Физико-химические аспекты неустойчивости геологической среды

Рубрика: Литология

Результаты мониторинга сейсмической опасности можно разбить на две группы. Первая группа относится к структуре среды и особенностям проявления крупномасштабных разрывов. Вторая группа результатов включает данные об изменчивости параметров среды.

Необходимо выделить блочное строение литосферы и постоянные движения блоков относительно друг друга при сохранении целостности среды. Крупномасштабные разрывы происходят на границах блоков и повторяются в одних и тех же местах с непредсказуемой регулярностью. Уже это исключает прямолинейное лабораторное моделирование сейсмического процесса. Литосфера выше границы Мохоровичича на локальном уровне переходит в трещиноватое состояние и поддерживается в этом состоянии за счет литостатического давления и действия флюида [Николаевсий,1982]. Среда уже на локальном уровне не терпит перенапряжений, следовательно, можно говорить о парадоксе появления крупномасштабных разрывов. Кроме того, при землетрясениях снимается малая часть постоянно поддерживаемой в среде упругой энергии. Это означало, что среда находится в состоянии, близком к предельному [Садовский и др.,1987] и необходимо продолжить поиск процессов, ответственных за формирование крупномасштабных структур разрушения.

Обнаружены, как отмечено уже выше, непрерывные изменения различных параметров среды в сейсмоактивных и асейсмичных регионах. В условиях постоянных градиентов литостатического давления и температуры наблюдаются разномасштабные и несинхронные вариации геофизических и гидрогеохимических полей, представляемые набором гармоник с периодами от часов - суток до многих лет. Это отражает соответствующие изменения объемно-напряженного состояния (ОНС) среды. Кроме этого, на основе данных о фокальных механизмах показана значительная неоднородность полей локальных напряжений, описываемая в том числе случайными направлениями [Динамические..,1994; Лукк и др.,1996].

Не находят в рамках лабораторных представлений сейсмического процесса объяснения ряда других фактов. Краткосрочные признаки землетрясений в среднем "наблюдали" на большем расстоянии от эпи- центральной зоны, чем среднесрочные. Возмущения различных полей были нечувствительны к акту землетрясения. Возмущения различных полей, контролируемые в одной локальной зоне, противоречили друг другу, т.е., не соответствовали в данный момент только деформации сжатия или расширения. Вариации объемного деформирования, с которыми связываются подготовка сильных землетрясений, лежат в сейсмоактивных и асейсмичных зонах в пределах одного порядка, а плотность потока энергии слабых землетрясений в этих зонах различается на три порядка [Динамические..,1994; Соболев,1993; Невский и др.,1994].

Учет предельной энергонасыщенности среды, а также непрерывной и разномасштабной изменчивости ее параметров на первый план выдвигают вопросы физики вариаций ОНС среды вблизи предельного уровня и процессов формирования в трещиноватых межблоковых зонах крупномасштабных структур разрушения (КСР), которые не могут быть объяснены с учетом метаморфизма и медленных тектонических движений. При этом не существует проблемы накопления предельных напряжений в больших объемах.

Непрерывные изменения параметров геологической среды в блоковых и граничных структурах, отражающие изменения ОНС, свидетельствуют о непрерывной дополнительной накачке ее небольшой упругой энергией, изменяющейся во времени. Такие вариации ОНС могут быть связаны с периодическим изменением объемов (объемов кристаллических структур) различных элементов среды. Поэтому действующий фактор должен иметь планетарный характер. Речь идет о планетарной дегазации Земли [Войтов,2002; Маракушев,1999; Осика, 1981] и, конкретно, о последствиях взаимодействия восходящих потоков легких газов (водород, гелий) с твердой фазой литосферы и экзогенными реакциями различных газов между собой в порах, трещинах и флюидных потоках. Основанием для этого являются лабораторные данные по эффектам взаимодействия легких газов с горными материалами и известные тепловые эффекты, связанные с экзогенными реакциями водорода с другими газами.

Комментарии

Авторизуйтесь или зарегистрируйтесь чтобы оставить комментарий.