Вариации кажущегося электрического сопротивления горных пород в сейсмоактивных районах Дагестана

Идармачев, Шамиль Гасанович

Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Вариации кажущегося электрического сопротивления горных пород в сейсмоактивных районах Дагестана
ВАК РФ 25.00.10, Геофизика, геофизические методы поисков полезных ископаемых

Автореферат диссертации по теме "Вариации кажущегося электрического сопротивления горных пород в сейсмоактивных районах Дагестана"

На правах рукописи

□□348 1510

Идармачев Шамиль Гасанович

ВАРИАЦИИ КАЖУЩЕГОСЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО

СОПРОТИВЛЕНИЯ ГОРНЫХ ПОРОД В СЕЙСМОАКТИВНЫХ РАЙОНАХ ДАГЕСТАНА

Специальность: 25.00.10 - Геофизика, геофизические методы поисков полезных ископаемых

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени доктора физико-математических наук

Махачкала - 2009

003481510

Работа выполнена в Учреждении Российской академии наук Институт геологии Дагестанского научного центра РАН

Официальные оппоненты:

профессор, член-корреспондент РАН Николаев Алексей Всеволодович Учреждение Российской академии наук Институт Физики Земли РАН

профессор, доктор физико-математических наук Авагимов Арбен Аванесович Учреждение Российской академии наук Институт Высоких температур РАН

профессор, доктор технических наук Морозов Владислав Николаевич Учреждение Российской академии наук Геофизический центр РАН

Учреждение Российской академии наук Международный институт теории прогноза землетрясений и математической геофизики РАН

Ведущая организация:

Защита состоится 24 декабря 2009 г. в 14 часов на заседании диссертационного совета Д 002.001.01 Учреждения Российской академии наук Институт физики Земли РАН им. О.Ю. Шмидта (ИФЗ РАН) по адресу: 123995, г.Москва, ул. Б. Грузинская, д. 10.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ИФЗ РАН

Автореферат разослан

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат физико-математических наук

"" О.В. Пилипенко

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность

Разработка надежных методов прогноза землетрясений представляет не только научный интерес, но и имеет важное практическое значение не только в мировом масштабе, но и для обеспечения сейсмической безопасности в отдельных районах нашей страны, таких как Дальный Восток, Сибирь, Кавказ, где сконцентрировано большое количество населения, ГЭС, АЭС, производство химической промышленности.

С целью поиска предвестников землетрясений, начиная с 60 годов XX столетия, в СССР и в ряде других стран были начаты комплексные наблюдения за вариациями геофизических и геохимических полей земной коры в сейсмоактивных районах. В последние годы для этих целей используются также спутниковые системы наблюдения за деформацией (GPS, Радар inSar), тепловыми и электромагнитными излучениями земной коры. В настоящее время число зафиксированных предвестников перевалило за 1000. Несмотря на это, в силу своего многообразия проявления, проблема прогноза землетрясений все еще находится на научно-исследовательской стадии. Накопление данных по предвестникам пока не приводит к повышению надежности прогноза. События последних лет показали, что землетрясение такого масштаба, как Суматра-Андаманское с М=8,8-9,3 не было спрогнозировано, хотя оно вызвало деформацию всей Земли. Более того, землетрясения 2004 г. в Калифорнии [Bulletin of the..., 2006] М=6,0 и 2008 г. в провинции Си-Чуань Китае, где имеется разветлешгая сеть геофизических наблюдений за предвестниками землетрясений, также не были спрогнозированы.

Большинство зафиксированных предвестников землетрясений, за исключением деформации и наклонов земной коры, являются вторичными. Среди них ведущее место принадлежит методу электрического зондирования. На геофизических полигонах Таджикистана, Туркмении, Киргизии и Кавказа методом дипольного зондирования был получен целый ряд однотипных предвестников землетрясений. В отдельных случаях было осуществлено зондирование области очага землетрясения.

В Китае проводились длительные наблюдения с охватом большой территории. Полученные данные легли в основу комплекса предвестников, включающего в себя наблюдения за деформациями, кажущимся сопротивлением горных пород (КС), уровнем подземных вод и радоном, которые позволили предсказать катастрофическое землетрясение 1976 г. Наблюдения за КС проводились на 120 стационарных станциях. Измерения производились установками вертикального зондирования (ВЭЗ) с небольшими размерами питающих диполей (АВ=100-ь1000 м). Вместе с тем, несмотря на положительные результаты данных по предвестникам электрического сопротивления горных пород, полученных методами дипольного или вертикального зондирования, у них имеются некоторые недостатки. Для метода дипольного зондирования необходимо использовать мошные источники тока, величина которого может достигать первых килоамперов, что создает определенные трудности при переходе к непрерывным наблюдениям. Небольшая площадь охвата наблюдений, которая ограничивается радиусом 50-60 км. Неясна до конца природа аномалий, что не позволяет определить связь между вариациями КС и деформацией.

Метод ВЭЗ, применяемый в Китае, оказался подвержен влиянию метеорологических факторов и сезонному ходу, что привело к большому количеству бракованного материала, непригодного для применения в целях прогноза.

Таким образом, становится очевидным необходимость дальнейших исследований в данном направлении, нацеленных на изучение природы аномалий кажущегося сопротивления, повышения чувствительности и помехозащищенности от метеорологических, сезонных и других факторов метода электрического зондирования, а также перехода к непрерывным измерениям с последующим дистанционным сбором, хранением и обработкой данных.

Целью работы является исследование общих закономерностей вариаций КС в сейсмоактивных районах, процессов приводящих к его изменению на основе анализа, полученных автором экспериментальных результатов на Чиркейской ГЭС и нефтегазовом месторождении Димитровское. Поиск новых путей повышения эффективности метода электрического зондирования, позволяющего проводить непрерывные, помехозащищенные наблюдения на больших площадях с густотой сети достаточной для обеспечения надежного прогноза сильного землетрясения. Основные задачи исследований

1. Исследование влияния заполнения крупного водохранилища на сейсмический режим и электрическое сопротивление горных пород. Определение причинно-следственной связи между аномальными вариациями КС и сейсмическими событиями.

2. Исследование особенностей вариаций КС в районе нефтегазового месторождения.

3. Разработка аппаратуры для прецизионных наблюдений за вариациями КС и испытание ее в полевых условиях для различных типов установок.

4. Определение параметров сети для площадных наблюдений в зонах возможных очагов землетрясений (ВОЗ) на территории Дагестана, с использованием разработанной станции для наблюдений в скважине.

5. На основе анализа результатов дипольного зондирования сделать конкретные рекомендации по применению метода непрерывного дипольного зондирования для обеспечения безопасности района Сулакского каскада ГЭС.

Основные защищаемые положения

1. Заполнение высоконапорного водохранилища в сейсмоактивном районе оказывает длительное техногенное воздействие на окружающую среду, которое проявляется в уменьшении кажущегося электрического сопротивления массива горных пород, а также усилением локальной сейсмической активности при благоприятных для этого геотектонических условиях.

2. Экспериментально установлено, что изменение кажущегося электрического сопротивления перед усилением сейсмичности в районе водохранилища связано с усилением процесса фильтрации воды в трещинные зоны, проницаемость которых меняется под воздействием тектонических напряжений.

3. На нефтегазовом месторождении получены экспериментальные данные импульсного увеличения кажущегося сопротивления горных пород, подтверждающие проникновение газа из месторождения по трещинным зонам в земной коре, проницаемость которых меняется под воздействием тектонических процессов.

4. Разработана компьютерная станция для автоматизированного прецизионного электрического зондирования дипольными, вертикальными и скважинными установками, предназначенная для площадных наблюдений в сейсмоактивных районах.

Научная новизна работы

1. Впервые в мировой практике проведены длительные наблюдения за вариациями КС в районе крупного водохранилища, которые позволили установить, что величина КС массива горных пород в районе водохранилища уменьшилась в различных направлениях в 1,6-2,4 раза за период наблюдений, который длился в течении 13 лет. Наиболее интенсивные вариации КС перед землетрясениями происходили в первые 3 года заполнения водохранилища. В отдельных случаях вариации достигали 30-40%. Максимальные вариации были зафиксированы только для приемных станций, которые максимально приближены к водохранилищу.

2. Экспериментально методом электромагнитного зондирования становлением поля было зафиксировано смещение всей кривой КС на различных временах становления поля (рг) перед землетрясением очаг, которого располагается на расстоянии 8 км от центра дипольной установки, что позволило установить факт усиления фильтрации воды из водохранилища в трещинные зоны.

3. Численные оценки на различных моделях очага землетрясения, в виде проводящего шара и вертикального проводящего пласта, показали, что при зондировании области очага вариации КС перед землетрясениями могут достигать 10-20%. Для модели вертикального проводящего пласта максимальные вариации КС могут достигать 60-70%. Оценки вариаций КС сделанные для района Чиркейского водохранилища наиболее удовлетворительно отвечают модели вертикального проводящего пласта бесконечного по простиранию. Наибольшая амплитуда возникает, когда приемный диполь располагается на пласте или когда пласт находится между питающим и приемным диполями, при этом изменение ширины пласта оказывает незначительное влияние на амплитуду аномалии. Лабораторные эксперименты электрического зондирования на модели Чиркейского водохранилища в емкости с электролитом позволили подтвердить эти результаты. При расположении металлической пластины, имитирующей вертикальный пласт, между «диполями», вариации КС достигают 50%. С погружением пластины в электролит амплитуда вариаций КС увеличивается. При этом в зависимости от расположения пластины относительно приемных диполей наблюдается синхронное изменение КС на различных диполях как одного, так и разного знаков.

4. Впервые были зафиксированы импульсные и бухтообразные вариации КС, в районе нефтегазового месторождения.

5. Разработана аппаратура для прецизионных непрерывных наблюдений за вариациями КС в скважине, позволяющая регистрировать процесс сжатия и растяжения горных пород в окрестности расположения измерительного зонда.

Практическая ценность и реализация результатов

1. Район Сулакского каскада ГЭС является одним из наиболее опасных на Кавказе, как в сейсмическом, так и экологическом отношении. За последние 39 лет, здесь произошли 4 сильных землетрясения с разрушительными последствиями (1970, 1974, 1975, 1999 гг.). Наиболее сильное из них землетрясение 14 мая 1970 г. с М=6,6. В результате двух толчков было разрушено 11 и сильно пострадало 157 населенных пунктов, без крова осталось 45000 человек. Малое количество жертв было связано с тем, что сильный форшок произошел днем, а вечером перед основным толчком все люди находились на улице, так как это было теплое время года. Эпицентр основного толчка находился на расстоянии 1520 км от строящейся тогда Чиркейской ГЭС. Кроме мелких разрушений, в результате образовавшихся вертикальных трещин отрыва от левого борта отделился огромный скальный массив, который в последствии был закреплен к основному массиву с помощью бетона с анкерами.

Хроника сейсмических событий за короткий период времени показывает, что в перспективе не исключаются события, которые могут повредить плотину одной из трех расположенных здесь ГЭС. Если произойдет повреждение плотины Чиркейской ГЭС высотой 232 м и с объемом воды в водохранилище около 3 км3, то это приведет к экологической катастрофе, поскольку утечка воды приведет к затоплению целого ряда населенных пунктов, расположенных ниже по течению Сулака.

Таким образом, очевидна необходимость создания в районе Сулакского каскада ГЭС службы непрерывного мониторинга за деформационными процессами, происходящими здесь. По инициативе автора на основе результатов, полученных методом дипольного зондирования в районе Чиркейской ГЭС Дагестанской опытно-методической партией ГС РАН при поддержке АО «Дагзнерго» и МЧС России в 1998 г. были вновь начаты режимные наблюдения за вариациями КС методом дипольного зондирования. Результаты 8-летних наблюдений показали необходимость выполнения этих работ на новом техническом и методическом уровне. Некоторые из них следующие:

- расширение зоны охвата дипольным зондированием, с тем чтобы контролировать весь Сулакскй каскад ГЭС;

- дискретный режим зондирования заменить непрерывными наблюдениями, позволяющими получить информацию, приближенную к реальному времени с последующей автоматической обработкой данных;

- на приемных станциях организовать комплексные геофизические наблюдения.

В работе приведен один из возможных вариантов расположения станций с учетом знания местности, места подключения питающей установки и закрепления приемных станций в близлежащих населенных пунктах. Питающий диполь предлагается установить в центре Сулакского каскада ГЭС. Три приемные станции вокруг питающего диполя, удаленные на расстояния 15-18 км позволяют охватывать все три ГЭС. При таких разносах эффективная глубина зондирования с учетом реальных электрических параметров геоструктур района равна около 5 км, что вполне может обеспечить зондирование неглубоких очагов землетрясений и хотя бы частично захватить очаги более глубоких сильных землетрясений. Общая площадь охвата системой дипольных установок составляет 1000-1200 км", что в полной мере обеспечит контроль за изменением напряженного состояния геоструктур в исследуемом районе.

2. Впервые (1976 г.) был разработан генератор для электрического зондирования (Чиркей-1), который использовался в дальнейшем для наблюдений за вариациями КС. Основное отличие от генераторов, применяемых в геологической разведке, является отсутствие генератора постоянного тока, приводящего в действие с помощью двигателя автомобиля. Вместо него используется трехфазный трансформатор мощностью 120 кВт, позволяющий согласовать выходное напряжение генератора с нагрузкой (сопротивлением питающего диполя) путем комбинации переключения обмоток трансформатора. В последующие годы генераторы на таком принципе использовались на Бишкекском и Гармском полигонах. Установка «Чиркей-1», смонтированная на шасси вездехода ГАЗ-66 была передана Министерству Геологии СССР для внедрения на поисковых работах рудных месторождений Каказа (копия Акта приемки прилагается к диссертации). Установка с меньшей мощностью 25 кВт, позволяющая производить измерения в автономном режиме была разработана для Дагестанской опытно-методической партии ГС РАИ (Справка о внедрении прилагается к диссертации).

3. Разработана станция для прецизионных непрерывных наблюдений за вариациями КС различными методами. В частности, наблюдения в течение 6 лет в скважине на измерительном пункте «Махачкала» показывали, что вариации КС обусловлены процессом сжатия и растяжения, горных пород в скважине в радиусе действия измерительного зонда, что позволяет использовать ее в качестве деформографа. Основываясь на этом, сделано обоснование для создания сети станций скважинных наблюдений за вариациями КС на территории Дагестана с целью организации площадных наблюдений за предвестниками сильного землетрясения. Проведены полевые испытания на предмет использования ее в качестве приемной станции для непрерывного дипольного и вертикального зондирования.

4. Разработана шестиканальная станция для регистрации медленно меняющихся электрических сигналов. Данная станция в 2003 г. передана Дагестанской опытно-методической партии ГС РАН и используется для регистрации электрических и тепловых полей в скважине в районе Чиркейской ГЭС. (Справка о внедрении прилагается к диссертации).

Личный вклад автора^

- участие в совместных с ИФЗ РАН сейсмологических экспедициях в Дагестане в районе разрушительного землетрясения 1970 г;

- участие в сейсмологических экспедициях по изучению сильных землетрясений: Салатауское, 1974 г., Буйнакское,1975 г., Бежтинское, 1976 г., Кизилюртовское, 1999 г.;

- участие в монтаже сейсмических станций Буйнакск, Дылым, Унцукуль, Каранай, Дубки, Ахты и Дербент;

- участие в совместной с ИФЗ РАН экспедиции по электромагнитному зондированию в районе очага Буйнакского землетрясения 1975 г.;

- начальник экспедиционного отряда по созданию геофизического полигона Даг. ФАН СССР в районе Чиркейской ГЭС, 1976;

- разработка и создание опытного образца генератора тока «Чиркей 1» и «Чиркей 2»;

- проведение режимных наблюдений в районе Чиркейского водохранилища методом дипольного электрического зондирования, 1976-1988 гг.;

- разработка метода регистрации становления электромагнитного поля;

- разработка аппаратурного модуля цифровой регистрации КС и создание пункта режимных наблюдений за вариациями КС в районе Димитровского нефтегазового месторождения;

- разработка станции «Георезистор» для прецизионных наблюдений за вариациями КС в скважине и создание на ее основе 3-х пунктов режимных наблюдений на территории Дагестана: «Махачкала», «Избербаш» и «Чиркейская ГЭС».

Апробация работы и публикации

Результаты исследований докладывались на Научной сессии Дагестанского филиала АН СССР (Махачкала, 1985, 1988, 1999), Всесоюзных конференциях (Тбилиси, 1976; Апатиты, 1980; Кишинев. 1984); Международных симпозиумах «Каспий-Балтика 95» (Санкт-Петербург, 1995); 29 Генеральной Ассамблее 1А8РЕ1 (Солоники, 1997); Сейсмическая опасность Средиземноморского региона (Кипр, 1999); Современная геодинамика, глубинное строение и сейсмичность платформенных территорий и сопредельных регионов (Воронеж, 2001); Природные ресурсы и сохранение окружающей среды (Амман, 2004); Геофизические исследования геодинамической обстановки и нефтегазоносности больших глубин (Баку, 2004); Активный геофизический мониторинг литосферы Земли (Новосибирск, 2005); Активная тектоника Эгейна (Стамбул. 2005); Геодинамика и сейсмичность Средиземноморско-Черноморско-Каспийского региона (Геленджик, 2006); Изменяющаяся геологическая среда (Казань, 2007); Природные катаклизмы и глобальные проблемы современной цивилизации (Баку, 2007).

Результаты исследований ло теме диссертации отражены в более 60 публикациях. Объем и структура работы

Диссертационная работа состоит из введения, шести глав и заключения. Общий объем диссертации составляет 220 страниц, включая 100 рисунков и 21 таблиц. Библиографический список содержит 200 источников.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность диссертационной работы, формулируются основные задачи и методы их решения.

В главе 1 обсуждается роль электрического зондирования в исследовании геофизических предвестников землетрясений. Рассматриваются основные результаты наблюдений методом дипольного и вертикального электрического зондирования в сейсмоактивных районах. На основе анализа современного состояния методов электрического зондирования, применяемых для исследования предвестников землетрясений, формулируются цели и задачи дальнейших исследований.

В главе 2 рассматриваются результаты анализа сейсмичности и полевых наблюдений, полученных методом дипольного электрического зондирования на постоянном токе в районе Чиркейской ГЭС, расположенной в одном из самых сейсмоактивных районов Кавказа. Показано, что после начала заполнения водохранилища процесс фильтрации воды в окружающий массив пород продолжается более 14 лет. Зарегистрированные короткопериодные вариации КС коррелируются с сейсмическими событиями в локальной зоне в окрестности водохранилища.

В главе 3 приведены результаты полевых наблюдений в районе Чиркейской ГЭС, полученные методом дипольного зондирования становлением поля, основанном на

волновом принципе распространения электромагнитного ноля в окружающую среду. На основе полученных данных формулируется механизм развития геоэлектрической аномалии в районе водохранилища перед землетрясением.

В главе 4 обсуждаются различные модели геоэлектрической неоднородности, приводящие к аномалиям на поверхности в период формирования очага землетрясения. В частности аномхтиям КС в районе Чиркейской ГЭС наиболее адекватно отвечает модель вертикального проводящего пласта бесконечного по простиранию. Наиболее значимые амплитуды КС достигаются, когда неоднородность расположена между питающим и приемным диполями. Лабораторное моделирование электрического зондирования в районе Чиркейской ГЭС в емкости с электропроводящей жидкостью, в которой роль вертикального проводящего пласта выполняет металлическая пластинка, подтверждает возможность возникновения аномалий значительной амплитуды в случае, когда вертикальный проводящий пласт располагается в зоне между питающим и приемным диполями.

В главе 5 рассматриваются результаты полевых наблюдений за вариациями КС на нефтегазовом месторождении, полученные методом вертикального зондирования. Приводится методика и аппаратура режимных наблюдений. За период наблюдений 20002006 гг. зарегистрированы три аномальные вариации КС различной формы: импульсная, флуктуирующая и бухтообразная. Первая и третья формы вариаций совпадают с сейсмической активностью района, а природа второй аномалии неясна. Аномалии резкого увеличения КС связываются с выходом газа из месторождения по трещинным зонам в земной коре.

Глава 6 посвящена разработке аппаратуры для прецизионных наблюдений за вариациями КС. Обосновывается выбор метода непрерывных наблюдений, позволяющего эффективно подавлять помехи экзогенного характера. Разработана и прошла полевые испытания в скважинных условиях станция на базе цифровой техники, которая позволяет регистрировать вариации КС превышающие изменения 0,003%. Приводится обсуждение полевых наблюдений и их возможная связь с различными факторами. Приводятся данные испытания станции с различными типами установок электрического зондирования. Обосновывается создание сети наблюдений в зонах ВОЗ на территории Дагестана.

ОБОСНОВАНИЕ ЗАЩИЩАЕМЫХ ПОЛОЖЕНИЙ

Общие сведения о районе Чиркейской ГЭС

В Республике Дагестан введены в эксплуатацию 6 крупных ГЭС: Чиркейская, Миатлинская, Чирюртовская, Ирганайская, Гунибская и Гергебильская. На стадии строительства находятся Гоцатлинская ГЭС, завершаются изыскательские работы для Ахтынской и Агвалинской ГЭС. Каскад Сулакских ГЭС, состоящий из Чиркейской, Мматлинской и Кнзильюртовской, располагаются в наиболее сейсмоопасной зоне Северного Кавказа в полосе перехода горной части Дагестана в предгорную, где в ретроспективный период располагались очаги сильных землетрясений.

Сейсмичность

Дагестан является самым сейсмически активным районом европейской части России. Как в историческом прошлом, так и в последние годы, здесь известны многочисленные сильные и разрушительные землетрясения. Это нашло свое отражение и

на карте общего сейсмического районирования территории России, согласно которой значительная часть территории республики, включая крупные города, располагается в зоне ожидаемых землетрясений 10 и более баллов для периода повторяемости 5000лет.

Для исследования сейсмичности Дагестана и прилегающих районов были использованы следующие каталоги: региональный каталог Dag [Общий каталог..., 2007] и каталог Северной Евразии, составленный для работы над картами ОСР97, Eur [Каталог Северной Евразии..., 1993] который в настоящее время продлен до 2006 г. Последний содержит и историческую часть, которая рассматривается отдельно. Для анализа была выбрана территория, слегка выходящая за административные границы республики: Ф=41.00°-44.00°; h= 45.50°-49.00°.

На рис. 1.1. приведены карты эпицентров, построенные по данным каталогов DAG и EUR для интервала времени с 1960 г. Анализ представленных карт показывает, что несмотря на существенную разницу в числе сейсмических событий в каждом из рассмотренных каталогов (DAG с 1960 по 2005 гг. содержит 11965 событий. EUR 427. а для К>1 1 DAG 358 и EUR 184), основные особенности пространственного распределения эпицентров весьма стабильны. Это не дает нам возможности выбрать предпочтительный каталог и заставляет в ответственных ситуациях пользоваться двумя.

Рис. 1.1. Карты эпицентров землетрясений, зарегистрированных на территории Дагестана по каталогам DAG (а.б) и EUR (в,г); в) и г) для К> 11

Были рассмотрены графики изменения во времени сейсмической активности Аш и наклона графика повторяемости у за период 1960-2005 гг. На графике Ащ (Dag) максимальные пики совпадают со временами сильных землетрясений в исследуемом районе: 14.05.1970, 23.12.1974, 09.01.1975, 28.07.1976, 31.01.1999. Все эти сильные землетрясения произошли в районе Сулакского каскада ГЭС (ближе 40 км от центра водохранилища) и только событие 1976г. удалено на 110км. В период этих землетрясений на графике повторяемости у (Dag) наблюдается увеличение угла наклона от 0.2-0.3 до 0.60.65. В последующие 5 лет он увеличивается до 0.45 и держится стабильно, примерно, на этом же уровне.

Картина на графиках для каталога EUR несколько иная, и если для активности определенная преемственность может быть отмечена, хоть и в сильно сглаженном виде, то для наклона графика повторяемости картина сильно отличается. Впрочем, это обстоятельство вполне объясняется недостаточностью статистики по каталогу EUR.

Поскольку на картах эпицентров землетрясений для интервалов с 1960г. хорошо видны сгущения и разрежения в облаке эпицентров, представилось целесообразным более детально рассмотреть это явление, воспользовавшись методикой разделения сейсмичности на сосредоточенную и рассеянную компоненты сейсмичности [Арефьев и др., 1989]. На базе каталога DAG такое разделение было выполнено. Наблюдается высокий уровень кластеризованное™ в районе Сулакского каскада ГЭС. Однако по величине наклона графика повторяемости компоненты различаются незначительно.

Чиркейское водохранилище начало заполняться в июле месяце 1974 г. в период паводка и достигло своей проектной отметки в августе 1976 г. Локальная сейсмичность регистрировалась четырьмя стационарными станциями Дагестанского филиала АН СССР: «Буйнакск», «Дылым». «Дубки», «Каранай», расположенными вокруг водохранилища на расстояниях 5^25 км Аппаратура станций позволяла регистрировать землетрясения с энергетическими классами на уровне К= 5^7 в зависимости от уровня помех.

На рис.1.2 приведены карты эпицентров землетрясений в радиусе 20 км от центра водохранилища, построенные по данным каталога DAG, при составлении которого указанные выше станции играли решающую роль. На рис. 1.2 а приведены землетрясения, зарегистрированные в течение одного года до начала заполнения водохранилища, а на рис. 1.2 б - для периода один год после начала заполнения.

■iT а: г 47.Г

а)

* • к

4 г г г* >

ГГ! .. .1 ' н

5 17

б)

Рис. 1.2. Карта эпицентров за периоды один год до и после заполнения водохранилища: а) 01.06.1973-01.05 Л 974 (14 =40; 1*=20 км); б) 01.06.1974-01.08.1975 (Ы =296; Я=20 км)

Первые сейсмические толчки были зарегистрированы в восточной части водохранилища при достижении уровня воды в верхнем бьефе плотины 50 м. Энергетический класс их составлял 8-11. При достижении уровня воды в районе плотины 120 м произошел рой землетрясений в южной окрестности водохранилища. При достижении уровня воды 125 м началась регистрация серии толчков в западной окрестности водохранилища, которая 23 декабря завершилась 7 бальным землетрясением. Эпицентр землетрясения находится на расстоянии 5-7 км к западу от плотины ГЭС. Главный толчок указан на рис. 1.2 б за №2. Через 17 суток 9 января 1975 г. на расстоянии 15 км от центра водохранилища произошло еще более сильное землетрясение. Друг за другом произошли два сильных толчка с энергетическими классами 14 ( М = 5,2 и М=5,3) с координатами эпицентра ф = 42,9 ; X = 47,Г на глубине 8 км. В начале афтершоки наиболее сильных толчков мигрировали вниз в следующей последовательности: 11=8, 9, 10, 18 км, а потом началось движение в обратном направлении. Отдельные слабые толчки происходили на глубинах до 3 км. Непосредственно перед главным событием было зарегистрировано большое количество форшоков с К=6=10. Из них 15 толчков К>8 и одно К=10. Интенсивность землетрясения оценивается в 8 баллов по шкале М8К-64.

В заключение на основе анализа тектонических условий района расположения Сулакского каскада ГЭС, а также исследования сейсмичности за период 1960-2006 гг. можно сделать вывод о том, что данный район находится в зоне максимальной сейсмической опасности на территории Дагестана, где и в дальнейшем не исключается возможность возникновения сильного землетрясения, которая может привести к экологической катастрофе. В случае возникновения сильного землетрясения с М=6,0-6,5 на расстоянии 5-10 км от плотины одной из трех расположенных здесь ГЭС, разрывные нарушения на поверхности могут привести к разрушению плотины, тогда возникает опасность затопления населенных пунктов, расположенных на берегах р. Сулак.

Методика наблюдений за вариациями кажущегося сопротивления

Для измерения КС применялся метод дипольного электрического зондирования на постоянном токе. Данный метод позволяет проводить наблюдения, используя для этого один питающий диполь и несколько приемных диполей расставленных вокруг водохранилища, при этом объезд приемных точек можно осуществить передвижной станцией. Однако у метода ДЗ имеется один существенный недостаток. Это необходимость использования мощных источников тока. Для этого специально была

разработана станция «Чиркей» [йдармачев и др., 1978], которая подключалась к источнику тока промышленной частоты. Мощность развязывающего трансформатора установки составляет 120 кВт. Нагрузкой питающего генератора служит диполь длиной 720 м суммарным электрическим сопротивлением 10 Ом. Для измерений используется стандартная методика с регистрацией сигнала на светолучевом осциллографе. Средняя квадратичная погрешность результата зондирования составляет в среднем ±1,5-2%.

Исследование связи вариаций кажущегося сопротивления с уровнем воды в водохранилище

Измерения КС были начаты в июле 1976 г., т.е. практически после заполнения водохранилища. Заполнение водохранилища началось в июле 1974 г. Наиболее полно измерения проводились в полевые сезоны 1976,1977, 1987 и 1988 гг., а в остальные года измерения проводились 2-3 месяца в году. На рис. 1.3 приведены графики КС для пунктов № 1 и № 2 составленные по имеющимся данным за период 1976-1988 гг. Из графиков видно, что дипольные установки с приемными станциями №1 и №2 зарегистрировали уменьшение КС 2,4 и Кб раза. Эти данные показывают, что после заполнения водохранилища в 1975 г. процесс обводнения окружающего массива горных пород продолжается более чем 14 лет.

Более детальный анализ показал, что в начальный период после заполнения водохранилища в 1976 и 1977 гг. нет устойчивой корреляционной связи между вариациями КС на различных измерительных пунктах и изменением уровня воды в водохранилище в период ежегодного сезона паводка рек. Коэффициент корреляции для различных приемных пунктов меняется от 0 до 0,55. В последующие годы наблюдается увеличение коэффициента корреляции до К=0,7-0,8, при этом для разных годов регистрируются синхронные изменения КС как одного знака, так и различных знаков.

Полученные данные позволяют сделать вывод о том, что фильтрация воды в районе водохранилища длится более 14 лет, при этом она происходит сложным образом, т.е. меняется из года в год, как во времени, так и в прост ранстве.

Связь вариаций кажущегося сопротивления с сейсмичностью района

На графиках КС, приведенных на рис. 1.3 видно, что в начальный период после заполнения водохранилища наблюдаются вариации КС значительной амплитуды, которые в отдельных случаях достигают 30-40%. Сравнение их сейсмичностью в районе заполнения показало наличие связи между ними. Связь с сейсмичностью района Чиркейской ГЭС рассматривалась нами и ранее [Идармачев, 1978; Омаров и др., 1989]. однако при этом использовались предварительные данные о сейсмичности района, в частности координаты эпицентров землетрясений и их энергия были определены, весьма приближенно. В настоящем анализе используются данные каталога землетрясений Дагестана [Общий каталог землетрясений..., 2007], а также Северной Евразии [Сейсмичность..., 1993], который в настоящее время продлен уже до 2006 г. Проведенный анализ показал, что вариации КС связаны с сейсмическим режимом района водохранилища. Увеличению числа землетрясений энергетического класса К=10 предшествует синхронное уменьшение величины КС на измерительных пунктах расположенных в ближайшей окрестности водохранилища. Наиболее отчетливо это видно для периода наблюдений 1977 г. (рис. 1.4).

Дни от начала года

Рис. 1.4. Графики сейсмической энергии (^Е и по 10 дням) за 1977 г. в радиусе 20 км от центра водохранилища, КС на приемных станциях №1, №2, №3 и №4

1977

46.6* 46.7' 46.8' 46.9' 47* 47.1* 47.2"

Рис.1.5. Карта эпицентров землетрясений и расположения станций: 1-питающий диполь; 2-эпицентр землетрясения; 3-приемная станция; 4-разломы

В 1977 г. в радиусе 20 км от центра дипольной установки произошло 10 толчков К=10, из них 7 толчков произошло с 21 октября 1977 г. по 5 января 1978 г. На приемных пунктах №1 и №2 с 1 октября происходит уменьшение КС на 31% и 30% соответственно. На пункте №3 снижение началось на 20 суток раньше, чем на пунктах №1 и №2, при этом максимальная амплитуда изменения КС составляет 33%. Эпицентры землетрясений располагались в южной и восточной окрестностях водохранилища. Рассмотренные факты показывают синхронное изменение кривых КС перед увеличением слабой сейсмичности в районе водохранилища, при этом вариации значительной амплитуды зафиксированы только теми пунктами, которые регистрируют изменение КС непосредственно под водохранилищем. Как показывают данные, полученные на пункте №4, вариации КС по амплитуде примерно на порядок меньше, чем на остальных пунктах. Так, например, амплитуда уменьшения КС за период с октября по декабрь 1977 г. составляет 3%. Это позволяет утверждать, что вариации КС, достигающие 30-40%, связаны с изменением электрического сопротивления горных пород в районе водохранилища. Для объяснения аномалий, столь значительной амплитуды, была выдвинута модель предполагающая проникновение воды в трещинные зоны массива горных пород под водохранилищем. Тектоническая деформация в критичной зоне разлома приводит раскрытию трещин в массиве горных пород, в результате чего вода из водохранилища проникает в эти зоны и приводит к изменению КС. Данный процесс может сопровождаться повышением сейсмической активности. Для проверки данного предположения проводились специальные исследования методом становления электромагнитного тюля. Метод является аналогом частотного зондирования, т.е. с увеличением частоты глубина проникновения электромагнитного поля уменьшается. Это позволяет получить вертикальный разрез электрического сопротивления массива горных пород. Для измерений была разработана специальная методика, позволяющая многократно увеличить чувствительность электрической компоненты поля. На данный метод было получено авторское свидетельство. На основе анализа полученных данных сделан вывод о том, что фильтрация воды из водохранилища в трещинные зоны приводит к возникновению

эффекта электрической анизотропии среды. Рассмотрены различные модели чага землетрясения, в виде проводящего шара и вертикального проводящего пласта бесконечного по простиранию (зоны разлома). Геоэлектрическая модель вертикального проводящего пласта наилучшим образом объясняет вариации КС, когда зондирование осуществляется во внешней зоне очага землетрясения. Численные оценки, сделанные для модели вертикального проводящего пласта, а также лабораторное микрозондирование на моделях в ванне с электролитом в присутствии проводящего тела имитирующего разлом показали удовлетворительное соответствие с полевыми результатами, полученными в районе Чиркейского водохранилища.

Таким образом, результаты дипольного зондирования в районе Чиркейского водохранилища позволяют по-новому взглянуть на природу вариаций КС перед сейсмическими событиями, полученными в различных районах. Вариации КС, достигающие 10-40% связаны с изменением удельного сопротивления трещинных зон, которые пространственно располагаются в области контролируемой дипольной установкой.

Район исследований

Дмитровское нефтегазовое месторождение расположено на периферии Дагестанского клина. Особенностью данного района является то, что через месторождение проходит один из крупных разломов Кавказа (Срединный). Данный разлом трассируется вдоль западного берега Каспийского моря и имеет генетическую связь с областью активного сочленения Кавказ-Копетдагской альпийской геологической структурой

Месторождение эксплуатируется, начиная 1971 г. Добыча газа осуществляется сетью скважин глубиной 3-3,5 км. Средняя годовая добыча составляет 500-600 млн. м3. Породы в районе измерительного пункта состоят из увлажненных глин с переслойками песка. Величина КС равна 5 Омхм. Коренные породы залегают на глубине 30-35 м и состоят из сарматских глин (N1.,) мощностью 600-700 м. Уровень фунтовых вод расположен на глубине 40-45 м.

Методика наблюдений за вариациями КС

Измерения КС производятся стационарной четырехэлектродной установкой, все электроды которой расположены на одной линии, с геометрическими размерами: питающий диполь-АВ=300 м; приемный диполь-МЫ=100 м. Для электрического зондирования используется специально сконструированная установка. Зондирование проводится раз в сутки и состоит из грех отдельных измерений, каждый из которых включает в себя 40-50 разнополярных импульсов тока. Длительность одного импульса равна 10 с. Измерение разности потенциалов на шунте в цепи питающего диполя и с электродов приемного диполя осуществляется поочередно, с помощью одного и того же цифрового вольтметра постоянного тока класса точности 0,02 с регистрацией данных на цифропечатающем устройстве. Такая методика позволяет измерять вариации КС с точностью до долей процента. После статистической обработки величина среднеквадратичного отклонения измерения КС не превышает 0,5%.

Анализ результатов наблюдений

На рис. 3.1 представлены вариации КС (рк,%), количество осадков в месяц (мм) и график сейсмической энергии Е) в джоулях в радиусе 20 км и 100 км от измерительного пункта за период 2000-2006 гг.

К,%

100 • 80 -60 -40 -20 -

365 730 1095 1460 1825 2190 2555

тгп

!Л|

Т11!тип||П11IIII!;|1|!II!]||1111 [||;111111 ¡1111111111||;| 11ММ11 |11 ш,!Н11| 0 365 730 1095 1460 1825 2190 2555

1-9 Е Я=20км

11 |Т| .Т| "11"

365 730 1095 1460 1825 2190 2555

т " I г

гг

Т"г................................. I........I

0 365 730 1095 1460 1825 2190 2555 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006

Рис. 3.1. Графики КС, количества атмосферных осадков и распределения землетрясений по их выделенной энергии в радиусе 20 км и 100 км

На данном рисунке видны в основном вариации КС трех видов:

- медленные изменения с длительностью несколько месяцев;

- скачкообразные с длительностью несколько суток. При этом обращает на себя внимание то, что данным скачкам характерено, в основном, увеличение КС;

- изменение КС значительной амплитуды, которое произошло вначале 2006 г.

Одной из причин медленных вариаций КС может быть влияние атмосферных осадков, которые приводят к повышению влажности пород и тем самым способствуют понижению электрического сопротивления. Как видно на рис. 3.1 максимальное

количество осадков выпало во второй половине 2002 г. За три месяца высота столба воды составила 220 мм. Этот период характеризуется медленным уменьшением величины КС на 13%. Данный факт достаточно убедительно показывает, что атмосферные осадки величиной 100-200 мм в месяц приводят к медленному уменьшению КС, при этом после окончания осадков происходит только частичное его восстановление. Осадки величиной 40-55 мм в месяц не вызывают заметного изменения.

Импульсные вариаций КС зарегистрированы в трех случаях: 1 - во второй половине 2000 г.; 2 - во второй половине 2004 г.; 3 - в начале 2006 г. Предполагается, что импульсное увеличение КС связано с выбросами газа из месторождения в результате растяжения земной коры или подвижки геоблоков по разлому.

Нарушение сплошности в земной коре, такие как глубинные разломы и сопровождающие их разрывы могут создавать благоприятные условия для динамических процессов глубинных флюидов. В частности газовые струи могут вызвать резкое изменение удельного электрического сопротивления горных пород, так как происходит частичное замещение порово-трещинной воды газом. Изменение удельного сопротивления породы в зависимости от насыщающего его флюида выражено значительно более контрастно, чем изменения других физических свойств (плотности, упругости и др.). В частности в пластах-коллекторах наиболее часто отмечается возрастание электрического сопротивления в 8-10 раз в случае их газонасыщения и 3-4 раза при нефтенасыщении [Федынский, 1967].

Результаты лабораторного эксперимента на грунтах, взятых из района исследований, показали, что при прохождении газа через него наблюдается практически линейный рост КС, а после прекращения накачки газа происходит его уменьшение по экспоненциальной зависимости. Амплитуды изменения составляют 8,6-10,9%.

Исследование связи с сейсмичностью

На рис. 3.1 показано распределение землетрясений во времени в радиусе 20 км и 100 км от пункта наблюдения полученное из каталога [Общий каталог.., 2007]. За период наблюдений 1.08.2000-1.07.200], когда были зафиксированы скачкообразные увеличения КС, в радиусе 100 км произошло 7 толчков энергетического класса К=9,5-10,0, а радиусе 20 км одно землетрясение К=10,0.

В 2002 г. в радиусе 20 км произошло два землетрясения К=9,4 и 10,3, но при этом выбросов КС как в 2000-2001 гг. не наблюдалось. Из этого сравнения видно повышение слабой сейсмичности для периода, когда наблюдались скачкообразные увеличения КС.

В 2005 г. 24 июля в радиусе 20 произошло глубокое (Ь=97 км) землетрясение К=11. Выбросов КС приуроченных к нему не наблюдается.

В 2000 г. внутри периода, когда были зарегистрированы импульсы с максимальными амплитудами, на разломе Копетдаг-Кавказ произошло несколько сильных землетрясений. Данный фрагмент графика КС представлен на рис. 3.2. Первые два толчка друг за другом с магнитудами МЛ.=6,8 и 6,5 произошли на Апшеронском пороге 25.11.2000 на расстоянии 340 км и 350 км от пункта наблюдения с координатами ф,=40,24°; >.(=49,95°; ф2=40,17°; А.2=49,95° (Ь,=50 км; Ь2=33 км), а третье землетрясение произошло 6.12.2000 на восточном берегу Каспия с координатами ср=39,57°; >.=54,80° (Ь=30 км) на эпицентральном расстоянии 700 км. Магнитуда землетрясения равна М5=7,5.

Перед первыми сильными толчками в Каспийском море, происшедшими 25.11.2000, аномалия достигла максимума 23.11.2000. и к моменту землетрясения КС полностью восстановилось. Перед землетрясением 6.12.2000 аномалия не наблюдалась, она появилась спустя 3,5 суток после толчка и достигла максимума 11.12.2000. Амплитуды этих аномалий равны 15% и 19% соответственно. Пики аномалий КС на рис.3.2 совпадают с данными изменения КС на другом измерительном пункте, расположенным на расстоянии 8 км от него. Аномалии КС на нем обусловлены изменением уровня грунтовых вод под воздействием деформации горных пород. Это

подтверждает, что аномалии КС на нефтегазовом месторождении перед сильными землетрясениями обусловлены процессами аномальной деформации горных пород.

Рис. 3.2. Импульсные аномалии КС перед и во время сильных землетрясений fia разломе Копетдаг-Кавказ

Результаты режимных наблюдений за вариациями КС в районе нефтегазового месторождения Димитровское подтверждают возможность возникновения аномалий значительной амплитуды, связанных с режимом подземных флюидно-газовых систем, берущих начало в глубоких слоях земной коры. Эти процессы главным образом связаны с зонами глубинных разломов и сопровождающим им разрывным нарушениям. В частности замещение воды флюидно-газовой составляющей в трещинных зонах приводит к резкому увеличению электрического сопротивления этих зон.

Импульсные аномалии значительной амплитуды связываются с выбросами газа из нефтегазового месторождения по трещинным зонам, которые время от времени становятся проницаемыми при деформации земной коры. При деформации зоны разлома флюиды приходят в движение, а это приводит возникновению аномалий электрического сопротивления пород в зоне разлома.

4. Разработана компьютерная станция для автоматизированного прецизионного электрического зондирования дипольнммн, вертикальными н скважинными установками, предназначенная для площадных наблюдений в сейсмоактивных районах.

Разработка измерительной станции на базе ПК

Основными требованиями, предъявляемыми к измерительной аппаратуре, были цифровое измерение сигнала, высокая чувствительность к вариациям электрического сопротивления, защищенность от индустриальных электрических и метеорологических и других помех

Измерительная часть станции состоит из платы серии ЛА-И24 для ввода аналогового сигнала в ПК, выпускаемая АОЗТ «Руднев-Шиляев». Измерительные каналы идентичны и независимы друг от друга, гальванически развязаны от цифровой части платы и шины ПК.

Данная станция была названа «Георезистором». Станция состоит из измерительной платы, программы управления работой платы ПК, высокостабильного генератора тока и кабеля с электродами длительного действия.

Технические характеристики станции «Георезистор»:

- рабочая частота 0,05 Гц;

- выходное напряжение генератора±12 В;

- ток питающего диполя 0,02 А;

- погрешность определения отношения ДШ1 при накоплени сигиала в течение 24 часов составляет±0,0014-0.0015% и менее;

- чувствительность входа АЦП 10'6 В;

Программа управления станцией «Георезистор» выполняет следующие операции. В начале каждого часа по внутренним часам станция переходит в режим «Записи», при этом регистрируются по отдельным каналам АЦП сигнал с приемного диполя и сигнал, снимаемый с калибровочного шунта включенного последовательно с питающим диполем. Синхронизация смены полярности сигнала на приемном диполе осуществляется по моменту переключения тока в питающем диполе. Время переключения тока генератора равно 10 с. Это время определяется экспериментальным путем в зависимости от рода помех на измерительном пункте. Длительность сеанса записи выбирается всегда меньше 60 минут, так ПК необходимо время для обработки данных находящихся в оперативной памяти. После обработки очередных данных программа переводит станцию в режим «Ожидание». В начале следующего часа все повторяется. Обработанные данные записываются на жесткий диск. Испытание станции в лабораторных условиях

Для определения погрешности измерительной части станции на входы обоих каналов подавался один и тот же сигнал. В процессе обработки результата измерения определяется отношение величины сигнала к току, т.е. Д11/1, следовательно, если входные сигналы идентичны, то отношение Ди/1 =1. В течение 59 мин. определяется 354 значения отношения ди/1. В таблицу данных измерений записывается среднее арифметическое значение. В табл. 4.1 приведены значения часовых замеров ДШ для двух различных

суток. Табл. 4.1, а.

Часы ди/1 часы ди/1 часы ди/1 часы ди/1

01 1,00367 07 1,00369 13 1,00368 19 1,00370

02 1,00367 08 1,00367 14 1,00370 20 1,00366

03 1,00367 09 1,00369 15 1,00368 21 1,00368

04 1,00367 10 1,00369 16 1,00369 22 1,00368

05 1,00368 11 1,00368 17 1,00364 23 1,00369

06 1,00368 12 1,00370 18 1,00367 00 1,00370

Табл. 4.1,6

Часы ди/1 часы ди/1 часы ди/1 часы ди/1

01 1,00365 07 1,00368 13 1,00367 19 1,00366

02 1,00366 08 1,00367 14 1,00368 20 1,00365

03 1,00365 09 1,00365 15 1,00369 21 1,00367

04 1,00367 10 1,00368 16 1,00367 22 1,00370

05 1,00366 11 1,00369 17 1,00368 23 1,00368

06 1,00368 12 1,00367 18 1,00370 00 1,00367

Для данных приведенных в табл. 4.1, а и табл. 4.1, б величины стандартных отклонений соответственно равны ±0,00139% и ±0,00144%. Данные, полученные в течение 10 суток непрерывных измерений, показали, что первые 5 суток величина Д11/1 возрастает на 0,003%, после чего остается неизменной. Предполагается, что данное возрастание связано с прогревом измерительной аппаратуры.

Испытание станции в полевых условиях

Вначале 2003 г. для испытания станции с измерительной установкой расположенной в скважине районе г. Махачкала с координатами ф=42.965076°; Х=47.501288° была пробурена скважина глубиной 27 м. Пункт наблюдений состоит из водоупорных глинистых пород. Величина КС равна р,~5 Омхм. Уровень грунтовых вод располагается на глубине 3 м от поверхности. Коренные породы, состоящие из Сарматских глин (NSTI1) залегают на глубине 24 м. Мощность их составляет 600-700 м. После установки измерительного зонда скважина сжалась, так как породы в районе исследований состоят из пластичных глин. Зонд состоит из чегырехэлектродной симметричной установки с геометрическими размерами диполей: АВ=6 м; MN=1,5 м. Питающие электроды расположены на глубинах 27 м и 21 м. Измерения были начаты спустя три месяца после бурения, когда горные породы восстановили свои прежние характеристики. Перед началом измерений был сделан эксперимент по определению реакции КС на сжатие пород. Для кратковременного сжатия пород в районе расположения скважины был произведен наезд грузовым автомобилем весом 2,5 тонн. Длительность нагрузки равнялась 10 минутам. После сжатия величина КС увеличилась на 0,6%. Процесс роста продолжался 36 часов после снятия нагрузки, затем сжатие сменилось растяжением. Процесс релаксации продолжался более двух суток. Эти данные позволяют определить знак деформации, т.е. сжатие пород вызывает увеличение КС, следовательно, растяжение пород должно сопровождаться его уменьшением. Обсуждение полевых результатов

На рис. 4.1 приведен график среднесуточных значений AU/I за период наблюдений 18.03.2003-31.12.2006. Данные за период 20.03.2005 - 30.03.2006 отсутствуют по техническим причинам. Для удобства вместо КС используются нормированные значения AU/I. Это не меняет физический смысл КС, так как оно является величиной пропорциональной AU/I (рк=к-ДШ; где к- геометрический коэффициент установки и для закрепленных на измерительном зонде электродов является постоянной величиной). На графике видны вариации КС как длительного, так и короткопериодного характера. В частности амплитуда бухтообразного изменения КС за период 18.03.2003-10.03.2005 достигает 3,7%. Внутри данного периода наблюдаются различные вариации КС амплитудами 0,1-1,1%. Эти вариации могут быть обусловлены как внутренними геодинамическими процессами, так и внешними воздействиями атмосферного характера. Исследование связи с атмосферными давлением и осадками

Для исследования влияния атмосферного давления использовались ряды почасовых данных атмосферного давления, полученные с помощью автоматической станции «Радиус», который располагается на расстоянии 18 км от пункта наблюдения за период 2006 г. Совместный анализ показал, что коэффициент корреляции между ними составляет К—0,26. Коэффициенты корреляций для квартальных периодов распределились следующим образом: 1 - К= - 0.09, II — К= - 0.17, III - К= - 0.001, IV - К= - 0.51. Как видно из этих данных значимая взаимная корреляция наблюдается только для IV квартала. Для исследования влияния атмосферных осадков было проведено сопоставление графика AU/I с среднемесячными осадки в миллиметрах за период наблюдений 2003, 2004 и 2006 гг. Анализ данных не позволяет сделать однозначный вывод о том, что вариации Ди/1 связаны с изменением атмосферного давления или количеством осадков В нашем случае скважина после ее бурения сжалась из-за того, что породы до глубины 24 м состоят из мягких пластичных глинистых пород, поэтому передача атмосферного давления на породы, где расположены измерительные электроды, затрудняется. Однако нельзя исключить влияние длительного воздействия атмосферного давления вблизи земной поверхности, поэтому сделать точные выводы без многолетних наблюдений не представляется возможным. Отсутствие влияния атмосферных осадков или их слабое влияние связывается нами с тем, что скважина расположена в городе, где вся территория заасфальтирована, а вода от осадков стекает в канализационную сеть.

Исследование связи с сейсмическими событиями

На рис. 4.1 приведен график Д1Г/1 за период 01.01.2003-01.12.2006 гг. На нем стрелками указаны времена землетрясений, зарегистрированных в интервале радиусов до 20 км, 20-50 км, 50-100 км и 100-200 км от центра расположения скважины. За вышеуказанный период наблюдений в радиусе 100 км произошло 21 землетрясения с К>10 и 5 землетрясений К>12 в интервале радиусов 100-200 км. Сравнение графика ДШ с сейсмическими событиями показывает, что периоду когда произошло максимальное число землетрясений с К>10 в радиусе до 50 км и К>12 предшествовало его уменьшение на 3,34%. Длительность периода от начала уменьшения КС до начала сейсмических событий равна, примерно, 7-8 месяцев. В 2003-2004 гг. наблюдаются также небольшие ступенчатые изменения, так, например, за период 10.11.2003-28.01.2004 параметр ди/1 уменьшился на 0,41%. Эта величина на два порядка превышает погрешность измерений. Внутри данной аномалии 27.02.2004 произошло землетрясение К=10,2 (М=3,6) на расстоянии 22 км от пункта наблюдения.

Аномалия, зарегистрированная в мае 2004 г. совпадает с глубоким землетрясением (Ь=86 км) с К=10,7 с эпицентром на расстоянии 80 км от пункта наблюдения.

Рис. 4.1. График Ди/1 (стрелками вниз отмечены времена землетрясений К>10, зарегистрированных на различных эпицентральных расстояниях от пункта наблюдения: до 20 км; 20-50 км; 50-100 км; большая стрелка - землетрясение с К=12,5(М=4,7); стрелки направленные вверх - землетрясения с К>12 в интервале 100-200 км)

Для ступенчатых аномалий, зарегистрированных за период 2003-2004 гг. были сделаны оценки радиусов предельных расстояний, на которых обнаруживаются предвестники землетрясений. По данным [Добровольский, 1984; Сидорин 1980; Уломов, 1977] предельные расстояния, на которых обнаруживаются предвестники землетрясений, составляют 20-30 размеров очага. В табл. 4.2 приведены данные энергетического класса и магнитуды К(М), координат (ср, X), эпицентрального расстояния (г), длины разрыва очага (Ь) и предельных расстояний предвестников землетрясений Л,

Табл. 4.2.

Дата К(М) Ф° V г, км Ь, км Я, км

16.07.03 10(3,44) 42,18 46,27 90 1,67 33-49

28.09.03 10.8(3,9) 42,68 48,49 70 2,26 53-79

13.10.03 10,2(3,6) 42,58 48,19 55 1,97 39-59

27.02.04 10,2(3,6) 42,72 47,63 22 1,97 39-59

31.05.04 10,7 43,45 46,52 80 2,24 45-67

Как видно из данной таблицы отдельные землетрясения выпадают за пределы радиуса действия предвестника, в том числе и аномалия с максимальной амплитудой. Это ставит под сомнение связь аномалий КС с землетрясениями. Сравнение данных, полученных на одном измерительном пункте, не позволяет определить связь с сейсмическими событиями, зарегистрированными в районе исследований. Испытание станции «Георезистор» на четырехзлектродной установке, расположением диполей на дневной поверхности

Для измерений КС использовалась симметричная установка с размерами диполей: питающий диполь АВ=82 м; приемный диполь N{N=26 м. Среднеквадратичное отклонение измерений КС за 59 минут равно ±0,00138. На рис. 4.2 приведен график КС, составленный по данным среднесуточных значений за период с 15 ноября по 15 декабря 2000 г. Внутри данного периода на разломе Копетдаг-Кавказ произошли три сильных

Рк.%

|1)Мв.8(3401

] | 2) М 6.5 (3501 Т М) М 7,5(700» )

V 'Я А-

1| А

1 1 1 1 11 II

30 1

15 20

Ноябрь 2000 г. Дегабь 2000 г.

Рис. 4.2. Вариации КС, полученные станцией «Георезистор» в период сильных землетрясений на разломе Копетдаг-Кавказ (стрелки на шкале времени показывают время и количество осадков)

землетрясения. Данные об этих землетрясениях приведены в разделе защищаемого положения 3. На данном графике видно скачкообразное увеличение КС амплитудой 3%, которое произошло 23.11.2000. Землетрясения 25.11.2000 и 6.12.2000 произошли на спаде кривой КС. Вариации КС характеризуют процесс неупругой деформации пород. Первый скачок связан с резким растяжением пород, который привел к снижению уровня воды в точке наблюдения. Между скачками происходило плавное восстановление уровня воды. Скачок в сторону уменьшения КС показывает резкое сжатие пород. Сжатие пород привело к поднятию уровня воды, в результате чего величина КС снизилась на 1,5%. Район измерений состоит из влажных суглинков. Уровень фунтовых вод располагается на глубине 3 м от дневной поверхности. Величина КС равна 5 Омхм. Расчеты сделанные для двухслойной геоэлектрической модели показали, что понижение уровня грунтовых вод на 10 см в результате растяжения пород приводит к увеличению КС на 2,5-3%. Испытание станции в дипольном режиме

Для непрерывных дипольных зондирований можно ограничиваться питающими установками малой мощности. Необходимая точность измерений достигается

применением метода накопления сигнала. Для испытания станции «Георезистор» с малыми сигналами на приемном диполе была применена дипольная экваториальная установка со следующими параметрами: АВ=10 м, MN=5 м и разносом диполей 50 м. Породы в районе исследования состоят из влажных суглинков с удельным сопротивлением около 5 Ом*м. Для зондирования использовался источник со стабилизацией тока в цепи питающего диполя. Такой метод позволяет использовать данные, получаемые на приемной станции без учета тока питающего диполя, что в значительной степени упрощает дальнейшую обработку данных. Стабилизация выходного тока обеспечивался на уровне 10"" миллиампера. В данном эксперименте синхронизация моментов переключения тока в питающем диполе с приемной станцией осуществлялось с помощью двух одинаковых кварцевых генераторов тока, запускаемых с одной кнопки. Один из генераторов подключался к питающему диполю, а другой подключался к прецизионному резистору нагрузки генератора величиной 600 Ом. Сигналы тока, подающие с дублирующего генератора на вход приемной станции, снимаются с шунта, включенного последовательно резистором нагрузки. Величины тока в питающем диполе и разность потенциалов на приемном диполе равны соответственно 1=157,699 мА и AU=0,0494 мВ. Величина стандартного отклонения равна ±0,021. Такая точность измерений вполне сравнима с точностью измерений дипольными установками с токами более ±100 А. Испытание станции «Георезистор» в дипольном режиме с накоплением сигнала в течение часа показывает сопоставимость точности измерений КС с установками, предназначенными для дискретного режима работы с дипольными моментами более М=3х105 А*м. Метод непрерывных электрических зондирований малыми токами существенно упрощает процесс автоматизации режимных наблюдений в сейсмоактивных районах.

Таким образом, проведенные испытания аппаратуры «Георезистор» свидетельствуют о высоких метрологических характеристиках и достаточно широких возможностях применения и позволяет рекомендовать для проведения непрерывных наблюдений за вариациями КС с целью изучения пространственно-временных характеристик горных пород в сейсмоактивных районах. В связи с этим в работе рассмотрены некоторые аспекты, связанные с созданием локальной сети площадных наблюдений в зонах ВОЗ на территории Дагестана с использованием станции «Гсорезистор» и непрерывного дипольного зондирования в районе Сулакского каскада ГЭС.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ

1. На основе анализа тектонических условий района расположения Сулакского каскада ГЭС, а также исследования сейсмичности за период 1960-2006 гг. можно сделать вывод о том, что данный район находится в зоне максимальной сейсмической опасности на территории Дагестана, где и в дальнейшем не исключается возможность возникновения сильного землетрясения, которая может привести к экологической катастрофе. В случае возникновения сильного землетрясения с М=6,0-6,5 на расстоянии 5-10 км от плотины одной из трех расположенных здесь ГЭС, разрывные нарушения на поверхности могут привести к разрушению плотины, тогда возникает опасность затопления населенных пунктов, расположенных на берегах р. Сулак. Заполнение Чиркейского водохранилища в 1974 г. привело к увеличению сейсмической активности района. Резкое увеличение числа слабых толчков в интервале энергетических классов 8-11 началось при достижении уровня воды 120 м. При достижении уровня воды 125 м произошли друг за другом два сильных землетрясения, которые привели к 7 и 8 бальным сотрясениям по шкале MSK.-64. с разрушительными последствиями для близлежащих населенных пунктов.

2. Заполнение Чиркейского водохранилища оказало длительное воздействие на окружающую геологическую среду, которое привело к изменениям сейсмического

режима и электрического сопротивления массива горных пород в районе водохранилища. Величина КС в результате фильтрации воды в окружающий массив уменьшилась на различных приемных станциях в 1,6-2,4 раза за период наблюдений 1976-1988 гг. Процесс фильтрации воды в окружающий массив районе водохранилища происходит сложным образом, меняется как во времени, так и в пространстве. В начальный период, после заполнения водохранилища, в 1976 и 1977 гг. на приемных пунктах, расположенных вокруг водохранилища, наблюдаются вариации КС значительной амплитуды, которые в отдельных случаях достигают 30-40%. Для периода наблюдений 1987 и 1988 гг. амплитуда вариаций КС снижается и не превышает 12%. Регистрируются синхронные изменения как одного, так и различного знаков. Вариации КС связаны с сейсмическим режимом района водохранилища. Увеличению числа землетрясений энергетического класса К=10 предшествует синхронное изменение величины КС на измерительных пунктах расположенных в ближайшей окрестности водохранилища. Изменение КС связано с усилением фильтрации воды из водохранилища в трещинные зоны горных пород фильтрационные свойства, которых меняются под воздействием тектонических напряжений.

3. Разработан метод зондирования становлением поля, позволяющий существенно повысить чувствительность электрической компоненты электромагнитного поля к изменению геоэлектрического разреза проводящей среды (Идармачев Ш.Г., Казарьянц Г.С. Способ геоэлектроразведки. АС СССР. № 1482428. ДПС. 1982). Использование данного метода в районе Чиркейской ГЭС позволило зарегистрировать изменение электрического сопротивления в объеме на различных временах становления поля перед сейсмическим событием. В частности для объяснения полученных данных может быть рассмотрен следующий механизм. Тектонические напряжения перед землетрясением, приводящие к возникновению трещинных зон субвертикалыюго простирания способствуют фильтрации воды из водохранилища в эти зоны, что сопровождается уменьшением их удельного сопротивления. После землетрясения трещинные зоны сжимаются в результате снятия упругих напряжений, вода из них выжимается в окружающий объем пород и в зависимости от соотношения объемов трещинной зоны и окружающих пород среда восстанавливает свои характеристики частично или полностью.

4. Численные оценки на различных моделях очага землетрясения, в виде проводящего шара и вертикального проводящего пласта, показали, что результаты аномалий КС перед сейсмическими событиями в районе Чиркейского водохранилища наиболее удовлетворительно отвечают модели вертикального проводящего пласта бесконечного по простиранию. Наибольшая амплитуда изменения КС происходит при расположении вертикального пласта между питающим и приемным диполями, при этом изменение ширины пласта оказывает незначительное влияние на амплитуду аномалии.

5. Лабораторные эксперименты электрического зондирования на модели Чиркейского водохранилища в виде емкости с электролитом показали, что при погружении металлической пластины, имитирующей вертикальный пласт, в электролит, вариации КС могут достигать 50%. В зависимости от расположения пластины относительно приемных диполей наблюдается синхронное изменение КС на различных диполях как одного, так и разного знаков.

6. Впервые на нефтегазовом месторождении зарегистрированы вариации КС импульсного характера. Предполагается, что они связаны с периодическими выбросами газа из месторождения по трещинным зонам разлома, которые становятся проницаемыми при деформации земной коры. Процесс выхода газа приводит к резкому увеличению электрического сопротивления пород в результате замещения поровой воды газом. Данный вывод подтвержден результатами лабораторного эксперимента. Эти результаты подтверждают связь электромагнитных предвестников землетрясений с изменением флюидно-газового режима в зоне глубинного разлома и примыкающих к нему трещинных

зонах. При деформации зоны разлома флюиды приходят в движение, а это приводит возникновению аномалий электрического сопротивления пород.

7. Разработана станция для прецизионных непрерывных наблюдений за вариациями КС-Испытания станции с использованием различных четырехэлектродных установок, а также дипольного зондирования показали высокие метрологические характеристики, что позволяет рекомендовать ее для проведения непрерывных наблюдений за вариациями КС с целью изучения пространственно-временных характеристик горных пород в сейсмоактивных районах.

8. Сделано обоснование под создание локальной сети площадных наблюдений методами электрического зондирования в зонах ВОЗ на территории Дагестана. В этом контексте основное внимание обращено на особо опасный район, где находится Сулакский каскад ГЭС, включающий в себя три гидроузла, Чиркейская, Миатлинская и Кизильюртовская.

Публикации по теме диссертации

1. Идармачев Ш.Г., Барсуков О.М. Плотинные землетрясения и вариации электросопротивления массива горных пород в районе Чнркейского водохранилища // Докл. АН СССР. М.: Наука. 1978. Т. 240. № 2. С.302-305.

2. Идармачев 111.Г., Абдуллаев Ш.-С. О. Оценка тензочувствительности электрического

сопротивления горных пород в сейсмоактивных районах // Докл. РАН. 1998. Т. 361. № 5. С. 682-684.

3. Каракин A.B., Идармачев Ш.Г., Асманов O.A. Фильтрационная модель сезонных изменений сейсмического режима района Чиркейского водохранилища // Изв. АН СССР. Физика Земли. 1990. № 6. С. 20-27.

4. Абдуллаев Ш.-С. О., Алиев М.М., Идармачев Ш.Г. и др. Исследование эффективности

электрических предвестников землетрясений на территории Дагестана // Вестник Даг. НЦ РАН. 2004. № 17. С. 24-30.

5. Идармачев Ш.Г., Абдуллаев Ш.-С. О., Алиев И.А. и др. Связь вариаций электрического

сопротивления горных пород с сейсмичностью территории Дагестана // Вестник Даг. НЦ РАН. 2000. .№ 7. С. 37-40.

6. Даниялов М.Г., Левкович P.A., Амиров С.Р., Асманов O.A., Идармачев Ш.Г. и др.

Сейсмический мониторинг территории Дагестана (1998-2002). М.: Лика. 2003. 178 с.

7. Даниялов М.Г., Идармачев Ш.Г., Левкович P.A. Вариации кажущегося сопротивления

горных пород в связи с сейсмичностью территории Дагестана И Вестник Даг. НЦ РАН. 2006. №25. С. 17-20.

8. Омаров Г.Н., Идармачев Ш.Г. Связь вариаций кажущегося сопротивления горных пород с пространственным расположением эпицентров землетрясений // Изв. СевероКавказского НЦ высшей школы. 1989. №1. С.105-109.

9. Идармачев 111 .Г., Казарьянц Г.С. Способ геоэлектроразведки. АС СССР. № 1482428.

ДПС. 1982.

10. Левкович P.A., Дейнега Г.И., Каспаров С.А., Идармачев Ш.Г. и др. Геодинамический

эффект создания крупных водохранилищ в сейсмоактивных областях. М.: Наука. 1982.74 с.

11. Даниялов М.Г., Левкович P.A., Амиров С.Р., Асманов O.A., Идармачев Ш.Г. и др.

Сейсмический мониторинг территории Дагестана (1998-2002). М.: Лика. 2003. 178 с.

12. Асманов O.A., Левкович P.A., Идармачев Ш.Г. Чиркейское землетрясение 8 июня 1972 г. // Бюлл. Сети сейсмических станций Кавказа за I-V1 1973 г. Тбилиси. 1974. С. 205209.

13. Левкович P.A., Идармачев Ш.Г. Сейсмичность района Чиркейского водохранилища в период его заполнения // Влияние инженерной деятельности на сейсмический режим. М.: Наука. 1977. С.35-37.

14. Асманов O.A., Арефьев С.С., Идармачев Ш.Г. и др. Салатауекое землетрясение 23 декабря 1974 г. в Дагестане // Землетрясения в СССР в 1975 г. М.: Наука. 1975. С. 4352.

15. Идармачев Ш.Г., Казарьянц Г.С. Опыт применения промышленного тока ГЭС для прогноза плотинных землетрясений в Дагестане // Глубинное электромагнитное зондирование с применением промышленных линий электропередач. Кольский филиал АН СССР. 1981. С. 44-47.

16. Абдуллаев Ш.-С.О, Алиев М.М., Идармачев Ш.Г. Некоторые результаты исследования деформации горных пород станцией «Георезистор» // Вестник Дагестанского НЦ РАН. 2008. №30. С Л 6-21.

17. Идармачев Ш.Г., Мусиев А.Р., Асманов O.A. Исследование сейсмичности района Чиркейской ГЭС с использованием модели накопления разрывов // Комплексная оценка сейсмической опасности (Вопросы инженерной сейсмологии) М.:Наука. 1991 г. Вып. 32. С. 170-176.

18. Каракин A.B., Идармачев Ш.Г., Асманов O.A. Автоколебательная модель землетрясений, связанных с движением флюидов // Литосфера Центральной и Восточной Европы. Геодинамика. Киев.: Наукова Думка. 1988. С. 92-94.

19. Казарьянц Г.С., Идармачев Ш.Г. и др. Результаты частотного зондирования с применением промышленного тока при изучении механизма «плотинных» землетрясений в Дагестане // Глубинные геоэлектрические исследования с использованием промышленных линий электропередач. Кольский НЦ АН СССР. 1990. С. 49-54.

20. Асманов O.A., Арефьев С.С., Идармачев Ш.Г. и др. Бежтинское землетрясение 4 августа 1974 г. //Землетрясения в СССР в 1975 году. М.: Наука. 1978. С. 31-35.

21. Барсуков О.М., Идармачев Ш.Г. и др. Электрический предвестник землетрясений в районе Чиркейского водохранилища // Сейсмический режим территории Дагестана. ИГ Даг. ФАН СССР. 1977. № 1(13). С.15-19.

22. Идармачев Ш.Г., Левкович P.A. и др. Гравитационное воздействие воды на горный массив под Чиркейским водохранилищем // Сейсмический режим территории Дагестана. ИГ Даг. ФАН СССР. 1977. № 1(13). С. 44-49.

23. Идармачев Ш.Г., Левкович P.A., Арефьев С.С. и др. Изменение некоторых характеристик сеймичности района Чиркейской ГЭС в период его заполнения // Сейсмический режим территории Дагестана. ИГ Даг. ФАН СССР. 1977. № 1(13). С. 39.

24. Идармачев Ш.Г. Изменение кажущегося сопротивления горных пород и «плотинные» землетрясения // Сейсмичность и гидрогазогеохимия территории Дагестана. ИГ Даг. ФАН СССР. 1978. № 2(17). С. 89-94.

25. Идармачев Ш.Г., Дейнега А.Г., Омаров Т.Н. Гидродинамические проявления в районе Чиркейского водохранилища как возможный предвестник «плотинного» землетрясения // Геодинамика и сейсмичность территории Дагестана. ИГ Даг. ФАН СССР. 1979. № 3(21). С. 31-40.

26. Барсуков О.М., Идармачев Ш.Г., Казарьянц Г.С. и др. Возможная причина несоответствия экспериментальных результатов и теоретических оценок электрических предвестников землетрясений // Геодинамика и сейсмичность территории Дагестана. ИГ Даг. ФАН СССР. 1979. № 3(21). С. 46-49.

27. Левкович P.A. Дейнега Г.И., Каспаров С.А., Идармачев Ш.Г. и др. Некоторые закономерности геодинамического режима района Чиркейской ГЭС в связи с проблемой «возбужденной» сейсмичности // Геодинамика и сейсмичность территории Дагестана. ИГ Даг. ФАН СССР. 1979. № 3(21). С. 130-159.

28. Идармачев Ш.Г., Асманов O.A., Левкович P.A. и др. Влияние изменения уровня Чиркейского водохранилища на сейсмичность района. Тез. докл. научн. сессии Даг. ФАН СССР. Махачкала, (22-25 апреля 1985). С. 11.

29. Идармачев Ш.Г., Омаров Г.Н., Мусиев А.Р. Развитие деформационных процессов на неустойчивом склоне водохранилища, как предвестник землетрясений. Тез. докл. на Всесоюзн. конф. «Сейсмическое районирование территории СССР и изучение сильных землетрясений». Кишинев, 1984.

30. Казарьянц Г.С., Идармачев Ш.Г., Алиев И.А. Результаты использования метода становления поля для изучения электрического предвестника землетрясения // Геофизические поля Прикаспийского региона. ИГ Даг.ФАН СССР. 1984. С. 117-122.

31. Дейнега Г.И., Каспаров С.А., Идармачев Ш.Г. и др. Сейсмическая активность раойона строительства Чиркейской ГЭС до и после заполнения водохранилища // Бюллетень по инженерной сейсмологии Арм. ССР. 1979. № 10. С. 139-140.

32. Идармачев Ш.Г., Асманов O.A., Дейнега Г.И. Влияние эксплуатационного режима Чиркейского водохранилища на сейсмичность района // Сейсмичность и сейсмотектоника Восточного Предкавказья. ИГ Даг.ФАН СССР. 1985. № 33. С. 108113.

33. Идармачев Ш.Г. Роль литосферной воды в афтершоковой деятельности землетрясения И Геофизические поля и геотермический режим складчатого обрамления Дагестанского клина. ИПГ Даг. ФАН СССР. 1985. С. 24-31.

34. Идармачев Ш.Г., Крылов С.М., Казарьянц Г.С. Оптимизация метода дипольного электрического зондирования при наблюдениях за вариациями горных пород во времени // Геофизические поля и геотермальный режим складчатого обрамления Дагестанского клина. ИПГ Даг. ФАН СССР. 1985. С. 45-49.

35. Идармачев Ш.Г., Дейнега Г.И., Казарьянц Г.С. и др. Вариации электропроводности горных пород, обусловленные процессом подготовки очага землетрясения в районе Чиркейского водохранилища // Поиск предвестников землетрясений на Кавказе. И-г геофизики АН Груз. ССР, Мецниереба. 1987. С.63-66.

36. Идармачев Ш.Г. Гамзатов Б.Г. Исследование динамики уровня подземных вод геоэлектрическим методом // Особенности геодинамики и гидрогеологии подземных вод Дагестана. ИГ Даг. ФАН СССР. 1989. № 39. С. 132-137.

37. Идармачев Ш.Г., Мусиев А.Р., Асманов O.A. Исследование сейсмичности района Чиркейской ГЭС с использованием модели кинетики накопления разрывов // Вопросы сейсмичности Восточного Предкавказья. ИГ Даг. ФАН СССР. 1989. С. 14-21.

38. Идармачев Ш.Г., Любошиц В.М., Мусиев А.Р. Вариации кажущегося сопротивления горных пород и аргумента вектора поля в районе Чиркейского водохранилища // Вопросы сейсмичности Восточного Предкавказья. ИГ Даг. ФАН СССР. 1989. С. 41-46.

39. Идармачев Ш.Г., Казарьянц Г.С., Мусиев А.Р. Использование метода эквипотенциальных линий для изучения предвестников землетрясений. Тез. докл. на науч. сес. Даг. ФАН СССР, посвященная итогам фундаментальных и прикладных исследований. Махачкала. 1988.

40. Казарьянц Г.С., Идармачев Ш.Г. и др. Использование промышленных линий электропередач для сейсмомониторинга Прикаспийского региона. Тез. докл. на Межд. симпоз. « Каспий-Балтика 95». Санкг -Петербург, 21-23 ноября 1995.

41. Даниялов М.Г., Идармачев Ш.Г., Магомедов А.Г. Особенности поведения электрических характеристик горных пород перед землетрясением 31 января 1999 г. в Дагестане // Геодинамика и сейсмичность Восточного Кавказа. ИГ Даг. НЦ РАН. 2002. С. 36-38.

42. Идармачев Ш.Г., Даниялов М.Г., Асманов O.A. Флуктуации электрического сопротивления земли в период землетрясения 31 января 1999 года в Дагестане // Геодинамика и сейсмичность Восточного Кавказа. ИГ Даг. НЦ РАН. 2002. С. 43-45.

43. Идармачев Ш.Г., Алиев М.М., Ходжаян Г.П. и др. Вариации уровня воды в скважине и удельного электрического сопротивления горных пород перед Суматранским землетрясением 26 декабря 2004 года // Геология и минерально-сырьевые ресурсы Южного Федерального округа. ИГ Даг. НЦ РАН. 2006..Л» 50. С. 268-270.

44. Идармачев Ш.Г., Алиев И.А., Алиев М.М. и др. Краткосрочные вариации кажущегося сопротивления горных пород перед сильными землетрясениями Каспийского региона // Геология и минерально-сырьевые ресурсы Южного Федерального округа. ИГ Даг. НЦ РАН. 2006. № 50. С. 272-275.

45. Абдуллаев LU.-C.O., Идармачев Ш.Г., Алиев М.М. и др. Опыт применения компьютерных технологий для организации наблюдений за электрическими предвестниками землетрясений // Геология и минерально-сырьевые ресурсы Южного Федерального округа. ИГ Даг. НЦ РАН. 2006. № 50. С. 320-322.

46. Идармачев Ш.Г., Алиев И.А., Алиев М.М. и др. Вариации кажущегося сопротивления горных пород в районе Дмитровского нефтегазового месторождения // Геологические исследования и некоторые прикладные аспекты. ИГ Даг. НЦ РАН. Махачкала. 2007. С. 59-62.

47. Идармачев Ш.Г., Даниялов М.Г., Левкович Р.А. Активный геофизический мониторинг земной коры для раннего предупреждения сильного землетрясения. Тез. докл. Межд. семинара.: « Геодинамика и сейсмичность Средиземноморско-Черноморско-Каспийского региона». Геленджик. 2-6 октября 2006г. С.98-99.

48. Идармачев Ш.Г., Абдуллаев Ш.-С.О., Алиев М.М. Скважинный деформограф. Тез. докл. Межд. семинара.: « Геодинамика и сейсмичность Средиземноморско-Чсрноморско-Каспийского региона». Геленджик. 2-6 октября 2006г. С. 99-101.

49. Идармачев Ш.Г., Абдуллаев Ш.-С.О., Алиев М.М. Новый тип скважинного деформографа для мониторинга геодеформационного поля земной коры в сейсмоактивных районах. Тез. докл. Межд. конф.: «Изменяющаяся геологическая среда: пространственно-временные взаимодействия эндогенных и экзогенных процессов». Казань, 13-16 ноября. 2007. Т. 2. С. 49.

50. Абдуллаев Ш-С.О., Идармачев Ш.Г., Алиев И.А. и др., Вариации кажущегося сопротивления горных пород, связанные с выбросами газовых струй в районах нефтегазового месторождения Димитровское // Геология к нефтегазоносность Юга России. ИГ ДНЦ РАН. Махачкала. 2008. С. 64-70.

51. Дсйнега Г.И., Каспаров С.А., Идармачев Ш.Г. Вариации параметров подвижных фаз в современных геодинамических процессах в связи с поисками предвестников землетрясений // Сейсмический режим территории Дагестана. ИГ Даг. ФАН СССР. 1977. № 1(13). С. 82-86.

52. Идармачев Ш.Г., Арефьев С.С. Результаты дипольного электрического зондирования в районе Чиркейского водохранилища после его заполнения // Физика Земли, 2009. №9. С.75-85.

53 Idarmachcv Sh„ Abdulaev Sh.-S. The research estimation tension sensitivity of electrical resistance of rocks in seismoactivity areas / Abstracts: The 29"1 General Assembly IASPE1-1997. Thcssaloniki (Grcccc). August 18-28,1997. P. 159.

54. Idarmachcv Sh. The clcctric earthquake precursor in the region of the Chirkcy water storage reservoir / Abstracts: The 29th General Assembly IASPEI-1997. Thcssaloniki (Grcccc). August 18-28, 1997. P. 369.

55. Idarmachcv Sh., Abdulaev Sh.-S„ Aliev M. The communication of the variations of clcctrical resistance of rock with scismisity on territory Daghcstan / Abstracts: Earthquake hazard and risk in the Mediterranean region. Nicosia (North Cyprus), October 18-22. 1999. P.81.

56. Idarmachcv Sh., Daniylov M., Lcvkovich R. Variations of clcctrical resistivity of rock in region Chirkcy hydroelectric station during earthquake January 31 1999 / Abstracts: Earthquake hazard and risk in the Mediterranean region. Nicosia (North Cyprus), Octobcr 18-22. 1999. P.27.

57. Idarmachcv Sh., Abdulaev Sh.-S., Aliev M. Resistivity changcs as a precursor of earthquake / Abstracts: Gcodynamics and hydrocarbon potential of deeply buried reservoirs through geophysical studies. Baku, October 20-22. 2004. P. 133-134.

58. Idarmaehcv Sh., Daniylov M., Levkovich R. Variation of apparent rcsistancc in region Chirkey hydroelectric station territories, connected scismisity, of Daghcstan and adjoing regions / Abstracts: Geodynamics and hydrocarbon potential of deeply buried reservoirs through geophysical studies. Baki, Octobcr 20-22. 2004. P. 137.

59. Idarmachev Sh., Daniylov M., Levkovich R. Activc geophysical monitoring of deformation earth's crust for the early forecasting of strong earthquake / Abstracts: Management of urban earthquake risk in Central Asian Countries. NATO advanced research Workshop. Istanbul (Turkey), May 14-19 2006. P. 46.

60. Idarmachev Sh., Alicv M. Resistivity changes as a precursor of earthquake / Natural resources and environmental conservation. The 8 th International Conference of Jordanian Geologists Association, Amman (Jordan), April 6-7 2004. P. 99.

61. Idarmachcv Sh., Abdulaev Sh.-S., Aliev M. Variations electrical rcsistancc and water level a borehole at the western coast of Caspian sea before Sumatra earthquake on December, 26, 2004 // Natural cataclysms and global problems of the modern civilization. Baku-Innsbruck. 2007. P. 272-275.

Подписано в печать 17.09.2009 Формат 60x84/16. Бумага офсетная. Печать офсетная. Гарнитура «Times New Roman» Тираж 100. Заказ № 27/09.

Содержание диссертации, доктора физико-математических наук, Идармачев, Шамиль Гасанович

ВАРИАЦИИ КАЖУЩЕГОСЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ГОРНЫХ ПОРОД В СЕЙСМОАКТИВНЫХ РАЙОНАХ ДАГЕСТАНА

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ОБЗОР ПРЕДВЕСТНИКОВ ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЙ ПО ВАРИАЦИЯМ

ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ГОРНЫХ ПОРОД.

1.1. Роль электрического зондирования в исследовании геофизических предвестников землетрясен и й.

1.2. Электрические свойства горных пород в зависимости от деформации.

1.3. Результаты наблюдений методом дипольного зондирования.

1.4. Результаты наблюдений методом вертикального зондирования.

1.5. Анализ статистических закономерностей электрических предвестников землетрясения.

1.6. Анализ тензочувствительности по электрическому сопротивлению горных пород в природных условиях.

Выводы.

ГЛАВА 2. ВАРИАЦИИ КАЖУЩЕГОСЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ В РАЙОНЕ

ЧИРКЕЙСКОЙ ГЭС.

2.1. Общие сведения района Чиркейской ГЭС.

2.2. Геолого-тектонические условия района.

2.3. Сейсмичность.

2.4. Методика наблюдений за вариациями кажущегося сопротивления.

2.4.1. Исследование корреляционной связи между вариациями кажущегося сопротивления и изменением уровня воды в водохранилище.

2.3.2. Исследование связи вариаций кажущегося сопротивления с сейсмичностью района.

Выводы.

ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ЗОНДИРОВАНИЯ В РАЙОНЕ

ЧИРКЕЙСКОЙ ГЭС МЕТОДОМ СТАНОВЛЕНИЯ ПОЛЯ.

3.1. Методика наблюдений.

3.2. Анализ результатов полевых наблюдений.

Выводы.

ГЛАВА 4 ИССЛЕДОВАНИЕ ГЕОЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ОЧАГА

ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЯ.

4.1. Модель очага в виде проводящего шара.

4.2. Модель с вертикальным проводящим пластом.

4.3. Физическое моделирование изменения кажущегося сопротивления в присутствии проводящего пласта.

Выводы.

ГЛАВА 5. ВАРИАЦИИ КАЖУЩЕГОСЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ НА НЕФТЕГАЗОВОМ МЕСТОРОЖДЕНИИ ДМИТРОВСКАЯ В ДАГЕСТАНЕ.

5.1. Район исследований.

5.2. Методика наблюдений за вариациями КС.

5.3. Анализ результатов наблюдений.

5.4. Исследование связи с сейсмичностью.

Выводы.

ГЛАВА 6. РАЗРАБОТКА АППАРАТУРЫ ДЛЯ ПРЕЦИЗИОННЫХ НАБЛЮДЕНИЙ ЗА ВАРИАЦИЯМИ КАЖУЩЕГОСЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ ГОРНЫХ ПОРОД.

6.1. Разработка измерительной станции на базе ПК.

6.2. Испытание станции в лабораторных условиях.

6.3. Применение станции «Георезистор» для измерения КС в скважине.

6.4. Обсуждение полевых результатов.

6.4.1. Исследование влияния атмосферного давления.

6.4.2. Исследование влияния атмосферных осадков.

6.5. Исследование связи с сейсмическими событиями.;.

6.6. Применение станции «Георезистор» для измерения КС четырехэлектродной установкой на дневной поверхности.

6.7. Испытание станции в дипольном режиме.

6.8. Методические рекомендации по использованию станции «Георезистор» для площадных наблюдений за предвестниками землетрясения.

6.8.1. Предложения по использованию станции «Георезистор» для изучения предвестников землетрясений на территории Дагестана.

6.8.2. Комплексирование работы станции «Георезистор» с другими электрическими методами для изучения геодинамических процессов в районе Сулакского каскада ГЭС.

ВЫВОДЫ.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Вариации кажущегося электрического сопротивления горных пород в сейсмоактивных районах Дагестана"

Актуальность

Разработка надежных методов прогноза землетрясения представляет не только научный интерес, но имеет важное практическое значение не только в мировом масштабе, но и для обеспечения сейсмической безопасности в отдельных районах нашей страны, таких как Дальный Восток, Сибирь, Кавказ, где концентрировано большое количество населения, ГЭС, АЭС, производство химической промышленности.

С целью поиска предвестников землетрясений, начиная с 60 годов XX столетия, в СССР и ряде других стран были начаты комплексные наблюдения за вариациями геофизических и геохимических полей земной коры в сейсмоактивных районах [Завьялов, 2006; Соболев и др., 2003; Соболев, 1993; Славина и др., 1991; Уломов и др., 2002; Zhao et al., 1990; Song et al., 2006; Carreno et al., 2000]. Последние годы для этих целей используются также спутниковые системы наблюдения за деформацией (GPS, Радар inSar), тепловыми и электромагнитными излучениями земной коры. В настоящее время число зафиксированных предвестников перевалило за 1000 [Зубков, 2002, Сидорин, 1992]. Несмотря на это, в силу своего многообразия проявлений, проблема прогноза землетрясений все еще находится на научно-исследовательской стадии. Накопление данных по предвестникам пока не приводит к повышению надежности прогноза. События последних лет показали, что землетрясение такого масштаба, как Суматра-Андаманское с М=8,8-9,3 не было спрогнозировано, хотя оно вызвало деформацию всей Земли. Более того, землетрясения 2004 г. в Калифорнии [Bulletin of the., 2006] М=6,0 и 2008 г. в провинции Си-Чуань Китае, где имеется разветленная сеть геофизических наблюдений за предвестниками землетрясений, также не были спрогнозированы.

Измерения производились установками вертикального зондирования (ВЭЗ) с небольшими размерами питающих диполей (ЛВ= 100-И ООО м). Вместе с тем, несмотря на положительные результаты данных по предвестникам электрического сопротивления горных пород, полученных методами дипольного или вертикального зондирования, у них имеются некоторые недостатки. Для метода дипольного зондирования необходимо использовать мощные источники тока, величина которых может достигать первых килоамперов, что создает определенные трудности при переходе к непрерывным наблюдениям. Небольшая площадь охвата наблюдений, которая ограничивается радиусом 50-60 км. Не ясна до конца природа аномалий, что не позволяет определить связь между вариациями кажущегося сопротивления горных пород (КС) и деформацией.

Метод ВЭЗ, применяемый в Китае, оказался подвержен влиянию метеорологических факторов и сезонному ходу, что привело большому количеству бракованного материала, непригодного для применения в целях прогноза.

Целью работы является исследование общих закономерностей вариаций КС в сейсмоактивных районах, процессов приводящих к его изменению на основе анализа, полученного автором экспериментальных результатов на Чиркейской ГЭС и нефтегазовом месторождении Димитровское. Поиск новых путей повышения эффективности метода электрического зондирования, позволяющего проводить непрерывные, помехозащищенные наблюдения на больших площадях с густотой сети достаточной для обеспечения надежного прогноза сильного землетрясения.

Основные задачи исследований

2. Исследование особенностей вариаций КС в районе нефтегазового месторождения.

3. Разработка аппаратуры для прецизионных наблюдений за вариациями КС в скважине и испытание ее в полевых условиях.

4. Определение параметров сети для площадных наблюдений в зонах ВОЗ на территории Дагестана с использованием данной станции.

5. На основе анализа результатов дипольного зондирования сделать конкретные рекомендации по применению данного метода для обеспечения безопасности района Сулакского каскада ГЭС.

Основные защищаемые положения

1. Заполнение высоконапорного водохранилища в сейсмоактивном районе оказывает длительное техногенное воздействие на окружающую среду, которое проявляется уменьшением кажущегося электрического сопротивления массива горных пород, а также усилением локальной сейсмической активности при благоприятных для этого геотектонических условиях.

Научная новизна работы

1. Впервые в мировой практике проведены длительные наблюдения за вариациями КС в районе крупного водохранилища, которые позволили установить, что величина КС массива горных пород в районе водохранилища уменьшилась в различных направлениях 1,6-2,4 раза за период наблюдений, который длился в течение 13 лет. Наиболее интенсивные вариации КС перед землетрясениями происходили первые 3 года заполнения водохранилища, которые в отдельных случаях достигали 30-40%. Максимальные вариации были зафиксированы только для приемных станций, которые максимально приближены к водохранилищу.

2. Экспериментально методом электромагнитного зондирования становлением поля было зафиксировано смещение всей кривой КС на различных временах становления поля (рг) перед землетрясением, очаг которого располагается на расстоянии 8 км от центра дипольной установки, что позволило установить факт усиления фильтрации воды из водохранилища в трещинные зоны.

3. Численные оценки на различных моделях очага землетрясения, в виде проводящего шара и вертикального проводящего пласта, показали, что при зондировании области очага вариации КС перед землетрясениями могут достигать 10-20%. Для модели вертикального проводящего пласта максимальные вариации КС могут достигать 60-70%. Оценки вариаций КС сделанные для района Чиркейского водохранилища наиболее удовлетворительно отвечают модели вертикального проводящего пласта бесконечного по простиранию. Наибольшая амплитуда возникает, когда приемный диполь располагается на пласте или когда пласт находится между питающим и приемным диполями, при этом изменение ширины пласта оказывает незначительное влияние на амплитуду аномалии. Лабораторные эксперименты электрического зондирования на модели Чиркейского водохранилища в емкости с электролитом позволили подтвердить эти результаты. При расположении металлической пластины, имитирующей вертикальный пласт, между «диполями», вариации КС достигают 50%. С погружением пластины в электролит амплитуда вариаций КС увеличивается. При этом, в зависимости от расположения пластины относительно приемных диполей наблюдается синхронное изменение КС на различных диполях как одного, так и разного знаков.

4. Впервые были зафиксированы импульсные и бухтообразные вариации КС, в районе нефтегазового месторождения.

Практическая ценность и реализация результатов

1. Район Сулакского каскада ГЭС является одним из наиболее опасных на Кавказе, как в сейсмическом, так и экологическом отношении. За. последние 39 лет, здесь произошли 4 сильных землетрясения с разрушительными последствиями (1970, 1974, 1975, 1999 гг.). Наиболее сильное из них землетрясение 14 мая 1970 г. с М=6,6. В результате двух толчков было разрушено 11 и сильно пострадало 157 населенных пунктов, без крова осталось 45000 человек. Малое количество жертв было связано с тем, что сильный форшок произошел днем, а вечером перед основным толчком все люди находились на улице, так как это было теплое время года. Эпицентр основного толчка находился на расстоянии 15-20 км от строящейся тогда Чнркейской ГЭС. Кроме мелких разрушений, в результате образовавшихся вертикальных трещин отрыва от левого борта отделился огромный скальный массив, который в последствии был закреплен к основному массиву с помощью бетона с анкерами.

Хроника сейсмических событий за короткий период времени показывает, что в перспективе не исключаются события, которые могут повредить плотину одной из трех расположенных здесь ГЭС. Если произойдет повреждение плотины Чиркейской ГЭС высотой 232 м и с объемом воды в водохранилище около 3 км , то это приведет к экологической катастрофе, поскольку утечка воды приведет затоплению целого ряда населенных пунктов, расположенных ниже по течению Сулака.

Таким образом, очевидна необходимость создания в районе Сулакского каскада ГЭС службы непрерывного мониторинга за деформационными процессами, происходящими здесь. По инициативе автора на основе результатов, полученных методом дипольного зондирования в районе Чиркейской ГЭС Дагестанской опытно-методической партией ГС РАН при поддержке АО «Дагэнерго» и МЧС России в 1998 г. были вновь начаты режимные наблюдения за вариациями КС методом дипольного зондирования. Результаты 8-летних наблюдений показали необходимость выполнения этих работ на новом техническом и методическом уровне. Некоторые из них следующие:

- расширение зоны охвата дипольным зондированием, с тем чтобы контролировать весь Сулакскй каскад ГЭС;

- дискретный режим зондирования заменить непрерывными наблюдениями, позволяющими получить информацию приближенной к реальному времени с последующей автоматической обработкой данных;

- на приемных станциях организовать комплексные геофизические наблюдения.

В работе приведен один из возможных вариантов расположения станций с учетом знания местности, места подключения питающей установки и закрепления приемных станций в близлежащих населенных пунктах. Питающий диполь предлагается установить в центре Сулакского каскада ГЭС. Три приемные станции вокруг питающего диполя, удаленные на расстояния 15-18 км позволяют охватывать все три ГЭС. При таких разносах эффективная глубина зондирования с учетом реальных электрических параметров геоструктур района равна около 5 км, что вполне может обеспечить зондирование неглубоких очагов землетрясений и хотя бы частично захватить очаги более глубоких сильных землетрясений. Общая площадь охвата системой дипольных установок составляет 1000-1200 км2, что в полной мере обеспечит контроль за изменением напряженного состояния геоструктур в исследуемом районе.

2. Впервые (1976 г.) был разработан генератор для электрического зондирования (Чиркей-1), который использовался в дальнейшем для наблюдений за вариациями КС. Основное отличие от генераторов, применяемых в геологической разведке, является отсутствие генератора постоянного тока, приводящего в действие с помощью двигателя автомобиля. Вместо него используется трехфазный трансформатор мощностью 120 KB А, позволяющий согласовать выходное напряжение генератора с нагрузкой (сопротивлением питающего диполя) путем комбинации переключения обмоток трансформатора. В последующие годы генераторы на таком принципе использовались на Бишкекском и Гармском полигонах. Установка «Чиркей-1», смонтированная на шасси вездехода ГАЗ-66 была передана Министерству Геологии СССР для внедрения на поисковых работах рудных месторождений Кавказа (копия Акта приемки прилагается к диссертации). Установка с меньшей мощностью 25 КВА, позволяющая производить измерения в автономном режиме была разработана для Дагестанской опытно-методической партии ГС РАН (справка о внедрении прилагается к диссертации).

3. Разработана станция для прецизионных наблюдений за вариациями КС в скважине, названное «Георезистором». Станция прошла испытание в течение 6 лет на измерительном пункте «Махачкала». Полученные результаты показывают, что вариации КС обусловлены процессом сжатия и растяжения горных пород в скважине в радиусе действия измерительного зонда, что позволяет использовать ее в качестве деформографа. Основываясь на этом, сделано обоснование для создания сети станций скважинных наблюдений за вариациями КС на территории Дагестана с целью организации площадных наблюдений за предвестниками сильного землетрясения. Проведены полевые испытания на предмет использования ее в качестве приемной станции для непрерывного дипольного зондирования.

4. Разработана шестиканальная станция для регистрации медленно меняющихся электрических сигналов. Данная станция 2003 г. передана Дагестанской опытно-методической партии ГС РАН и используется для регистрации электрических и тепловых полей в скважине в районе Чиркейской ГЭС. (Справка о внедрении прилагается к диссертации).

Личный вклад автора,:

- участие в монтаже сейсмических станций Буйнакск, Дылым, Унцукуль, Каранай, Дубки, Ахты и Дербент;

- участие в совместной ИФЗ РАН экспедиции по электромагнитному зондированию в районе очага Буйнакского землетрясения 1975 г.;

- разработка и создание опытного образца генератора тока «Чиркей 1» и «Чиркей

2»;

- разработка метода регистрации становления электромагнитного поля;

Апробация работы

Результаты исследований докладывались на Научной сессии Дагестанского филиала АН СССР (Махачкала, 1985, 1988, 1999), Всесоюзных конференциях (Тбилиси, 1976; Апатиты, 1980; Кишинев, 1984); Международных симпозиумах «Каспий-Балтика 95» (Санкт-Петербург, 1995); 29 Генеральной Ассамблее IASPEI (Солоники, 1997); Сейсмическая опасность Средиземноморского региона (Кипр, 1999); Современная геодинамика, глубинное строение и сейсмичность платформенных территорий и сопредельных регионов (Воронеж, 2001); Природные ресурсы и сохранение окружающей среды (Амман, 2004); Геофизические исследования геодинамической обстановки и нефтегазоносности больших глубин (Баку, 2004); Активный геофизический мониторинг литосферы Земли (Новосибирск, 2005); Активная тектоника Эгейна (Стамбул, 2005); Геодинамика и сейсмичность Средиземноморско-Черноморско-Каспийского региона (Геленджик, 2006); Изменяющаяся геологическая среда (Казань, 2007); Природные катаклизмы и глобальные проблемы современной цивилизации (Баку, 2007).

Публикации. По теме диссертации автором и с его участием опубликовано 60 работ, в том числе 11 по Перечню ВАК.

Объем и структура работы

Диссертационная работа состоит из введения, шести глав, заключения и списка литературы. Общий объем диссертации составляет 220 страниц, включая 97 рисунков, 20 таблиц и 197 библиографических источников.

Заключение Диссертация по теме "Геофизика, геофизические методы поисков полезных ископаемых", Идармачев, Шамиль Гасанович

Основные результаты

2. Заполнение Чиркейского водохранилища оказало длительное воздействие на окружающую геологическую среду, которое привело к изменениям сейсмического режима и электрического сопротивления массива горных пород в районе водохранилища. Вариации КС связаны с сейсмическим режимом района водохранилища. Увеличению числа землетрясений энергетического класса К=10 предшествует синхронное изменение величины КС на измерительных пунктах расположенных в ближайшей окрестности водохранилища. Изменение КС связано с усилением фильтрации воды из водохранилища в трещинные зоны горных пород фильтрационные свойства, которых меняются под воздействием тектонических напряжений.

3. Разработан метод зондирования становлением поля, позволяющий существенно повысить чувствительность электрической компоненты электромагнитного поля к изменению геоэлектрического разреза проводящей среды (Идармачев Ш.Г., Казарьянц Г.С. Способ геоэлектроразведки. АС СССР. № 1482428. ДПС. 1982). Использование данного метода в районе Чиркейской ГЭС позволило зарегистрировать изменение электрического сопротивления в объеме на различных временах становления поля перед сейсмическим событием. В частности для объяснения полученных данных может быть рассмотрен следующий механизм. Тектонические напряжения перед землетрясением, приводящие к возникновению трещинных зон субвертикального простирания способствуют фильтрации воды из водохранилища в эти зоны, что сопровождается уменьшением их удельного сопротивления. После землетрясения трещинные зоны сжимаются в результате снятия упругих напряжений, вода из них выжимается в окружающий объем пород и в зависимости от соотношения объемов трещинной зоны п окружающих пород среда восстанавливает свои характеристики частично или полностью.

4. Численные оценки на различных моделях очага землетрясения, в виде проводящего шара и вертикального проводящего пласта, показали, что результаты аномалий КС перед сейсмическими событиями в районе Чиркейского водохранилища наиболее удовлетворительно отвечают модели вертикального проводящего пласта бесконечного по простиранию. Наибольшая амплитуда возникает при расположении вертикального пласта между питающим и приемным диполями, при этом изменение ширины пласта оказывает незначительное влияние на амплитуду аномалии.

5. Лабораторные эксперименты электрического зондирования на модели Чиркейского водохранилища в виде емкости с электролитом (масштаб 1:100000) показали, что при погружении металлической пластины, имитирующей вертикальный пласт, в электролит, вариации КС могут достигать 50%. В зависимости от расположения пластины относительно приемных диполей наблюдается синхронное изменение КС на различных диполях как одного, так и разного знаков.

6. Впервые на нефтегазовом месторождении зарегистрированы вариации КС импульсного характера, которые связаны с проникновением газа из месторождения по трещинным зонам разлома, которые становятся проницаемыми при деформации земной коры. Процесс выхода газа приводит к резкому увеличению электрического сопротивления пород в результате замещения поровой воды газом. Эти результаты подтверждают связь электромагнитных предвестников землетрясений с изменением флюидно-газового режима в зоне глубинного разлома и примыкающих к нему трещинных зонах. При деформации зоны разлома флюиды приходят в движение, а это приводит возникновению аномалий электрического сопротивления пород.

7. Разработана станция «Георезистор» для прецизионных непрерывных наблюдений за вариациями кажущегося сопротивления горных пород. Испытания ее на различных установках электрического зондирования (дипольных, четырехэлектродных) свидетельствуют о высоких метрологических характеристиках и достаточно широких возможностях ее применения. В частности испытание станции с. помощью четырехэлектродной установки размещенной в закрытой необсаженной скважине глубиной 27 м, показали отсутствие устойчивой корреляционной связи с атмосферными осадками и давлением. Скважинный метод измерений КС позволяет эффективно подавлять влияние метеорологических, сезонных и техногенных помех. Высокоточными измерениями КС в скважине зарегистрированы вариации, связанные с искусственным сжатием пород. Деформация сжатия приводит к увеличению КС глин, а снятие нагрузки (растяжение) - уменьшению.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Библиография Диссертация по наукам о земле, доктора физико-математических наук, Идармачев, Шамиль Гасанович, Махачкала

1. Авагимов А.А., Атаев А.К., Журков B.C. и др. Длительность и зона проявления электромагнитных предвестников в Ашхабадском сейсмоактивном районе // Прогноз землетрясений. Душанбе. Изд. «Доииш». 1986. №7 С. 186-189.

2. Авалиани З.С. Челидзе Т.Л. Моделирование изменения электропроводности и гензорезистивного эффекта в трещиноватых средах // Геофиз. журн. 1981. № 8. С. 1520.

3. Авдуалиев А.К. Войтов Г.И., Рудаков В.П. Радоновый предвестник некоторых сильных землетрясений Средней Азии // ДАН СССР. Т. 291. № 4. С. 924-927.

4. Авчяп Г.М., Белявский Н.А., Полгпков М.К. Об одном механизме возникновения землетрясений и их предвестниках // Физика Земли. 1976. №12. С. 38-48.

5. Авчян Г.М. Физические свойства осадочных пород при высоких давлениях и температурах. М.: Недра. 1972. 150 с.

6. Адушкин В.В., Турунгаев С.Б. Техногенные процессы в земной коре (опасности и катастрофы). М.: ИНЭК. 2005. 252 с.

7. Адушкин В.В., Радионов В.II., Турунтаев С.Б. Сейсмичность месторол<деиий углеводородов.// Нефтяное обозрение, Изд., Schlumberger. 2000. Т. 5. №1. С. 4-15.

8. Антов Н.Л., Бабаков Ю.П., Баталев И.Ю. и др. Проявление геодинамических процессов в геофизических полях. М.: Наука. 1993.155 с.

9. Айвазишвили II.В., Асманов О.А. и др. Новый каталог сильных землетрясений на территории СССР. М.: Недра. 1976. 76 с.

10. Арефьев С.С., Татевосян Р.Э., Щебалин Н.В. Способ измерения параметров сейсмического режима. А.с. №4610030/31 от 27.12.1989//Б.И.

11. Арефьев С,С., Стасюк Е.И., Ривера JI. Модель очага дагестанского землетрясения 1970 г. // Физика Земли. 2004. №2. С. 15-27.

12. Арефьев С.С. Эпицснтральные сейсмологические исследования. М.: ИКЦ «Академкнига». 2003. 375 с.

13. Алелов Ю.А., Любошиц И.М. Об одном из электрических предвестников землетрясений // Физика Земли. 1981. №10. С. 103-107.

14. Асада Т. Псибаси К . Матсуда Т. и др. Методы прогноза землетрясений. Их применение в Японии. М.- Недра. 1984. 307 с.

15. Асманов О.А , Арефьев С.С., Идармачев Ш.Г. и др. Салауское землетрясение 23 декабря 1974 г. в Дагестане // Землетрясения в СССР в 1975. М.: Наука. 1976. С. 43-52.

16. Барсуков О.М. Изменение рк во времни возможный критерий прогноза землетрясений // Физика Земли. 1968. №7. С. 86-88.

17. Барсуков О.М., Сорокин О.Н. Изменение кажущегося сопротивления горных пород в Гармском сейсмоактивном районе // Физика Земли. 1973. №10. С. 100-102.

18. Барсуков О.М. О связи электрического сопротивления горных пород с тектоническими процессами // Физика Земли. 1970. № 1. С. 84-89.

19. Березкин В.М., Кирпчек М.А., Кунарев А.А. Электроразведка // Применение геофизических меюдов разведки для прямых поисков мееюрождения нефти и газа // М.: Недра. 1978. С. 73-131.

20. Бончковский В.Ф. Изменение градиента электрического потенциала атмосферы как один из возможных предвесшнков землетрясений // Проблемы прогноза землетрясений. М.: АНСССР. 1954. С. 8-12.

21. Бунэ В.И. Сейсмический режим Вахшкого района Таджикской ССР. Душамбе: АН Тадж. ССР. 1965. С.71-128.

22. Ваньян Л.Л. Становление электромагнитного поля и его использование для решения задач структурной геологии. Новосибирск: Наука. 1966. 102 с.

23. Ваньян Л.Л., Шиловский 11.П. Глубинная электропроводность океанов и континентов. М.: Наука. 1983. 88с.

24. Велихов Е.П., Волков Ю.М., Дьяконов В.П. и др. Использование импульсных генераторов для геофизических исследований. Тр. VI Международной конференции по МГД-генераторам. Вашингтон. 1975. Т. 5. С. 211-228.

25. Войтов Г.И., Осика Д.Г. О некоторых геолого-геохимических последствиях Дагестанского землетрясения, 14.05.1970//ДАН СССР. 1972. №3. Т.202. С. 140-146.

26. Волкова Е.Н., Камшилин А.Н., Эфендиев М.И. Некоторые результаты изучения среды элемровариометром на Ашхабадском геодинамическом полигоне // Прогноз землетрясений. Душамбе: Изд. «Дониш» 1986. №7. С. 90-94.

27. Волкова Е.Н., Камшилин А.Н., Кравченко В.Б.- Авт. свид. № 1048439 (СССР). 1983.

28. Гохберг М.Б., ГЧфельд И.Л., Добровольский И.Н. и др. Процессы подготовки, признаки и предвестники коровых землетрясений // Физика Земли. 1988. №2. С. 59-67.

29. Грш орьева Н.П. Сравнение аномалий кажущегося сопротивления над проводящей сферой для различных установок метода постоянного тока // Геофизическая разведка рудных месторождений. М.: Госгеолиздат. 1953. С. 48-55.

30. Гут а X., Растоги Б. Плотины и землетрясения. М.: Мир. 1975. 251 с.

31. Гуфельд И.Л. Сейсмический процесс физико-химические аспекты. Москва. 2007. 153 с.

32. Даниилов М.Г., Левкович Р.А., Амиров С.Р. и др. Сейсмический мониторинг территории Дагестана (1998-2002 гг.). Геофизическая служба РАН. М.: Лика. 2003. 178 с.

33. Даниилов М.Г . Идармачев Ш.Г., Левкович Р.А. Вариации кажущегося сопротивления горных пород в связи с сейсмичностью территории Дагестана // Вестник Дагестанского научного центра РАН. 2006. №25. С. 17-20.

34. Добровольский И.П., Зубков С.И., Мячкин В.И. Об оценке размеров зоны проявления предвестников землетрясений // Моделирование предвестников землетрясений. М.: Наука. 1980. С. 7-44.

35. Добровольский И.П. Механика подготовки тектонического землетрясения. М.: ИФЗ АН СССР. 1984. №2. 188 с.

36. Добровольский И.П. Некоторые вопросы изучения процесса подготовки землетрясения // Прогноз землетрясений. Душанбе-Москва: «Дониш». 1986. № 7. С. 7-15.

37. Добрынин В.М. Деформации и изменения физических свойств коллекторов нефти и газа. М.: Недра. 1970. 210 с.

38. Докукин П.А., Кафтан В.И. Непрерывные GPS/ ГЛОНАСС измерения коротких базовых линий дня выявления сильных землетрясений//Геодезия и Картография. 2006. №2. С. 7-10.

39. Долгих Г.И., Долгих С.Г., Ковалев С.И. Регистрация деформационной аномалии цунамигенного землетрясения лазерным деформографом // Докл. АН. 2007. Том. 412. № 1. С. 104-106.

40. Дьяконов Б.П., Иваев А.Т., Калмыков А.А. и др. Электромагнитное излучение и сейсмоакустическая эмиссия горных пород в естественном залегании // ДАН СССР. 1986. Т. 290. №4. С. 828-829.

41. Дьяконов Г.П., Улитин Р.В. Земные приливы и вариации физических характеристик горных пород //ДАН СССР. 1982. Т. 264. № 2. С. 322-325.

42. Журавлев В.И., Зейгарник В.А. Сидорин АЛ. Электромагнитные зондирования земной коры Гармского полигона одиночными импульсами. М. ОИФЗ. ОИВТ РАН. 203 с.

43. Завьялов А.Д. Среднесрочный прогноз землетрясений. М.: Наука. 2006. 253 с.

44. Зубков С.И. О краткосрочных предвестниках землетрясений // Физика Земли. 1993. № 9. С. 67-70.

45. Зубков С.И. Предвестники землетрясения. М.:ОИФЗ РАН, 2002. 214 с.

46. Идармачев Ш.Г., Даниялов М.Г., Левкович Р.А. Вариации кажущегося сопротивления горных пород в связи с сейсмичностью территории Дагестана // Вестник Дагестанского НЦ РАН. Махачкала, 2006. №25. С. 17-20.

47. Идармачев Ш.Г. Вариации электрического сопротивления массива горных пород, связанные с сейсмичностью района Чиркейского водохранилища в период его заполнения. Диссертация па соискание ученой степени к.ф. м.н. Махачкала. 1981. 135 с.

48. Идармачев 111. Г., Барсуков О.М., «Плотинные» землетрясения и вариации электросопротивления массива горных пород в районе Чиркейского водохранилища // ДАН СССР. 1978. Т. 240. № 2. С. 301-305.

49. Идармачев Щ.Г., Казарьянц Г.С. Способ геоэлсктроразведки. АС СССР. № 1482428. ДПС. 1982.

50. Идармачев Ш.Г., Любошиц В.М., Мусиев А.Р. Вариации кажущегося сопротивления горных пород и аргумента вектора поля в районе Чиркейского водохранилища // Вопросы сейсмичности Восточного Предкавказья. Махачкала: Дагестанский филиал АН СССР. 1989. С. 41-46.

51. Идармачев Ш.Г., Абдулаев Щ-С.О. Оценка тензочувствительности электрического сопротивления горных пород в сейсмоактивных районах //ДАН. 1998. Т. 3. № 5. С. 682-684.

52. Идармачев Ш.Г. Исследование геоэлектрической модели очага землетрясения //

53. Сейсмический мониторинг и изучение геодинамики терри тории Дагестана и акватории среднего Каспия. Даг. филиал ГС РАН. Махачкала. «Эпоха». 2007. С. 149-159.

54. Кауфман А.А., Гольдмап М.М. Нестационарное поле электрического диполя в ближней зоне // Физика Земли. 1972. №2. С. 41-45.

55. Латинина Л.А., Кармалева P.M. Изменения медленных движении в земной коре как метод поиска прогноза землетрясений // Физические основы прогноза землетрясений. М.: Наука. 1970. С. 52-57.

56. Латинина Л.А., Гусева Т.В. Проявления глобальных тектонических процессов в деформациях земной коры // В сб. XI Международный иаучио-технический симпозиум по GPS и GPS технологиям. Львов:АГТ. 2006. С. 113-114.

57. Левкович Р.А. Буйнакское землетрясение 9 января 1975г. // Сейсмический бюллетень Кавказа 1975 г. Тбилиси: Мацниереба. 1977. С. 171-192.

58. Левкович Р.А. Идармачев Ш.Г. Сейсмичность района Чиркейского водохранилища в период его заполнения // Влияние инженерной деятельности на сейсмический режим. М.: Наука 1977. С. 35-37.

59. Мавлянов Г.А., Уломов В.И. Поиски предвестников в Узбекистане // Поиски предвестников землетрясений. Ташкент: ФАН. 1976. С. 25-38.

60. Ма1веев Б.К. Задачи и методы динамической геоэлектрики // Прогноз землетрясений. Д\ шапбе: « Дониш » . 1986. №7. С. 3 1-42.

61. Махкамджанов И.М., Барсуков О.М., Пурметов Б.Т. Изучение вариаций электросопротивления горных пород в районе Чарвакского водохранилища // Прогноз землетрясений. Душанбе: «Дониш». 1986. №7. С. 268-275.

62. Махкамджанов И.М. Электрометрические исследования. Электрические и магнитные предвестники землетрясений. Ташкент: ФАН Узбекской ССР. 1983. С. 1 12-127.

63. Мельхиор П. Земные приливы. М.: Мир. 1968. 482 с.

64. Методические рекомендации по исследованию деформационных предвестников землетрясений. Москва. Институт физики Земли АН СССР. 1988. 99 с.

65. Моргунов В.А. Крип горных пород на завершающей стадии подготовки землетрясения // Физика Земли. 2001. №4. С. 3-11.

66. Мячкип В.И. Долбплкина Н.А. Сейсмическое «просвечивание» очаговых зон. Предвестники землетрясений. ИФЗ АН СССР. М.: ВИНИТИ, 1973. С. 32-41.

67. Мячкин В.И., Косторв Б.В., Соболев Г.А. и др. Основы физики очага и предвестники землетрясений// Физика очага землетрясений. М.: Наука. 1975. С. 6-29.

68. Мячкин В.И. Процессы подготовки землетрясения // Физика очага землетрясений. М.: 1978. 232 с.

69. Нерсесов И.Л., Сидорин А.Я., Журавлев В.И. и др. Прогноз землетрясений методом глубинного электрического зондирования земной коры с использованием МГД -генератора «Памир 1» //ДАН СССР. 1979. Т. 245. №1. С. 55-58.

70. Нерсесов Л.И. Передерни В.П., Боканенко Л.И. и др. Локальные деформации, наклоны земной поверхности и вариации уровня грунтовых вод на Гармском полигоне в 198.11987 гг. // Землетрясения и процессы их подготовки. М.:Наука. 1991. 164-181.

71. Николаев I Г.И. О состоянии изучения проблемы возбужденных землетрясений, связанных с инженерной деятельностью. Влияние инженерной деятельности на сейсмический режим. М.: Наука. 1977. С. 8-21.

72. Николаев Н.И. Новейшая тектоника и геодинамика литосферы. М.: Недра. 1988. 488 с.

73. Новый каталог сильных землетрясений на территории СССР с древнейших времен до 1975 г. М.: Наука. 1977. 519 с.

74. Общий каталог землетрясений на территории Дагестана. Махачкала.:Эпоха. 2007. 393 с.

75. Осфовкий Е.А. Об изменениях наклонов земной поверхности перед сильными близкими землетрясениями // Физические основы поиска методов прогноза землетрясений. М.: Наука. 1970. С. 58-62.

76. Осташевский М.П., Сидорин А .Я. Аппаратура для динамической геоэлектрики. Ин-т Физики Земли. Москва. 1990. 205 с.

77. Омаров Г.Н., Идармачев Ш.Г. Связь вариации кажущегося сопротивления горных пород с пространственным расположением эпицентров землетрясений // Изв. Сев. Кавказ науч. центра высшей школы. 1989. №1 С. 105-109.

78. Осташевский М.Г., Сидорин А.Я. Аппаратура СЭЗ-l и ее применение на Гармском полигоне // Прогноз землетрясений. Душамбе Москва: «Доннш». 1986. №7. С. 9699.

79. Осика Д.Г. Флюидный режим сейсмоактивных областей. М.: Паука. 1981. 254 с.

80. Осика Д.Г., Мегаев А.Б., Янковская Т.С. и др. Геохимические аномалии, предшествующие тектоническим землетрясениям, отражение условий формирования очаговых зон // ДАН СССР. 1977. Т. 223. №1. С. 74-81.

81. Пархоменко Э.И. Электрические свойства горных пород. М.: Наука. 1965. 165 с.

82. Пономарев А.В., Лось В.Ф., Хромов А.А. Вариации электрического сопротивления-предвестники разрушения образцов в опытах на управляемом прессе. ВИНИТИ. 1989. №4835-89. 24 с.

83. Пылаев A.M. Руководство по интерпретации вертикальных электрических зондирований. М.: ГосГеолИздат. 1948. 105 с.

84. Ребецкий Ю.Л., Маринин А.В. Поле напряжений до Суматра-Андоманского землетрясения 26.12 2004. Модель хметасгабнльного состояния горных пород // Геология и геофизика. 2006. Т.47. №11. С. 1192-1206.

85. Резниченко Ю.В. Размеры очага корового землетрясения и сейсмический момент. Исследования по физике землетрясений. М.: Наука. 1975. С. 9-27.

86. Рикитаки Т. Предвестники землетрясений. М.: Мир. 1979. 388 с.

87. Рус1анович Д.Н., Смирнова М.Н. Геофизические условия возникновения Дагестанского землетрясения 1970 г. Геофизические поля и сейсмичность. М.: Наука. 1975. С. 3849.

88. Садовский М. А., Писаренко В.Ф. Сейсмический процесс в блоковой среде. М. Наука. 1991. 96 с.

89. Семенов А.Н Изменение отношения времен пробега поперечных и продольных волн перед сильными землетрясениями // Физика Земли. 1969. №4. С. 72-77.

90. Сидорин А.Я. Предвестники землетрясений. М.: Наука, 1992.

91. Сидорин А.Я. Зависимость времени проявления предвестников землетрясений от эпнцентрального расстояния // ДАН. 1979. Т. 245. №4. С. 825-828.

92. Сидорин А.Я., Журавлев В.И., Осташевский М.Г. Комплексные электрометрические исследования геодинамических процессов. Экспериментальная сейсмология. М.: Наука. 1983. С. 149-162.

93. Сидорин А.Я. Электрическое зондирование земной коры в целях прогноза землетрясений. Автореферат кан. дисс. Москва. 1980.

94. Симпсон Д.В. Соболева О.В. Механизм возбужденной сейсмичности в районе Нурекско! о водохранилища // Сборник Советско-американских работ по прогнозу землетрясений. Душанбе. 1976. Т. 1. книга 1. С. 70-79.

95. Славина Л.Б., Мячкин В.В. К вопросу о времени возникновения кинемагических предвестников сильных землетрясений // Модельные и натурные исследования очагов землетрясений. М.:Наука, 1991. С. 71-78.

96. Смирнова М.Н. Вызывает ли добыча нефти землетрясение? // Нефтяное хозяйство. 1973. №1 1.

97. Смирнова М.Н. Возбужденные землетрясения в связи с разработкой нефтяных месторождений // Влияние инженерной деятельности на сейсмический режим. М.: Наука. 1977. С. 128-141.

98. Смирнова М.Н. О влиянии землетрясений на добычу нефти месторождения Гудермес (Северо-Восточный Кавказ) // Физика Земли. 1968. №2. С. 30-35.

99. Соболев Г.А., Морозов В.Н. Локальные возмущения электрического поля на Камчатке и их связь с землетрясениями. Физические основы поисков методов прогноза землетрясении. М,: Наука. 1970. С. 110-121.

100. Соболев Г.А. Основы прогноза землетрясений. М.: Наука. 1993. 308 с.

101. Соболев Г.А., Пономарев А.В. Физика землетрясений и предвестники. М.: Наука. 2003. 269 с.

102. Соболев Г.А., Богаевский В.Н., Лементуева Р.А. и др. Изучение механоэлекгрических явлений в сейсмоактивном районе. Физика очага землетрясений. М.: Наука. 1975. С. 184-223.

103. Соболев Г. А., Любушин А. А. Микросейсмические импульсы как предвестники землетрясений // Физика земли. 2006. №9. С. 5-17.

104. Соболев Г.А., Кольцов А.В. Крупномасштабное моделирование подготовки предвестников землетрясений. М.: Наука, 1988. 203 с.

105. Справочное руководство гидрогеолога. М.: Недра. 591 с.

106. Султанходжаев А.Н., Зиган Ф.Г. Умарходжаева Н.Г. Некоторые особенности газов, растворенных в подземных водах, в связи с проявлением сейсмической активности // Гидрогеохимические предвестники землетрясений. М.: Наука. 1985. С. 41-48.

107. Сухарев Г.М. Откачка нефти вызвало землетрясение // Природа. 1972. №2.

108. Техническое описание и инструкция по эксплуатации прецизионной измерительной платы ЛЛ-И24. Москва: Центр АЦП «Руднев-Шиляев». 1995. 43с.

109. Тихонов А.II. О становлении электрического тока в однородном проводящем полупространстве// Изв. АН СССР, сер. геофиз. 1946. Т. 10. №3. С. 213-231.

110. Трапезников 10.А., Волыхин A.M., Щелоков Г.Г. и др. О результатах режимных электрометрических наблюдений по схеме ДЗ на Фрунзенском прогностическом полигоне (полигон «ИВТАН-2») // Прогноз землетрясений. Душанбе. Изд. «Дониш». 1986. №7 С. 103-106.

111. Трапезников Ю.А. Волыхин A.M., Брагин В.Д. и др. О первых' результатах малоглубинных электрометрических наблюдений на Фрунзенском прогностическом полигоне (Полигон «ИВТАН-2») // Прогноз землетрясений. Душанбе. Изд. «Дониш». 1986. №7. С. 107-115.

112. Уломов В.П., Мавашев Б.З. О предвестниках сильного тектонического землетрясения // ДАН СССР. 1967. Т. 174. №2. С. 319-321.

113. Уломов В.И., Поляков Т.П., Медведева Н.С. Динамика сейсмичности бассейна Каспийскох о моря // Физика Земли. 1999. №12. С. 76-82.

114. Уломов В.И., Поляков Т.П., Медведева Н.С. О долгосрочном прогнозе сильныхземлетрясений в Центральной Азии и Черноморско-Каспийском регионе // Известия

115. РАН. Физика Земли. 2002. №4. С. 31-47.

116. Уломов В.И. Объемная модель динамики литосферы, структуры сейсмичности и изменений уровня Каспийского моря // Физика Земли. 2003. №5. С. 5-17.

117. Федынский В.В. Разведочная геофизика. М.: Недра. 1967. 672 с.

118. Щебалин II.B. Замечания о преобладающих периодах, спектре и очаге сильного землетрясения. // Вопросы инженерной сейсмологии. Вып.14. М.: Паука. 1971. С. 5054.

119. Avagimov А.А., Ataev А.К. Structure of Precursor Anomalies of Electrical Conductivity and its tensosensibility in Kopetdag Seismic active region // J. of Earthquake Prediction Research. 1994. N 3. P. 572-580.

120. Benioff H. Earthquake and rock creep // Bulletin of the Seismological Socity of America. 1951. Vol. 41. N I. P. 30-62.

121. Brady B.T. Theory of earthquake 1. A scale independent theory of failure // Pure and Appl.

122. Geophys. 1974. Vol. 112. P. 701-726. Brady B.T. Theory of earthquake 2. Inclusion theory of crustal earthquakes // Pure and Appl.

123. Geophys. 1975. Vol. 1 13. P. 149-169. Brady B.T. Theory of earthquake 3. Inclusion theory of deep earthquakes // Pure and Appl. Geophys. 1976a. Vol. 114. P. 119-139.

124. Dobrovolky I.P., Zubkov S.I. Mjchkin V.I. Estimation of the size earthquake hrepapation zones

125. Prediction // J of Earthquake Prediction Research. 2000. Vol. 8. N. 3. p. 332-342. Garder D.S. Reservoir loading and local earthquake // Bull. Geol. Soc. America. 1970. Vol. 80. N8. P. 51-61.

126. Gladvin M.T. High precision multi-component borehole defomation // J/ Rev. Sci. Instru. 1984. Vol. 55. P. 2011-2016.

127. Grasso J.R. Mechanics of Seismic Instabilities Induced by the Recovery Hydrocarbons //

128. Healy J.H. Hamilton R.M., Raleigh. Earthquakes induced by fluid injection and explosion // Tectonophysics. 1970. Vol. 9. N 2. P. 140-143.

129. Magi K. Regularities in spatial and temporal distribution of large earthquake prediction. Sympos. Earthquake Forerunners search. Tashkent. USSR. 1974.

130. Mazzella A., Morrison H.F. Electrical Resistivity Variations Assosiated with earthquakes on the San Andreas Fault // Science. 1974. Vol. 185. N4154. P. 855-867.

131. Morrison H.F., Ricardo Fernandes. Corvin R.F. Eath resistivity, self potential variations, and earthquakes: a negative result for M=4.0 //j. Geophysical research letters. 1979. Vol. 6. N 3. P. 139-142.

132. Morrow C., Brace W.F. Electrical resistivity changes in tuffs due to stress // J. Geophys. Res. 1981. Vol. 86. N 4. P. 2929-2934.

133. Nur A. Dillatancy, pore fluids and premonitory variations of ts/tp travel times // Bull. Seismol. Soc. Am. 1972. Vol. 62. P. 1217.

134. Paik S. Electromagnetic Signals and the 2004 Parkfield Earthquake. Department of Earth Sciences. January 20, 2006 (http://vortex.ucr.edU/pkfld/ucsd06.ppt#309,25,Slide 25).

135. Ponomarev A.V., Zhaocheng Zhang, Gitis V.G., Sobolev G.A. Earthquakes preparation processes: computer modeling on a geophysical base // Second International Conference

136. Earthquake Hazard Seismic Risk Preduction. Abstract Volume. Yerevan. Armenia. 1998. P. 155-156.

137. Qiu Z., Shi Y. Developments of borehole strain observation outside China // Acta Seismologica

138. Washington. 1971. Vol. 68. P. 448-453. Scarglc. J. D. Studies in astronomical time series analysis II: Statistical aspects of spectral analysis of unevenly spaced data // Astrophysics and Space Science. 1982. N302. P.757-763.

139. Scientific and Technological Department, SSB. In: Compilations of practical research and Geoelectrics. Beijing: Academic Books and Periodicals Press. 1990. 444 p.

140. Scientific and Technological Department, SSB. In: Collected Works on Earthquake Prediction Geoelectric Methods. Fozhou: Science and Technology Press of Fujian. 1985. 321 p.

141. Sholz C.H., Sykes L.R., Aggarwal Y.P. Earthquake prediction: A physical basis // Science. 1973. Vol. 181. P. 803-810.

142. Sobolev G.A. Babichev O.V., Los' V.F. et ol. Precursors of the destruction of water-containing blocks // J Earthquake Hrediction Res. 1996. N 1. P. 63-91.

143. Song Z., Mei S., Yin X. 3-D rheologic model of earthquake preparation (III): Precursor field // Acta Seismologica Sinica. 2006. Vol. 19. N 1. P. 20-29.

144. Sundaram P.N. Goodman R.E., Chi-Yuen Wang. Precursory and coscismic vater -pressure variations in stick-slip experiments // Geology. 1974. Vol.4. N 2. P. 108-110.

145. Vaiotsos P., Alexopoulos K. Physical properties of the variations of the electric field of the Earth proceeding earthquakes//Tectonophysics. 1984. Vol. 110. P. 73-125.

146. Xue S.Z., Wen X.M. Doug Y.D. et al. A new method for earthquake prediction by earth -resistivity measurements //J/ Acta seismologica Sinica. 1994. V. №2. pp. 291-299.

147. Xue-Bin D., Xin-Ji Z., Hui Z. The spatial characteristic of the shot-term and imminent anomalies of water radon before earthquake in the mainland of China// Acta seismologica Sinica. 1996. Vol. 9. No. 3. pp. 461-470.

148. Yamazaki Y. Precursors and coseismic resistivity changes // Pageoph. 1975. Vol. 113. N Vi. P. 219-227.

149. Yamazaki Y. Preseisic resistivity changes recorded by the resistivity variometer (1), (May 14, 1968-February 28, 1975) // Bull. Earthquake Res. Inst. Univ. Tokyo. 1980. Vol. 55. P. 755794.

150. Zhang Z., Zheng D., Wang G. Precursors to earthquakes in Chinese mainland // J. of Earthquake Prediction Research. 1994. v. 3. №4. pp. 528-539.

151. Zhi W., Xue Z., Yong L. Character of geoelectric intermediate term precursory anomaly and judgment for intermediate term tendency of strong earthquake // Acta Seismologica Sinica. 1999.V. 12. №2. pp. 207-214.

152. Zhao H. The pattern characteristics of the tendency variation of earth resistivity and its relation to earthquake // J. Acta Scismologica. Sinica. 1994. v. 7. №3. pp. 465-474.

153. Zhao Yulin, Qian Fuye, Stopinski W. In situ experiment and a relationship between electrical resistivity changes and the strains // Acta Geophis. Polonica. 1990. Vol. 38. №3. pp. 229243.'. я Y V'* j'1 • ' ■. . '.fiWiifcW., ■

154. МИНИСТЕРСТВОГЕОЛОГИИ РС^СР1. А •{1. СЕВКАВГЕОЛО ГПЯН ,ft ^Генеральный директор j(4< ПГОм,СЕВ1(АВГШЛОШр" ^ У ''«Свд^е i КО; Б Л*1. Ч'

Информация о работе

Идармачев, Шамиль Гасанович
доктора физико-математических наук
Махачкала, 2009
ВАК 25.00.10

Диссертация

Вариации кажущегося электрического сопротивления горных пород в сейсмоактивных районах Дагестана - тема диссертации по наукам о земле, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы