Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Природа упругой анизотропии керна Кольской сверхглубокой скважины

ВАК РФ 04.00.22, Геофизика

Автореферат диссертации по теме "Природа упругой анизотропии керна Кольской сверхглубокой скважины"

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

Ильченко Вадим Леонидович

УДК 551.1.4

ПРИРОДА УПРУГОЙ АНИЗОТРОПИИ КЕРНА КОЛЬСКОЙ СВЕРХГЛУБОКОЙ СКВАЖИНЫ

Специальность 04.00.22 «ФИЗИКА ТВЕРДОЙ ЗЕМЛИ»

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук.

УНИВЕРСИТЕТ

РГБ ОД

1 з и:он ш

На правах рукописи

Санкт-Петербург 2000

Работа выполнена в Геологическом институте Кольского научного центра Российской Академии наук (ГИ КНЦ РАН)

Научный руководитель: доктор технических наук Ф.Ф.Горбацевич

Официальные оппоненты: доктор физико-математических наук Караев H.A., кандидат геолого-минералогических наук Мовчан И.Б..

Ведущая организация предприятие: Геологический факультет Московского государственного университета (МГУ) им. М. В. Ломоносова

Защита состоится « ¿3 » Ui^C И. ijiy 2000 г. в 15 час. на заседании диссертационного совета Д.063.57.18 по защите диссертаций на соискание ученой степени доктора наук в Санкт-Петербургском государственном университете по адресу: 199034, Санкт-Петербург, Университетская наб., д.7/9, геологический факультет, ауд.347.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке им. М.Горького СПбГУ по тому же адресу.

Автореферат разослан « » ьДЧРсА 2000 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

доктор г.-м. наук, профессор В.А.Шашканов

Я)3 [гег<-

о

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы

При изучении Кольской сверхглубокой скважины (СГ-3) было установлено, что величина показателя упругой анизотропии образцов керна резко возрастает в некоторых напряженно-деформированных глубинных интервалах. Это наблюдается, например, в зонах внедрения перидотитов с медно-никелевым оруденением (интервал 1.7-2.1 км), характеризующихся аномальным образованием вывалов (кавернообразоваиием) в стенках скважины, Лучломпольского разлома (около 4.43 км), на границе архейского и протерозойского комплексов (около 6.8 км) и в зоне прерывистой субгоризонтальной сейсмической границы (интервал 7.8-8.5 км). Кроме того, величина показателя упругой анизотропии возрастает в керне из интервала с заметным улучшением буримости пород (9-11 км), где локализовано несколько тектонически нарушенных участков. Наличие прямой связи между напряженным состоянием пород околоствольного массива и упругой анизотропией керна очевидно. Это значит, что упругая анизотропия керна может являться важным диагностическим признаком напряженного состояния в горном массиве, а пространственное положение элементов упругой симметрии породы, вероятно, в значительной мере связано с распределением главных составляющих поля напряжений. Данная работа направлена на более детальное изучение этих связей.

Цели и задачи работы

1. Объяснение причин возникновения в керне СГ—3 упругой анизотропии, проявления породами линейной акустической анизотропии поглощения поперечных волн (ЛААП) или акустического дихроизма. 2. Объяснение причин повышенных скоростей бурения и аномально высокого уровня вывалообразования в стенках скважины на некоторых глубинных интервалах. 3. Оценка напряженного состояния пород в околоствольном массиве СГ-3 по упруго-анизотропным свойствам керна. Идея работы состоит: 1 - в изучении природы упругой анизотропии и вариаций пространственного положения элементов упругой симметрии анизотропных искусственных (моделей с заданными свойствами) и естественных (горных пород) неоднородных сред в результате внешнего воздействия; 2 - в использовании полученных данных для оценки напряженного состояния околоствольного массива

СГ-3 но упругой анизотропии керна. Научная новизна.

1. Установлено, что упругая анизотропия породы не зависит от ее минерального состава, а связана, главным образом с полями напряжений, сопутствовавшими данной породе при ее возникновении и последующем существовании.

2. Установлено, что насыщение порового пространства образцов керна жидкостью, как и их нагружепие, могут приводить к изменению пространственного положения (повороту) элементов упругой симметрии образцов.

3. По результатам исследования вариаций упругих свойств керна, в зависимости от его насыщаемости жидкостью и сжимаемости установлена своеобразная расслоенность околоствольного массива СГ-3, выражающаяся в чередовании слоев с преобладанием разуплотненности или в вертикальном, или в горизонтальном направлениях.

Практическая ценность работы заключается в следующих выводах:

1. При интерпретации геофизических материалов; обнаруженные в верхней части литосферы, прерывистые субгоризонтальные сейсмические границы должны учитываться как участки со сложным напряженным состоянием.

2. Приконтактовые массивы древних сдвиговых зон являются концентраторами палеонапряжений, остаточное воздействие которых может проявляться как современные аномалии напряженного состояния (вывалы, хрупкое разрушение при техногенном воздействии при проходке скважин, горных выработок).

3. Структурная перестройка анизотропных пород при их погружении, обусловленная сменой напряженного состояния в горном массиве с глубиной, способствует снижению прочности пород, что может приводить как к облегчению проходки горных выработок, так и к возникновению аварийно-опасных ситуаций в них.

Апробация работы и публикации. Отдельные результаты работы были доложены на: Белорусском конгрессе по теоретической и прикладной механике "Механика-95", Гомель-1995; IX молодежной конференции посвященной памяти К.О.Кратца, Апатиты-1995; V сессии РАО "Проблемы геоакустики: методы и средства" Москва-1996; конференциях: "Закономерности эволюции земной коры", С.-Петербург-1996; VI сессии РАО "Акустика на пороге XXI века", Москва-1997; "Докембрий Северной

Евразии", С.-Петербург-1997; "Науки о Земле на пороге XXI века: новые идеи, подходы, решения", Москва-1997; рабочем совещании проекта ЗУЕКАЬАРКО, Репино-1998. Результаты исследований отражены в 10 печатных работах.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 3 глав, заключения и приложения, изложенных на 142 страницах, содержит 29 рисупков, 10 таблиц и список литературы из 90 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении дан краткий обзор предыдущих исследований на материале СГ-3, обосновываются актуальность темы работы, выбор объекта и главного метода исследований, сформулированы основные задачи и положения, выносимые автором на защиту.

В первой главе приведены краткие сведения о геолого-геофизической изученности района заложения СГ-3 и результаты предыдущих петрофизических исследований, сведения об упругой анизотропии и дисковании керна.

Во второй главе описан методический подход к решению поставленной цели и подробно описан опыт исследования акустополяризационным методом горных пород и искусственных упруго-симметричных твердых сред (моделей). Целью второй главы также является показать роль наложенных динамических процессов, которые обусловливают напряженное состояние породы и контролируют положение элементов упругой симметрии и структур, способствующих проявлению эффекта ЛААП.

Раздел 2.1 посвящен описанию акустополяризационного метода. Преимущество данного метода заключается в том, что в отличие от петрографического микроструктурпого анализа, при котором рассматривается только тонкий породный срез, в нем подвергается исследованию некий объем горной породы. Дано объяснение физического смысла параметров, характеризующих упругие и неупругие свойства исследуемого материала. Для установления взаимного влияния упругой анизотропии и акустического дихроизма на прохождение поперечных колебаний в твердых линейно-текстурированных средах проведены исследования на моделях, собранных: а) из упруго-анизотропной керамической и проявляющей эффект ЛААП деревянной пластин с изменяющимся углом между пластинами (раздел 2.2.1) и б) из трех

деревянных пластин (раздел 2,2.2). Эти модели были изготовлены для имитации: а) упруго-анизотропной среды, проявляющей эффект ЛААП линейного тина, и б) твердой среды с элементом упругой симметрии нечетного порядка, наблюдаемые в образцах керна из наиболее напряженно-деформированных частей разреза СГ-3. Акустополярископия моделей показала, что по углу между диаграммами, полученными в положениях ВП и ВС можно судить о направлении сил, вызвавших ЛААП. Во втором эксперименте, на изготовленных из дерева моделях с осью симметрии 3-го порядка бьши получены 3-лепестковые диаграммы (рис.1), схожие с таковыми, наблюденными на нескольких образцах из интервала с повышенными скоростями бурения.

Рис.1. Деревянные модели с элементами симметрии 3-го порядка и их акустополяриграммы (сплошная линия - ВП, пунктир - ВС): а - детали собраны в одной плоскости, Ъ - детали собраны в стопу. Стрелками показано направление древесных волокон.

Для изучения вклада трещицоватости в упруго-анизотропные свойства горных пород были проведены акустополяризационные исследования образцов СГ-3 и других скважин в сухом состоянии и после насыщения водой (раздел 2.3.1), а также акустополярископия образцов пород с приложением к ним нагрузок в направлении, нормальном к направлению прозвучивания (раздел 2.3.2). Было установлено, что насыщение породы жидкостью, равно как и нагружение, может приводить к изменению упругих свойств в разных направлениях по-разному и может способствовать изменению пространственного положения (повороту) элементов упругой симметрии. Установлено также, что мигматизированные разности гнейсов (гнейсовидные текстуры предполагают проявление эффекта ЛААП) оказываются слабо анизотропными неоднородными средами, то есть их структурные особенности, способствующие проявлению эффекта ЛААП, уничтожаются в соответствующих

а

к

физико-химических условиях (например, мигматизацией).

Третья глава посвящена изучению напряженного состояния в породах околоствольного массива СГ-3 по керну. Для этого была получена и использована информация о неоднородностях в характере и степени разуплотненности керна. Идея данных исследований заключается в том, что реакция керна на снятие напряженного состояния в разных направлениях должна быть адекватна величинам составляющих этого папряжекного состояния.

В первом опыте исследованы вариации скорости распространения продольных волн в зависимости от насыщения водой лорового пространства образцов (раздел 3.1). Сначала скорости прохождения продольных волн измерялись в трех направлениях на сухих, затем - на насыщенных водой образцах. Насыщение проводилось путем погружения образцов в емкость с водой на время около трех суток. Этому испытанию были подвергнуты образцы, отобранные из эталонной коллекции керна СГ-3 по всему разрезу с частотой опробования через каждые 20-50 м в протерозойской части разреза и через каждые 50-100 м - в архейской части.

Оценка характера насыщения образцов водой велась следующим образом. Была построена теоретическая кривая зависимости лйтостатического давления а, от глубины Ь. Эта кривая набиралась поинтервально с учетом величин плотности пород, отвечающей соответственным глубинам, 'по можно описать зависимостью:

«,=2(РА) (!)•

Затем была построена кривая зависимости от глубины показателя напряженного состояния стч - учитывающего разницу между идеальным литостатическим и истинным напряженным состоянием, определяемым в значительной мере радиальными составляющими (а„ оу). Величину показателя стч вычисляли пользуясь формулой

а,-а, ((К„+ К^/гК,], (2)

где К,, Ку, и К^ коэффициенты, получаемые в результате деления величин скоростей прохождения волн через образцы в насыщенном состоянии на величину скорости в том же образце в сухом состоянии в соответствующих направлениях X, У, Z:

К = V /V И)

* иасыщ"' т сух* V■ /■

С7.-.Ч (МПа)

К (мм)

800

Рис.2. Зависимость величин коэффициентов:!- аг, 2- с,, 3 - данных по кавернометрии от глубины.

Результаты анализа степени и характера разуплотненности керна СГ-3 позволили выделить три участка скважины (рис.2):

слаборазуплотненный из-за невысоких напряжений (интервал 0-4.43 км);

], р^пг ЕНЗЗ

- равномерно-умеренно разуплотненный с преобладанием радиальных напряжений над вертикаль-

ными - (4.43-6.8 км); - участок, породы которого имеют самые разные значения и характер разуплотненности, свидетельствующие о сложном соотношении величин главных составляющих поля напряжений - кояьская серия (6.8-11.5 км).

В интервалах, где значения а, меньше всего отличаются от ог и радиальные составляющие литостатического напряжения близки к вертикальным, распределение сил стремится к гидростатическому. В остальных точках (где ач < а,) величина радиальной составляющей литостатического давления в разной мере превышает вертикальные напряжения, что при снятии нагрузок при выбуривании способствует преимущественному разуплотнению керна по оси Z (явление дискования керна).

Другим способом исследования роли и характера распространения трещин было изучение изменения скоростей продольных и поперечных колебаний с приложением одноосных нагрузок в направлении прозвучивания (раздел 3.2 диссертации).

Измерения проводились на образцах из эталонной коллекции СГ-3 следующим образом. Сначала в каждом образце определяли скорости прохождения Ур, Уэ в каждом из направлений (Х,УД без приложения нагрузки. Затем аналогичные измерения были выполнены с приложением нагрузок. Максимальные нагрузки доходили до 100 МПа с шагом нагружения 10 МПа. Измерение Ур и Ув поочередно в направлениях X, У, Ъ осуществлялось в направлении приложения нагрузок.

Проверка данной методики показала следующее. После проведения серии измерений скоростей на грани X, измерите скорости на гранях У и Ъ без приложения нагрузки показало небольшое отличие (на 2-3% меньше) от измерения, проведенного до приложения к образцу нагрузок в направлении X. Затем, в направлении У образец нагружали с шагом 1 МПа, следя при этом па каждом шаге нагружения за изменениями в скорости прохождения через него волн. Установлено, что скоростные параметры восстанавливаются до прежних (донагрузочнмх по предыдущим граням) уже при нагружении до 1-3 МПа. Шаг нагружения в рабочем режиме составлял 10 МПа, а значит изменения, вызванные нагрузками на предыдущей грани образца, не могли негативно повлиять на результаты, полученные на следующей грани. По результатам измерений Ур, Уб строили графики зависимости скорости от давления.

Ур.з

РисЗ. Схема нагрузочной кривой.

Установлено, что на первых шагах нагружения значения скорости увеличиваются более интенсивно и соответствующий участок нагрузочной кривой характеризуется большим углом к горизонтальной оси <т (участок I нагрузочной кривой, рис.3). Затем, при достижении определенного давления оп> соответствующего точке перегиба П и при дальнейшем нагружении величина приращения скорости (равно как и угол наклона нагрузочной кривой к оси ст, заметно снижается (участок II нагрузочной кривой, рис.3). График зависимости скорости на каждом из этих участков, взятых в отдельности, в первом приближении может быть описан линейным законом:

У,= А,а+У0 и Уп=Ацст + Уп (4)

соответственно для I и II участков нагрузочной кривой, где коэффициенты А, и А п на участках I и 11 будут соответственно:

А^Уп-^Ус,, и Ап=(Утю-УпУ(апм-оп) (5).

Здесь Утах - величина скорости при максимальном давлении, а У0 и Уп - величины скоростей, наблюденные в анализируемом образце до приложения нагрузки и в точке перегиба П нагрузочного графика соответственно.

9

Закрытие микротрещип в кристаллах, образующих горную породу, происходит при достижении давления 100-150 МПа. На начальном этапе нагружения, которому соответствует наиболее интенсивный рост скорости, закрываются, главным образом более крупные, межзеренные трещины, плоскости которых расположены нормально и субнормально к направлению приложения нагрузки. Поэтому можно полагать, что участок I графика нагрузочной кривой соответствует изменению скорости за счет закрытия межзеренных трещин. Более пологий участок II, вероятно, отвечает исключению более мелких, изолированных друг от друга внугризеренных трещин и иных дефектов образца. Для получения более наглядной картины изменения скорости при приложении нагрузок были вычислены коэффициенты:

= и К^Кх+апуугапг (6,7),

где опх, стп у, апг - нагрузки, при которых происходит закрытие межзеренных трещин разуплотнения при нагружешш образца в направлениях X, У, Ъ соответственно. Были также построены графики зависимости коэффициента сжимаемости образцов А, (А^р!, АчрП - для Ур, А,з1, А^П - для Уэ, соответственно для I и II участках нагрузочной кривой) от глубины. Величина этого коэффициента, к примеру, для Уб на участке I нагрузочной кривой вычислялась по формуле:

А^КА^+Л^уаА,^ (8),

где АфЬ>, Ац„у, АтЛ - коэффициенты в направлениях X, X, Ъ.

Анализ зависимости величин коэффициентов А, от глубины (рис.3) показал, что при переходе от верхней части разреза с преобладающей вертикальной компонентой напряженного состояния к нижней части (глубина около 4.43 км), где характер распределения составляющих напряжений стремится к гидростатическому, имеется интервал (7.9-8.6 км), керн из которого сильно разуплотнен по-видимому из-за аномально высоких значений отдельных главных, преимущественно радиальных, составляющих. Именно концентрации радиальных напряжений, общая сложность структуры поля напряжений обусловили нахождение здесь прерывистой субгоризонтальной сейсмической границы.

Помимо расчленения разреза на части с преобладанием вертикальной компоненты напряженного состояния (в верхней части) и стремления к гидростатическому распределению главных компонент напряжения (в нижней части) в породах никельской серии установлена тенденция к более мелкой раселоенности, которая

выражена в чередовании интервалов с квазигидростатическим и анизотропным распределением разуплотняющих сил (по вертикали или горизонтали, рис.4).

Рис.4. Характер

ач

61

-4 -2 024 6810

сжимаемости керна СГ-3. Геологическая колонка: свиты: пй-матерт, дс)-жда-новская, гр-запо-лярнинская, 1г-луч-ломпольская, рг -пирттиярвинская, кзд-кувернеринйок-ская, та-маярвин-ская; а) кривые зависимости от глубины величин коэффициентов:

Aqlp, Ая2р, Ач^, Aq2s. б) расслоенность пород околоствольного массива СГ-3 по преобладанию составляющих напряженного состояния: 1-по вертикали, 2-по горизонтали, 3-преобладаиия нет.

2000

4000 г

6000

6000

к

10000 12000 П -Ач1р .......АЧ2[> у/---Ач1з : ----Ач2з

В разделе 3.5 сделаны выводы о современном напряженном состоянии пород околоствольного массива скважины. Результаты изучения керна СГ-3 под нагрузками (раздел 3.2) подтверждают и дополняют сведения о главных составляющих напряженного состояния, полученные в разделе 3.1. Это послужило поводом для расчленения разреза на две толщи: верхнюю, с ритмично-анизотропным характером распределения главных составляющих (0-4.43 км) и нижнюю, с преобладающим квазиизотропным характером напряженного состояния. Построена модель с разделением вскрытого скважиной разреза на 10 толщ, отличающихся характером разуплотнения и пространственного распределения (по горизонтали или вертикали) преобладающих максимальных составляющих современных напряжений и участков с квазигидростатическим характером напряжения в околоствольном массиве СГ-3 (рис.4).

Акустополяризационным методом детально были изучены упруго-анизотропные свойства пород из интервала скважины 1.7-1.9 км, отличающегося повышенным уровнем кавернообразования (раздел 3.3). На основании сопоставления прочностных и плотностных свойств и по соотношению размеров вывалов для интервалов метабазитов и вмещающих метаосадков сделан вывод о значительной разнице между релаксационными свойствами этих двух разновидностей пород, претерпевших одинаковые напряжения и находящихся в одинаковых физических условиях. На основании полученных данных об ориентировках элементов упругой симметрии в керне данного интервала и с привлечением результатов кавернометрии стенок скважины сделана геодинамическая реконструкция событий, явившихся причиной вывалов.

Акустополяризационные исследования глубинного интервала 9-12 км, в породах которого при проходке наблюдалась тенденция к снижению прочностных свойств, что способствовало улучшению буримости в этом интервале, показали следующее. Здесь, в некоторых образцах керна обнаружены элементы упругой симметрии 3-го и 5-го порядков (рис.5) и повсеместная тенденция к переходу от «нормальных» элементов 14-го порядков к «аномальным» (3-5). Это свидетельствует о сложной ситуации в напряженном состоянии пород данного участка скважины, вызванной сменой напряженного состояния (наложением разных полей напряжений) и повлекшей за собой снижение прочности пород (раздел 3.4).

11(1 Рнс.5. Примеры акустополяриграмм (сплошная линия - ВП, пунктир - ВС) некоторых образцов из интервала 9-11 км: а,Ь,с - с элементами 3-го, - 5-го порядка.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

К информации, полученной в ходе выполнения работы по изучению природы упругой анизотропии керна СГ-3, помимо приведенных выше защищаемых

положений, научной новизны и практической значимости, необходимо сделать следующее, довольно важное, на взгляд автора, дополнение. В данной работе был широко использован новый акустополяризационный метод.

Вообще, вся работа носила характер эксперимента, цель которого заключалась в исследовании возможностей данного метода для внедрения его в широкую практику различного рода геолого-геофизических изысканий. Полученный опыт показал, что акустополяри-зационный метод может весьма эффективно использоваться как в научных целях, например, при тектонических реконструкциях геологических объектов, имеющих сложное строение и историю (в особенности докембрийских образований), так и на производстве - при проведении инженерных исследований на предмет выявления по керну напряженно-деформированных участков в массивах кристаллических горных пород.

На защиту выносятся следующие положения:

1. Природа упругой анизотропия керна СГ-3 двойственна: во-первых, она обусловлена полем напряжений, участвующих в формировании структуры самой породы и, во-вторых, системами микротрещин, возникших в керне в результате дилатансии. При этом ниже отметки 4.43 км роль вторичной преобладает.

2. Субгоризонтальная сейсмическая граница, вскрытая скважиной в интервале 7.9-8.6 км обусловлена преобладанием радиальных напряжений, что позволяет считать данную границу поверхностью сдвига.

3. Повышенные скорости бурения в интервале 9-11 км вызваны снижением прочности пород из-за смены напряженного состояния в условиях хрупких деформаций.

4. Структурная перестройка при изменении поля напряжений в слоях пород, имеющих сходные прочность и плотность, но различающихся по генезису, структуре и минеральному составу, при одинаковых физических условиях проходит с существенно разными скоростями.

По теме диссертации опубликованы следующие работы:

1. Ильченко В.Л. Результаты изучения скоростей продольных колебаний в образцах Кольской СГС в сухом состоянии и после насыщения их водой. //Материалы IX

молодежной научной конференции. Изд. КНЦ РАН, Апатиты, 1995, с. 92-95.

2. Горбацевич Ф.Ф., Ильченко В.Л. Влияние насыщения жидкостью микропор образцов анизотропных горных пород на их акустические свойства. // Дефектоскопия, №-4, 1995, с. 6-15.

3. Горбацевич Ф.Ф., Ильченко В.Л. О взаимном влиянии элементов упругой симметрии и линейной анизотропии поглощения на распространение сдвиговых колебаний в анизотропном твердом теле.// Дефектоскопия. №-5,1997, с. 27-36.

4. Ильченко В.Л., Горбацевич Ф.Ф. Элементы упругой симметрии 3 и 5 порядка в образцах керна Кольской сверхглубокой скважины и в искусственных моделях. // Труды VI сессии РАО "Акустика на пороге 21 века", Москва, 1997, с.309-312.

5. Ильченко В.Л. Эффект «границы Конрада» как проявление неотектоники. //Труды конференции «Проблемы геодинамики, сейсмичности и мииерагении подвижных поясов и платформенных областей литосферы». Институт геофизики УрО РАН, Екатеринбург, 1998 г., с. 88-90.

6. H'chenko V.L. On the nature of subhorizontal seismic boundaries in the earth crust (by the example of the KSD borehole). // Abstracts of SVEKALAPKO Workshop, Repino, 1998, p.26.

7. Ильченко В.Л., Горбацевич Ф.Ф., Смирнов Ю.П. Упругая анизотропия образцов керна Кольской сверхглубокой скважины из интервала 8.7-11.4 км.// Геоэкология. Инженерная геология. Гидрогеология. Геокриология. №-3, 1999, с.151-159.

8. Ильченко В.Л., Горбацевич Ф.Ф. Об изменении пространственного положения элементов упругой симметрии анизотропных горных пород под давлением. // Физика Земли, №-5,1999, с.40-46.

9. Горбацевич Ф.Ф., Ильченко В.Л. Оценка параметров деформирования пород и поля современных напряжений по разрезу Кольской сверхглубокой скважины (СГ-3).// Российский геофизический журнал. №-13-14,1999, с.61-71.

10. Горбацевич Ф.Ф., Ильченко В.Л., Смирнов Ю.П. Геодинамическая обстановка в интервале 1.7-1.9 км Кольской сверхглубокой скважины. // Геоэкология. Инженерная геология. Гидрогеология. Геокриология. №-1,2000, с.70-77.

Содержание диссертации, кандидата геолого-минералогических наук, Ильченко, Вадим Леонидович

Введение.

Глава 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА. ГЕОЛОГО-ПЕТРОФИЗИЧЕСКАЯ ИЗУЧЕННОСТЬ

КЕРНА КОЛЬСКОЙ СВЕРХГЛУБОКОЙ СКВАЖИНЫ (СГ-3).

1.1. Краткая характеристика района заложения скважины.

1.2. Напряженное состояние и упругая анизотропия керна.

1.3. Дискование керна.

Глава 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНО-МЕТОДИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ.

2.1.1. Упругие свойства искусственных твердых сред и горных пород.

2.1.2. Моделирование упруго^-симметричных сред

2.2.1. Влияние флюидонасыщенности на упругие свойства пород.

2.2.2. Влияние нагружения на упругие свойства пород.

Глава 3. НАПРЯЖЕНИЯ В ПОРОДАХ ОКОЛОСТВОЛЬНОГО МАССИВА СГ-3.

3.1. Оценка соотношения компонент поля современных напряжений методом насыщения флюидами разуплотненных образцов.

3.2. Изучение изменения упругих свойств образцов СГ-3 под давлением.

3.3. Упругая анизотропия керна СГ-3 из интервала 9-12 км.

3.4. Причины возникновения в скважине участков с аномально высоким уровнем кавернообразования.

3.5. Распределение напряжений в околоствольном массиве

Введение Диссертация по геологии, на тему "Природа упругой анизотропии керна Кольской сверхглубокой скважины"

АКТУАЛЬНОСТЬ ПРОБЛЕМЫ. Результаты бурения Кольской сверхглубокой скважины (СГ-3) коренным образом изменили человеческие представления о составе и строении верхней континентальной коры, а также о природе сейсмических разделов в ней [Сверхглубокие., 1995]. Помимо прочего было установлено отсутствие корреляции между результатами акустического каротажа с сейсмическими данными (ГСЗ) [Караев, Смитсон, 1995]. Приведенные в книге [Кольская., 1984] кривые зависимости напряжений б2 от глубины скважины Н, рассчитанные как по геостатическому закону, так и по упругим характеристикам пород, вызывают сомнения. Так, этими кривыми совершенно не отбиваются зоны крупных разломов, участки с аномальным кавернообразованием (вывалами) в стенках скважины и большинство тектонизированных интервалов, обладающих повышенной трещиноватос-тью и аномалиями теплогенерации.

В работах [Архейский.,1991; Сейсмогеологическая.,1997] с большой детальностью была изучена упругая анизотропия керна СГ-3. Из этих—работ следует, что величина показателя упругой анизотропии резко возрастает в тектонически нарушенных интервалах, в особенности в зоне Лучломпольского разлома (глубина 4.43 км), на границе архейского и протерозойского комплексов (глубина 6.84 км) и в интервале глубин около 7.8-8.5 км, совпадающем с обнаруженной здесь ранее субгоризонтальной сейсмической границей. Возрастание показателя упругой анизотропии, в большинстве случаев, сопровождается усилением дискования керна, вывалами в стенках скважины и заметным улучшением буримости пород (увеличение метража проходки на долото) [Кольская.,1984], что позволяет делать выводы о наличии пряной связи между напряженным состоянием и упругой анизотропией керна.

Из сказанного следует, что упругая анизотропия кристаллических горных пород является одним из факторов, существенно затрудняющих интерпретацию результатов наземных геофизических исследований и прогнозирование напряженного состояния в горных массивах.

ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ. Целью настоящей работы является объяснение природы упругой анизотропии керна СГ-3, как следствия физических условий, в которых находилась порода до извлечения ее на поверхность.

Для этого были поставлены и решены следующие задачи;

- установить причины проявления горными породами эффекта линейной акустической анизотропии поглощения (ЛААП);

- изучить влияние одноосного нагружения и насыщения флюидом трещинно-порового пространства образцов на их упругие свойства и пространственное положение их элементов упругой симметрии?

- выявить причины существования в некоторых глубинных интервалах участков, отличившихся повышенными скоростями бурения и аномально высоким уровнем кавернообразования в стенках скважины;

- дать оценку вариаций напряженного состояния в околоствольном массиве СГ-3 по всему разрезу (до глубины 12 км).

МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ. Исследование упругой анизотропии керна, изучение вариаций пространственного положения элементов упругой симметрии образцов под нагрузками и после их насыщения флюидом, а также изучение вариаций упругих свойств и ориентировок элементов упругой симметрии искусственных анизотропных сред (моделей) с заданными упругими свойствами, проводились акустополяризационным методом [Горбацевич.,1995].

Пространственное положение преобладающих (горизонтальные, вертикальные) компонент поля напряжений определялось в два этапа: 1-измерением скоростей распространения продольных волн в трех направлениях в образцах керна в сухом состоянии и после насыщения их флюидом? и 2 - измерением скоростей продольных и поперечных волн в трех направлениях с приложением к образцам нагрузок в направлении прозвучивания и анализом нагрузочных графиков.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА:

1. Установлено, что упругая анизотропия породы не зависит от ее минерального состава, а связана, главным образом с полями напряжений, сопутствовавшими данной породе при ее возникновении и последующем существовании.

2. Установлено, что насыщение порового пространства образцов керна жидкостью, как и их нагружение, могут приводить к изменению пространственного положения (повороту) элементов упругой симметрии образцов.

3. По результатам исследования вариаций упругих свойств керна, в зависимости от его насыщаемости жидкостью и сжимаемости установлена своеобразная расслоенность околоствольного массива СГ-3, выражающаяся в чередовании слоев с преобладанием разуплотненности или в вертикальном, или в горизонтальном направлениях.

НАУЧНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ, выносимые на защиту.

1) Природа упругой анизотропии керна СГ-3 двойственна: во-первых, она обусловлена полем напряжений, участвующих в формировании структуры самой породы и, во вторых, системами микротрещин, возникших в керне в результате дилатансии. При этом ниже отметки 4.43 км роль вторичной преобладает.

2) Субгоризонтальная сейсмическая граница, вскрытая скважиной в интервале 7.9-8.6 км обусловлена преобладанием радиальных напряжений, что позволяет считать данную границу поверхностью сдвига.

3) Повышенные скорости бурения в интервале 9-11 км вызваны снижением прочности пород в результате изменения напряженного состояния в условиях хрупких деформаций.

4) Структурная перестройка при изменении поля напряжений в слоях пород, имеющих сходные прочность и плотность, но отличающихся по генезису, структуре и минеральному составу, при одинаковых физических условиях проходит с существенно разными скоростями.

ПРАКТИЧЕСКУЮ ЦЕННОСТЬ работы составляют следующие выводы:

1) При интерпретации геофизических материалов, обнаруженные в верхней части литосферы, прерывистые субгоризонтальные сейсмические границы должны учитываться как участки со сложным напряженным состоянием.

2) Приконтактовые зоны древних сдвиговых зон являются концентраторами палеонапряжений, остаточное воздействие которых может проявляться как современные аномалии напряженного состояния. При этом с большей вероятностью следует ожидать проявления этих аномалий (вывалы, горные удары) в присдвиговых зонах магматических тел.

3) Структурная перестройка породы, обусловленная сменой напряженного состояния в горном массиве с глубиной, способствует снижению прочности пород, что приводит как к облегчению проходки горных выработок, так и к возникновению аварийно-опасных ситуаций в них.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Отдельные результаты работы были доложены на; Белорусском конгрессе по теоретической и прикладной механике "Ме-ханика-95", Гомель-1995; 9-й молодежной научной конференции, Апа-титы-1995; V сессии РАО "Проблемы геоакустики: методы и средства" Москва-1996; "Закономерности эволюции земной коры", С.- Петербург -1996; VI сессии РАО "Акустика на пороге XXI века", Москва-1997; "Докембрий Северной Евразии",С.-Петербург-1997; "Науки о Земле на пороге XXI века: новые идеи, подходы, решения", Москва-1997; международной конференции "Проблемы геодинамики, сейсмичности и ми-нерагении подвижных поясов и платформенных областей литосферы", Екатеринбург-1998; на международном научном совещании по проекту БУЕКАБАРКО, Репино-1998.

ПУБЛИКАЦИЯ. Результаты исследований опубликованы в 20 научных работах (10 статей в журналах и тематических сборниках, 10 тезисов докладов на конференциях).

СТРУКТУРА И ОБЪЕМ. Диссертационная работа изложена на 146 страницах, состоит из Введения, 3 глав, Заключения и Приложения (10 таблиц), 29 рисунков, библиографию из 90 наименований.

Заключение Диссертация по теме "Геофизика", Ильченко, Вадим Леонидович

Выводы

1. Напряженное состояние пород, возникшее вследствие тектонических событий в исследуемом интервале, оказалось законсервированным в метаперидотитах и сохранилось до наших дней в отличие от вмещающих метаосадков.

2. Вновь образованные по трещинам метабазитов минералы, выполняющие роль цемента (хлорит, карбонаты, тальк, серпентин) свидетельствуют об отсутствии глубоких метаморфических преобразований после тектонических событий и потому сдвиговые напряжения в них не были сняты до проходки скважины.

3. Релаксация в одинаковых физико-химических условиях палеонапря-жений, вызванных одинаковыми по силе воздействия тектоническими событиями, в массивах магматических и осадочных пород, обладающих одинаковыми прочностными и плотностными свойствами, происходит с существенно различными скоростями (защищаемое положение 4 диссертации ).

3.5. Распределение напряжений в породах околоствольного пространства СГ-3.

К настоящему времени опубликовано большое количество геолого-геофизической информации [Кольская.,1984; Архейский.,1991; Горбацевич,1995; Сейсмогеологическая.,1997 и др.] по всему разрезу, вскрытому СГ-3. В статье [ВгисЯу,. 1997], посвященной определению тензора напряжений до глубины 8 км на немецкой глубокой скважине (КТВ) показано, что кривая роста напряжений с глубиной имеет нелинейную, синусоидальную форму, т.е. участки с более крутым наклоном чередуются с более пологими. Выше перечисленные источники содержат сведения об изменчивости вертикальной составляющей поля напряжений в земной коре до глубин порядка 9 км и свидетельствуют о наличии резких изменений в экспериментально зарегистрированных величинах напряжений на границах некоторых стратиграфических подразделений в протерозойской и в архейской частях разреза . Как правило, на глубинах ниже 3,5 км установлены пониженные, по сравнению с расчетными геостатическими, величины вертикальной компоненты напряжений [Кольская.,1984; СиЬегшап,1990]. По результатам более ранних исследований, в породах околоствольного пространства СГ-3 на глубинах ниже 4,43 км преобладает орто-ромбический тип симметрии [Архейский.,1991, Горбацевич,19906].

В разделах 2.3.1 и 3.1 показано, как влияет насыщение трещиноватых пород водой на их упругие свойства. Величина акустического дихроизма Д может как уменьшаться, так и возрастать. Изменения величин показателя Д после насыщения свидетельствуют об анизотропном характере разуплотнения породы и, соответственно, о неравнозначности по величине главных составляющих поля напряжений. Величина показателя акустического дихроизма Д керна архейских пород выше, чем у протерозойских в 3-7 раз. Это связано с неоднократным динамическим воздействием на архейские породы за время их существования, что запечатлено в их текстурно-структурных особенностях и упругой анизотропии, особенно ярко проявившейся после их разуплотнения в результате снятия литостатического давления.

Изучение упругих свойств керна СГ-3 в сухом и насыщенном водой состоянии (разд.3.1) позволило, по степени и характеру разуплотнения, выделить три участка скважины:

- слаборазуплотненный при относительно невысоких современных напряжениях, обусловленных относительно небольшими глубинами от поверхности (никельская серия);

- равномерно-умеренно разуплотненный с явным преобладанием вертикальных напряжений над боковыми (луостаринская серия);

- участок, породы которого, в особенности в верхней его части, имеют чрезвычайно разнообразную степень разуплотненности, свидетельствующую о сложном соотношении направленности и величин компонент поля современных напряжений (кольская серия).

Результаты изучения керна СГ-3 под нагрузкой (разд.3.2) подтвердили и в значительной мере дополнили сведения о разуплотненности керна (см.разд.3.1). Это послужило основой для построения модели с разделением вскрытого скважиной разреза на 10 толщ. Выделенные толщи отличаются по характеру пространственного распределения (по горизонтали или вертикали) преобладающих максимальных составляющих современных напряжений и, кроме того, были выделены участки с квазигидростатическим характером поля напряжений в околоствольном массиве СГ-3 (рис.28). а) б)

А<, -8 -6 -4 -2 0 2

I—|—I—' I

2000

4000

6000

8000»

10000

12000

Н,ш 1

1 2 ш* 5

0 0

1,|1!<|"нШ1 ишшнил

1 2

9 Ю]3

10

ЕШ' ЕЗ' ВЫ*

10 ИЗЗ^ЕЗ^ ЕШЕ^ ( у |/< < I в о IV V

Рис.28. Модель напряженного состояния в породах околоствольного пространства СГ-3. Геологическая колонка: 1-авгитовые диабазы; 2-габбро-диабазы; 3-филлиты, алевролиты; 4-песчаники; 5-ак-тинолитизированные диабазы; б-доломиты с аркозовыми песчаниками; б-серицитовые сланцы; 8-метадиабазы; 9-доломиты, полимиктове песчаники; 10-диабазовые порфириты и сланцы по ним; 11-полимиктовые конгломераты и гравелиты; 12-биотит-плагиоклазовые гнейсы с ВГМ; 13-мигматизированные и гранитизированные биотит-плагиоклаэовые гнейсы; 14-магнетит-амфиболовые сланцы. Свиты: пЛ-матерт, дЗ-жда-новская, гр-заполярнинскай, 1г-лучломпольская, pr-пиpттияpвинcкaJ kw-кyвepнepинйoкcкaя, хпа-маярвинская; а) зависимости величин коэффициентов Aqlp,Aq2p,Aqls,Aq2s от глубины; б) преобладание главных составляющих литостатического напряжения в породах околоствольного пространства СГ-3: 1 - по вертикали, 2 - по горизонтали, 3 - квазигидростатический характер распределения составляющих напряжения; цифрами на колонке отмечены интервалы с преобладающим разуплотнением: 1,3,5,7,9- по вертикали, 2,4,6 - по горизонтали, 8 - преобладающее направление разуплотнения отсутствует.

Сложность вариаций направлений и величин компонент поля напряжений по разрезу СГ-3 несомненна. Пользуясь формулой

6zA = 6z/AqpI (14} где 6Z определялась по формуле (7), а Agpj- по формуле (13), можно сделать предварительную численную оценку величины главной вертикальной составляющей напряженного состояния (рис.29). Значения бz и бzа приведены в Приложении (табл.7).

В интервалах, где величины бд меньше всего отличаются от величин 6Z и боковые составляющие литостатического напряжения близки к вертикальным, можно говорить об их квазигидростатическом распределении. В остальных точках (где 6Z > 6q) величина вертикальной составляющей литостатического давления в разной степени превышает величины боковых составляющих напряжения, что ведет к преимущественному разуплотнению керна по оси Z (явление дискования керна).

В конце прошлого века швейцарским геологом А.Геймом [Heim, 1878] была высказана гипотеза о приближении к гидростатическому распределению напряжений на больших глубинах. На основании наблюдений, результаты которых приведены в данной диссертации, можно также сделать вывод, что уже на глубинах, соответствующих верхней части кольской серии, выявлена такая смена структурной организации поля напряжений.

Рис.29. Изменение величины вертикальной составляющей напряженно! состояния б2 в породах СГ-3 с глубиной: 1- по формуле (7), 2 - I формуле (14). ,

Переходный слой, разделяющий области с анизотропным литостат! ческим и квазиизотропным (квазигидростатическим) распределена напряжений, должен характеризоваться повышенной трещиноватосты наличием всевозможных нарушений, зон дислокаций и другими явлеш ями, свойственными зонам контакта между различными по своим физ! ческим свойствам средами. Примерно такими характеристиками обладают вся I и верхняя часть II толщи архейского комплекса разреза СГ-3 [Кольская.,1984, Архейский.,1991].

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Анализ результатов, полученных в ходе изучения упругой анизотропии керна и связи ее с современными и палеонапряжениями в породах околоствольного массива СГ-3, позволяет сделать следующие выводы .

1)

Результаты изучения природы упругой анизотропии и эффекта ЛААП (глава 2) на природных и искусственных средах, а также массовых исследований керна СГ-3 (глава 3) дают основание сформулировать первое защищаемое положение: Упругая анизотропия керна СГ-3 имеет двойственную природу: первичную - обусловленную полями напряжений, участвующих в формировании структуры самой породы и вторичную -обусловленную системой микротрещин, возникших в керне в результате дилатансии. При этом для керна, отобранного ниже отметки 4,43 км, роль вторичной преобладает.

2)

В интервале 7500-8500 м, более ранними геофизическими исследованиями была установлена прерывистая субгоризонтальная сейсмическая граница.

Экспериментами (разделы 3.1, 3.2) в нижней части разреза СГ-3 выявлен интервал (7900-8600 м), керн которого сильно разуплотнен из-за аномально высоких значений отдельных главных составляющих напряжения (боковые преобладают), смена направлений которых по разрезу сильно меняется, свидетельствуя о сложности структуры поля напряжений. Данные наблюдения позволяют сформулировать второе защищаемое положение диссертации: Субгоризонтальная сейсмическая граница, вскрытая скважиной в интервале 7900-8600 м, обусловлена преобладанием боковых напряжений, что позволяет считать данную границу поверхностью сдвига.

3)

Обнаружение посредством акустополярископии в образцах керна из интервала с повышенными скоростями бурения - увеличения проходки на долото (9000-12000 м) элементов упругой симметрии 3-го и 5-го порядка (раздел З.з), предполагает возникновение их под воздействием наложенного перестраивающего поля напряжений на породы с частичным сохранением элементов упругой симметрии и анизотропии, обусловленных более ранними палеонапряжениями. Нескомпенсирован-ность участвующих в суперпозиции палеонапряжений делает породу менее устойчивой к разрушающим факторам, в т.ч. и к воздействию бурового инструмента.

Данные наблюдения позволяют сформулировать третье защищаемое положение диссертации: повышенные скорости бурения в интервале 9-12 км вызваны снижением прочности пород из-за смены напряженного состояния в условиях хрупких деформаций.

4)

Результаты наблюдений, полученные при изучении интервала с повышенным уровнем вывалообразования (раздел 3.4) и вывод об уничтожении в породе упругой анизотропии мигматизацией, дали возможность сформулировать четвертое защищаемое положение: структурная перестройка при смене поля напряжений в массивах пород, имеющих сходные прочность и плотность, но отличающихся по генезису, структуре и минеральному составу, при одинаковых физических условиях проходит с существенно разными скоростями.

Библиография Диссертация по геологии, кандидата геолого-минералогических наук, Ильченко, Вадим Леонидович, Апатиты

1. Александров К.С. Акустическая кристаллография. Проблемы современной кристаллографии. М.: Наука, 1975, с.327-345.

2. Архейский комплекс в разрезе СГ-3. Ред.:Митрофанов Ф.П., Апатиты, 1991,185 с.

3. Бакулин В.Н., Протосеня А.Г. Использование поляризованного ультразвука для определения напряжения в массиве горных пород. Геофизические и геодинамические исследования на Северо-Востоке Балтийского щита. Апатиты, 1982, с.125-132.

4. Бахвалов А.И., Кузнецов Ю.И., Пономарев В.Н., Смирнов Ю.П., Смолин П.П. Магнитометрические исследования Кольской сверхглубокой скважины.//Сов.геология, 1989, №9, с.83-87.

5. Баюк Е.И., Епинатьева A.M., Карус Е.В., Шкерина Л.П. Скорость продольных волн в условиях естественного залегания пород и на образцах при высоких давлениях.//Изв. АН СССР, сер. Физика Земли, 1974, №2, с. 94-100.

6. Воче-Ламбинский архейский геодинамический полигон Кольского полуострова. Апатиты, 1991, С.46-53.

7. Горбацевич Ф.Ф. Акустополяризационный метод оценки упругой анизотропии горных пород. В кн. Геофизические и геодинамические исследования на северо-востоке Балтийского щита. Апатиты, 1982, с.112-124.

8. Горбацевич Ф.Ф., Басалаев А.А. Опыт определения параметров палео-напряжений с применением акустополяризационного метода. //Изв. АН СССР, Физика Земли. №7, 1993, с.24-31.

9. Горбацевич Ф.Ф., Ильченко В.Л. Влияние насыщения жидкостью микро-пор образцов анизотропных горных пород на их акустические свойства.// Дефектоскопия, №4, 1995, с.6-15.

10. Горбацевич Ф.Ф., Ильченко В.Л. О взаимном влиянии элементов упругой симметрии и линейной анизотропии поглощения на распространение сдвиговых колебаний в анизотропном твердом теле.//Дефектоскопия, №5, 1997, с.27-36.

11. Горбацевич Ф.Ф., Медведев Р.В. Механизм разуплотнения кристаллических горных пород при их разгрузке от напряжений. В кн. Рудные геофизические исследования на Кольском полуострове. Апатиты,1986, с.83-89.

12. Горбацевич Ф.Ф., Медведев Р.В., Смирнов Ю.П. Явление дезинтеграции керна Кольской сверхглубокой скважины, причины и следствия.// Геоэкология. №5, 1996, с.46-54.

13. Горбацевич Ф.Ф., Медведев Р.В., Смирнов Ю.П. Упруго-анизотропные свойства керна по разрезу Кольской сверхглубокой скважины (СГ-3). //Изв.АН СССР, Физика Земли, №4, 1997, с.3-12.

14. Горбацевич Ф.Ф., Балаганский В.В., Иванова Н.Г. Акустополяримет-рия и определение упругой симметрии горных пород. Методические рекомендации. Апатиты, 1990, 83 с.

15. Горбацевич Ф.Ф. Акустополярископия горных пород (метод и результаты) . Автореферат на соиск.уч.степ.докт.техн.наук. Апатиты,1992,33 с.

16. Горбацевич Ф.Ф., Абдрахимов М.З., Беляев С.К. Моделирование линейной акустической анизотропии поглощения в твердых средах. //Изв.РАН., Дефектоскопия, 1992, №-8, с.24-31.

17. Горбацевич Ф.Ф. Определение величин скоростей распространения упругих волн в анизотропных образцах малых размеров. Методические рекомендации. Апатиты, 1997, 26 с.

18. Горбацевич Ф.Ф., Ильченко B.JI. Особенности акустических свойств некоторых породообразующих минералов. В сб.трудов VI-й сессии РАО "Акустика на пороге 21 века". 1997, с.309-312.

19. Ермилин К.К., Лямов В.Е., Прохоров В.М. Поляризационные эффекты в линейной и нелинейной кристаллоакустике. Акустический журнал, 1979, т.25, вып.2, с.161-179.

20. Забигайло В.Е., Белый И.С. Геологические факторы разрушения керна при бурении напряженных горных пород Донбасса. Киев: Наукова Думка, 1981, 179 с.

21. Ильченко В.Л. Результаты изучения скоростей продольных колебаний в образцах Кольской сверхглубокой скважины в сухом состоянии и после насыщения их водой. В кн. Материалы 9-й молодежной научной конференции. Апатиты, 1995, с.92-95.

22. Ильченко В.Л., Горбацевич Ф.Ф. Элементы упругой симметрии 3 и 5 порядка в образцах керна Кольской сверхглубокой скважины и в искусственных моделях. Сборник трудов VI-й сессии РАО "Акустика напороге 21-го века", 1997, с.309-312.

23. Ильченко B.JI., Горбацевич Ф.Ф. Об изменении пространственного положения элементов упругой симметрии анизотропных горных пород под давлением.//Физика Земли, №4, 1999, с.1-7.

24. Ильченко B.JI., Горбацевич Ф.Ф., Смирнов Ю.П. Упругая анизотропия образцов керна Кольской сверхглубокой скважины из интервала 8.711.4 км. //Геоэкология. Инженерная геология. Гидрогеология. Геокриология. №3, 1999, с.151-159.

25. Исаев A.B. Разработка метода оценки напряженного состояния ударо-опасных пород по дискованию керна и выходу буровой мелочи. Авто-реф.канд.дис., JI., 1983, 17 с.

26. Исследования распространения сейсмических волн в анизотропных средах. Новосибирск : Наука, Сиб.отделение, 1992, 192 с. Казаков А.Н. Динамический анализ микроструктурных ориентировок минералов. Л.:Наука, 1987, 272 с.

27. Калинин В.А., Баюк И.О., Бабаян Г.Б. Определение при высоких давлениях изотропных упругих модулей минералов по их осколкам. Физика Земли, 1993, №4, с.30-37.

28. Калинин В.А., Ефимова Г.А., Наумова Е.В. О методике построения петрофизических моделей земной коры на примере Кольской сверхглу-»бокой скважины. Физика Земли. 1995, №10, с.20-25.

29. Караев H.A., Смитсон С. Многокомпонентные сейсмические исследования в районе Кольской сверхглубокой скважины.//Геофизика,№1,1995, с.3 2-40.

30. Литвиненко И.В. Сейсмические границы земной коры Балтийского щита. В кн. Восточная часть Балтийского щита (геология и глубинное строение). Л.гНаука, 1975, с.151-155.

31. Марков Г.А. Тектонические напряжения и горное давление в рудниках Хибинского массива. Л.: Наука, 1977, 213 с.

32. Медведев Р.В. Состояние кристаллических горных пород в стенках глубоких и сверхглубоких скважин. В кн.:Механика горных пород при подземном строительстве и освоении месторождений на больших глубинах. Л.гНедра, 1983, с.128-133.

33. Минц М.В., Колпаков Н.И., Ланев B.C. и др. К вопросу о природе субгоризонтальных сейсмических границ (интерпретация результатов бурения Кольской сверхглубокой скважины).Докл.АН СССР,1987,т.296,1, с.71-76.

34. Минц M.B., Колпаков Н.И., Ланев B.C., Русанов М.С. О природе суб-гориэонтальных сейсмических границ в верхней части земной коры (по данным Кольской сверхглубокой скважины).// Геотектоника. №5, 1987, с.62-72.

35. Негруца В.З. Эволюция экзогенных процессов Печенгского палеобас-сейна. В кн. Магматизм, седиментогенез и геодинамика Печенгской палеорифтогенной структуры. Ред.: Митрофанов Ф.П., Смолькин В.Ф. Апатиты, 1995, с.101-123.

36. Петров А.И. Импульсно-очаговые структуры и проблемы их рудоносно-сти. Л.: Недра, 1988.

37. Разрушение. М.: Мир, 1976, т.7, ч.1, с.73.

38. Резанов И.А., Абдрахимов М.З., Бессмертная Е.К., Злобин В.Д. Глубинная структура Печенгского синклинория.//Изд.высш.уч.зав., Геология и разведка. 1978, №12, с.25-37.

39. Рухин Л.Б. Основы литологии. 3-е изд. Л.,Недра,1969,703 с. Сверхглубокие скважины России и сопредельных регионов. Ред.

40. Шаров В.И. О новой трехслойной сейсмической модели континентальной коры. Геотектоника, 1987, №4, с.19-30.

41. Шаскольская М.П. Кристаллография. М.: Высш.школа, 1976,391 с. Ямщиков B.C. Волновые процессы в массиве горных пород.- М.:Недра,1984, 271 с.

42. Berthelsen A., Marker M. Tectonic of the Kola kollision suture and adjacent Archean and Early proterozoic terrains in the northeastern region of the Baltic shield. Tectonophisics. 1986, v.126, №1, p.31-58.

43. Kern H., Schmidt R. Physical properties of KTB core samples at simulated in situ conditions.//Scientific Drilling, 1990, №1, p. 217-223.

44. Pavlenkova N.I. Generalized geophysical model and dynamic properties of the continental crust.//Tectonophysics.1979, v.59,ip.381-390.

45. Popp T., H.Kern. The fluence of dry and water saturated cracs on seismic velosyties of crustal rocks a comparison of experi- 118 mental data with theoretical model. // Surveys in Geophysics 15: 443-465, 1994.

46. Proctor T.M. A passive analiser for ultrasonic shear waves.//

47. Journ. Acoust.Soc.Amer. (1971) v.50, №5, p.1379-1381.

48. Thomsen L. Weack elastic anisotropy.//Geophysics, 1986, v. 51, p.1954-1966.

49. Tsvankin I. Reflection moveout end parameter estimation for horizontal transverse isotropy.//Geophysics, 1997, v.62, p-614-629. Voigt V. Lehrbuch der cristallphysik. Verlag von B.G.Teubner, Leipzig und Berlin. 1928. P.978.

50. Walsh J.B. The effect of cracks on compressibility of rock.//J. Geophys. Research, v.70, №2, 1965, p.381-389.