Зміни пружних характеристик гірських порід від мінерального складу, високого тиску і температури
Досліджено вплив мінерального складу, структурно-текстурних особливостей на пружні властивості порід Українського щита при дії на них різного тиску і температур. Отримані статистично обґрунтовані кореляційні залежності швидкості розповсюдження повздовжніх і поперечних хвиль від мінерального ск...
Збережено в:
| Дата: | 2011 |
|---|---|
| Автори: | , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Ukrainian |
| Опубліковано: |
2011
|
| Онлайн доступ: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/59489 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Зміни пружних характеристик гірських порід від мінерального складу, високого тиску і температури / О.Є. Карнаухова, В.О. Корчін // Геодинаміка. — 2011. — № 2 (11). — С. 104-106. — Бібліогр.: 4 назв. — укр. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
irk-123456789-59489 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
irk-123456789-594892014-04-09T03:01:54Z Зміни пружних характеристик гірських порід від мінерального складу, високого тиску і температури Карнаухова, О.Є. Корчін, В.О. Досліджено вплив мінерального складу, структурно-текстурних особливостей на пружні властивості порід Українського щита при дії на них різного тиску і температур. Отримані статистично обґрунтовані кореляційні залежності швидкості розповсюдження повздовжніх і поперечних хвиль від мінерального складу на різних глибинах. Исследовано влияние минерального состава, структурно-текстурных особенностей на упругие свойства пород Украинского щита при различном давлении и температурах. Получены статистически обоснованные корреляционные зависимости cкорости распространения продольных и поперечных волн от минерального состава на разных глубинах. Исследовано влияние минерального состава, структурно-текстурных особенностей на упругие свойства пород Украинского щита при различном давлении и температурах. Получены статистически обоснованные корреляционные зависимости cкорости распространения продольных и поперечных волн от минерального состава на разных глубинах. 2011 Article Зміни пружних характеристик гірських порід від мінерального складу, високого тиску і температури / О.Є. Карнаухова, В.О. Корчін // Геодинаміка. — 2011. — № 2 (11). — С. 104-106. — Бібліогр.: 4 назв. — укр. http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/59489 552.1:53 uk |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Ukrainian |
| description |
Досліджено вплив мінерального складу, структурно-текстурних особливостей на пружні властивості
порід Українського щита при дії на них різного тиску і температур. Отримані статистично обґрунтовані
кореляційні залежності швидкості розповсюдження повздовжніх і поперечних хвиль від мінерального
складу на різних глибинах. |
| format |
Article |
| author |
Карнаухова, О.Є. Корчін, В.О. |
| spellingShingle |
Карнаухова, О.Є. Корчін, В.О. Зміни пружних характеристик гірських порід від мінерального складу, високого тиску і температури |
| author_facet |
Карнаухова, О.Є. Корчін, В.О. |
| author_sort |
Карнаухова, О.Є. |
| title |
Зміни пружних характеристик гірських порід від мінерального складу, високого тиску і температури |
| title_short |
Зміни пружних характеристик гірських порід від мінерального складу, високого тиску і температури |
| title_full |
Зміни пружних характеристик гірських порід від мінерального складу, високого тиску і температури |
| title_fullStr |
Зміни пружних характеристик гірських порід від мінерального складу, високого тиску і температури |
| title_full_unstemmed |
Зміни пружних характеристик гірських порід від мінерального складу, високого тиску і температури |
| title_sort |
зміни пружних характеристик гірських порід від мінерального складу, високого тиску і температури |
| publishDate |
2011 |
| url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/59489 |
| citation_txt |
Зміни пружних характеристик гірських порід від мінерального складу, високого тиску і температури / О.Є. Карнаухова, В.О. Корчін // Геодинаміка. — 2011. — № 2 (11). — С. 104-106. — Бібліогр.: 4 назв. — укр. |
| work_keys_str_mv |
AT karnauhovaoê zmínipružnihharakteristikgírsʹkihporídvídmíneralʹnogoskladuvisokogotiskuítemperaturi AT korčínvo zmínipružnihharakteristikgírsʹkihporídvídmíneralʹnogoskladuvisokogotiskuítemperaturi |
| first_indexed |
2025-07-05T10:41:51Z |
| last_indexed |
2025-07-05T10:41:51Z |
| _version_ |
1836803279230599168 |
| fulltext |
Геодинаміка 2(11)/2011
Карнаухова О.Є., Корчін В.О., 2011
УДК 552.1:53 О.Є. Карнаухова, В.О.Корчін
ЗМІНИ ПРУЖНИХ ХАРАКТЕРИСТИК ГІРСЬКИХ ПОРІД ВІД
МІНЕРАЛЬНОГО СКЛАДУ, ВИСОКОГО ТИСКУ І ТЕМПЕРАТУРИ
Досліджено вплив мінерального складу, структурно-текстурних особливостей на пружні властивості
порід Українського щита при дії на них різного тиску і температур. Отримані статистично обґрунтовані
кореляційні залежності швидкості розповсюдження повздовжніх і поперечних хвиль від мінерального
складу на різних глибинах.
Ключові слова: мінеральний склад; швидкості розповсюдження повздовжніх і поперечних хвиль;
високий тиск і температура.
За атмосферних умов і кімнатній температурі,
при гідростатичному тиску до 5000 кГ/см2, а
також в умовах одночасної дії на зразки порід
високого тиску і температури, що змінюються за
програмами, які відповідають глибині від денної
поверхні до 25–30 км, було вивчено більше 100
зразків [Карнаухова, 2003, 2010; Корчин и др.,
2009].
Статистичною обробкою результатів експери-
менту було встановлено, що для всіх груп порід
різного мінерального складу існуюча дифе-
ренціація за швидкостями розповсюдження в них
пружних хвиль повздовжньої (VP) і поперечної
(VS) поляризації за атмосферних умов і кімнатної
температури також зберігається і в умовах
високого гідростатичного тиску, і при дії високого
тиску і температур. Швидкості пружних хвиль
зростають від кислих до основних різновидів.
Досліджуючи парні кореляційні залежності
VP,S від вмісту головних породоутворюючих
мінералів в породах, при дії на них різних
термобаричних режимів дослідів було
встановлено, що із збільшенням вмісту кварцу в
породах пружні швидкості падають, із
збільшенням вмісту плагиоклазу – зростають,
збільшення вмісту біотиту зменшує значення
пружних швидкостей. Із збільшенням вмісту
піроксену і амфіболу зростають і швидкості
пружних хвиль.
Аналіз множинних кореляційних залежностей
швидкостей пружних хвиль в різних РТ умовах
експерименту виявив, що основними мінералами,
які визначають пружний стан кислих порід і їх
зміни при термобаричному навантаженні, є кварц,
плагіоклаз і біотит. Із збільшенням основності
порід визначальну роль в залежностях пружних
швидкостей від зовнішніх навантажень починає
відігравати вміст темноколірних мінералів –
амфіболу і піроксену. Калієвий польовий шпат у
меншій мірі впливає на значення пружних
швидкостей.
Закономірності зміни VP і VS в умовах
високого гідростатичного тиску для вивчених
порід приблизно однакові (табл.1). В інтервалі
тиску від атмосферного до 1-2 кбар
спостерігається інтенсивне збільшення швид-
костей.
Таблиця 1
Середні значення збільшення швидкостей VP, VS
при дії на породи високого гідростатичного тиску
в 1 і 5 кбар
Назва породи Vp, км/с VS, км/с
0-1
кбар
0-5
кбар
0-1
кбар
0-5
кбар
Граніти
рівномірнозернисті
0,32 0,53 0,12 0,23
Граніти
порфіровидні
0,37 0,54 0,13 0,25
Граніти рапаківі 0,44 0,59 0,18 0,26
Плагіограніти 0,38 0,63 0,18 0,36
Граніти трахітоїдні 0,24 0,38 0,13 0,22
Діорити,
гранодіорити
0,43 0,64 0,17 0,25
Лабрадорити 0,22 0,33 0,10 0,19
Габро, габро-
норити
0,20 0,42 0,04 0,07
Піроксеніти 0,51 0,64 0,16 0,3
Чарнокітоїди 0,20 0,32 0,11 0,14
Гнейси біотитові 0,15 0,37 0,08 0,21
Гнейси піроксен-
амфіболові
0,18 0,33 0,09 0,15
Далі, градієнт зміни швидкості від тиску в
інтервалі від 2 до 5 кбар зменшується в 2-3 рази.
Встановлено, що зміна ∂VP,S/∂Р=f(P) пов'язана з
мінеральним складом порід і різниться для
окремих груп магматичних порід. Причому, у
відповідному інтервалі тиску ці залежності не
однакові, що свідчить про різний механізм зміни
VP,S=f(P). Чим більше мінеральних компонент в
породі, тим вище ∂VP,S/∂Р=f(P). Мономінеральні
породи мають мінімальні значення ∂VP,S/∂Р=f(P).
Більш грубозернисті породи мають більш високі
градієнти зміни пружних швидкостей. Найбільші
градієнти властиві породам з підвищеним вмістом
плагіоклазу (45 % і вище), калієвого польового
шпату (30 % і вище), і невеликим вмістом кварцу
(до 30 %). Збільшення кількості кварцу в породі
призводить до зниження градієнтів VP і VS.
При вивченні порід при високому тиску і
температурах, які змінюються за заданими
програмами, встановлені складні залежності
VР,S=f(РТ)=f(Н) (рис. 1).
104
Геодинаміка 2(11)/2011
5 10 15 20 Н,км03,25
3,50
3,75
4,00
Vs,км/с
Vp,км/с
5,75
6,00
6,25
6,50
6,75
7,00
1
12
2
3
4
5
6
6
7
7
8
8
9
10
104 5
3
9
Рис. 1. Зміна з глибиною середніх значень
швидкостей VР і VS (VР,S=f(PT)=f(H)) для
різних груп порід УЩ:
1- граніти рівномірнозернисті; 2 – граніти
порфіровидні; 3 – граніти рапаківі; 4 –
плагіограніти; 5 – граніти трахітоїдні; 6 – діорити,
гранодіорити; 7 – основні породи; 8 – піроксеніти;
9 – чарнокітоїди; 10 – гнейси
RVp=f(H)
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
0 4 8 12 16 20 24 28
Н, км
R
Vp
Рис. 2. Графіки зміни коефіцієнтів
множинної кореляції VР з глибиною для
досліджуваних порід УЩ
В інтервалі тиску і температур, які характерні
для глибин від денної поверхні до 3-5 км
(Р<1,5 кбар, Т<100°С) породи поводяться
аналогічно спостереженням при гідростатиці. При
подальшому збільшенні тиску і температури при
певному їх співвідношенні, на залежностях
VР,S=f(РТ)=f(Н) виявлені зони низьких швид-
костей (ЗНШ) або зони інверсії [Корчин, 2010;
Корчин і ін., 2009]. При подальшому збільшенні
тиску і температури, які відповідають глибинам
більше 15 км знов відбувається ущільнення
породи.
Для досліджуваної колекції порід УЩ були
визначені коефіцієнти множинної кореляції (R)
всіх можливих поєднань головних породо-
утворюючих мінералів за групами. В результаті
було встановлено, що для всіх груп характерна
тенденція до зниження залежностей пружних
параметрів від процентного вмісту головних
породоутворюючих мінералів з глибиною (рис. 2).
На першій ділянці приросту пружних швидкостей
значення множинних коефіцієнтів кореляції
зростають. У зонах інверсії, відповідних глибинам
3-16 км, значення множинних коефіцієнтів
кореляції падають, а услід за зоною зменшення
пружних швидкостей знов зростають, проте
залишаються меншими, ніж на першій ділянці
малих глибин.
Тобто, можна зробити висновок, що такі
залежності свідчать про те, що з глибиною
диференціація порід за пружними параметрами
слабшає (в межах земної кори). У зонах низьких
швидкостей вплив мінерального складу на пружні
параметри порід виявляється невисоким і значно
меншим, ніж структурні перетворення порід, які, у
свою чергу пов'язані з фізичними харак-
теристиками породоутворюючих мінералів. Глиб-
ше за зоною низьких швидкостей розділення порід
за мінеральним складом і значеннями швидкостей
пружних хвиль знижується.
Література
Карнаухова Е.Е. Влияние минерального состава
гранитоидов УЩ на изменение их упругих
параметров в различных термобарических
условиях литосферы (по экспериментальным
данным) / Е.Е. Карнаухова, В.А. Корчин //
Сучасні проблеми геологічної науки: зб. наук.
пр. Ін-ту геол. наук НАН України. – К., 2003. –
С. 22-24.
Карнаухова Е.Е. Влияние основных породооб-
разующих минералов пород Украинского щита
на их упругие характеристики при различных
РТ-параметрах / Е.Е. Карнаухова // XI
Уральская молодежная научная школа по
геофизике: сборник докладов. – Екатеринбург:
ИГф УрО РАН, 2010. – С. 112-114.
Корчин В.О. Корові термобаричні перетворення
мінеральної речовини і пов’язане з ними
сейсмічне вертикальне розшарування
літосфери // Геодинаміка. – 2010. – №1(9). – С.
50-56.
Корчин В.А., Буртный П.А., Карнаухова Е.Е.
Прогнозирование геологической среды земной
коры по материалам ГСЗ и петрофизического
термобарического исследования минерального
вещества // Геодинаміка. – 2009. – №1(8). –
С. 67-75
105
Геодинаміка 2(11)/2011
ИЗМЕНЕНИЕ УПРУГИХ ХАРАКТЕРИСТИК ГОРНЫХ ПОРОД ОТ МИНЕРАЛЬНОГО
СОСТАВА, ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ И ТЕМПЕРАТУРЫ
Е.Е.Карнаухова, В.А.Корчин
Исследовано влияние минерального состава, структурно-текстурных особенностей на упругие
свойства пород Украинского щита при различном давлении и температурах. Получены статистически
обоснованные корреляционные зависимости cкорости распространения продольных и поперечных волн
от минерального состава на разных глубинах.
Ключевые слова: минеральный состав; скорости распространения продольных и поперечных волн;
высокие давление и температура.
CHANGE OF ELASTIC CHARACTERISTICS OF ROCKS FROM MINERAL COMPOSITION,
HIGH-PRESSURE AND TEMPERATURE
E.Karnaukhova, V.Korchin
The influence of mineral composition and structure-texture features on elastic properties of rocks of the
Ukrainian Shield at different pressure and temperatures has been research. Statistically grounded cross-
correlation dependences longitudinal and transversal waves propagation velocity from mineral composition at
different depths were obtained.
Key words: mineral composition; longitudinal and transversal waves propagation velocity; high pressure
and temperature.
Інститут геофізики ім.С.І.Субботіна НАН України, м. Київ
106
|