Новейшая сдвиговая тектоника осадочных бассейнов тектонофизический и флюидодинамический аспекты (в связи с нефтегазоносностью)

В аспекте проблемы проницаемости земной коры и вертикальной миграции УВ, параметр Gнтд надо рассматривать как выраженную в изменениях углов наклона структурной поверхности (синхронной среднемиоцен-четвертичному времени) физическую величину деформаций пород, геодинамически выраженную в высокоградиентных зонах, местах локализации разломов вдоль плоскостей максимальных касательных напряжений.

Рассмотрим тектонофизическую модель типичных разломов Еты-Пуровского вала для обоснования соотношений действующих на плоскость сместителя разломов напряжений с углами наклона деформируемых пород. Воспользуемся тригонометрическими расчетами для увязки составляющих горного давления с падением структурной поверхности: Pτ-Pгорsinα = 0; Pσ-Pгорcosα = 0, где α - угол падения (наклона структурной поверхности), тогда Pτ = Pгорsinα, Pσ = Pгорcosα, а соотношение Pτ / Pσ = tgα, где tgα - тангенс угла наклона структурной поверхности характеризует степень дислоцированности пород, а величина его (в проекции на горизонтальную плоскость) равна градиенту амплитуд тектонических движений: tgα = f(Gнтд), где Gнтд - градиент амплитуд неотектонических движений.

В аспекте полученного выше определения tgα = Pτ / Pσ, градиент амплитуд (скорости) неотектонических движений (Gнтд) характеризует соотношение касательной и нормальной составляющих полного вертикального горного давления и, по существу, отражает меру перехода горного давления от нормального к касательному на произвольно ориентированных площадках деформации. Максимальной величине tgα и градиенту амплитуд (скорости) неотектонических движений (Gнтд) отвечает полная трансформация горного давления (напряжений) в касательную производную на вертикальной площадке, реализуемая через деформацию чистого сдвига. В этом состоянии параметр tgα приобретает смысл угла сдвига γ (при малых углах деформации tgγ ~ γ), или абсолютной величины относительного сдвига, что соответствует отношению величины смещения (абсолютного сдвига) на единицу сечения деформируемого тела для условия сдвига.

Известно (А.В.Александров и др., 2004), что потенциальная энергия при чистом сдвиге, накапливаемая в элементарном объеме деформируемого тела, равна работе касательных сил (напряжений), приложенных к площадке деформации. При этом работу совершает горизонтальная сила на перемещение (абсолютный сдвиг) элементарного объема деформируемого тела. Энергия деформации (численно равная работе упругой силы), отнесенная к единице объема деформируемого тела называется плотностью энергии деформации (U) или удельной потенциальной энергией деформации при чистом сдвиге и равна: U = Gγ2 / 2, где G - модуль сдвига (модуль упругости материала), Па; γ - угол сдвига. Заменяя γ ~ tgγ на tgα и помня, что tgα ~ Gнтд (для неогеновых отложений), мы приходим к выражению Gнтд через плотность энергии деформации U (удельной потенциальной энергией деформации) при чистом сдвиге: Gнтд = sqrt(2) U / G.

Таким образом, величина градиента амплитуд (скорости) неотектонических движений (Gнтд) характеризует удельную потенциальную энергию деформации и равна для однородного по величине модуля сдвига объема деформируемого тела корню квадратному от удвоенной величины плотности энергии деформации горных пород при чистом сдвиге. В соответствии с полученными выводами величина градиента амплитуд неотектонических движений является прямой количественной характеристикой и мерой реализации (разгрузки, релаксации) удельной потенциальной энергии (плотности энергии) деформаций и интенсивности проявления касательных деформаций (и разрушения горных пород) при формировании тектонических структур горизонтального сдвига.

Учитывая среднемиоцен-четвертичный возраст разломов Еты-Пуровского вала, поверхностная плотность разломов служит структурной формой и количественной мерой разрядки касательных напряжений и кратна величине градиента амплитуд неотектонических движений (Gнтд). В этой связи выражение Gнтд = sqrt(2) U / G может быть представлено в виде Гп ~ sqrt(2) U / G, где Гп - поверхностная плотность (густота) разломов. Поскольку объем анализируемого сейсмического куба 3Д является величиной постоянной, то густота разломов кратна объемной плотности разломов. Согласно выведенной формуле получаем, что объемная плотность разломов равна, а поверхностная плотность (густота) разломов кратна корню квадратному от удвоенной величины плотности энергии деформации горных пород при сдвиге. Эти выводы позволяют физически строго отождествлять поверхностную плотность разломов (трещин, линеаментов) с раздробленностью земной коры и рассматривать ее количественной мерой проницаемости и плотности флюидных потоков при глубинной дегазации Земли и фильтрации УВ при формировании залежей.

Перейти на страницу: 2 3 4 5 6 7 8

Еще статьи

Энергетические ресурсы мирового океана
Проблема обеспечения электрической энергией многих отраслей мирового хозяйства, постоянно растущих потребностей более чем пятимиллиардного населения Земли становится сейчас все более насущной. Основу современной мировой энергетики составляют тепло- и гидроэлектростанции. Одн ...