Главная – Журналы – Принятые к публикации статьи

В статье рассмотрено решение трехмерной динамической задачи теории упругости применительно к моделированию всех типов сейсмических волн, распространяющихся в реальных геологических средах. Излагаются элементы алгоритма на основе метода спектральных элементов (МСЭ) для численного решения поставленных задач. Представлены основные преимущества и особенности МСЭ (высокий порядок дискретизации по пространству, явная схема интегрирования по времени) в сравнении с классическим подходом, основанном на методе конечных элементов (МКЭ). Рассматриваются особенности массивно-параллельной реализации данного алгоритма на графических процессорах с использованием технологии CUDA. Анализируется эффективность распараллеливания на гибридных системах при различных порядках МСЭ и параметрах численной схемы интегрирования по времени. Приведены результаты решения трехмерной задачи моделирования распространения сейсмических волн в неоднородной геологической среде с разломами и резко изменяющимися свойствами пластов по вертикали и горизонтали. В качестве исходных данных взята детальная цифровая геологическая модель, построенная для одного из месторождений Арктики с помощью наиболее распространенного в мире программного комплекса геологического моделирования «Петрель». Она была конвертирована на гексаэдральную сетку для выполнения эффективных расчетов МСЭ на отечественном программном комплексе CAE FIDESYS, разработанном ранее с участием авторов статьи для широкого круга других инженерных задач прочностного анализа. Модель далее обобщена для типовых сейсмогеологических условий Западной Сибири, чтобы на основе такого моделирования можно было проводить широкий спектр исследований по возможностям сейсморазведки для изучения основных нефтегазоносных комплексов в данном регионе. В последующем могут быть апробированы и другие регионы с иным геологическим строением. Выходные результаты полноволнового моделирования записываются в международном формате SEG-Y, пригодном для всех видов промышленной сейсмической обработки. Проводится анализ полученных модельных сейсмограмм и волновых полей. Делается вывод о практической значимости проведенных исследований, результаты которых в будущем могут быть использованы для широкого круга прикладных задач в различных регионах и условиях.

В статье анализируются механизмы очагов землетрясений нетипичные для Южно-Байкальской впадины, находящейся под воздействием растяжения земной коры в СЗ-ЮВ направлении. Под нетипичными механизмами понимаются фокальные решения сдвигового и взбросового типа, а также решения со сбросовыми подвижками по плоскостям СЗ простирания, поперечного основным структурам впадины. При доминировании сбросов по плоскостям СВ простирания, 29% решений из выборки фокальных механизмов показывают на несбросовый тип смещений в очагах, из которых на сдвиги и их комбинации с другими типами смещений (сбросо- или взбросо-сдвиги) приходится 18% и на взбросы (включая сдвиго-взбросы) - 11%. Их реализация происходит преимущественно по плоскостям СЗ простирания, а также по субмеридиональным и субширотным, при этом, для сдвиговых подвижек характерно правостороннее смещение по СЗ и субмеридиональным плоскостям, и, соответственно, левостороннее смещение по субширотным и малочисленным СВ плоскостям. Землетрясения с нетипичными механизмами распределены практически по всей впадине, но необходимо отметить увеличение их числа на юго-западном замыкании впадины (Култукский сегмент) и в восточном борту Центральной впадины. В действующем поле растяжения земной коры поперечные сдвиги играют роль трансферных разломов, аккомодируя различия в скоростях и векторах деформаций локальных блоков в пределах впадины, и в региональном масштабе между соседними рифтовыми впадинами.

В настоящей работе приводятся первые результаты комплексных изотопно-геохимических исследований минеральных радоновых вод Тулинского месторождения (г. Новосибирск) с целью выявления их стадии взаимодействия вмещающими породами. Установлено, что воды собственно пресные SO₄-HCO₃ Na-Mg-Ca состава с величиной общей минерализации от 720 до 910 мг/дм³ и содержанием кремния 6,41–9,02 мг/дм³. Они характеризуются рН от нейтральных до слабощелочных (7,3–7,7), окислительной геохимической обстановкой с Eh +169,1 – +250,0 мВ и содержанием О_{2 раств.} 2,86–7,37 мг/дм³.

Установленная активность ²²²Rn варьируют в диапазоне 173 – 276 Бк/дм³; содержания: ²³⁸U от 0,015 до 0,017 мг/дм³, ²³²Th от 9,59∙10^-7 до 1,58∙10^-5 и ²²⁶Ra до 4,93∙10^-10. ²³²Th/²³⁸U отношение в водах варьирует в интервале от 5,81∙10^-5 до 9,42∙10^-4. Суммарная ά активность вод не превышает 891 мБк/дм³, а β- активность 80 мБк/дм³. Активность изотопов урана и радия (мБк/дм³) составляет у: ²³⁴U – 706, ²³⁸U – 196, ²²⁶Ra – 18 и ²²⁸Ra – 20. Уранизотопное отношение (γ) ²³⁴U/²³⁸U в минеральных радоновых водах не превышает 3,6.

По изотопному составу воды имеют метеорно-инфильтрационное происхождение. Диапазон значений δ¹⁸O в водах меняется от -15,4 до -15,1‰, δD от -114,2 до -112,8‰, при δ¹³C от -13,9 до -9,9‰. Установлена независимость изотопного состава и питания вод Тулинского месторождения от кратковременных сезонных эффектов.

По результатам термодинамических расчетов, радоновые воды Тулинского месторождения равновесны с карбонатными минералами и с гидрослюдами. В связи с этим (по классификации С.Л. Шварцева) их следует отнести к кремнисто-натриевому геохимическому типу.

Изучен изотопный состав Nd, Sr и Pb в пермcко-триасoвыx субщелочных долеритах и позднемеловых базанитах северной части Минусинского прогиба. Широкие вариации первичных изотопных параметров долеритов (ɛ_Nd = +6.6…+8.5, ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr = 0.7031–0.7061, ²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb = 18.13–18.72, ²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb = 15.51–15.55, ²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb = 37.88–38.07) и базанитов (ε_Nd = +5.3…+9, ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr = 0.7026–0.7054, ²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb = 18.63–19.09, ²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb = 15.54–15.56, ²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb = 38.40–39.01) свидетельствуют как о гетерогенности глубинных мафитовых расплавов, так и об их частичной коровой контаминации. Предположительно, в генерации долеритовой магмы доминировало вещество из умеренно деплетированного мантийного источника, которое по изотопному составу подобно PREMA-компоненту сублитосферных плюмов. Образование базанитовой магмы могло происходить за счет плавления материала субконтинентальной литосферной мантии (SCLM), модифицированной в результате плюмовой деятельности в палеозое – раннем мезозое. Сходство изотопного состава Pb базанитов с параметрами производных обогащенной литосферной мантии типа EM 2 связано со смешением разнородного вещества субстрата SCLM.

Erosion and sedimentary landforms are linked through sediment transport pathways which forms the source to sink system (S2S). The coupling relationship of different components in the clastic sediment system is emphasized by the S2S concept. A new method to characterize the sedimentary process of continental rift basins is also provided. It has been proved that there is rich exploration potential in the third member of the Shahejie Formation (Es₃) in the Shulu slope of the Bohai Bay Basin in China but with relatively low production. With the complex structural background of the Es₃ of the Shulu slope, conventional research methods are ineffective in guiding the current development strategies. Therefore, this study adopts the S2S theory, and its elements are characterized by using core data, logging data, and seismic data. The study results suggest that the S2S in this study area was supplied by the Ningjin Uplift in the western region, and a fan delta and lake sedimentary systems formed by the sand transported through valleys and fault troughs. The S2S coupling model, “the Ningjin Uplift sand supply - fault trough, valley transport - fan delta, and shore-shallow lake sedimentation”, is established ultimately. This research field offers sand bodies prediction in continental rift basins with similar structural backgrounds.