Наиболее значимые результаты фундаментальных исследований

Опубликованные монографии

В.С. Дружинин, П.С. Мартышко, Н.И. Начапкин, В.Ю. Осипов. СТРОЕНИЕ ВЕРХНЕЙ ЧАСТИ ЛИТОСФЕРЫ И НЕФТЕГАЗОНОСНОСТЬ НЕДР УРАЛЬСКОГО РЕГИОНА (2014)

Мартышко П.С., Ладовский И.В., Федорова Н.В., Бызов Д.Д., Цидаев А.Г. ТЕОРИЯ  И  МЕТОДЫ КОМПЛЕКСНОЙ ИНТЕРПРЕТАЦИИ ГЕОФИЗИЧЕСКИХ  ДАННЫХ (2016)

Построена геоэлектрическая модель строения земной коры и верхней мантии Южного Урала по широтному геотраверсу (~800 км) до глубины 120 км

В области сочленения Восточно-Европейской платформы (ВЕП) и Пред-уральского прогиба обнаружена крупная аномальная зона повышенной электропроводности, прослеживающаяся до глубин 100-120 км, свидетельствующая о том, что Предуральский прогиб сформировался в тектонически ослабленной зоне на границе с ВЕП. Уральская складчатая система представляет собой в разрезе почти бивергентную структуру до глубин 70-80 км, маркируемую мозаичным распределением участков с пониженным удельным электрическим сопротивлением и уходящую своими корнями, в области вулканогенной «зеленокаменной» – Магнитогорской мегазоны и «гранитной оси Урала» – Восточно-Уральского поднятия, на большие глубины. Горизонтальный размер этой зоны на глубине 120 км составляет 150 км. Глубинные «корни» структуры отражают историю формирования и развития Урала.

Публикации:
Дьяконова А.Г. и др. Основные особенности геоэлектрического строения литосферы зоны сочленения Восточно-Европейской платформы и Южного Урала. Материалы международной конференции «Геодинамика и геологические изменения в окружающей среде северных регионов». Архангельск: том I, 2004.

По палеомагнитным данным построена модель дрейфа литосферных блоков Урала и Северного Казахстана в ордовике-триасе.

Проведены палеомагнитные исследования образцов из 130 разрезов, расположенных между 61 и 49° с.ш. в палеоконтинентальном, палеоостроводужном секторах Северного, Среднего и Южного Урала, зоне Главного Уральского глубинного разлома и смежном с Уралом Кокчетавском блоке Казахстана. В ордовике направление палеомеридианов на Урале было субпараллельным современному, в то время как палеошироты были разными для палеоконтинентального и палеоостроводужного секторов: расхождение достигало 20°. В начале ордовика восточный край Восточно-Европейского палеоконтинента (ВЕК) располагался между 5-20° ю.ш., тогда как Южно-Уральские террейны и Кокчетавский блок находились в приэкваториальной области. В течение ордовика и раннего силура смещение структур на север было около 10° и в целом регион оставался в южном полушарии. В девоне произошли значительные изменения в палеогеографической, палеотектонической и палеогеодинамической обстановках. Палеомеридианы и палеошироты поменялись местами вследствие вращения Европейского и Азиатского мегаблоков против часовой стрелки, соответственно, на угол 90-60°. В итоге выровнялись широты палеоконтинентального и палеоостроводужного секторов, и Урал занял приэкваториальное положение. С раннего карбона возобновилось движение блоков на север, которое в конце палеозоя завершилось косонаправленной коллизией. В триасе смещение на север продолжалось и взаимное положение ВЕК и Южно-Уральских террейнов становится близким современному.

Публикации
Свяжина И.А. и др. Палеомагнетизм ордовика Урала. УрО РАН, Екатеринбург, 2003, 134 с.

На основе разработанной методики анализа геотермических скважинных данных получена 1000-летняя обобщенная температурная история земной поверхности Южного и Среднего Урала.

Методика учитывает статистические различия влияний вариаций температуропроводности пород и других факторов неклиматической природы на результаты интерпретации и включает:

  1. реконструкцию индивидуальных температурных историй путем решения обратной задачи для уравнения теплопроводности;
  2. осреднение температурных историй и получение минимальной обобщенной оценки;
  3. получение максимальной оценки, учитывающей вариации временной шкалы;
  4. моделирование статистических свойств оценок методом Монте-Карло и оценка оптимальной обобщенной температурной истории.

Совместный палеоклиматический анализ термограмм, записанных в 47 скважинах на территории Южного и Среднего Урала (50-59º с.ш., 58-61º в.д.) позволяет сделать следующие выводы:

  1. Температура поверхности в максимуме средневековья в 1100-1200 гг. была на 0,38ºК выше средней температуры XX века (1900-1980 гг.). Похолодание малого ледникового периода достигло кульминации примерно в 1720 г., когда средняя температура поверхности опустилась на 1,58ºК ниже современной.
  2. Современное потепление началось примерно за столетие до начала первых инструментальных измерений на Урале и происходило неравномерно. Его скорость в XVIII веке в среднем составила +0,25ºК/100 лет, в XIX - +1,15ºК/100 лет, но уже в первые 80 лет XX века - +0,75ºК/100 лет. Рост температур в XX веке является естественным процессом потепления после окончания аномально холодного малого ледникового периода.

Публикации
Демежко Д.Ю. Геотермический метод реконструкции палеоклимата(на примере Урала). УрО РАН, Екатеринбург, 2001, 140 с.
Демежко Д.Ю., Голованова И.В., Щапов В.А., Рывкин Д.Г. Исследование климатических изменений, происходивших за последнее тысячелетие, в свете проблемы глобального потепления. Итоговый отчет. Региональный конкурс РФФИ «Урал» - Свердловская область. Результаты научных работ, полученные за 2003. Аннотационные отчеты, Екатеринбург, УрО РАН, 2004, с.536-540.

Разработана и реализована в ряде международных проектов методика создания 4D-динамических прогнозирующих моделей деформационного и сейсмического процесса в земной коре.

Деформационный процесс аппроксимируется семейством плоских деформационных фронтов. Параметры модели находятся из решения обратной кинематической задачи и задачи амплитудной калибровки. Для решения обратной кинематической задачи используются комплексные геодинамические индикаторы, а для амплитудной калибровки исключительно прямые методы определения деформаций (перманентные станции GPS и VLBI, карты cкоростей современных вертикальных движений по данным высокоточных нивелировок, данные мировой стрессбазы, деформометрические и наклономерные данные). Сейсмологический процесс описывается семейством статистических функций с линейными связями координат, времени и магнитуды событий. Прогнозирующие свойства моделей оценены на контрольных рядах фактических событий о. Тайвань (2001-2002 год, 119-123E, 21-25N, более 2000 событий М=1-6.8), Юго-Восточной Европы (май-август 2002 года 10-40E, 35-55N, 436 событий М=3-5.6), Урала (одно событие 2002 года, М=2.7). Средняя квадратическая погрешность теоретических каталогов для 95% контрольных событий составила по координатам 30 км, по глубине 6 км, по времени 0.3 года, по магнитуде 0.35 ед. Погрешность прогноза единственного сейсмологического события на Урале (прогноз сделан в 1998 году) составила соответственно 120 км, 0.5 км, 0.3 года. Методика может применяться для оценки сейсмической опасности территорий и составления карт сейсмического районирования нового поколения.

Публикации
Овчаренко А.В., Соколов В.Ю, Chin-Hsiung Loh, Kuo-Liang Wen Создание прогнозтических 5D-моделей геофизических процессов и явлений. Вопросы теории и практики геологической интерпретации гравитационных, магнитных и электрических полей. Часть 1. Материалы 29 сессии международного семинара им Д.Г.Успенского. Екатеринбург, 28.01-2.02. 2002.
Sokolov, A. Ovcharenko, C-H. Loh and K-L. Wen. Seismic hazard assessment for the Taiwan region on the basis of recent strong-motion data and prognostic zonation of future earthquakes. Natural Haz-ard, 2004, 20p.)

Разработан и опробован алгоритм решения линейной обратной задачи гравиразведки – определения плотности в изучаемом объёме – для слоистой среды. Границами между слоями являются поверхности, имеющие горизонтальную асимптоту.

Линейная обратная задача в общей постановке не имеет единственного решения. Однако для ряда практически значимых моделей удаётся выделять геологически содержательные распределения плотности. Одна из таких моделей – слоистая среда. Авторам удалось разработать алгоритм вычисления плотности для слоёв с неплоскими границами: было выведено уравнение обратной задачи для слоя, границами которого являются произвольные поверхности, имеющие горизонтальную ассимптоту; разработана методика разделения слоёв по глубине. Описанный алгоритм был реализован в виде компьютерной технологии, ее опробование осуществлялось на практическом материале - гравиметрических данных по юго-востоку Тюменской области. Результаты интерпретации переданы производственной организации, выполняющей работы по разведке и эксплуатации нефтегазовых месторождений.

Публикации
Мартышко П.С., Пруткин И.Л. Технология разделения источников гравитационного поля по глубине. Геофизический журнал, т. 25, № 3, 2003, с. 159-169.

С использованием разработанной количественной физической модели для описания процессов миграции радона в разрушающейся гетерогенной геосреде решена задача определения пространственно-временных характеристик области разрушения, являющейся источником высокоамплитудных долговременных аномалий концентрации радона. Проведено математическое моделирование, разработаны алгоритм и методика количественной интерпретации таких аномалий, опробованная на экспериментальных данных.

Разработана модель и предложен механизм возникновения долговременных высокоамплитудных аномалий концентрации радона. Получено уравнение, поставлена и решена соответствующая граничная задача для описания эволюции возникшего (в результате процессов разрушения геосреды) импульса концентрации радона в пространстве и времени. С целью выяснения принципиальных особенностей процесса полученное решение было проанализировано и составлен алгоритм численного решения соответствующей прямой задачи. На основе разработанных алгоритма и программы выполнено математическое моделирование процесса возникновения высокоамплитудных долговременных аномалий концентрации радона. Проведенные модельные расчеты позволили выявить следующие важные закономерности. Амплитуда и форма импульса существенно зависят от длительности работы очага разрушения Т, коэффициента инжекции Н (отношения амплитуды возникшего в очаге импульса радона к фоновой его концентрации), а также параметров миграции радона (скорости фильтрации радонсодержащего флюида V и коэффициента диффузии радона во флюиде D). На основе анализа результатов математического моделирования разработаны методика и алгоритм количественной интерпретации высокоамплитудных долговременных аномалий концентрации радона для определения перечисленных выше пространственно-временных характеристик области разрушения и параметров миграции флюида. Предложенная методика была опробована на экспериментальном материале, полученном во французских Альпах вблизи оз. Розеленд. В результате интерпретации определены искомые параметры T, H, V, D и сделан ряд выводов, касающихся природы возникновения высокоамлитудных аномалий концентрации радона, наблюдающихся в рассматриваемом регионе.

Публикации
Беликов В.Т., Шестаков А.Ф Изучение характеристик деструктивных процессов в геосреде с использованием долговременных аномалий концентрации радона.. Дефектоскопия, 2005. №10. С. 93-101.

Архив

Примеры наиболее крупных и ярких прикладных результатов за  2001-2005 гг.

Отчеты и документы

© Институт геофизики им. Ю.П. Булашевича, 2006-2015
Icons by Freepik from www.flaticon.com
 
Яндекс цитирования Яндекс.Метрика