Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Прогнозирование физико-механических свойств верхней части геологического разреза Восточной Сибири по данным комплексных геофизических наблюдений

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

Автореферат диссертации по теме "Прогнозирование физико-механических свойств верхней части геологического разреза Восточной Сибири по данным комплексных геофизических наблюдений"

Р Г 6 .У,,

л о ^ д декщгогаоп тмтш госснискогг ?едбрлшш

7Л 1-1:0 |!Ш

Лркутсшй ордена Тгтаового Красного п.:мпг;;;: П0ЯНТСШ1ЧеСК!П* гжтитут

Ш 550.На прапац рукопнсп

НИРОМАНОВ АНДРЕЯ ВИКТОРОВИЧ

ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ФИЗИКО-НШШЧКСКЙХ СВОНСТВ ВЕРХНЕЙ ЧАСТИ ГЕОЛОГИЧЕСКОГО РАЗРЕЗА ВОСТОЧНОЙ СИЕНРИ ПО ДАННЫЙ КОНПЛЕХОШХ ГЕОФИЗИЧЕСКИХ НАБЛЮДЕНИЯ

специальность 04.00.12 - геофизические метопы поисков н разведки нестороядений полезных ископаемы«

АВТОРЕФЕРАТ

Диссертация на соискание ученой степени кандидата геолого-шшергаогичсскиз наук

ИРКУТСК - 1993

Работа выполнена на кафедре геофизических методов поисков и. разведки месторождений полезных ископаемых Иркутского ордена Трудового Красного знамени политехнического института

Научный руководитель - член-корреспондент АЕ11 РФ,

доктор геологе-шшералогкческнх наук, аг-оФессор Г. С. вахропеев

Ойгаиальше оппоненты :

Доктор геояого-иилерзлогичшшх наук.

с. и, с. В. И. Джуык

Кандидат геолого -иэдерадорическик тук,

доцент Г. Я, Сегеш

Есдпаш: организация :

ЕостСибГНСНЗ

Звезда состоится ..1991 г. в1йчасои

из заеедзшш спешшиздровашюго совета по заиптаи ДОбЗ.ТЬОй

к Иркутской ордена Трудового красного знаиеип иодитсввяческои институте по адресу: ЫАО'М, г. Иркутск,

ул. Лермонтова, 63, а/д. Е-зш

С днс£срташ>.'й коз но с.шадсит-ся и библз2»тн:е института.

Автореферат разослал

зслап .1993 г.

Учений секретарь специализированного Соигга по :ы£ятан, кандидат /ч'-о.иозо

шшераяогш'ских тж, профессор ¿¿¿¿6«^ д. д. вдоанскв

ВВЕДЕНИЕ.

АКТУАЛЬНОСТЬ штелЕВД. Геофизическое обеспечение инженер-но-гсояогнческик изысканий с цель» геолого-структуриих построения, т. е. определение положения уровня грунтовых под, границы между рыхлыми иаиосаии н скашшн основанием, представляет сегодня достаточно тгиниальнук» задачу, тоеда как методика экспрессной геофизической оценки физико-механических свойств (<ШС) днтояогнческих комплексов интенсивно осваиваемых районов Восточной С1;- ;;гч[ разработана еше явно недостаточно. Эта проблема приобретает особую актуальность в связн с расширившимся строительством Ленского золоторудного комбината, Иолодехного ГОКа н связанных с тин гражданских объектов. Геофизические исследования позволяют оценивать изучаемые ааранетри в больших объемах горных пород, соизмеримых с тени, на которые будут оказывать воздействие проектируемые объекты, что позволяет автоматически учитывать влияние геологическнн неоднородностей.

Включение в традиционный комплекс геофизических исследований ФМС грунтов методики ш/огократных перекрытий с регистрацией волн разной поляризации (Р- и Sil-волн) в совокупности с михросейснокаротадеи, а также радиоизотошшни методами измерения влажности и плотности в естественном залегании позволяет надеяться на существенное повышение корректности и надежности интерпретации геофизических данных в сложных геологических условиях Восточной Сибири на этапе технико-экономического обоснования проектируемых объектов.

ЦЕЛЬ РАБОТЫ: разработка методики и совершенствование комплекса геофизических исследований для объемного картирования. изучения состава и прогнозирования ФМС литодогнчесш комплексов, сяагаших вчр районов Восточной Сибири.

ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ:

- провести типизации грунтовый комплексов вчр отдельных территория Восточной Сибири для целей прогнозирования ФПС на основе данник комплекса геофизических методов, швести регрессионные зависимости, связывающие значений петрофнзнческмх н #КС;

определить роль н место иетроФизнческой нйформашш а комплексе геофизических данный, ксиодьтчшх дли определенна а прогнозирования ФМС гр/итовых коиидексои ВЧ11;

оценить попч'вшоети. еозниклтие ирн гр.1дущюнке аши ратуры и радиоиэотоиных измтииях нл.шюОтн н адотаост в оа

-3-

риантах скнажинного и шур4оного опробовании;

- пронести анализ погрешностей определения пластовых скоростей но данным регистрации упругий колебаний внутри изучаемой среды при Различит нариантак технологии проведения этик наблюдений и предложить иотолику учета этих погрешностей;

- ироиести срааиение а обоаюилщо шиьпъ аппаратуру регистрации и возбуждении уиругия колебании различной иолириза ими и'- и £11 вол!!), отвечающую современным требованием инженерно-геологических изысканий;

- определить область применении ШШ 0П1 с использование!! упругий колебаний различной поляризации, разработать технологи» обработки данный итого истода при изучении ВЧР.

НАУЧНАЯ 1ЮШШ:

- определено понятие ВЧР в аспекте изучения инженерной гео^изжи как технотшо-деятельного слон мощностью в ¡¡ерше десятки иетрон. оказыиаетего оснсшюе влияние ¡¡а будущее сооружение. На основе часших Ылико геологический моделей ВЧР разработана обобисшш нстроЭДзическан недель текиогенко-леи-тельного слоя районов Восточной Сибири;

- уатоттш закономерности изменения упругих характеристик и других параметров с глубиной в условянк ОЧР путей срапнеиия лабораторных измерений петроФизичееких величин и данных !!0.'Ш1Ш геофизические методов ;

- рассчитаны погрешности, возникайте ари оиределении упругий характеристик геологической среды с нонояью сгсгшянних сейсмический методой (ВСН, ИСК), ¡¡редлогена методика не опенки;

- определены оппаилы'Ж услошш применении радиоизотоп-нш методой измерении имотиости и владпогтн ВЧР, погрешности, Боз-шшетле при этоя как г; сшшшшюм, так и в гаурфовои нари ■ аитах в грунтоних условник Восточной Сибири;

- ирошжи анализ спектрального состава сейсническнк ¡:с дебамий. нозЬулыш'ж источниками различного типа, сделан обоснованней шбор наиболее оиткндяымго источника упругик колебаний для ценен и.'Ш'пед«-геологического изучений к иропю-зиро<шин 4-ИС литологичлчш коишичееон. слагавшик ВЧР.

ЗАЯШДШШК И0Л0ККШ'51:

1. Синтезнронлинля скема прогнозирования ШС на основе сФорипрошнной обобщенном иетрофизичеекои модели техноген но деятельного слои ПНР Цветочной Сибири иоиполнет целен.тран

ленао создавать банк ллнии'я о фнзическои состоянии наесивои

-

,рыхлы>: отяознмцш, jtovopvQ служит базой для получении опенок по геофизически?! данщ?.

г. Разработанная методика геофизических наблюдений во енутрспниз точкак нзлаедоЛ среди вчр, пключашая радиоизотои-де Метшш измерения влажности, плотности и иикросейснокаро-ггак. сукестветю одткиизнрует технологию инхенерпо -г-еофюм-iieciüjs работ ш дощшает их геологическую» информативность.

Опткнзямш технология получения и обработки сейсни--i&ctyix данных оря изучении ВЧР, разработанная в ходе анализа источников возбуждения упругие колебаний, ceßcHOiPej '.¡с-, фушс-й аппаратуры, а такхе методик регистрации и обрабоад! записей упругих волн различной поляризации (Р- и SH-) служит основой прогнозирования физико механический свойств грунтовых комплексов.

¡ПИЩЙИЕСШ ЦЕННОСТЬ:

- .^ведение в комплекс геофизический методов радиоизотои-иых способов измерения влажности и платности, а такяе иик-росейсмокаротаха позволило получить нетривиально информацию о строадии .рыхлых отложений ВЧР в ослоаюнных структурно-тектонических и геокриологических условия* Восточной Сибири;

- juo результатам оценивании погрешностей, возникающих при использовании традиционного способа обработки данных сейсни-ческого каротажа на основа модели однородной среды как при регистрации первых вступлений (вариант ИСК), так и с использованием всей волновой картины (вариант ВСШ. доказана необходимость использования при обработке данных микросейснокаротаха специально разработанного алгоритма;

- В ходе сравнительного анализа различных источников упруги s колебаний и регистрирующих систем при проведении инженерно- сейсмических работ с целью изучения ВЧР Восточной Сибири доказана эффективность использования источников порохового типа к специализированных многоканальных сейсностанций типа Ю--01'24 либо стандартных сейсностапаий "Прогресс", с целью регистрации как Р- так n Sil волн;

- разработэ'5 Пг.кет программ, основанный на не пользовании персональных Э15! тшм 1Ш J"C KT/AT и оригинального алгоритма обработки вертикальный непродояыш? годографов, иццелешша аа коиилекснуэ обработал сейсмической тСашшт, лоаг'ШШ Ш наземными, так и скваадаиимн иетодаин при нромдшш ¡Ш'Л№?> ио геологических работ;

Я»

- ¡.а í¡-л:"í:uu

¿¡о;..л VL-'üHJy. /'.oílüii i:;-;; iuaùcar п:о-чоп:-

4í-c;c3?J ¡;híoí¡í5â-iiHûbiCïî, iíí'Tü;:::.j;:¡ i-'nrcir^u-ü г. ¿cí;.¿

pa:uui!ii!oíi Uüji>ii>í;;!-í«u! íuk í.- >'<.-■.,.> v.r. ;;

npiiïuni.îiUieiâ is;!«i'DKi-\r¡H::r enerva m.;;j СГЛ;

• Kon¡H;ni:- i^i^y.s-ii'í'ii::^ :: ii.-vi-v.^^íí-oi.:^

¡■■ercaoi: co3Hufliyi подупгн-. ¡за tnvm: П'ШЖо зг.;;,,"; Ci'^ro сбосиои-ипш кме&ин- мчгсыснтг тглстисг.! глиху h&c-w,: ге^изическиь длач^згш'си^к сяаг'сП'

l'zu mp, к их '¡¡'.с

доетсаериалъ а родяаодя амгш: содашшп. ргэулюми

паучник Hcrj¡r/iuí¡d!ii;K. «злодрщ^г' з д>1сгеи\иц:л, cc;:a¡;a;iu я-з Cwhaimj 4шг»-кческа« иатт^чг. войучлпси « обр t5c г«шаег» um аеносредстшшоя участия «шгзз>а у, иод t?i»o ючигиолстеаи. Осису* лол объел Hí'OK'/uwjbiífi ш-окдеи ш»и изучеии.: vízozsuíuu

fjcm l'en i;, в ty. 2;¡r.a а Тулуиешг Pííhgí:», р, р.Угзшг и дога-тиши « 1/од«1ибниск-м райояе, v. ш'и с Шуйской' püi'íoííc-, г такае- hkj южкдоло• paärras ы ойъектак строй-

tuse;! /isjici'oi'o золотом'лво»'« кенвкша « Лзлолегногс fúíía. Oí* кай ofc-bfji исслшжашш состдиш: ШШ а СП1 с ¡-сшетрланег: Г'-я sn-iiüj:y - i5 но!'.irîî с icai'OJ! m-сV/ ««йссоаикчшшши • 3 и 5 «строн; 033 - гсо V.T., зшш - йз <;•. Т.. ИСК Ш иср. », usa-14>нет1>ия ¿i шгопиьигадз • f»í¡9 í;gi\ n íoiíoso P.OGD «'.л-. h язтро-Физические » шаднек.о-гоо^ег-чсау;^ лаборатори:» кссдедоиоция - ckoí:o 300 Ф. Ii.

ш»тоднка i»«uuwji:m*mii3j4> и «ш«сет;ока1,отз2а енгдрена s практику г«о*и:шчес:а8: з-.ссдйдокйгуй ИШЬ К?ПКЖЗз< .»ЯШ-ЁПЭнергоЛрош is Бола;:5г,ёгк©г® ТКОШ. Ссшюаш? -шогадш мз-работаиник лшорон петедж 5! ирогмж-юго ойесигчедоа «гиодь-з*»ГО! iíci кая'/ш? 1ч.ч>й!эичрг»ла{ pariiw/uai Ярзутсздго

sejm^üíiíMíM-Koi'o янешгм s деюаюаиш м ut^jriiwecä^js ззы«та-«о курсаи eCfí'¡a!opa3i,c'/«;d. Сйгай "Рудайя сейслораз-Eivii'j", тпяеяык сгуделт.т j4:of:'.3{P!PCKoß ссешилыюсп« а тзк-SC- !ii> «урсу er<í-0íirjji4caatí» «ßTWiM" íuíü etmemox геолгто?; г*, ncíipoj'ío.nopyü.

/dJi'OEAUíüJ. Ociioiauis иодожеийя аиссертгпип доядадазазись m KU « КУ KoJiíi'Ptítíiaui »шодш sióy-íiíux ертрлагшгее со геологам » reo4í33KK«í Востсчлои Снбири ÎÇ6C-. !t'9£b иа Ш! и К |Jcecos>a»u8 cp«saiwpax сот'ванкяк ePeo<-«3twecK5is нотади a nuu'oj'eoáoj'iiíi, имат'рноя я шкиюй геояот!" (Лоиенк» 19flîj

-б т

Иосква, 1989), Всесоюзной копФереипии "Нпогосолнсвап сейсморазведка" (Новосибирск, 1905), Bcecomnofl ндучно-тевшмеской конФерешпш "Использование геофизических истодов для решения геоэкологических, шиенерно-геоЛогичсских и гидрогеозкологи-ческих задач" (Ташкент, 1991), на региональной научно-технической копФеретши "Применение геофизических истодов при поисках и разведке россишых месторождений нерудного сырья и подземных вод" (Свегдловск, Î987), а также на нежпузовских ежегодных НТК ГРФ miif (Иркутск, 1987-199?.).

ПУБЛИКА1ШН. По теме диссертации опубликовано 16 печатных работ (! статья и 15 тезисов докладов).

Диссертация состоит из введения, йятй глав и заключения, нзлогешшх на ¿ЗР cm текста, содержит рисунков и список Литературы из 122 наименований. Работа выполнена на кафедре геофизических методов разведки Иркутского политехнического института. Автор вь'рагает глубокую признательность научному руководителю работы, члену-корреспонденту ЛЕН РФ, профессору Г. С. Вахромееву. Лзтор искренне благодарен всем. кто на различных 3T3HSS псслеяовашш оказал ему помощь и поддержку: доктору Фпз. -нат. папе, ¡профессору А. Ю. Лзендснко, доктору геолого-мн-нералсппсскн;! язгл, доценту 1!. О. Кожевникову, кандидатам гсо-лого-мш№Рэлогичсска5 йа?к, доаентаи л. я. Нпшаесу, В. С. Бапав-ккку. кояс-итг И. В. Йашеру, а тат«с сотрудникам ка-гэдри: Е. П. Ептаеп:-", А.»?. Посохов?, !!. П. Тирокой, П. Г. Гордсепой, Л. Н. Пу-6>\ Оссбуо бяагсягрнссть автор шрааает кандидатам геолого-мп-пора$огкческк;; наук,. доцентам л. г. Диитрпеву, с. IL Нша&орову п гчсбиспг мастеру А. П. Емельянову, ниогоегтаяя cot-пестоая работа и обтовпг с KCTOPutul оказала бояьггое влияние на Фсрш-ровапие теначжн работа.

Содержание работа.

1.ШЛ1ТИчЕСШШ 0К30Р h ОБОСНОВАНИЕ ГШA4 ИССЛЕДОВАНИИ.

Эга глава посвшена оь.юру пр;шенепип гео&аичеекпх методов при изменим ВЧР, Усг.ек признание геофизически методов развздш в области изучения БЧ>' обусловлены тем, что они является точишь достаточно палея&»и я экснресснкш методами получения ниФорнапин о характеристш« пород, слагающих оерхнвэ часть разреза, кг лигологическом со'.тапе, фис п водно-Физп-4gcicjis свойствах,, что достаточно убе.и:телыю показано в рабо-

так многих исследователей (Никитин, 198!; огидьви. 1990; ляко-вицкий, 1973; Горяивов, 1974; Бондарев, 1974; Джурик, 1965; Вахромеев, 1985; Згировский. 1977; Никифоров, 1991; Пузырен, 1969; Рудницкий, 1975; Гадьиердо, 1973; ЕШеерсон. 1979; тбря-ев, 1977; ЕФшоиа. 1975; Пишдаш, 1991; Уваров, 1984). к настоящему времени одределился комплекс геофизических методов, позволявших решать указанные задачи. Обычно он включает элект-"роразведку в модификациям профилирования я зондирований, сейсмическую разведку в модификации как оаномтит, так я многократных наземных наблюдений, а тше скважиннщ наблюдений, другие геофизические методы, доздалшщие получать ФНС горных пород, слагавших вчр (влажность. длетность, пористость и др.). Однако практический опыт, наксшлешшй диссертантом И его коллегами за время многолетних полевых исследошши сока-зывает, что такие вопросы как анализ иснользуршейся регистрирующей аппаратуры и источников возбуждения упругик колебаний различной поляризации (р- и БН-волн), область применения ейпв-ОГП с использованием упругих колебаний различной поляризации. технология обработки данных этих методов при изучении ВЧР, типизация грунтовых комплексов вчр Восточной Сибири для целей прогнозирования ФНС по комплексу геофизических и цетро-Физических данных, оценка возможностей петрофизических исследований при .прогнозировании ФНС грунтовых комплексов вчр, оценка погрешностей, возникающих при проведении геофизических^ • исследований во внутренних точках среды, методика прогноза ФМС пород ВЧР по комплексу геофизических данных на примере грунтовых комплексов некоторых районов Восточной Сибири на этапе технико-экономического обоснования, недостаточно разработаны. В связи с этим автор сформулировал задачи исследований, приведенное выше,

2. ТИПИЗАЦИИ ГРУНТОВЫХ КОНПЛЕКСОВ ВЕРХНЕЙ ЧАСТИ РАЗРЕЗА ВОСТОЧНОЙ СИБИРИ.'

Проблему разработки методики и совершенствования конп-. декса геофизических методов для объемного картирования, изучения состава и прогноза ФНС структурно-лнтологических комплексов ВЧР целесообразно решать с привлечением теории физико-геологического моделирования путей поэтапного форнировашы Физико-геологических моделей (ФТС1) ВЧР различной иерархии (Взхронеев, 1985). Типизация инженерно-геологических условий.

- в-

характерных для рыхлых отложений Восточной Сибири о зависимости от распространения мерзлоты, позволяет выделить четыре гипа частных ФГП, примером которых могут служить подели, раз-работашше Н. 3.Згировскнм (1977) для Бодайбинского района, и уточненные автором совместно с С. П. Никифоровым (1991). Выделяемые но данный геофизических работ структуршле и Физические объекты идентиФннируются с инженерно-геологическими элементами изучаемой среди путей построения обобщенной петроФизической подели.

По данным назеиннх и скватаишя гесНиическкк иетодоа в вчр Восточной GuGuki кояю итглить слодуюшк основные типы груитойых комплекса», слагакжшх ее обобшенняо Верхний

слой представлен самими рнхлымн грунтами, сбяадсющши наинень-янпн. скоростями (Vp < 500 н/с, Vs < 300 и/с), значениями улеяьпого электрического сопротивления (УХ) от 200 Он. н до 20000 Ок. и, аномально низкой плотностью (кенее 1.3 г/см ). Его иоиюсть варьирует от первых сантиметров до 5-10 иетрои.

Наиболее стабилышй но Физическим свойствам слой - это скальное оснош?»п:е,. на которой вокоится весь комплекс рихлыз отлоерннй. Для пего ¿драктернм Енсокне eco-poctra (Yp > 4000 и/с, Vs > 3000 и/с), аномальные зуачешш УХ Юг 20000 Он. н до 20 С;;, и) в зависимости от тина аодюд, слалгилк коренное лохе н степени иг обзсднеипосш. Петду этикя двусн слоями обитай гэдеяяетсн с»е дм • три слои, которые представлена лхбс городами когмшого лога, в различной стэиедо дезлутегригованиимм. либо аллшгалык» лл»и>ййадшжи отвводшни. Веллчшш ivoí-hsh-ческих параметров (скорости,. УХ и т.д.) эта;? образований обычно имеют промежуточное значение иезду параметрами самого верхнего рыхлого слоя и самого низшего, коренного основания.

На этот геологический разрез почти везде в условиях В. Сибири наложена многолетняя и сезонная мерзлота . которая переводит параметры слоев в аномально высокие <УЗС до 20000 Ом. н, скорости до '1000-5000 н/с). Б зависимости от положения в раз-реле слой иноголетнемерзлых пород но разному осложняет разрез, вплоть до инверсии физических параметров в этом интервале. Необходимое при построении ФГМ нетрофизическсе обеспечение реализует либо на основе одновременного изучения остестшмшиа проб с ненарушенной структурой методами петроФизического и инженерно геологического анализ;!, либо модетдаваннен на царственно созданных образца;! заранее заданного состаиа и си«:sic-, л с

выявлением количественно шрагенних причикно-следственшк свезен. Примером таких работ могут слуййть приЕедс-игтае в работе результаты исследовании распределения петрофизаческга; свойстз песков Иуйской бнздшш. которые показа;.", что- теоретические представления о закономерностям изменения последних, разработанные для глубин порядка 1 - 2 кн. нодтвер'ддайтся с асбодшг-нн понравкаип о условиях верхней части разреза. При сракпекн: зависимостей \?р от давлещя, лолгоеанкг по дааанм дабораторн^а и полевых измерений для песков средней плотности, последние характеризуются скачкой скоростей и 100 - 150 и/с нрй досгеге-НШ1 давления г нПа и вяаакости ох. в рьишых песках этот скачок проявляется менее четко и не па всех ступенях влагокасьппения. Кроне того, отмечена разница в абсолютных значениях скоростей между полевыми и лабораторными исследованиями, которая колеблется от 100 до 200 м/с. С увеличением давления она уменьшается.

3. МЕТОДИКА ПАРАМЕТРИЧЕСКИХ НАБЛЮДЕНИИ Ю ВНУТРЕННИХ ТОЧКАХ СРШ.

Для более точной оценки ФМС изучаемых грунтов наряду с лабораторными методами целесообразно применять комплекс геофизических методов измерения во внутренних точках среды, возводящий Устанавливать положение геологический границ с точность» до первых сантиметров, исключать пропуск даже тонких пропдастков, а также определять 4>НС пород и грунтовых комплексов в ненарушенной природном состоянии. В комплекс геофизических исследований инженерно-геологических скваа® автором вкдшеиы радиоизотошше измерения влажности и плотности, а тайке шкросейснокаротая.

Для грунтовых комплексов исследуемых районов была разработана методика градуировки радиоизотопных приборов, включаю-езя: выбор эталонных участков; бурение скважин диаметром 76 им без обсада; оценку по скважине однородности грунта па основе результатов измерения рассеянного нейтронного и гамма-излучения; 'выбор на глубине ие менее 0.5 метра интервалов с изменением интенсивности регистрируемого излучения не более 5*; измерения в пределах выбранного интервала; проходку иурфа с отбором проб для лабораторных измерений влажности и плотности. При изучении влияния изменения диаметра сквашт на результаты радиоргзотошшх измерений влааиости и плотности автором получе-

-Ю-

гы длиг?-те о Toit, тг» технические чарактериежкн и конструктив -же особенности приборов. Ш1ГР? t и БПГР-1 по позволяют прово-t'iTb ко»игюстоотггп:о опгсдслеинч шютпостн и рллзносгл грунтсз з обсахакппк сггг'.-.-х-тп^': чизнотро.ч вше 70 ин и зрниепега» сс»лч:??дт:сп:?ого усгройсн», рсплчзугсшето гп-геонгти» дает разул ьтатсв.

Хгмекзтачес'с;;:? особенности верти/сальник годографов :еР>счччесхчх воли применительно к нефтяной сеисиоразвэятсе а в лпенернс гссвоппесмк сгсвахшая подробно рассмотрены в работая ппог;": " .лелотптепей Шузмрева, 1959; Руднрдкого, 197-1 г Гальперина. Епеерсона. 1979; Бокдагевз. 1973; Тсряева. 1975; ïîhsoboîï н др., 1977). Сшествушая методика полевых наблзэде-шй и обработан данных ИСК при изучении пчр. включамая процедуры приведения непродольныг вертикальных годографов (1ШГ) к зродолышм (ПВГ) по модели однородной среды, как показывают результаты спепиалышк исследовании автора, обеспечивает до-зольно грубые определения пластовых скоростей с ошибками, постигающими юо и более. При попытке поиска функциональных зависимостей, описывающих полученные графики погрешностей, юследние наиболее точно аппроксимируются производными от Ган-м-функции. При этом все графики, за небольшим исключением, шеот одну и больше точек перегиба при увеличении удаления ПВ )т устья скважины (L), до которых погрешности возрастает, а затеи начипают уменьшаться. Почта всегда эти кривые в области точек перегиба осложнены кривыми второго порядка, которые кор-?елируются ira соседних кривые. Рекомендуемый иетодическимн руководствами диаиазон расстояний иегду пунктами возбуждения и устьями сквалшш при средних глубинах иняенерно-геологическиг гкважии 20 - 30 н составляет 10 - 50 и, что попадает в иитер-зад максимальных относительных погрешностей. При увеличении L ► 21i погрешности постепенно уменьшаются. Однако дальнейшее Увеличение L нежелательно по ряду пинии. Эти результата побудит автора критически опшелить сушествукш» нетодику и разработать споциалышг приемы штерпретапии, которые позволяют "!?ньсшть погресшость определения ндастовнк скоростей.

4. ТЕХНИКА. НЕТОДНКА И ОСОБЕННОСТИ ИНТЕРПРЕТАЦИИ ДА1ПШХ ШЗШОЯ ШОТК0РАЗРЕ1АЮЕП СЕИСИОРАЗВЕДКИ.

СеПс!апгес1сие кетоды в о Спел комплексе геофизических ?ссяедовапнй ВЧР занимают важное место. Работа Л. Л. Левппша,

-11 -

■ ф. !i. Лиховицкого, В. И. Бондарева, В. (f. Ылсптш» Ii. if. Горяйнова Б.Н.Седова, В. Н. Джурика и др. подтверждают высокую инФорнатив ность и точность сейсморазведки при решении широкого спектр инженерно-геологических задач. Однако дальнейшее повышение эффективности сейсмических- методов связывается с развитием и высокоразрешаших модификаций, реализация которых напрямую за висит от расширения частотного диапазона регистрируемых коле баний, который определяется техническими Факторами, частотно характеристикой разреза, а также методикой - получения и обра ботки информации. В работе приведены сравнительные характе рнстики различных сейскостаиний, используешх ирн иишкр но-геологических работах, при- анализе которых автор приводит : выводу о том, что при изучении вчр наиболее цеяесообразн использовать аппаратуру тина "Талгар-б" или llCIl-Oi-2'i, а ; случае ик отсутствия модернизированную сершнув сейсиостанщг "Прогресс-2", поскольку это позволяет регистрировать колебали; частотой 250 Гц и выше б многоканальном режиме с какоялениеи.

В сейсморазведочных работах при инженерно-дологически; изысканиях используют разнообразные сиещилнзировашие источники упругих колебании. Зарубежные исследователи Uli Her ans other, 1485), проводившие изучение 15 типов невзрыщщх исгоч шжов по таким показателям, как простота и надежность и работе, широкий частотным диапазон возбуждаемых упругих колебаний, степень воздействия па экологическое состояние окружавшей среди, возможность возбуждения колебаний различной поляризацш (например, р- и SH- волны), выбрали иороховые источники как . наиболее оптимальные по вышеприведенным требованиям. В осложнениях грунтовых условиях Восточной Сибири автором были проведены испытания 'порохового источника сейсмических колебаний ШИСК), разработанного на кафедре геофизических методов раз-• ведки ШШ под руководством А. Г. Дмитриева (1984). Испытания производились с возбуждением продольных волн и поперечник войн. Иолучешше ' записи обрабатывались с целью определения скектрадышк характеристик возбуждаемых колебаний. Наилучшим вариантами установки источника ПИСК с целью возбуждения Р-соян является либо его погружение в землю на глубину более 0. 5 от его шсота, либо, полевение на поверхности земли на металлическую плиту, что дает возможность возбуждать продольные волны с частотой до 75 - öb Гц, 1Ш возбуждении .411 волн целесообразно ш'кшшть либо ПИСК, разместив его горизонтально и закопуш-

te, либо использовать точечный источник типа "борона" с "пуи-сой Джолли". возбуждают« SH-волны волны с частотой до 45-55Гц.

В настоящее время существует иелый ряд пакетов прикладных 1рограмн для автоматизированной обработки данных КИ1Ш, разрастание как в нашей стране, так и за рубежом Шисенкий. 1991 ; :оЬга (CGG), 1981)i и реализующие автоматизированный ввод сейсмической информации в ЭШ, автоматизированную корреляций аюересуюшик обработчика полезны!! волн. Однако практически все эти пакеты требуют значительных вычислительных ресурсов как в этношении размеров памяти, так и скорости расчетов. Стоимость этих программ достаточно высока и зачастую превышает стоимость полевого оборудования. Указанные особенности побудили автора к созданию собственного варианта программы интерпретации данных КЩГО, которая при мининуме занимаемой памяти и стоимости, отличается простотой в работе, обладает развитым дружественный к пользователю интерфейсом и удобной формой представления данных. Более полно потенциалыше возможности сейсморазведки при изучении вчр Восточной Сибири автору удалось реализовать при вервкоде на регистрацию преломленных волн но многократной методике ОГН С использованием как Р-, так и Sil ноли.

В ойшик чертах граф обработки данных огп совпадает со скеной обработки данных метода 0П\ однако отдельные процедуры автору пришлось адаптировать к своеобразию сейсмического материала. получаемого при изучении ВЧР. К таким ороиедурам относится декоцволшия, применение которой позволило повысить частоту полезного сигнала до 75 - 65 Гц, а также использование при скоростных анализах таких параметров, как расстояние источник-приемник и направление возбуждения-регистрации волн, что позволяет подчеркивать отдельные особенности геологического строения ВЧР. Компрониссным путей выполнения преобразования временных разрезов в глубинные является использование пакета HISS, разработанного автором и позволившего объединить данные наземной (временной разрез ОГП) и скваяинной сейсморазведки (уточненный закон изменения скорости с глубиной но дашиш НСК)с целью получения уточненного глубинного сейсногеодоги-ческого разреза. Отличительные черти пакета HISS - ниииналышй объем требуемых вычислительных ресурсов, максимальное иснолъ зование личного опита интерпретатора, а также эффективное представление данных и результатов обработки.

- <3 -

5. ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ФИЗНКО-НЕХЛНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ГРУНТОВЫХ КОМПЛЕКСОВ ВЧР ВОСТОЧНОЙ СИБИРИ.

В этой главе приведены примеры оценки ФПС рыхлых отложений по геофизическим данным в трех различных районах Восточной Сибири - Пуиской впадине, Байклло-Иатомском районе и Восточном Саяне. Особенность» Нуйской впадины (Бурятия) является псевдооднородный разрез, который состоит в осноЬнон из песков и супесей различной плотности^-, залегающих в слогных инхенерно-гео-логических и геокриологических условиях нри глубоком, до нескольких сотен метров залегании скальных корешшк порой. Геофизические работа проводились на стаями проекта инженерно-геологических- изысканий. Коэффициент пористости (Кпор) грунтов бил рассчитан но значениям плотности и влаяностк» получение по радноизотонным измерениям. На схеме прогнозирования, составленной по геофизическим данным, показано распределение песков плотных (Кпор < о. Ь5), средней плотности (0.55 < Кпор < 0.(0) п рыхлых (Кпор > 0.70). В результате интерпретаций данник сейсмических и злектроразнедочмих работ построены сейсио-гсологическне и геозлектрические разрезы. После их отождествления с инженерно геологическими элементами на основе выведенных автором корреляционных зависимостей <ШС (модуля деФорна-щш, сцепления и угла внутреннего трения) от геофизических параметров было полгчеко распределение значений ф; 1С в объеме изгчзеного геологического пространства, "равнения регрессис шнтешл е таблице под номерами (1), (2) и (3).

Геологический разрэз района строительства Пелозшпшского ГОЕа Б Восточной Саяне характеризуется большей степень» диФФе-решшрошшюсш грунтових комплексов (сгпео). суглинки, грубо-облоночпыэ горние порош.], представленные корой выветривания екпльних образовали* гола гс-чшм: долин). С целью апробашш ме-тодшах э1ссаресссого определения грлггошх комплексов в ссгсетвенисм залегании были ироведени комплексные исследовании егрФоа. которые вклачалн влагоиетриз. шготноиетгта, ешмгтрич-ео.& 1шкропрофи1шроиа1п?о. ультразвуковыг измерения акустических параметров. Использование иикрогинке'шшвого нро<$илнросатш по ешгкап доза позволило выделить слои с пошлостью менее НО см п экспрессии прогости литологяческое расчленение разреза. В последующем результата иикропро&шкроБапия использовали дш; опенкп категории грунта иикрот'кжорайонировашв!. По данным комплекса сейсморазведки ОГП с регистрацией Р- и ЯН ноли, ИСК,

-М -

¿'^гля'.т.р. см;:.

¡¿.а; 1..,.

Нг.пы'^е грунта

5

^ 53 \

>Л!-1'

уравнение,, п^эу по пэрад^

| ;'л'.й

пэеюз

€0 .7Й-0Ч).°37'¥ .

: в ел

£0 , -О-223

| ■ р £л

40 10,62• 10""•С^О.ЯЗ)

■Л) \с.

лЧ

М!.

и, «

з^-лла; но 1 пгсччюп<-г.! '1 1 сланце.;?

гаяетаикоды:;

■ г&гт

40 ■42

I

-3,

ХЗ,?!МО '••(7,/ V )-0.35)-1.1-10 -,(5)!0

еЬ

'15=0.СзЗ-? +231 -У , -331

Г г. л

(С) |0.

:-&. ;? -10'"" 'V - 50.82• (7 / ¥ , )-0.38? 1?)|0

р р !

<12 2-7.32-Е)

ЗЬ 51,-0.711 -7, И23-9-(V

I

(38.5-10.24' Г-' / УзЬ))

(31 <0, (5) ¡0.

85: С

Р'1

75; С.

ь;

(10) '10.62

Зггсдагг эаси;.^^: V. - скорость рзстх-стргкекия продолыш еолн.цЛ:;

р т

схорсагь росяростроЕ^ллл ■зопергчлих содп.и/с; о - плотность,кг,-и":

Ярог^оигсчс.'.,-.,1 ¡а -„иофВкааект Пуассона,кг/и2; С - модуль сдзхтга:

Е - М/й'.гъ кг/:Г-, ф - угол внутреннего ?реиия,г?ад;

С - цо.?,у * гя,ззлей1я.

а также геофизических исследований в шурфах сфорнирова представительный банк данных. позволивший получить регрессном име зависимости для тгек видов грунтов изучаемой территории которые ириведгив в таблице иод нонерани ь, 6, 7 и 8.

Третий объект изучения - участки в районе строительств Ленского зрк (Бодайбннский район иркутской области): яромпло шадиа и территория цроектируеиой илотшш гранилиша квосто Флотация будущего комбината. вчр этого объекта отличаете большим разнообразием. Здесь встречается как собственно рыхли отложения речных долин, так и широко развитее кои вывеяшва доя. осяогшешше неотектоинкей и мерзлотой. Комплекс геофизи ческнх ксследошший включал сейсморазведку ш1в, злгктроразве дочше наблюдение в модификации ЮЗ» сдвр. сэл, ЗШШ, ник росейсиокаротаа <НШ. рддиоизотояиые измерений ряажяоетц плотности. Параллельно с гео4изическими работами с целью аабо раторного измерения ФйС было проведено иихеиерио геолоз'ичреко опробование Црогиозшчшааш' ФПС ВЧР выполнено ио результата геофизических съемок и радноизотолиыг определений влажности плотности горных вород в естественном залегании, Комплекс® геофизические исследования дозволили мшшшшровать объем да боратормых сетрсЧизически* измерении н иодучить распределен» в плане на основе уравнений, дривелешшх в таблице под но трат (4Ь (5), <9) и (10).

В зшеташи приведены основные результаты исследований показано направление дальнейшего развитии исследований.

Оспошшг волоаеиж диссертации оцубликоваш в следуют работах:

1. Интерпретации материалов налоглубшшон сейсноразвед ки. //Геология, поиски и разведка месторождений полезных иско ваенше в. Сибири: тез, докл. межвузов. ЮТ. - Иркутск. ИПИ. 1937. с. 33, совместно с Спето А Е . Черншовня А. В.

г. Результата врошозиррваяия Физико нггашческих свойст шиолошчесгша; комалексов ВЧР Кодайбзшского района ио геоФнзм ческш данный. // Геология и ^оФизюса Восточной Сибири. Севре кешше методы в п'олотческиг исследования«: тезисы докладов 1Ъй конференции иолодаз гчетк в. Сибири. - Иркутск, взк С ран, тг. - сл^гь.

3. Ш'тодика коишн'кешз «чюфизичеш« исследований цр киаеиерйо геолодичшши изучении воги'бенних россыией. // 12

' - 16 -

конференция ииолодых научных сотруднжои и. Сибири: тезисы докладов террит. НТК. - Иркутск, И:Ж СО Alt СССР, 1986. -с. 103-189. совместно с Никифоровым С. П. и Пилипченко Н. К.

4. Кнороиодиоиаи сейсморазведка с использованием многократных систем наблюдений при никросейснорайонировании з Брисаянье.// Голосил и геофизика активизированных областей В. Сибири: тезисы докладов. - Иркутск, 1908. - с. 78 79. совместно с Никифоровым С. II., Пчелиниевым ¡1. Г. и fíeтровой И. И.

5. Система математического моделирования волновых нолей. //Геологии, поиски и разведка месторождений полезных ископаемых 3. Сибири: тез. докл. исевузов. НТК. - Иркутск, 1НШ, 193С. -с. ЗУ 10. совместно с Нетгокой И. II. и Чернышевым А. Б.

6. Геофизические исследования речных долин в зонах нео-те/стоннческоа активизации. // Использование новых геофизическиа методов для решения инженерно теологических и гидрогеологическим задач: тезисы докладов. - И. :ВСЬТННГКО, 1989.

с. 80-01. совместно с Пахрокеевыи г. С, Дмитриевым А. Г., Когев-никовым Н. О. и Никифоровым С. П.

7. Использование многократных сейсмических систем наблюдений и волн различной поляризации при ревенин ш)хенерно-геологических задач. // Ивоговолновая сейсморазведка: тезисы докладов. -Новосибирск, ИГиГ СО АН СССР. 198t). - С. 33-34. совместно с Вахромеевым Г. С., Дмитриевым А. Г. и Никифоровым С. П.

8. Совместная регистрация стр.шмиш:: к преломленных волн при изучении верхней части разреза. // Геофизические методы в гидрогеологии, япгенсрной и шахтной геологии: тезисы докладов 9 Всесоюзного сешира-совещания. - Донецк, ßHlHUi, 1987.

с. 18 19. совместно с Вахроиееиын Г. С., Дмитриевым А. Г. н Никифоровым С. П.

9. ¡inoroкратные системы сейсмических наблюдении при изучении речных долин в условия;: многолетней мерзлота.// Применение геофизических метолом при поисках и разведке россыанык месторождений нерудного сырья и подземных вол: тезисы докладов. - Свердловск. СП), 1987. - с. í'.l сонместно с Нащкжее mm Г. С., Лиитрпешн А. Г. и Никифоровым С. 11.

10. Опит применения пакета иодели!>о»ания сейснкческик записей. // Геология, поиски и разведка месторождений иоаезным ¡{(•копаемых: тезисы докладов. - Иркутск. ШШ, 1989. - с. 3 5. сонместно с Леиик 0. Г. и Фоминой А. В.

! 1. К методике интерпретации ненгододьнах

годографов. //Геология, поиски и разведка несторождений полезных ископаемых У. Сибири: тез. докл. медвузов. НТК. - Иркутск, ИПИ, 1990. - с. 120. совместно с Дмитриевым А.Г.. Кирзне-рои И. Б. и Никифоровым С, П.

12. Опыт ислользомния сейсморазведки при изучении техно геино-ашшвиллышх отлоденкй в Юзшей . Якутии. // Геофизически; методы поисков и разведки рудник и нерудных месторождений.

' Свердлоиск, СГИ, 1986. -с, 107-ИЗ. сонместно с Дмитриев» Л. Г. и Никифоровым С, П.

13. Решение ирямой задачи микросейсиокаротаяа с учето| возннкноиеяия головных волн, // Геофизические исследованы: скважин при поисках и разведке месторождений полезнык искоиае иых: тезисы докладов. - Свердловск, СГЯ, 193в. - с, 4112. сов кестао с Дмитриевым а. г., Кирзнерон й. б. и Никифоровым С. п.

14. Ярогнозиромднж? верхней части геологического разрез а оценка Физико-иехаиических свойств в районе строительств Ленского золоторудного комбината.// Использование геофнзи ческих методов для решения геоэкологических, инженерно-геоло гических я 1*идро-геозкс)логичгскик задач; тезиса докладе Всесоюзм, НТК. - Талкеит, 1991, - с. совместно с Дмитриевы

A. Г, . Кояевникокын Н. О, и Никифоровым С, П.

15. Обработка данных ШШ на персональной компьютере. / Геология» поиски и разведка месторождений полезных ископаем

B. Сибири; тез. докл. иехвузов, НТК. - Иркутск, ИПИ, 1990. - с, 133 совместно с Ермаковым 0. й. и Нетесовой Е. Н.

16. Решение пряной и обратной задачи иикросейснокароъ аз,// Геология, поиски и разведка месторождений полезных иске иаешх С. Сыб№и: тез, докл. иежвгзов. НТК. - Иркутск. ШШ, 1990. с. 132 133. совместно с Кругляком В. В. и др.