Введение к работе
Актуальность пппблемн. 3 последнее время в геофизике ин-шсивно развивается направление, связанное с количественным зделированием геодинамических проессов разного пространст-знного масштаба, исследуется их взаимодеяствие и взаимообуслов-знпость. Появился ряд глубоких обобщающих работ в этом направший. Достигнутые успехи позволяют говорить о возникновении са-эстоятельного научного направления в науках о Земле - геодина-псе. В настоящее время актуальной становится проблема системати-11ши и углубления ряда аспектов количественного моделирования ^динамических процессов, а также рассмотрения новых задач в ом направлении. В частности, необходимо подробно изучить проб-:му тепломассопереноса в микронеоднородных средах с учетом воз-шінх фазовых переходов и химической неоднородности фаз. иссле-)вать в связи с этим проблемы разрушения твердых тел и генера-ш сигналов акустического излучения. Не менее актуальна задача зучения связи геодинамических процессов в микро и макромас-абах. Данная работа посвящена рассмотрению этих и ряда других :пектов физико-математического моделирования, которые должны ставить количественную основу для познания геодинамических про-іссов.
Цель работы- рассмотрение ряда вопросов количественного ідолироЕания геодинамических процессов, в том числе, изучение юблемы тепломассопереноса в гетерогенной геосреде, с учетом ізможннх фазовых переходов и химической неоднородности фаз, ис-едование разрушения и'метаморфизма горных пород и связанных с им процессов генерации акустического излучения, рассмотрение тросов эволюции распределения упругих напряжений в литосфере его связи с фазовыми взаимопревращениями в геосреде и лреобра-ваниями энергии.
Научная новизна:
Разработана единая модель процессов тепломассопереноса в терогенной геосреде, с учетом фазовых переходов в ней и хими-ской неоднородности фаз.
Исходя из общей постановки задачи о тепломассопереносе в
терогенной среде, построены системы уравнения для описания фи-
трации флюида, с учетом его физико-химического взаимодействия
скелетом породы, фильтрации двухфазных пароводяной и га^оводя-
й смесей, частичного плавления пород и пузырения магм, исследо-
вала общая зональность в протяженных гидротермальных системах.
-
Показано, что положение эффективной границы ядро-мантия которое обуславливается преобразованиями вещества и энергии, і основном определяет напряженное состояние литосферы.
-
Впервые сформулированы условия возникновения конвекции ] Земле, с учетом сжимаемости, химической неоднородности среды ] петрологического фактора, описывающего, в частности, и фазовт переходы.
5. На основе лредложенноя геодинамическоя модели развития пла
неты, рассмотрены геотектонические и геологические следствия
которые позволяют дать физически обоснованную трактовку тектони
ческим процессам.
-
Предложена концепция разрушения твердых тел, рассматри вающая его как фазовыя переход. Полученные результаты согласуются с положениями кинетической теории прочности.
-
Построена физико-математическая модель для описания про цессов акустическоя эмиссии. Получены соотношения, связывавши характеристики сигналов акустического излучения со структурными \
. петрофизическими характеристиками геосреды.
Достоверность научных положения подтверждается тем, чт теоретические количественные исследования основаны на уравнениях , являющихся математическим выражением фундаментальных законо сохранения массы, импульса и энергии, кроме того, в основу используемых физико-математических моделей, положены эмпирически геолого-геофизические факты, а получаемые следствия вполне сог ласуются с экспериментальными данными.
Практическое значение работы. Полученные в работе результа ты могут быть использованы при инженерно-гидрогеологических изы еканиях, количественных рассчетах по нефтегазодобыче и фильтра ции, прогнозе скрытого оруденения и метаморфизма, при разработк принципов и повышения надежности прогноза сейсмической опас ности и сейсморайонировании, интерпретации сигналов акустическо. эмиссии, а также при разработке лекционных курсов по геодинамш
Апробация работы. Основные результаты диссертации докладыва лись на третьем научно-техническом совещании по геотомографи (Свердловск 1991г.), на Всесоюзном совещании "Кольцевые структу ры и морфоструктуры-теоретические и прикладные аспекты (Владивосток 1991 г.). на второй Всесоюзной конференции "Проблем:
1-»
гратифицнрованных течений" (УССР Кансв 1991г.). на втором Все-зюзном симпозиуме "Термодинамика е геологии" (Миасс 1988г.), на тором Всесоюзном совещании "Физико-химическое моделирование в зохимии и петрологии па ЗВМ" (Иркутск 1988г.), на первой Всесою-иоя конференции "Строение и геодинамика земной кори и верхней антии" (Москва i99Up.), на региональной конференции Ттгермия и з применение в региональных и поисково-разЕсдочних исследовани-х" (Свердловск 1989г.), на втором Уральском металлогеническом звсаапии (Свердловск 1991 г.), на четвертой Всесоюзной коле-семинаре "Физические основи прогнозирования разрушения эрных пород" (Ленинград іуу 1 г.), на научных семинарах ИГиГ СО АН. ИГиГ им. А-Н.Заварицкого УрО РАН, Института геофизики УрО АН, Института геохимии СО РАН, Уральского госуниверситета.
Структура работы. Диссертация состоит из введения, трех раз-слев, в первом из которых семь глав, во втором - четыре, е тре-ьем - одна, заключения и списка литературы.
Вопросы, рассматриваемые в работе, обсуждались с Л-Алейниковым, В-Н.Шараповым, М.Я.Алисвским. Ю-А-Аверкиным, . А. Киркинским, А. Н Черепановым, А. Г. Кирдяшкиным, В. И. Сотниковым, .С.Калининым. В.П.Молошагом, Д.Г.Рыбкиным. А.М.Дымкиным, С Сурковым, И-Ф.Тавриным, О.В-Беллавиным. Б. П. Рыжим, К.Трояновым. В.А.КоротееЕЫМ, А.А.Кузнецовым, И.К.Карповым. .С Голубевым-сем им автор выражает сбою благодарность.