Лаборатория
МАТЕМАТИЧЕСКОЙ ГЕОФИЗИКИ
Института геофизики им. Ю.П. Булашевича УрО РАН
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.
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.
Методика учитывает статистические различия влияний вариаций температуропроводности пород и других факторов неклиматической природы на результаты интерпретации и включает:
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:
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.
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.)
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.
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.
Примеры наиболее крупных и ярких прикладных результатов за 2001-2005 гг.