Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Изучение вариаций электротеллурического поля и электросопротивления горных пород в Ашхабадском сейсмоактивном районе Жуков Виталий Семенович

Изучение вариаций электротеллурического поля и электросопротивления горных пород в Ашхабадском сейсмоактивном районе
<
Изучение вариаций электротеллурического поля и электросопротивления горных пород в Ашхабадском сейсмоактивном районе Изучение вариаций электротеллурического поля и электросопротивления горных пород в Ашхабадском сейсмоактивном районе Изучение вариаций электротеллурического поля и электросопротивления горных пород в Ашхабадском сейсмоактивном районе Изучение вариаций электротеллурического поля и электросопротивления горных пород в Ашхабадском сейсмоактивном районе Изучение вариаций электротеллурического поля и электросопротивления горных пород в Ашхабадском сейсмоактивном районе Изучение вариаций электротеллурического поля и электросопротивления горных пород в Ашхабадском сейсмоактивном районе Изучение вариаций электротеллурического поля и электросопротивления горных пород в Ашхабадском сейсмоактивном районе
>

Данный автореферат диссертации должен поступить в библиотеки в ближайшее время
Уведомить о поступлении

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - 240 руб., доставка 1-3 часа, с 10-19 (Московское время), кроме воскресенья

Жуков Виталий Семенович. Изучение вариаций электротеллурического поля и электросопротивления горных пород в Ашхабадском сейсмоактивном районе : ил РГБ ОД 61:85-1/1933

Содержание к диссертации

Введение

Глава I. Состояние изученности аномальных электрических явлений перед землетрясениями II

1. Изменения электросопротивления и электротеллурического поля,как предвестники землетрясений .II

2. О механизме изменения электрических характеристик горных пород при деформации и разрушении 16

3. Основные задачи исследований 20

Глава II. Сейсмологическая и геофизическая обстановка района работ ..

1. Сейсмологические и тектонофизические условия 22

2. Гидрогеология и стратиграфия 29

3. Геоэлектрический разрез 31

Глава III. Лабораторные исследования электрических характеристик образцов горных пород .

1. Результаты петрографического "анализа ..34

2. Влияние одноосного сжатия при атмосферных условиях на электросопротивление образцов 38

3. Влияние одноосной нагрузки при всестороннем сжатии и поровом давлении на электросопротивление образцов Ц5

4. Механоэлектрические явления при одноосном сжатии 53

Глава ІV. Методика и результаты исследований вариаций электросопротивления горных пород во времени

1. Физические основы метода скважинных переходных сопротивлений (СПС) 65

2. Аппаратура и методика полевых работ методом СПС 67

3. Результаты полевых наблюдений 73

4. Возможные причины возникновения вариаций о горных пород 81

Глава V. Методика и результаты исследований вариаций электротеллурического поля во времени .

1. Аппаратура и методика полевых работ 87

2. Результаты съемки ЕП в районе станции "Ашхабад".. 92

3. Результаты полевых исследований ...І.. 98

4. О природе вариаций электротеллурического поля 108

Глава VІ. Анализ вариаций электротеллурического поля и электросопротивления горных пород и их связь с сейсмичностью .

1. Формализованный анализ временного распределения ЭТП.121

2. О возможной связи аномалий ЭТП с эффектами дисло кационной и диффузионной природы 134

3. Связь электротеллурических потенциалов с движением подземных вод 138

4. Связь вариаций ЭТП с изменениями пространственной структуры электропроводности 152

5. О природе вариаций электросопротивления горных пород в зонах активных разломов . 158

Заключение 168

Список использованной литературы

Введение к работе

Изучение процессов,происходящих в Земле при подготовке землетрясений « одна из основных и сложных проблем современной геофизики. Эта проблема решается на основе комплексного изучения геологических явлений и физических процессов,протекающих в земной коре. .Б числе геофизических методов,используемых для решения данной проблемы,находятся и электрометрические методы,которые зарекомендовали себяіКак перспективные для прогноза землетрясений в таких сейсмоактивных районах Советского Союза, как Памир, Камчатка,Кавказ.

Среди различных аномальных явлений,предшествующих землетрясениям неоднократно отмечались изменения электромагнитного поля Земли и электросопротивления горных пород. На Камчатке были обнаружены бухтообразные искажения естественного электрического поля и проводился пробный краткосрочный прогноз землетрясений. Природа возникновения аномальных вариаций электротеллурического поля ( ЭТП ) многими исследователями связывается либо с пьезоэлектрическим эффектом,либо с проявлениями движения заряженных дислокаций - эффект Степанова. Высказывалась также мысль, что возможно возникновение потенциалов электрокинетической природы при изменениях порового давления и тектонических напряжений.Факты аномальных изменений электросопротивления пород до 20 - 30% перед землетрясениями были отмечены в Гарме,Японии,Китае и т.д. Их природа многими исследователями связывается либо с перераспределением поровой жидкости,либо с изменениями структуры породы. Но почти все имеющиеся факты аномалий ЗГП и электросопротивления пород перед землетрясениями были получены в районах, где широко развиты высокоомные кварцесодержащие магматические и метаморфические породы и практически не проводилось исследований в районах с мощным чехлом осадочных пород.

Юг Туркмении - один из наиболее сейсмоактивных районов СССР, расположен в зоне 8-9 балльной сотрясаемости. На его территории произошли сильнейшие землетрясения: Красноводское 1895 года с М=8,3, Кучанские М=6,0 и М=6,7 (1895 г. и 1893 г.),Гер-мабское М=7,2 (1929 г.),Казанджикское М=7,0 (1946 г»), разрушительное Ашхабадское М=7,3 (1948 г.). Б сейсмоопасной зоне находятся густонаселенные районы,промышленные города республики,в том числе и столица Туркмении - Ашхабад» Этим определяется особая народнохозяйственная важность исследований. Ашхабадский сейсмоактивный район расположен на территории Копетдагского сейсмоактивного региона,который включает в себя Копетдаг и Предкопетдагский прогиб. Копетдаг - молодое складчатое сооружение альпийского .складчатого пояса. Предкопетдагский прогиб с тектонической точки зрения представляет собой зону сочленения Копетдага и Ту-ранской плиты. Копетдаг и прогиб разделяет Передовой глубинный разлом. Следует отметить, что одной из главных особенностей Ашхабадского сейсмоактивного района является то, что верхняя часть земной коры сложена мощной толщей осадочных отложений,представленных в основном карбонатными породами. Исходя из этого очевидна актуальность проведения на территории Ашхабадского сейсмоактивного района научно-исследовательских работ по изучению процессов подготовки землетрясений и разработке методов их прогноза,

Работа посвящена изучению методами электрометрии физических процессов, происходящих в условиях Ашхабадского сейсмоактивного района. Приводятся оценки возможных электрических явлений и процессов при подготовке землетрясений, а также фоновых процессов, в конкретных геологических и сейсмотектонических условиях Юга Туркмении.

Целы работы - исследование методами электрометрии физических процессов и явлений, происходящих Б земной коре Ашхабадского сейсмоактивного района при подготовке землетрясений.

Основные задачи исследований:

1. Анализ и определение геологических, тектонофизических и геоэлектрических особенностей Ашхабадского сейсмоактивного района в связи с организацией электрометрических наблюдений.

2. Лабораторное изучение электрических параметров образцов горных пород района исследований при сложном напряженном состоянии.

3. Разработка методики, выбор и заложение пунктов, организация регулярных электрометрических наблюдений с учетом конкретных условий района исследований.

4. Изучение природы и структуры временных вариаций электротеллурического поля и электросопротивления горных пород и связь их с сейсмичностью.

5. Оценка информативности и перспективности электрометрических методов (ЭТП и СПС) в комплексе с другими геофизическими методами для прогноза сильных землетрясений на юге Туркмении.

Научная новизна проведенных исследований заключается в следующем. В диссертации впервые исследованы проблемы связанные с теоретическим: и экспериментальным изучением структуры и природы вариаций электротеллурического поля и электросопро -7 тивления горных пород в условиях развития мощного осадочного чехла. Показаны возможности практического использования резуль татов электрометрических исследований для изучения физических процессов, происходящих в земной коре при подготовке землетрясений с учетом конкретных геолого-геофизических условий Ашхабадского сейсмоактивного региона. Получены следующие конкретные результаты.

1) Б лабораторных условиях впервые изучались электрические параметры образцов горных пород Ашхабадского полигона при сложном напряденном состоянии. Отмечены значительные знакопеременные вариации электросопротивления и электрического поля образцов при одноосном сжатии,возможно, обусловленные деформацией и разрушением образцов.

2) Впервые предложен, физически обоснован и опробован новый метод измерения сопротивления горных пород (метод СПС), основанный на измерении сопротивления заземления нескольких стержневых электродов, в качестве которых используются обсадные колонны глубоких скважин. Показано, что вариации СПС, могут быть включены в прогностический комплекс геофизических параметров.

3) В результате анализа установлено, что главными причинами аномалий ЭТИ в условиях мощного осадочного чехла Ашхабадского сейсмоактивного района являются: а)перераспределение жидкости в зонах разломов; б) трещинообразование при деформации и разрушении горных пород, которые обусловлены изменениями сейсмотектонического режима региона.

4) На основе сопоставления вариаций ЭТИ,СПС и J3 . горных пород с некоторыми геофизический параметрами предложен

-8 вариант комплексной интерпретации данных различных методов в период подготовки конкретных сейсмических событий»

5) Впервые показана информативность и перспективность электрометрических исследований в условиях мощного осадочного чехла Ашхабадского сейсмоактивного района при изучении физических процессов происходящих в земной коре при подготовке землетрясений»

Защищается совокупность методических разработок и результаты электрометрических исследований, включающие в себя:

I. Разработку и опробование нового метода измерения электросопротивления горных пород, основанного на измерении сопротивления заземления нескольких стержневых электродов, в качестве которых используются обсадные колонны, глубоких скважин пробуренных в различных горных породах.

2, Результаты теоретических и экспериментальных (полевых и лабораторных) исследований структуры и природы вариаций естественного электрического поля и электросопротивления горных пород в условиях мощного осадочного чехла,показывающие, что основными причинами аномальных вариаций являются: а)пере-распределение (фильтрация) поровой жидкости в зонах тектонических разломов, б)трещинообразование при деформации и разрушении горных пород; которые ,в свою очередь,обусловлены изменениями тектонических напряжений,

Результаты исследований,показывающие информативность и перспективность электрометрических методов в комплексе с другими методами при изучении физических процессов,происхо-дящих в условиях мощного осадочного чехла Ашхабадской сейсмоактивной зоны при подготовке землетрясений.

Диссертация состоит из Введения, шести глав и Заключения, рисунков, 5 таблиц, и /32 страниц текста.

В первой главе кратко описывается состояние изученности электрических явлений перед землетрясениями. Описываются аномальные изменения электросопротивления горных пород и электротеллурического поля и возможные причины их возникновения. С учетом изученности вопроса формулируются основные задачи, стоявшие перед автором.

Во второй главе освещаются основные сейсмологические, тек-тонофизические и гидрогеологические условия района работ. В ней приводятся сведения по стратиграфии и геоэлектрический разрез, необходимые для выбора правильной методики проведения электрометрических наблюдений и интерпретации результатов исследований.

Третья глава посвящена лабораторным исследованиям электрических параметров на образцах горных пород Ашхабадского геодинамического полигона. В ней приводятся данные о петрографическом составе образцов, описываются методика проведения и результаты лабораторных экспериментов при различном напряженном состоянии образцов. Оцениваются возможные величины аномальных изменений электросопротивления и электрического поля образцов при их деформации и разрушении.

В четвертой главе рассматриваются методика и результаты полевых работ по измерению электросопротивления горных пород. В ней приводится физическое обоснование метода скважинных переходных сопротивлений (QIC), методика проведения полевых работ и основные результаты. Рассматриваются возможные причины возникновения аномальных вариаций сопротивления горных по -10 род и даются их оценки.

Пятая глава посвящена методу электротеллурических потенциалов (ЭГП). Описывается методика проведения полевых работ с учетом особенностей района исследований. Приводятся основные результаты наблюдений. Рассматриваются возможные причины возникновения аномальных вариаций ЭТП и даются их оценки.Описываются методика проведения и результаты съемки естественного электрического поля в районе станции ЭТП "Ашхабад".

В шестой главе приводится анализ наблюденных вариаций электрических полей и их связь с сейсмичностью и другими геофизическими полями.Описывается методика и результаты обработки полевого материала на ЭБМ. Б Заключении приводятся основные результаты проведенных работ и выводы.

Работа выполнена в ; лабораториях сейсмотектоники (1977-1978) и режимных геоэлектрических исследований (1979-1983) Института Сейсмологии АН ТССР. Лабораторные исследования проводились на базе лаборатории 703 Института Физики Земли АН СССР. Автор искренне благодарен доктору физико-математических наук Соболеву Г.А.»и кандидату геолого-минералогических наук Лыкову В.И. за постановку задачи и руководство работой, кандидату физико-математических наук Авагимову А.А., за постоянную помощь и поддержку, способствовавшие успешному выполнению работы, кандидату, технических наук Курбанову М.К., и кандидату физико-математических наук Барсукову О.М. за постоянный интерес к работе. 

Автор благодарен начальнику полевого отряда Сухомлину В.Ф. за помощь при проведении полевых работ, а также кандидату технических наук З.И.Стаховской за представление установки высокого давления для проведения лабораторных экспериментов. 

О механизме изменения электрических характеристик горных пород при деформации и разрушении

Электрические свойства пород изменяются под действием циклов тектонического сжатия и разгрузки и изменение этих свойств может указывать на изменение напряженного состояния и деформации пород. Могут возникать следующие явления: 1. Вариации электросопротивления. 2. Излучение электрических полей за счет пьезоэффекта горных пород. 3. Электрокинетические ПОЛЯ. 4. Другие механоэлектрияеские явления,

У.Ямазаки / 117,118 / и Т.Рикитаки / 80,115 / полагают, что зарегистрированные высокочувствительным вариометром скачки сопротивления,связанные с землетрясениями,вызваны скачками деформации и вариометр сопротивления в состоянии обнаружить -9 изменения деформации порядка 10 . Вполне возможно, что изменения сопротивления отражают образование медленно развивающейся крипоподобной подвижки непосредственно перед динамическим разрывом в земной коре.

Наблюдаемые изменения электропроводности горных пород в десятки процентов перед землетрясениями могут быть объяснены с учетом наличия проводящей жидкости в порах и трещинах пород. Точки зрения о перераспределении поровой жидкости в СВЯЗИ С землетрясениями,придерживается ряд исследователей / 4,9-11,30, 7//. О.М.Барсуков / 9 / предлагает объяснение вариаций электропроводности пород привносом жидкости или увеличением поро-вого давления на глубине. Наибольшие изменения электропроводности пород от количества насыщающей жидкости отмечались при малых значениях коаффициента водонасыщения Kg =0,01-0,5$. При Kg 1-5% изменения Kg слабо влияют на величину электропроводности горных пород /4,93 /.

Проводившиеся многими исследователями лабораторное эксперименты показали, что электропроводность горных пород может значительно увеличиваться при нагружении образцов и их деформировании.Это связывается с изменением структуры породы: изменением извилистости и площади поперечного сечения токопроводя-щих каналов / 4 /. При одноосном сжатии уменьшение сопротивления обуславливается улучшением контактов между зернами и образованием новых,более коротких, токопроводящих каналов / 59,71 /. При деформации и разрушении горных пород большую роль играет давление поровой жидкости.Его увеличение облегчает разрушение пород и снижает электросопр-о-тивление пород / 4,25 /.Некоторыми исследователями / 18,94 / приводятся данные о скачкообразном изменении сопротивления в момент образования отдельных микротрещин в образце. В момент разрушения происходит импуль-сное изменение сопротивления,вызываемое,вероятно,электромагнитным полем трибо- и пьезоэлектрических явлений / 18 /.Подоб -І6 ную природу имеют,возможно,скачки сопротивления перед землетрясениями / 105,117,118 /. Сопротивление образцов магматических пород в процессе нагружения падает почти на порядок и ворастает после разрушения на порядок,а иногда и более,по сравнению с началом опыта / 18 /

Рядом исследователей в лабораторных условиях изучались электрические эффекты при образовании трещин /42,71 /.Возникающий при этом электрический разряд состоит из низкочастотной составляющей,обусловленной подготовкой разрушения образца в целом,и высокочастотной .связанной с движением дислокаций в отдельных блоках - эффект Степанова. На модельном материале Г.А.Соболев, З.И.Стаховская, А.В.Кольцов / 89,116 / исследовали процессы подготовки внутреннего разрушения при двухосном сжатии. Они установили,что аномальные изменения электрического потенциала граней образца,продольная деформация и вариации скорости ультразвуковых волн вызваны ускорением процесса микро Р трещинообразования,стягиванием его в узкие зоны и разг жением боковых участков.

Лабораторные эксперименты Г.И.Шевцова /85,97 / показали, что при деформации и разрушении полевых шпатов возникают как положительные,так и отрицательные заряды плотностью от 10 до 10 Кл/см . Причиной их появления является движение заряженных краевых дислокаций. Вследствие распространенности полевых шпатов в породах можно ожидать генерации заряда на по —9 / 2 верхности Земли плотностью порядка 10 Кл/ м при подготовке землетрясения магнитуды 5.

Гидрогеология и стратиграфия

Приводившиеся различными исследователями / 58-60,71,74-76 / опыты по одноосному сжатию при атмосферных условиях показали, что сопротивление пород вначале нагружения уменьшается,а затем возрастает. Падение в начальной стадии обуславливается улучшением контактов между зернами и образованием новых,более, коротких водных токопроводящих каналов.

Кратко опишем методику проводившихся нами опытов, Одноосное сжатие создавалось ступенями,при помощи винтового или гидравлического прессов. Исследования проводились на образцах с различной влажностью: сухие С образцы №6,17),комнатно влажн ные (№18,20), влагонасыщенные (№№2,4,6,7,15). Электросопротивление образцов измерялось 4-х электродной установкой на переменном токе f =1000 Гц (обр.№№2,4,6,7) и на постоянном с переключением полярности (обр.№№15,18,20). На образцах №№2,4, 6,7,18-20 питающие электроды пр ик лады вал ись[с торцов образца (АБ=50мм), а приемные электроды располагались на боковой поверхности образца (Ш =10-20 мм). Образцы высушивались при температуре 95-Ю0С под вакуумом до постоянного веса, а затем при необходимости насыщялись Еодопроводной водой (состав указан в таблице 3 )- также под вакуумом до постоянного веса. Сухие и влагонасыщенные образцы покрывались клеем для изоляции их от атмосферы. На образцах №№15 и 17 для измерения разности электрических потенциалов,возникающих в образце,и изменений электросопротивления применялись неполяризующиеся хлор-серебряные электроды типа ЗВЛ-І. Контакт электрод-образец создавался путем прокалывания клеевой пленки,затем прикладывали электрод к образцу и вновь изолировали клеем. Для улучшения контакта электрод-образец и обеспечения его стабильности использовали желе-образный гель,приготовленный на растворе КС . Этот гель служил переходом между образцом и электродом. Схема расположения электродов показана на рисунках 13,14. Образцы Ш 15 и 17 сжимали одноосной нагрузкой на гидравлическом прессе ступенями. Во время каждой ступени нагружения проводили не менее 2-3 измерений электросопротивления при помощи 4-х электродной установки на малом постоянном токе. Разброс значений р в пределах одной ступени нагружения не превышал - 2-Ъ%. Использовавшиеся /для измерения приборы позволяли проводить измерения с точностью - до 1%. Во время экспериментов регистрировалась продольная деформация образца и прикладываемое осевое усилие.

Исходя из данных,полученных в результате лабораторных экспериментов, можно сделать следующие выводы.

Сопротивление комнатно-влажных образцов под действием одноосной нагрузки вначале снижается на 5-15$ (рис.5), примерно до нагрузки,равной половине от разрушающей,а затем начинает возрастать, иногда довольно значительно - до 210$ (рис.5).

Сопротивление водонасыщенных образцов сложным образом зависит от одноосного сжатия. В начале нагружения оно снижается,достигая минимума при нагрузке равной примерно половине от разрушающей (рис. б,16), а затем сопротивление растет, и при нагрузке около 0,7-0,8 - от разрушающей начинает вновь снижаться. Падение продолжается вплоть до разрушения. Иногда перед самым разрушением отмечаются резкие изменения электросопротивления в обе стороны (рис.6,16).

Во влагонасыщенных породах ионная проводимость водных т распоров превалирует над полупроводниковой проводимостью скелета / 93 / и, поэтому,основное влияние на величину электросопротивления будет оказывать изменение структуры породы, ее ионопроводящих каналов.

Во время возрастания одноосной нагрузки зачастую наблюдается снижение сопротивления сухих образцов иногда вгготь до самого разрушения (рис.15, обр.17), происходящее иногда резкими скачками до 4-5$ В сухих породах преобладает проводимость скелета по отношению к ионной проводимости водных растворов / 93 / и уменьшение .сопротивления при увеличении осевой нагрузки (рис.15), возможно, обуславливается улучшением контактов между отдельными зернами,а также закрытием трещин. Перед самым разрушением образующиеся трещины отрыва могут резко увеличивать электросопротивление.

В первоначальной стадии нагружения происходит закрытие существовавших в образце трещин и образование новых токопрово-дящих каналов,обуславливающее снижение электросопротивления (рис.5,16). После увеличения нагрузки,и достижения половины и более от разрушающей нагрузки,в некоторых областях образцов происходит разрушение или перекрытие части водных токопроводя-щих каналов,увеличение их извилистости,уменьшение сечения /76 /, что приводит к увеличению сопротивления.

Влияние одноосного сжатия при атмосферных условиях на электросопротивление образцов

Диаметр цилиндров 73 мм, высота 70 мм. Для создания внутри образца зоны концентрации напряжений и разрушения было просверлено пять отверстий диаметром 3 мм на глубину 40 мм, 4 отверстия с одной стороны в вершинах прямоугольника,диагонали которого равны 18 мм и пересекаются в центре грани образца и одно отверстие - в центре противоположной грани образца (рис.13,14). Осевое сжатие создавалось вдоль оси цилиндра гидравлическим прессом. Б этом же направлении измерялось продольная деформация образцов. начале процесса нагружения сухого образца (обр.17) электрические потенциалы на его поверхности изменялись плавно и монотонно (рис.15), причем разность потенциалов ( И 8-5) в направлении,перпендикулярном осевому напряжению С{ практически не изменяется.При достижении нагрузки равной примерно половине от разрушающей произошло резкое увеличение разности потенциалов 8-6 8-7 на -45 мБ по направлениям,проходящим через центральную часть образца и всего на 5 мБ - для р_5 Синхронно со скачком разности потенциалов произошел и скачок сопротивления - оно уменьшилось по всем направлениям причем максимальное уменьшение было по направлению 6-6 -Л О =5$, ми-нимальное -APg s =2$ (рис.15). Повышенное значение разности потенциалов LLQC И 11 Q_y сохранилось в течении 35-40 мин при увеличении осевого напряжения с 64,6 МПа до 70,5 МПа.

Затем вновь отмечен скачок потенциалов,теперь противоположного знака; амплитуда его достигает 90-95 мВ(" ос, " g_y)» Это значение разности потенциалов сохранялось в течение около 15 мин, а затем изменилось: U ос Е положительную сторону; IL сп в отрицательную,Е то время как напряжение осевого сжатия не изменялось. Синхронно со вторым скачком разности потенциалов произошло и скачкообразное изменение сопротивления образца: в направлениях 8-7 и 8-6 - на 5-2$. В направлении 8-5 в это время изменений не отмечено.

Дальнейшее увеличение ОСЄЕОГО сжатия не изменило характера поведения разности потенциалов. Лишь при достижении напряжения осевого сжатия 94 МПа ЕНОЕЬ происходят резкие изменения потенциалов: "ос уменьшается на 43 мВ,а U g „ на 68 мЕ и оба приближаются к нулевому значению. L1 „ при этом не испытывает заметных изменений и продолжает монотонно уменьшаться впли р„7 монотонно увеличивались, a U ос вначале выросло, а затем от G =0,5бр менялось очень мало вплоть до разрушения образца.

Отмечена тенденция « g_y (рис. 17) и g_7 8-6 (рис, 15) возврата к исходному значению перед разрушением образца. Бо время подобного эксперимента на водонасыщенном образце № 15 (рис.16) столь значительных и резких изменений электри и ческих потенциаловУсопротивления не наблюдалось. Однако на последней стадии нагружения при нагрузках о 0,8бр отмечались нарушения монотонности и другие изменения электрических потенциалов по всем парам электродов. Электросопротивление влагона-сыщеиного образца по всем направлениям,кроме 8-2, в общем снижалось. По направлению 8-2, отвечающему за сопротивление в центральной части образца, отмечали рост сопротивления на 300$ от начала нагружения до момента разрушения образца. При нагрузке G 0,8@р начались знакопеременные вариации сопротивления почти по всем направлениям (8-2,8-7,8-3,8-4) и возросла скорость уменьшения сопротивления по направлениям 8-10,8-5.

Во время экспериментов на образцах 17 и 15 происходило хрупкое разрушение. При отом возникали в основном трещины отрыва вдоль вертикальной оси образца и под углом 25-30 к вертикальной оси (параллельно диагонали образца) (рис. 18). Некоторые трещины оказались заполненными мелким раздробленным материалом толщиной 1-2 мм. Нижняя часть образца в конце экспериментов оставалась более сохранной,менее нарушенной. оть до конца эксперимента.

Аппаратура и методика полевых работ методом СПС

На станции ЭТО "Ашхабад" с конца марта 1978 года произво т дится регистрация элекфотеллурических потенциалов. Фрагменты среднесуточных значений ЭТП по основным компонентам представлены на рисунках 30-32 . Рассматривая графики можно выделить следующие интересные моменты. В конце мая-начале июня 1978 г. практически по всем компонентам отмечена повышенная дисперсия - разброс значений на фоне бухтообразной вариации амплитудой 10-15 мВ и длительностью примерно 25 суток. На ее завершении произошло землетрясение 14.06.78 г К413-14 на удалении 195 км. Затем можно выделить одновременные по всем компонентам изменения в середине августа и в начале сентября и резкий всплеск 20-22 октября (рис.ЗО). В тот же период произошли сейсмические события: 7.09.1978 г. (К=И и К=П-12 А =35 км); 16.09.1978 г. (М=7,4 А =535 км); 23.10.1978 г. (К=8 А=15 км).

С середины ноября 1978 г. отмечалось изменение, вначале плавное,а затем - в конце января 1979 г. уже резкое,по компонентам BJ3J и ВуЮт , которое сменилось возвратом к исходному уровню во второй половине марта. Во время этой бухтообразной вариации произошли землетрясения: 16.01.1979 г. (K=I5 А =445 км); 24.02.1979 г. (K=I3 А =75 км). А после ее завершения землетрясение 16.04.1979 г. (K=I3 А =90 км). Отмечено также бухтообразное изменение амплитудой до 15-20 мВ, по компоненте Ю2С2 и ступенеобразное по компоненте В232 25 января - 20 февраля 1979 г (рис.ЗО).

В дальнейшем, с апреля 1979 г по май 1980 г. наблюдался спокойный ход всех измерявшихся компоне\т электротеллурического поля. По техническим причинам не проводились измерения с конца сентября по начало ноября, а 6.10.1979 г. произошло землетрясение К=13 ( А =105 км). В конце мая-начале июня и в начале сентября 1980 г. вновь отмечены бухтообразные изменения,но уже малой амплитуды - 5-Ю мВ (рис.31). В дальнейшем спокойный ход графиков был нарушен в марте 1981 г. аномалией амплитудой до 20 мВ (рис.31) и длительностью около 10 дней,25 марта по светодальномерным данным отмечена крипообразная "подвижка" по Харварскому разлому (рис. 2 в). Затем, в конце марта 1Э82 г. произошел всплеск амплитудой до 15-20 мВ, но только по одной компоненте - ВтЮт (рис.32).

А в начале февраля 1982 г. отмечен всплеск около 10 мВ уже по двум компонентам - ВтЗт и ВтЮт (рис.32). В конце февраля - 21 и 25 числа - произошли землетрясения K=I0, K=XI А =20 -25 км.

С конца марта 1981 г. по техническим причинам остались в работе только три электрода - BJ,3J и Юр а в июне 1982 г. были вновь запущены в работу электрод Су и новые электроды - Со,Юо, Во, Зо. Период совместной работы трех параллельных линий каждого из направлений - СЮ и ВЗ показал, что на компонентах ЭТП, связанных с электродами Ют и Зу отмечены знакопеременные вариации - имелись изменения по компонентам СтЮр СуЗу, ВуЗу,ВтЮу, в то время как по компонентам СоЮо, BU3o вариаций практически не отмечено (рис.32). Возможно это связано с влиянием зоны разлома, в которой установлены электроды Юу и Зт (рис.26). Наиболее значительные изменения отмечены с конца декабря по конец февраля по компонентам CJ3J и Bj3p Завершение длительного тренда по компонентам CJIOJ, B-j-Ют и ВоЗо произошло во второй половине февраля. Можно предположить наличие зависимости этих процессов и режима деформирования зоны разломов в связи с завершением подготовки землетрясений 14 и 15 марта 1983 г. К=І4 в Кумдаге.

Кратко опишем временной ход среднесуточных значений ЭТП станции "Коу Ата" в сопоставлении с сейсмичностью.

В июне Ш80 г - январе 1981 г. на графиках среднесуточных, значений прослеживается влияние какого-то процесса, возможно это процесс устаиЕания электродов. Разность потенциалов по компонентам ВтЗр СтВр ВтЮт и СтЮт изменялась почши линейно с наложением отдельных вариаций (рис.33). Первое возмущение произошло 19-28 июля одновременно по всем измерявшимся компонентам ЩИ, но различной амплитуды и формы возмущения. Если снять общий долговременный тренд, то это возмущение можно, представить в виде бухтообразной вариации с резким началом и более плавным спадом. Отметим, что это возмущение совпадает по времени с близким слабым землетрясением 21.07. 80 К=9, которое произошло на удалении Л =15 км от станции "Коу-Ата". Отмечается сходство данной аномалии с имевшей место на ст. "Ашхабад" в октябре 1978 г. перед близким ( Д =10-15 км) слабым (К=8) землетрясением 23.10.1978 г.

Похожие диссертации на Изучение вариаций электротеллурического поля и электросопротивления горных пород в Ашхабадском сейсмоактивном районе