Тема: АНАЛИЗ ВОЛНОВЫХ ПОЛЕЙ ПРИ ГЛУБИННЫХ СЕЙСМИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЯХ ЗЕМНОЙ КОРЫ С ПОМОЩЬЮ МАТЕМАТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ

Информация о глубинном строении Земли основывается главным образом на анализе данных, полученных геофизическими методами. Результаты сейсмических исследований являются основой для получения глубинных моделей строения Земли. Применение метода глубинного сейсмического зондирования (ГСЗ) позволяет получить представление о строении земной коры в районах с разной структурой и геологической историей. Корреляция данных ГСЗ для разных районов и сопоставление особенностей коры с геологической историей территорий позволяет судить о направленности геодинамических процессов.
Наблюдаемые волновые поля разных тектонических зон отражают разнообразие в строении коры. Однако границы в разных структурах не являются непрерывными, что затрудняет корреляцию отдельных волн. Это может быть связано с неоднородностью границ, с прерывистостью их свойств, их сложностью или с явлениями интерференции разных видов волн.
Актуальность работы. На сейсмических записях выделяются волны, связанные с границами в осадочном чехле, фундаментом, границами внутри коры и мантией. Волновая картина глубинных сейсмических зондирований сложная и на реальных сейсмических записях не всегда возможно объяснить динамические особенности волн, также часто встречается несоответствие реальных волновых полей с теоретическими представлениями. Для корректной интерпретации волновых полей в ГСЗ необходимо изучить, какая часть прерывистого поля обусловлена с неоднородностями среди, а какая связана вторичными интерференционными явлениями. Для решения данной задачи используется математическое моделирование. Моделирование позволяет получить важные выводы об особенностях и признаках волн, которые наблюдаются на реальных сейсмических записях при изучении того или иного геологического объекта. Выделение и оценка особенностей поля для разных типов структур земной коры позволит районировать область исследований на этапе анализа данных ГСЗ.
Цель: исследовать природу и динамические особенности сейсмических волн для разных моделей земной коры с помощью математического моделирования в рамках горизонтально-слоистой модели.
Задачи:
• Подготовить теоретический обзор по типам земной коры:
- Современные представления о типах земной коры;
- Характеристика волновых полей, наблюдаемых при глубинных сейсмических зондированиях (ГСЗ) в пределах горизонтально-слоистой модели;
• Выполнить анализ волновых полей ГСЗ для основных моделей земной коры;
• Исследовать влияние параметров переходной зоны «кора-мантия» на динамику преломлённых и отражённых волн от границы Мохо.
Данная работа построена на материалах, полученных во время производственной практики в отделе глубинных геофизических исследований ФГБУ «ВСЕГЕИ».
Выпускная квалификационная работа выполнялась с привлечением следующих специализированных программ:
1) Tesseral-2D (http://www.tesseral-geo.com/);
2) SeisPro (https://xn--e1aipdfcc.xn--p1ai/).
Купить

В результате выполненной работы были сделаны следующие выводы:
• Выполнена оценка параметров задания сетки моделирования в программе Tesseral- 2D для оптимального соотношения разрешённости сейсмической записи и времени вычислений;
• Выполнено математическое моделирование, иллюстрирующее основные особенности волновых полей для четырёх основных типов земной коры (континентальная, океаническая, субконтинентальная и субокеаническая);
• На основе математического моделирования показано влияние градиента скорости в верхней мантии и наличия переходной зоны «кора-мантия» на динамические особенности отражённой и преломлённой волн от границы Мохо:
• перепад градиента скорости в верхнем слое приводит к изменению интенсивности рефрагированной волны;
• изменение градиента скорости в нижнем слое влияет на интенсивность преломлённо-рефрагированных волн;
• наличие переходной зоны разделяет по времени отражённые волны от её кровли и подошвы и изменяет их интенсивность в зависимости от её мощности и градиента скорости;
• наличие многофазности докритических отражённых волн может свидетельствовать о сложной структуре переходной зоны, в частности об изменении величины градиента скорости внутри неё.
Выполненное исследование позволяет дать объяснение некоторых особенностей наблюдаемых волновых картин, относящиеся к зоне перехода «кора-мантия». Полученные результаты могут быть использованы при анализе сейсмических данных ГСЗ.
Автор выражает благодарность научному руководителю Сакулине Тамаре Сергеевне за поддержку и консультации в написании выпускной квалификационной работы, а также сотрудникам отдела глубинных геофизических исследований ФГБУ «ВСЕГЕИ» за помощь на разных этапах работы.
Купить