Презентация Процессы в литосфере и их проявления. Геологические процессы Тектоника плит Землетрясения Вулканы Оползни онлайн

Содержание слайда: ВВЕДЕНИЕ В ГЕОМЕХАНИКУ МЕСТОРОЖДЕНИЙ УГЛЕВОДОРОДОВ Семестровый курс Лекция 3

Содержание слайда: Процессы в литосфере и их проявления. Геологические процессы Тектоника плит Землетрясения Вулканы Оползни

Содержание слайда: Процессы в литосфере и их проявления.

Содержание слайда: Тектоника плит В начале XX века А. Вегенер высказал гипотезу о том, что в прошлом континенты Евразия и Африка, с одной стороны, и Северная и Южная Америка, с другой стороны, составляли единый суперконтинент. Гипотезу Вегенер обосновывал сходством очертаний западных и восточных береговых линий этих континентов. В середине XX века была открыта мировая система срединноокеанических хребтов с рифтовыми долинами в осевой части, заполненными молодыми базальтами. Было обнаружено, что для пород океанической коры характерны линейные магнитные аномалии, параллельные осям срединных хребтов и расположенные симметрично по отношению к ним.

Содержание слайда: Тектоника плит Литосфера Земли, включающая кору и самую верхнюю часть мантии, подстилается более пластичной, менее вязкой оболочкой – астеносферой. Литосфера разделена на ограниченное число крупных (несколько тысяч километров в поперечнике), и среднего размера (около 1000 км) относительно жестких плит. Литосферные плиты перемещаются друг относительно друга в горизонтальном направлении; характер этих перемещений может быть трояким: а) раздвиг (спрединг) с заполнением образующегося зияния новой корой океанического типа; б) поддвиг (субдукция) океанской плиты под континентальную или океанскую же; в) скольжение одной плиты относительно другой по плоскости так нвзываемых трансформных разломов, поперечных к осям срединных хребтов.

Содержание слайда: Тектоника плит Перемещение литосферных плит по поверхности астеносферы подчиняется теореме Эйлера, гласящей, что перемещение сопряженных точек на сфере происходит вдоль окружностей, проведенных относительно оси, проходящей через центр Земли. В масштабе планеты в целом спрединг компенсируется субдукцией, т.е. сколько за данный промежуток времени рождается новой океанской коры, столько же более древней океанской коры поглощается в зонах субдукции, благодаря чему объем Земли остается неизменным. Перемещение литосферных плит происходит под действием конвективных течений в мантии, включая астеносферу. Под срединными хребтами существуют восходящие течения; они превращаются в горизонтальные на периферии хребтов и в нисходящие в зонах субдукции на окраинах океанов. Конвекция обеспечивает перенос тепла из недр Земли к поверхности.

Содержание слайда: Тектоника плит

Содержание слайда: Тектоника плит

Содержание слайда: Тектоника плит и землетрясения

Содержание слайда: Тектоника плит и землетрясения

Содержание слайда: Плюм-тектоника

Содержание слайда: Современные модели глобальной тектоники В Земле выделяются три главных области: тектоносфера, охватывающая кору и верхнюю мантию с переходной зоной, нижняя мантия и ядро. В тектоносфере действует тектоника плит, в нижней мантии – плюм-тектоника мантийных струй, в ядре – тектоника роста (разрастание внутреннего ядра за счет внешнего). В зонах субдукции происходит погружение плит холодной литосферы. Достигнув глубин около 670 км, эти плиты задерживаются, пока материала не накопится столько, что он начнет «проваливаться» в нижнюю мантию, достигая в конечном счете поверхности ядра. Внедрение холодного вещества вызывает подъем мантийных струй (плюмов) от границы ядра. Достигнув уровня 670 км, эти плюмы расщепляются, проникая далее в верхнюю мантию и порождая здесь восходящие течения, над которыми образуются оси спрединга срединноокеанских хребтов.

Содержание слайда: Землетрясения.

Содержание слайда: Характеристики землетрясений Эпицентр – проекция на поверхность очага землетрясения. Гипоцентр – положения очага землетрясения. Сила (интенсивность) землетрясения – характеристика воздействия сейсмических волн в баллах. XII-балльная шкала Рихтера (модифицированная шкала Меркалли). Магнитуда землетрясения – характеристика сейсмической энергии в очаге землетрясения, определяется по записям сейсмических волн. Различают магнитуду, определяемую по поверхностным волнам, по объемным волнам, локальную магнитуду. Энергетический класс – логарифм сейсмической энергии в очаге землетрясения, выраженной в джоулях.

Содержание слайда: Механические критерии разрушения критерий Кулона-Мора наличие флюида

Содержание слайда: Модели подготовки землетрясений. Дилатансионно-диффузная модель (ДД) Дилатансией называется неупругое увеличение объема материала под действием приложенной к нему нагрузки. Возрастание объема происходит в результате раскрытия пор и/или появления и раскрытия трещин отрыва, ориентированных параллельно сжимающим напряжениям. Величина изменения объема зависит от типа породы и составляет от долей до первых процентов. Стадия 1. Напряжения и деформации нарастают до некоторого критического уровня. Стадия 2. Дилатансионное увеличение пористости, причем скорость роста пустотности превышает скорость фильтрации флюидов из окружающего пространства. Стадия 3. Характеризуется притоком флюидов. Землетрясение возникает после того, как в результате притока жидкости поровое давление возрастает и прочность пород падает.

Содержание слайда: Модели подготовки землетрясений. Модель лавинно-неустойчивого трещинообразования (ЛНТ). Стадия 1. Растрескивание статистически однородно по пространству, рост напряжений вызывает увеличение плотности трещин. Стадия 2. После превышения плотностью трещин некоторого критического уровня трещины начинают взаимодействовать между собой, что вызывает ускоренный их рост на второй стадии процесса. Эта стадия характеризуется ростом деформации и пористости. Стадия 3. Укрупнение трещин в некоторой локальной зоне и, соответственно, падением напряжений и деформаций в окружающей среде. Стадия 4. Укрупненные трещины в локальной зоне сливаются между собой и развивается магистральный разрыв, сопровождающийся землетрясением.

Содержание слайда:

Содержание слайда: Модели подготовки землетрясений. Модель прерывистого скольжения. Если сдвиговое напряжение на разломе растет во времени, то скольжение начнется тогда, когда напряжение превысит трение покоя sn. Процесс прерывистого скольжения сложным образом зависит от условий контакта бортов разлома, от шероховатости контактирующих поверхностей, от механических свойств массива, вмещающего контактирующие блоки. Введение зависимости динамического коэффициента трения от скорости движения позволяет получить определенный набор устойчивых типов прерывистого скольжения, которые удобно описывать в терминах нелинейной динамики.

Содержание слайда: Землетрясения, индуцированные инженерной деятельностью человека. В результате воздействия человека на верхние слои земной коры происходит изменение напряженного состояния среды. Это может вызвать разрушение горного массива и/или подвижки по существующим нарушениям сплошности. Техногенные землетрясения: естественные тектонические напряжения невелики, магнитуда индуцированных землетрясений составляет 0 – 3 гипоцентры землетрясений расположены в пределах объекта, оказывающего воздействие (например, месторождения), или на его границах. наиболее характерные примеры – горные удары и микросейсмичность при проведении гидроразрыва пласта на месторождениях нефти. Техногенно-индуцированные землетрясения (наведенные, триггерные) высокий уровень естественных тектонических напряжений нарушение стационарных деформационных режиммов энергия может достигать максимальных для естественной сейсмичности значений и определяется тектоническими напряжениями в регионе гипоцентры приурочены к области объекта, но могут удаляться от нее на километры.

Содержание слайда: В настоящее время известны более 200 случаев возникновения техногенной сейсмичности, вызванной: В настоящее время известны более 200 случаев возникновения техногенной сейсмичности, вызванной: заполнением водохранилищ, добычей полезных ископаемых, разработкой месторождений нефти и газа

Содержание слайда: Самое сильное землетрясение из числа индуцированных водохранилищами произошло вблизи плотины Koyna в Индии. Магнитуда этого землетрясения 6.5, в результате погибло 200 человек, ранено 1500, значительные повреждения нанесены плотине. Самое сильное землетрясение из числа индуцированных водохранилищами произошло вблизи плотины Koyna в Индии. Магнитуда этого землетрясения 6.5, в результате погибло 200 человек, ранено 1500, значительные повреждения нанесены плотине. Сильнейшими из индуцированных землетрясений являются три землетрясения с магнитудами до 7.3, произошедшие в районе Газлийского газового месторождения. Эти землетрясения полностью разрушили пос. Газли и привели к многочисленным человеческим жертвам. Магнитуда шахтных сейсмических событий достигает 5, горно-тектонические землетрясения приводят к человеческим жертвам.

Содержание слайда: Географическое распределение техногенной сейсмичности в сопоставлении с опасностью естественных землетрясений.

Содержание слайда: ТЕХНОГЕННАЯ СЕЙСМИЧНОСТЬ В СОПОСТАВЛЕНИИ С СЕЙСМИЧЕСКИМ РАЙОНИРОВАНИЕМ ТЕРРИТОРИИ РОССИИ ?

Содержание слайда: Классификация техногенной сейсмичности

Содержание слайда: Техногенная сейсмичность, вызванная закачкой жидкости

Содержание слайда: Базельский геотермальный проект

Содержание слайда: Техногенная сейсмичность при гидроразрыве пласта

Содержание слайда: Сейсмичность Ромашкинского месторождения нефти

Содержание слайда: Изменение сейсмичности в районе Ромашкинского месторождения нефти в сопоставлении с вариациями объемов добычи и закачки жидкости и дисбаланса.

Содержание слайда: Коэффициенты корреляции между сейсмической активностью и показателями разработки Ромашкинского месторождения нефти

Содержание слайда: Деформации земной поверхности в зоне катастрофических Газлийских землетрясений. Показан контур месторождения газа.

Содержание слайда: Последствия землетрясения в Нефтегорске

Содержание слайда: Сейсмичность в районе месторождений углеводородов шельфа о-ва Сахалин.

Содержание слайда: Модели техногенной сейсмичности Для решения вопросов о возникновении и распространении сейсмических событий при изменении порового давления необходимо: решить задачу о распространении порового давления, задать то или иное распределение значений критического уровня порового давления, при котором происходит сейсмическое событие, сформулировать модель, позволяющую оценить магнитуды ожидаемых сейсмических событий.

Содержание слайда: Модели техногенной сейсмичности

Содержание слайда: Деформации земной поверхности при разработке месторождений углеводородов

Содержание слайда: Литература Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Теоретическая физика, т.VII. Теория упругости. Родионов В.Н., Сизов И.А., Цветков В.М. Основы геомеханики. Адушкин В.В., Турунтаев С.Б. Техногенные процессы в земной коре. Болт Б. В глубинах Земли. Рихтер Ч. Элементарная сейсмология.