благодарность в адрес глубокоуважаемого научного руководителя доктора технических наук, профессора кафедра сейсмометрии и геоакустики геологического факультета Московского Государственного Университета Татьяны Ивановны Облоганой, чьи советы, рекомендации, идеи помогали на всех этапах работы над диссертацией.

Автор выражает благодарность своему коллеге аспиранту кафедры сейсмометрии и геоакустики геологического факультета МГУ Гешгадию Вячеславовичу Боровикову за помощь в сборе материала, за возможность использовать созданную им пренрамму для обработки данных, полученных на практике в Восточной пустыне Египта.

Диссертант благодарит заведующего кафедрой сейсмометрии и геоакустики геологического факультета МГУ доктора физико-математических наук, профессора Аркадия Васильевича Калинина и всех сотрудников кафедры за оказанную помощь в создании условий дли учебы во время прохождения аспиршггуры.

Автор также выражает благодарность сотрудникам кафедры геологии технического факультета Асьютского Университета, в частности заведующему кафедрой профессору доктору Самиру Риаду, за помощь в техническом обеспечении практических исследований в Восточной пустыне Египта.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

ВВЕДЕНИЕ. Во введении обосновывается актуальность темы диссертационной работы, сформулированы цель и задачи исследований, представлены основные научные результаты, отмечена практическая ценность, приведены объем и структура работы.

ГЛАВА I. ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ РАЙОНА ВАДИ ЭЛЬ-АСЫОТИ В ВОСТОЧНОЙ ПУСТЫНЕ ЕГИПТА

В данной, главе дана геологическая характеристика района исследования, включающая геоморфологию, стратиграфию, тектонику и гидрогеологию.

При написании главы использовались геологическая карта Египта (1979), лист NG-36 (Aswan) масштаба 1:1000000 и геологическая карта Gebel El-Urf Quadrangle (1983) масштаба 250000, изданные Египетской геологической службой. Использовались опубликованные работы египетских геологов Said (1962,1971 and 1981), Amer et al (1970), El-Naggar (1970), Ornara et al (1970, 1972, 1973 and 1974), Abd El-Kazik (1972), Issawi (1972), Kenawy (1972, 1977), El-Tahlawi (1974), Soliman et al (1976), Youssef et al (1977, 1982), Aref (1982), Mansour et al (1983, 1987), Bakheit (1983), Keheila (1983), Michener et al (1986) и русских геологов Востоковой Е.А., Маринова Н.А., Силина-Бехчурина АИ. (1962) и Флеровой Л.И. (1978). Использовались также материалы геофизических исследований по контракту "90085" (1991) по изучению ресурсов подземных вод в районе Вади Эль-Асыоти.

Изучаемый район располагается в пределах Восточной пустыни Египта на восточном берегу реки Нил к востоку от города Асьют. Восточная пустыня в отличие от Западной (района разобщенных децрессий) рассечена долинами и оврагами, и воды ее стекают в моря. В западном направлении к долине Нила водные потоки собираются в крупные магистральные протоки, среди которых находится и проток Вади-Асьюти.

Породы докембрийского фундамента выходят на поверхность в восточной части изучаемого района. Они представлены метавулканическими породами, прорванными улираосновными интрузиями, гранитоидами и габбро. Палеозойские отложения встречаются в обнажениях кембрийского, ордовикского и силурийского возраста.

Палеозойские отложения представлены кластическими породами и образуют формации Araba, Nagus и Gift.

Выходы на поверхность мезозойских пород присутствуют в обнажениях юрского и мелового возраста. Юрские отложения предсташгены белым песчаником, меловые отложения - песчаниками с прослоями глин, известняками с прослоями глин, мергелями с прослоями известняков, известняками с прослоями глинистых сланцев и кремней, мергелями и глинами.

Третичные отложения сложены породами палеоценового и эоценового возраста, покрывающими большую часть изучаемого района. Палеоценовые породы состоят из белоснежного мела с жилками кальцита и зеленоватых сланцев с прослоями мергелей. Эоценовые отложи им представлены известняками, доломигизированными известняками, белоснежными известняками, сменяющимися местами мергелями и сланцами.

Четвертичные отложения (современные и плио-плейсгоценовые) широко распространены в долгие Нила. Они сложены пролювиальными, аллювиальными и аллювиально-пролювиалышми осадками. В устьях сухих русел рек наблюдаются фации конгломератов и песков. К четвертичным отложениям относятся также супеси, суглинки, илы и глины.

Согласно тектонической схеме Сайда (1981) изучаемый район относится к так называемому Стабильному шельфу Египта. Область Стабильного шельфа подстилается залегающим несколько ниже него жестким домеловым основанием. Стабильный шельф пересечен многочисленными горстами и грабенами.

Согласно данным дешифрирования аэрофотоснимков в масштабе 1:40000 с привлечением данных нолевой геологии область восточнее Асьюта была подвержена двум фазам деформации:

1) растяжению, обусловленному системой древних сбросов в фундаменте и

2) сжатию, ответственному за образование плотной системы складок.

Разломы хорошо проявляются на аэрофотоснимках и подтверждаются

наземными геологическими наблюдениями. К некоторым из них приурочены долины вадей. Разломы приводят к высокой трещиноватости пород.

Согласно схеме гидрогеологического районирования Африки, предложенной и разработанной ЕАВостоковой, НАМариновым и Л.И.Флеровой (Гидрогеология Африки, 1978) изучаемый район расположен в Средиземноморской гидрогеологической области, Ливийско-Нильском гидрогеологическом районе, Ливийско-Египетском артезианском бассейне.

В пределах большого Ливийско-Египетского артезианского бассейна выделяются четыре артезианских бассейна второго порядка. Среди последних находится Каирский артезианский бассейн, который включает в себя изучаемый район.

Внешняя область питания Каирского бассейна в современном рельефе выражена приподнятыми плато и возвышенностями. В геологическом строении ее участвуют метаморфические и интрузивные породы докембрия, кайнозойские базальта и четвертичные отложения.

В докембрийских породах вода накашивается в зонах трещшюватосш, мощность которых варьирует от 5 до 100м. Водоносность пород также тесно связана с режимом выпадения осадков. В кайнозойских базальтах установлены пресные и солоноватые воды, ресурсы которых пополняются за счет атмосферных осадков и, возможно, подземных вод глубоких горизонтов, поднимающихся по зонам разрывных нарушений. Среди четвертичных отложений наиболее водоносны аллювиальные образования речной долины Нила и его притоков. Формирующиеся в них воды обычно пресные, но режим их зависит от выпадения осадков и от речных вод. Наиболее значительные изменения уровней и минерализации грунтовых вод характерны для долин, имеющих временные водотоки.

Внутренняя область питания бассейна сложена отложениями нубийской серии, верхнемеловыми, неогеновыми и четвертичными отложениями. Водовмещающие порода нубийской серии представлены песчаниками, песками и конгломератами, разделенными глинами и аргиллитами. Они образуют, как правило, напорные водоносные горизонты, мощность которых изменяется от 3 до 50м. Водовмещающие породы верхнемеловых, палеогеновых и неогеновых отложений сложены известняками и песчаниками, а разделяющие их водоупорные - глинами, мергелями и аргиллитами. Воды плиоцен-четвертичных отложений относительно хорошо изучены

| в долине и дельте Нила (Силин-Бекчурин, 1962). Аллювиальные отложения долины ' представлены гравийно-галечными песками с линзами глин и прослоями илов. Мощность этих отложений достигает в центральной части дельты 350м, уменьшаясь в других местах долины до 135м.

Вопрос о формировании подземных вод в зонах разрывных дислокаций рассмотрен Востоковой и др. (1978). Сделано заключение, что разрывные дислокации следует рассматривать в качестве особых самостоятельных гидрогеологических структур. Из всех форм разрывных нарушений наиболее благоприятны для скопления подземных вод вертикальные разрывные нарушения, проходящие в плотных, легко поддающихся раздроблению породах. Эти нарушения обычно сопровождаются зонами новышегаюй трещшговатосги и весьма благоприятны для формирования ресурсов подземных вод.

ГЛАВА П. ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДА ВЭЗ ДЛЯ РАСЧЛЕНЕНИЯ ВЕРХНЕЙ ЧАСТИ РАЗРЕЗА В РАЙОНЕ ВАДИ ЭЛЬ-АСЫОТИ

В данной главе рассматриваются возможности ВЭЗ при гидрогеологическом изучении разреза, приводятся результаты интерпретации кривых ВЭЗ в изучаемом районе и обсуждаются ограничения ВЭЗ при расчленении геоэлектрического разреза.

Вертикальные электрические зондирования широко используются для расчленения верхней часта разреза. Глубинность разведки в несколько сот метров вполне достаточна для решения таких задач, как выявление пространственного положения коллекторов и водоупоров, поиск мест заложения скважин, где можно ожидать наибольшие дебиты.

Интерпретация данных ВЭЗ проводится в рамках горизонтально-слоистой модели среды. Однако во многих районах, в том числе и в изучаемом нами районе, верхняя часть разреза не может быть представлена как горизонтально-слоистая. Это связано с тем, что тектоническими нарушениями геоэлектрический разрез разбивается на блоки. В зонах нарушений и в контактирующих с ними блоках удельное электрическое сопротивление пород меняется. Если также учесть, что изменения удельного электрического сопротивления обусловлены влиянием литологии, степенью

обводненности пород, то четких скачков сопротивлений на цитологических границах или толщах обводненных пород может не быть, и это осложняет интерпретацию кривых ВЭЗ.

В районе Вади Эль-Асьюти сотрудашками отделения геологии Асьюгского Университета были проведены электроразведочные работы методом ВЭЗ (ВакЬей, 1983; КЬаШ, 1988; Е1-ТаЫа*у ег а1, 1991).

Наблюдения по методу ВЭЗ проводились в точках, размещенных в узлах равномерной сетки. Расстояние АВ/2 изменялось от 1,5 до 700м. Расстояние между каждыми двумя станциями ВЭЗ равнялось 300м. Для интерпретации кривых ВЭЗ использовалась компьютерная программа 2о1к1у (1989).

В данной главе представлены шесть геоэлекгрических разрезов, при построении которых использовались результаты интерпретации кривых ВЭЗ, геологическая карта масштаба 1:250000, а также данные бурения ближайших гидрогеологических скважин. Анализ построенных разрезов позволяет сделать следующие выводы:

- Первый геоэлектрический слой имеет высокое сопротивление, достигающее 200000ом.м.

- Второй слой характеризуется сопротивлением, изменяющимся в пределах 10-80ом.м.

- Третий слой имеет очень высокое сопротивление и, возможно, соответствует известнякам.

Результаты интерпретации ВЭЗ указывают на возможное присутствие в разрезе двух водоносных слоев. Глубина залегания первого слоя изменяется в пределах от 14 до 47м, а толщина составляет 20-70м. Возможно, данный водоносный сдой питается из реки Нил. Второй водоносный слой находится в восточной части площади, на которой проведена съемка ВЭЗ. Глубина его залегания изменяется в пределах НОВОМ, а мощность 60-80м.

Геолош-гидрогеолошческие условия Восточной пустыни Египта нельзя считать благоприятными для применения метода ВЭЗ. К числу основных трудностей можно отнести неоднородность по литологии терригенно-карбонатной толщи в плане и по глубине и наличие тектонических нарушений, разбивающих изучаемую площадь на блоки.

Вследствие горизонтальной и вертикальной неоднородности среды водоносные горизонты оказываются локализованными в ияане и по глубине, спорадически распространенными в небольших прослоях коллекторов, представленных песками, конгломератами и трещиноватыми известняками среди более многочисленных слоев водоупорных глин, мергелей, глинистых известняков и доломитов. В принципе можно ожидать, что обводненными должны быть ослабленные зоны тектонических нарушений в трещиноватых известняках. Однако, такие зоны локальны, и поиск трещинных вод в них требует детальных профильных геофизических съемок. Существующей же сетью точек ВЭЗ их изучение затруднено.

ГЛАВА III. СЕЙСМИЧЕСКИЕ ИСОВДОВАНИЯ ВЕРХНЕЙ ЧАСТИ РАЗРЕЗА В РАЙОНЕ ВАДИ ЭЛЬ-АСЬЮТИ

В первом параграфе данной главы рассматривается физическое обосноваште применения наземных сейсмических методов для решения задач поисков и разведки подземных вод. Рассмотрение данного вопроса основано на использовании известных опубликовашшх работ (Левшин, 1961; Горяинов, Магдаченко, Скворцов, 1975; Савич, Ящешсо, 1979; Никитин, 1981; Применение сейсмоакустических методов в гидрогеологии и инженерной геологии, 1992). В последующих параграфах данной главы приводятся и анализируются полученные автором диссертации результаты шггерпретации материалов МПВ в изучаемом районе.

В настоящее время метод преломленных волн является основным методом наземных сейсмических исследований в гидрогеологии и инженерной геологии при изучении малых глубин. К классу преломленных волн относят головные, рефрапфованные и преломленно-рефрашрованные волны.

Метод отраженных волн (MOB), являющийся основным в нефтегазовой сейсморазведке, в гидрогеологии и инженерной геологии используется ограниченно. Это связано с недостаточной разработанностью технических средств, обеспечивающих стабильную регистрацию отраженных волн от неглубоко залегающих границ.

Более широкое использование в гидрогеологии и инженерной геологии методов преломленных волн по сравнению с MOB связано с более простой регистрацией

преломленных волн в первых вступлениях на сейсмограммах при изучении малых глубин, а также с тем, что рефрагированные и иреломлешю-рсфратровшшые волны несут детальную информацию о скоростных свойствах среды, а не только о границах раздела в среде.

Полевые работы по методу преломленных волн с целью детального изучения верхней части разреза в районе Вади Эль-Асьюти были проведены автором диссертации совместно с Г.В.Боровиковым. Наблюдения ставились на четырех профилях протяженностью 1410, 5640,1880 и 2350 метров соответственно. Профили 1, 3, 4 располагаются параллельно друг другу, а самый протяженный профиль 2 (5640м) пересекает три других профиля в их средней части под углом 90°.

Возбуждение колебаний осуществлялось ударами падающего груза весом 70кг по металлической подставке. Данный источник был спроектирован автором совместно с Г.В.Боровиковым. Регистрация осуществлялась па расстояниях от 0 до 470м от пункта удара. Расстояние между сейсмоприемниками равнялось Юм. Системы наблюдений, применявшиеся для регистрации продольных волн, обеспечивали получение достаточного числа встречных и нагоняющих годографов в пределах всего интервала наблюдений.

Для регистрации колебаний использовалась 12-ти канальная сейсмическая станция EGGES-1225 с сейсмографами, выпускаемая американской фирмой Geonietrics. Накопление сигналов от многократных ударов падающего груза в каждом пункте возбуждения позволило получить четкие первые вступления Р-волн. Максимальное число накоплений сигналов при удалении от источника на расстояние 300-470м достигало 100-150. В диссертации представлены примеры сейсмограмм с записью Р-волн в первых вступлениях на малых и больших удалениях от пунктов возбуждения. Полученные сейсмограммы свидетельствуют о хорошем качестве первичных материалов МПВ, подлежащих последующему их анализу и интерпретации.

Волны, зарегистрированные в первых вступлениях на полученных сейсмограммах, являются рефрагаровашшми волнами с криволинейными траекториями распространения. Годографы этих волн криволинейны, нагоняющие и нагоняемые годографы непараллельны. Годографы, как правило, представляют собой

гладкие непрерывные кривые. Иногда они имеют угловые точки, что свидетельствует о том, что рефрагарованные лучи испытывают преломление, проходя через границу раздела со скачком скорости. В других случаях годографы имеют точки перегиба, что связано с тем, что в среде существует не только вертикальная, но и горизонтальная неоднородность. Наблюдается также ассиметрия левых и правых ветвей годографа, соответствующих одному и тому же пункту возбуждения колебаний.

При выборе метода интерпретации полученных материалов МПВ автор руководствовался тем, что в последние годы интенсивно развиваются методы компьютерной томографии для решения обратных кинематических задач сейсмики. Первоначально томографический подход развивался применительно к решению обратных задач межскважинного прозвучивания на проходящих волнах. Затем в начале 90-х годов были разработаны опробованные на модельных и полевых материалах томмрафические алгоритмы и программы для интерпретации годографов рефрашрованных волн (Фирбас, 1990; Облогина, Боровиков, 1993).

Автору была предоставлена возможность использовать для интерпретации получешшх материалов МПВ разработанный на кафедре сейсмометрии и геоакустики МГУ томографический метод решения обратной кинематической задачи по заданной системе встречных годографов рефрагаровашшх волн (Облогана, Боровиков, 1993). Особенностью дагаюго метода и реализующей его компьютерной программы является использование полученных авторами явных аналитических выражений для расчета координат точек траекторий лучей и времен пробега вдоль них. Программа, составленная Г.В.Боровиковым для персонального компьютера типа IBM PC/AT, позволяет построить сейсмические разрезы в изолиниях следующих параметров: скоростной функции V(x, z), модуля градиента скорости, угловой функции 0(х, z), где 0 - угол между градиентом скорости и вертикалью, горизонтальной и вертикальной компонент градиента скорости. Границы между слоями на сейсмических разрезах выделяются по узким протяженным зонам с максимальными значениями скоростного градиента.

В главе представлены построенные вдоль профилей МПВ сейсмические разрезы в изолиниях скорости Р-волн, изолиниях модуля градиента скорости и изолиниях угловой функции 0(х, г). Распределение в среде вычисленных величин горизонтальной

и вертикальной компонент градиента скорости дано в приводимых таблицах значений указашшх параметров.

При сравнительном анализе распределения скоростей Р-волн, модулей их градиентов и величин углов 6(х, г) обращает на себя внимание наличие зон максимальных значений модуля градиента скоростей и резкого изменения формы изолиний данного параметра а также конфигурации изолиний угловой функции В(х,г). Существование указанных зон свидетельствует о существовании приуроченных к ним гршпщ раздела между слоями и блока™. Полученные сейсмические разрезы существишо отличаются от стандартной горизонтально-слоистой модели среды.

При геологическом истолковании построенных сейсмических разрезов нами использовались геологические данные, содержащиеся в геологической карте Египта масштаба 1:1000000 и данные о литологии слоев, выделенных по материалам ВЭЗ в близком по геологическому строению районе в долине Вцди Эль-Асьюти. Следует отметить, что на отработанных профилях МПВ и в непосредственной близости от них нет пробуренных скважин, т.е. отсутствуют данные о распределении литологии пород по глубине.

По профилю 1 можно выделить следующие границы:

Первая граница соответствует уровню грунтовых вод на глубине 20м в средней части профиля и 30~45м в его краевых частях. Изолиния скорости в данном интервале глубин имеет отметку 2000м/с. Слой между дневной поверхностью и первой границей сложен современными сухими песками.

Вторая граница соответствует быстрому уменьшению градиента скорости от значений 50с-1 до значений 25с*1. Граница расположена на глубине 30м в средней части профиля. Слой между первой и второй границами сложен обводненными песками со скоростями 2000-2200м/с.

Третья граница соответствует кровле массива известняков. Она выделяется по резкому изменению конфигурации изолиний модуля градиента скорости на глубине 45м в средней части профиля. Ей соответствует изолиния скорости с отметкой 3000м/с. Слой между второй и третьей границами сложен песчанистыми глинами. Модуль градиента скорости в слое составляет 20-25с"1, а скорость в нем 2400-2600м/с.

Учитывая четко выраженную выгянугосгь в вертикальном направлении изолиний модуля градиента скорости и сильную горизонтальную неоднородность, можно заключить, что в районе пикетов 470 и 940 имеются зоны тектонических нарушений, к которым приурочены зоны трещиноватосги известняков.

На других профилях МПВ, как и на профиле 1, наиболее четко выделяется кровля известняков. Из сравнительного анализа всех профилей следует, что известняки образуют структуру в виде вытянутого вала, поперечные сечения которых можно видеть на разрезах по профилям 1,3,4. К бортам вала приурочены тектонические нарушения. Поверхность известняков характеризуется резко расчлененным рельефом с многочисленными локальными впадинами и выступами.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В процессе выполнения диссертационной работы получены следующие результаты:

1. На основе изучения геолого-гидрогеологпческого строения Восточной пустыни Египта показана сложность поисков и разведки подземных вод в изучаемом районе вследствие неравномерного распространения отложений различной литологии и существования многочисленных тектонических нарушений.

2. На основе анализа фактических материалов ВЭЗ оценены возможности и ограничения электроразведки методов ВЭЗ для геолого-гидрогеологического изучения района.

3. Разработана методика получения экспериментальных материалов метода преломленных волн с целью изучения верхней части разреза в сложных сейсмологических условиях Восточной пустыни Египта.

4. Проведена интерпретация годографов рефрагировашшх волн в первых вступлениях по профилям МПВ на основе модели среды с переменной скоростью распространения сейсмических волн, изменяющейся по вертикали и латерали. Построены сейсмические разрезы в изолиниях скорости, изолиниях модуля градиента скорости и угловой функции градиента скорости.

5. Установлены геологические особенности строения сейсмических разрезов верхней части разреза в изучаемом районе. Определена граница, связанная с уровнем грунтовых вод, мощность водоносного слоя, кровля массива известняков, зоны тектонических нарушений. Выявлены участки профилей МПВ для проверочного бурения на воду.

Основные положения, защищаемые в работе, следующие:

1. Для получения экспериментальных материалов МПВ с целью изучения верхней части разреза в условиях Восточной пусты пи Египта могут быть использованы источник колебаний типа падающий груз и цифровая сейсмосганция с накоплением. Достигаемая при этом глубина освещения разреза составляет десятки-первые сотни метров.

2. Основная особенность скоростного строения верхней части разреза в изучаемом районе заключается в ее неоднородности. Количественной мерой неоднородности является градиент скорости сейсмических волн: модуль градиента, угловая функция 0(х, г), горизонтальная и вертикальная компоненты градиента.

3. Сейсмическая модель верхней часта разреза может быть представлена как слоисто-неоднородная среда с чередованием блоков с различными скоростями и градиентами скоростей по горизонтали и вертикали.

4. Сейсмические работы МПВ по определению уровня грунтовых вод и выделению водоносных слоев целесообразно проводить в комплексе с электроразведкой ВЭЗ, которая может дать независимые данные о положении уровня грунтовых вод.

5. В наиболее перспективных на воду участках для проверки данных сейсморазведки и электроразведки следует бурить проверочные скважины с основным набором стандартных методов ГИС. Данные полевых и скважинных методов необходимо как можно теснее увязать между собой и после этого рекомендовать места для бурения разведочно-эксплуатационных скважин.

СПИСОК РАБОТ АВТОРА ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦ ИИ

1. Interpretation of I'-wave refraction survey in variabblc velocity media-A case study. Report presented at EAEG 56th Annual Meeting, Austria, Vienna, June 6-10, 1994, P011 (Co-authors G.V.Borovikov, T.I.Oblogina).

2. Изучение верхней части разреза методом преломленных волн в долине Нила в Египте. Материалы Всероссийской научно-технической конференции "Экология и геофизика", Дубна - 1995, с.19 (совместно сТ.И.Облотной и Г.В.Боровиковым).