Напряженное состояние литосферы Каспийского региона по результатам численного моделирования тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 25.00.10, кандидат физико-математических наук Дубовская, Алина Владимировна

  • Дубовская, Алина Владимировна
  • кандидат физико-математических науккандидат физико-математических наук
  • 2014, МоскваМосква
  • Специальность ВАК РФ25.00.10
  • Количество страниц 133
Дубовская, Алина Владимировна. Напряженное состояние литосферы Каспийского региона по результатам численного моделирования: дис. кандидат физико-математических наук: 25.00.10 - Геофизика, геофизические методы поисков полезных ископаемых. Москва. 2014. 133 с.

Оглавление диссертации кандидат физико-математических наук Дубовская, Алина Владимировна

Содержание

Введение

1 Обзор литературы

1.1 Современное состояние проблемы изучения напряженного состояния литосферы Земли

1.2 Основные характеристики литосферы, являющиеся важными для задач механики

1.2.1 Реологическая расслоенность литосферы Земли

1.2.2 Тепловой поток и тепловой режим Земли

1.2.3 Разломно-блоковое строение земной коры

1.3 Определяющие соотношения для материалов типа горных пород

1.3.1 Упругопластические модели Кулона-Мора и Друкера-Прагера

1.3.2 Вязкоупругие модели

1.4 Геолого-геофизические данные о литосфере Каспийского региона

1.4.1 Структура земной коры и верхней мантии

1.4.2 Поверхностный тепловой поток

Заключение к главе 1. Постановка задачи

2 Общая математическая постановка задачи и метод ее численного решения

2.1 Система основных уравнений

2.2 Определяющие соотношения для описания поведения материалов горных пород

2.2.1 Упруго-пластическая модель Друкера-Прагера

2.2.2 Вязкоупругая модель Максвелла

2.3 Метод численного решения задачи

2.3.1 Основной цикл расчетов

3 Построение геомеханической модели

3.1 Параметры модели литосферы Каспийского региона. Задание механических свойств

3.2 Вычисление границы астеносферы

3.3 Методика учета разломного строения земной коры

3.4 Методика расчета современного напряженного состояния литосферы

Выводы к главе 3

4 Анализ напряженного состояния литосферы Каспийского региона

4.1 Напряженное состояния земной коры Каспийского региона

4.2 Напряженное состояние земной коры юго-западной и юго-восточной частей Каспийского региона

4.3 Литостатическая нескомпенсированность земной коры Каспийского региона

4.4 Сравнение результатов расчета с данными о тектонических напряжениях, полученных по механизмам очагов землетрясений

Выводы к главе 4

5 Применение геомеханической модели региона для целей прогноза геологических рисков и решения прикладных задач

5.1 Выделение возможных очагов сильных землетрясений на территории Дагестана

5.2 Выделение сейсмогенерирующих зон на территории Северо-Восточного При-каспия

5.3 Использование геомеханической модели для поиска мест возможного размещения углеводородов в Каспийском регионе

Выводы к главе 5

Заключение

Выводы

Литература

Список используемых обозначений

Рекомендованный список диссертаций по специальности «Геофизика, геофизические методы поисков полезных ископаемых», 25.00.10 шифр ВАК

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Напряженное состояние литосферы Каспийского региона по результатам численного моделирования»

Введение

Актуальность темы

Объектом исследования данной работы являются поля современных напряжений, действующие в литосфере Каспийского региона. Основной задачей является определение напряженного состояния литосферы и его анализ. Метод исследования — численное решение уравнений механики сплошной среды методом конечных разностей. Решается трехмерная краевая задача в упруго-вязко-пластической постановке.

Исследования полей современных напряжений литосферы актуальны для решения прикладных геологических и инженерных задач: оценки рисков возникновения землетрясений и оползней; оценки безопасности бурения и эксплуатации скважин; разведки и добычи полезных ископаемых. Информация о напряженном состоянии земных недр полезна для фундаментальных задач исследований тектонических процессов и поведения геологических структур.

Внутреннее естественное поле напряжений земных недр формируется под действием многочисленных механизмов, среди которых нагрузка гравитационными силами, тектонические движения плит, неоднородность температурного поля, неравномерный рельеф и плотностные неоднородности.

Решение краевой задачи механики позволяет учесть перечисленные факторы при расчете напряженного состояния литосферы, а также принять во внимание геолого-геофизические данные о внутренней структуре литосферы, разломном строении земной коры.

Каспийский регион остается стратегически важным регионом в связи с его высоким нефтегазовым потенциалом. Результаты анализа полей напряжений, действующих в земной коре региона, могут быть полезны для решения актуальных прикладных геологических задач: изучения условий аккумуляции флюидов, выделения возможных очаговых зон сильных землетрясений.

Целью данной работы является исследование современного напряженного состояния литосферы Каспийского региона с помощью численного решения трехмерной задачи механики сплошной среды для модели, построенной на основе современных геолого-геофизических данных.

Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:

1. Построить геомеханическую модель литосферы Каспийского региона, на основе известных данных о внутренней структуре литосферы, разломно-блоковом строении земной коры, тепловом режиме недр и геодинамических процессах в регионе;

2. Рассчитать поля напряжений и деформаций путем численного решения краевой задачи механики сплошной среды;

3. Выполнить сравнение с данными о тектонических напряжениях, полученных по механизму очага землетрясения;

4. Проанализировать особенности рассчитанного напряженного состояния литосферы региона;

5. Рассмотреть применение полученных данных о полях напряжений в литосфере региона для актуальных геолого-геофизических задач: оценки сейсмической опасности, исследований углеводородного потенциала региона.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Построенная трехмерная упруго-вязко-пластическая геомеханическая модель, учитывающая основные реологические границы, разломное строение земной коры региона, тепловой режим недр, а также тектоническую обстановку в регионе, позволяет, оценить современное напряженное состояние литосферы Каспийского региона.

2. Результаты численных расчетов на предлагаемой модели могут использоваться в задаче выделения зон возможных очагов сильных землетрясений, поскольку интенсивность касательных напряжений, энергонасыщенность земной коры, параметр Лоде-Надаи, коррелируют с распределением сейсмичности в регионе.

3. Выделенные по результатам моделирования зоны возможных очагов сильных землетрясений на территории Дагестана и Восточного Прикаспия хорошо согласуются с местами произошедших в последние годы ощутимых землетрясений.

4. Выделенные на основании сейсмотектонического фактора места возможного скопления углеводородов коррелируют с распределением перспективных структур и известных месторождений углеводородов в регионе.

Научная новизна:

1. Построена трехмерная геомеханическая модель литосферы Каспийского региона, учитывающая основные реологические границы, разломно-блоковое строение земной коры региона, тепловой режим недр, а также тектоническую обстановку в регионе, которая позволяет проводить расчеты напряженного состояния в упруго-вязко-пластической постановке.

2. Численно исследовано и определено полностью напряженное состояние литосферы Каспийского региона. Получены новые данные о современных напряжениях литосферы региона, а также построены распределения накопленных потенциальной упругой объемной энергии и энергии деформации сдвига, параметра Лоде-Надаи на различных структурных уровнях.

3. Впервые рассмотрен параметр, характеризующий степень отклонения напряженного состояния от литостатического - параметр литостатической нескомпенсированности. Показано, что литостатическая нескомпенсированность определяется в большей степени нагрузкой от сил собственного веса. Кроме того отмечено, что высокоградиентные области значений параметра, совпадают с распределением зон разломов. С градиентными зонами связана сейсмическая активность в регионе и места размещения известных месторождений углеводородов.

4. Выделены места возможных сильных землетрясений на территории Каспийского региона по данным о напряженном состоянии литосферы. Показано, что данные об инвариантах напряженного состояния, накопленных энергиях и распределениях параметра Лоде-Надаи на разных структурных уровнях могут использоваться для оценки сейсмической опасности.

5. В рамках геомеханической модели выделены места возможного скопления углеводородов. Показано, что распределения средних напряжений, энергонасыщенности земной коры и литостатическая нескомпенсированность коррелируют с распределением известных месторождений нефти и газа.

Практическая значимость диссертационной работы определяется тем, что полученные результаты могут быть использованы для поиска мест возникновения сильных землетрясений.

В рамках модели может быть выделена любая интересующая исследователя область и дана характеристика ее напряженного состояния. Такого рода информация необходима для оценки геологических рисков на стадии проектирования промышленных объектов, а также для создания систем мониторинга изменений в геологической среде в процессе техногенных воздействий.

Каспийское море остается крупной сырьевой базой углеводородов, имеющей мировое значение. Результаты геомеханического моделирования настоящей работы предлагают новые данные, которые могут быть полезны для исследования углеводородного потенциала Каспийского региона.

Достоверность получаемых результатов обеспечивается математической корректностью постановки задачи и использованием апробированных методов ее решения. Кроме того, результаты расчетов соотносятся с выводами, полученными в рамках других методик (оценки тектонических напряжений по механизмам очагов землетрясений, сейсмического районирования).

Апробация работы. Основные результаты работы были представлены на: First . International FLAC/DEM Symposium (Minneapolis, 2008), 2Nd International FLAC/DEM Symposium (Australia, Melbourne, 2011), 3rd International Flac/Dem Symposium (China, Hangzhou, 2013), 33rd General Assembly of the European Seismological Commission (Moscow, 2012), 55 и 52 научных конференциях МФТИ «Современные проблемы фундаментальных и прикладных наук» (Москва-Долгопрудный, 2009, 2012), Всероссийской научной конференции «Актуальные проблемы геологии нефти и газа Сибири» (Новосибирск, 2014), International conference «Computational geodynamics and mantle instabilities» (Suzdal, 2009), Конференции «Тектонофизика и актуальные вопросы наук о Земле», ИФЗ РАН (Москва, 2013), 5х научных чтениях Ю.П. Булашевича. Глубинное строение. Геодинамика. Тепловое поле Земли. Интерпретация геофизических полей (Екатеринбург, 2009), Научных конференциях молодых ученых и аспирантов ИФЗ РАН (Москва, 2012, 2013, 2014).

Работа была выполнена при поддержке грантов РФФИ 12-05-00808-а (2012-2014), 08-05-01027-а (2008-2010).

Личный вклад. Построена геомеханическая модель на основании данных о внутренних границах, разломном строении земной коры, данных о тепловом потоке и скоростях движения тектонических плит.

Из данных о поверхностном тепловом потоке определена и введена в модель граница астеносферы, в предположении совпадении границы с изотермой 1300°С и стационарности теплового режима недр.

Произведен учет в модели разломного строения земной коры путем перехода к среде с распределенной непрерывной неоднородностью. Параметр неоднородности определен путем анализа карты региональных разломов исследуемого региона. Для этого написан программный алгоритм, реализующий расчет плотности разломов в единице площади методом скользящего окна.

Выполнен расчет полей напряжений и деформаций в программном коде FLAC3D (Itasca Software) по явной конечно-разностной схеме второго порядка. Выполнено сравнение полученных результатов с данными реконструкций тектонических напряжений по механизму очага землетрясения.

Постановка задач, выработка методики численных расчетов, обсуждение полученных результатов и формулировка выводов проводилась совместно с научным руководителем д.ф.-м.н. Гарагашем И.А.

Публикации. Основные результаты по теме диссертации изложены в 9 печатных изданиях, 2 из которых изданы в журналах, рекомендованных ВАК, 7 — в трудах и тезисах конференций.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав и заключения. Полный объем диссертации 133 страниц текста с 62 рисунками и 3 таблицами. Список литературы содержит 175 наименования.

Благодарности. Данная работа была выполнена в Институте физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН, в лаборатории геомеханики.

Автор выражает благодарность научному руководителю, д.ф.-м.н. Игорю Александровичу Гарагашу, заведующему лабораторией геомеханики ИФЗ РАН, за неоценимую помощь на всех этапах выполнения данной работы, а также за общее доброжелательное и терпеливое отношение к научной деятельности автора.

Выражаю признательность д.ф.-м.н. Виктору Николаевичу Николаевскому и д.ф.-м.н. Шамилю Ахмедовичу Мухамедиеву, д.ф.-м.н. Виктору Геннадьевичу Быкову, к.ф.-м.н. Дмитрию Николаевичу Михайлову, к.ф.-м.н. Алексею Алексеевичу Петрову за внимательное и конструктивное обсуждение работы.

Благодарю чл.-кор. Леопольда Исаевича Лобковского и к.т.н. Льва Романовича Мерклина за помощь в выборе направления исследований в начале моей научной деятельности.

Хочу поблагодарить моих учителей д.пед.н. Михаила Ивановича Шабунина и Любовь Валентиновну Небольсину, показавших мне красоту науки.

Выражаю благодарность моей семье за моральную поддержку.

Глава 1

Обзор литературы

В данном обзоре рассмотрены вопросы, связанные с теоретическими методами исследования напряжений и деформаций литосферы Земли. Приведен критический обзор работ, посвященных изучению полей напряжений, действующих в земных недрах.

Приведен обзор наиболее распространенных способов математического описания реологии материалов типа горных пород, температурных процессов в литосфере, разломно-блокового строения земной коры.

Кроме того, для исследуемого региона, описаны новые геолого-геофизические данные о регионе, полученные в последние 20 лет, которые следует учесть при создании геомеханической модели литосферы. Завершается литературный обзор постановкой задачи.

1.1 Современное состояние проблемы изучения напряженного состояния литосферы Земли

Интерес к проблеме исследования полей современных напряжений литосферы вызван прикладными геологическими задачами, такими как оценки геологических рисков (возникновения землетрясений, оползней), инженерные оценки (устойчивость и безопасность скважин), задачей разведки и добычи полезных ископаемых. Информация о напряженном ' состоянии земных недр может быть полезна также для фундаментальных задач исследований тектонических процессов и поведения геологических структур.

Внутреннее естественное поле напряжений земных недр неоднородно и меняется как по величине действующих напряжений, так и по ориентировки осей главных напряжений. Оно формируется под действием многочисленных механизмов, среди которых нагрузка гравитационными силами, тектонические движения плит, неоднородность температурного поля, неравномерный рельеф.

Существует несколько методик измерения и оценки напряжений in situ: методы тензометрии, гидроразрыва, высокоточной геодезии и др. Однако результаты таких инструментальных замеров единичны, что не позволяет делать выводы о полном поле напряжений.

Широкое распространение получили методы реконструкции тектонических напряжений по механизмам очагов землетрясений или совокупности разрывных нарушений (Ре-бецкий, 2007). Анализ натурных индикаторов напряжений (фокальных механизмов землетрясений, особенностей залегания геологических тел, геометрии и кинематики структур разрушения в земной коре и др.) позволяет произвести последующую реконструкцию главных осей напряжений (Гущенко, 1979; Angelier, 1979; Amadei, Stephanson, 1997; Ребецкий, 2007) а также определить тип напряженного состояния - растяжение (режим сбросов), горизонтальный сдвиг или сжатие (режим надвигов). Однако величины действующих в среде напряжений остаются неизвестными. Для решения этой проблемы развиваются подходы, сочетающие методы реконструкции напряжений по натурным индикаторам с данными по механике разрушения пород (Angelier, 1989; Ребецкий, 2007).

Но существует ряд причин, осложняющих предсказание поля напряжений в регионе по нескольким изолированным землетрясениям. При анализе экспериментальных данных элементы напряжений восстанавливаются в отдельных точках среды и получаемая информация о напряжениях в земной коре является пространственно дискретной. Прогнозные оси напряжений могут сильно варьироваться в пределах малого региона в силу топографических и структурных эффектов (Street, Herrman and Nuttli, 1974). Поэтому, в последнее время подходы определения полей напряжений и деформаций литосферы Земли на основе математического моделирования активно развиваются.

Разрабатываются новые методы математического описания поведения геологических' сред (например, работы В.Н. Николаевского, И.А.Гарагаша, JI.B. Никитина, Е.И. Рыжака, ■ Ю.П. Стефанова, В.И. Кондаурова, В.Г. Быкова и др.). Созданы математические алгоритмы для комплексного анализа геолого-геофизической и геодезической информации для прогнозирования мест землетрясений (Гвишиани и др., 1988; Горшков, Соловьев, 2009; Гитис, Ермаков, 2004). Необходимость анализа напряженного состояния земной коры для выявления мест возниковения сильных землетрясений следует из работ С.С.Григоряна (1988, 1989)

В работах (Galybin, Mukhamediev, 1999; Мухамедиев 2000) применяется подход определения поля напряжений из экспериментальных данных об элементах напряженного состояния путем интегрирования уравнений теории упругости при заданном поле траекторий главных напряжений или с помощью специальной формы анализа неклассической краевой задачи теории упругости.

Распространенным подходом к математическому моделированию напряженно-деформированного состояния литосферы является решение классических краевых задач механики сплошной среды, поставленных обычно в напряжениях (Cloetingh, Wortel 1986; Coblentz, Zhou, Hillis, Richardson, Sandiford 1998).

Классическая постановка задачи механики сплошной среды подразумевает выбор определяющих соотношений для материала тела и, в зависимости от типа задачи, задание краевых условий на части или на всей поверхности тела. Значения коэффициентов, входящих в определяющие соотношения, находятся экспериментальным путем. Граничные

напряжения выбираются из модельных соображений, в то время как экспериментально полученные ориентации напряжения внутри региона рассматриваются как ограничения на разыскиваемое решение, или эта информация сопоставляется с расчетными результатами, и, при их удовлетворительном совпадении делается вывод об адекватности постановки задачи механики сплошной среды. Необходимость априорного выбора определяющих соотношений для вещества литосферы относится к ограничениям традиционного подхода к теоретическому моделированию полей напряжения.

К настоящему времени выполнено большое количество работ по численному моделированию напряженного состояния земной коры различных регионов мира: Европы (Mantovani et al., 2000; Mukhamediev, 2002; Jimenez-Munt et al., 2003 и др.) Австралийской плиты (Burbidge, 2004), Североамериканской плиты (Richardson, Reding, 1991; Liu, Bird, 1998) и др.

Проведена оценка распределения напряжений в земной коре для ряда крупных регионов России: Кольский полуостров (Колпаков, Ляховский, Минц, и др., 1991), северная часть Черного моря и Крым (Смольянинова, Михайлов, Ляховский, 1997; Smolyaninova, et al 1996) три сечения через Большой Кавказ -северное Предкавказье (Mikhailov, Smolyaninova, Sebrier, 2002) Малый Кавказ и Южный Урал (Mikhailov, Tevelev, Berzin et al, 2002); Ключевская группа вулканов Камчатки (Славина, Гарагаш, Горельчик, 2001) территория остова Сахалин (Ермаков, Гарагаш, 2001).

Каспийский регион является стратегически важным регионом в связи с его высоким нефтегазовым потенциалом. До сих пор продолжаются работы. по оценке его перспективных ресурсов. В регионе активно ведется разработка месторождений углеводородов, в связи с чем, возникает опасность возникновения техногенных землетрясений.

Напряженное состояние земной коры является одним из важнейших факторов, контролирующих протекание в ней разнообразных процессов: от сейсмической активности до движения флюидов. Ведущиеся в регионе наблюдения за современными движениями земной коры показали наличие активных тектонических процессов (Собисевич, 2001; Бу-лаева, Галаганов, 2010). В ввиду этого задача исследования полей напряжений литосферы Каспийского региона представляется особенно актуальной.

Оценки современных тектонических напряжений для части Каспийского региона выполнялись в работе (Rebetsky et al., 1997) методом реконструкций напряжений по натурным индикаторам, применяемая на тот момент методика позволяла определять только параметры эллипсоида напряжений.

За последние десятилетия получены новые геолого-геофизические данные о недрах региона. Объективный способ комплексировать накопленную информацию - создание геомеханической модели литосферы. Построенная модель может послужить основой для численного исследования современного напряженного состояния земных недр региона. При решении краевой задачи возможно будет полностью определить напряженное состояния среды и рассмотреть применение результатов моделирования к задаче выделения возможных очаговых зон сильных землетрясений и возможных мест скопления углеводородов.

1.2

Основные характеристики литосферы, являющиеся важными для задач механики

1.2.1 Реологическая расслоенность литосферы Земли

Литосфера Земли - это внешняя твердая оболочка, ниже которой расположена астеносфера (ослабленный слой Земли), названная так, потому что волновые скорости в ней намного ниже, чем над и под ней. Литосфера подразделяется на верхнюю часть, которая и есть земная кора, и на нижнюю, относящуюся к верхней мантии (Рис.1.1).

Земная кора - многоуровневая динамическая структура с определенными режимами деформирования и соответствующими типами разрушения горных пород. Геологические и геофизические данные указывают на глобальную расслоенность как коры так и литосферы. В истолковании природы сейсмических границ существует два подхода. Первый подход определяет границу как вещественный переход, второй подход связывает границы с резкими изменениями в прочности и трещиноватости пород (Николаевский В.Н., 2012).

верхняя

КОРА

40км

средняя

нижняя

граница

Мохоровичичап

ВЕРХНЯЯ МАНТИЯ

ЛИТОСФЕРА

100 км

АСТЕНОСФЕРА

100 КМ

(частичное плавдснм)I

МЕЗОСФЕРА

Рисунок 1.1: Схематическое представление нормального строения верха континентов Земли.

Рисунок 1.2: Изменение реологии геоматериалов с глубиной в зоне разлома.

Согласно современным представлениям (Николаевский, 1982), земная кора от поверхности до границы Мохоровичича по типам разрушения может быть разбита на три слоя - хрупкий (до глубины 10-12 км), промежуточный (от 12 до 20 км) и пластический (от 20 до 30 км). Верхний слой, если исключить осадочную толщу, обладает повышенной прочностью, в то время как нижний слой подвержен катакластическому течению и не способен накапливать больших напряжений. Промежуточный слой обладает волноводны-ми свойствами и заключен между границами Конрада и К2 (Шаров, 1987). Необычные свойства промежуточного слоя связаны с тем, что горные породы на. этих глубинах находятся в состоянии дилатансионного растрескивания, локализующегося по мере увеличения деформации в узких зонах, внутри которых прочность материала при разрушении (образовании магистральной трещины) падает от верхнего значения тв до уровня остаточной ПРОЧНОСТИ Гц.

Такое разупрочнение горных пород служит основной причиной, приводящей к землетрясениям, и используется во многих теоретических работах, посвященных моделированию сейсмотектонических процессов (Райе, 1982; Баренблатт и др., 1982). Другим важным фактором является уменьшение прочности горных пород в промежуточном слое. Как показано в работах (Tse, Rice, 1986; Rowshandel, Nemat-Nasser, 1986), это приводит к тому, что на глубинах около 20 км процесс деформирования развивается с постоянной скоростью, в то время как вблизи поверхности на глубине около 5-10 км движение носит выраженный прерывистый характер.

Значение и разность (тв — тц) уменьшаются с глубиной в результате увеличения температуры земных недр. Другим фактором, приводящим к этому, может служить деформационный разогрев в зонах сдвига (Turcotte et al., 1984). В работе (Райе, 1982) низкая прочность промежуточного слоя связывается с наличием в горных породах кварца и воды. Заметим, что пониженная прочность может быть также следствием более высокого уровня начальных сдвиговых напряжений в промежуточном слое по сравнению с верхним слоем. В нижнем слое горные породы вследствие катакластического течения ведут себя как псевдопластические тела, разрушение которых не сопровождается сбросом напряжений. Такая реология приводит к тому, что разлом, проникающий на большую глубину, должен иметь резко выраженную приразломную зону смятия в верхнем слое, которая расширяется в волноводе и растворяется в нижнем слое (Рис.1.2) (Гарагаш и др., 1990).

1.2.2 Тепловой поток и тепловой режим Земли

Существование постоянного потока тепла из земной коры в атмосферу и океаны известно уже по крайней мере 200 лет. Наблюдения теплового градиента в континентальной и океанической коре занимают центральное место в истории геофизики.

Главные тепловые источники в мантии Земли - это запас тепла, оставшегося еще со времен раннего расплавленного состояния, и тепло, образующееся при распаде радиоактивных элементов. Усредненное содержание радиоактивных элементов в земной коре не превышает тысячных долей грамма на килограмм породы, и убывает с глубиной (Жарков В., 1983) однако генерируемый ими тепловой поток оказывает существенное влияние на тепловые свойства Земли в целом (Van Schmus W.R,1995; Takesi Yukutake., 2000). Считается, что радиоактивных изотопов пренебрежимо мало в верхней и в нижней мантии (Жарков В.Н., Трубицин, 1980; Stacey F.D, 1992)

Измерения теплового потока остаются активной областью исследований уже очень длительное время. Первые измерения теплового потока были опубликованы Revelle и Maxwell (Revelle R., Maxwell A. E. 1952.) для океанической коры и Benfield (Benfield A. E. 1939) и Bullard (Bullard E. С. 1939) для континентальной.

В настоящее время данных о тепловом потоке собрано достаточно, чтобы с их помощью проводить глобальные и региональные оценки теплового режима недр. Однако, методы

решения такой задачи до сих пор активно обсуждаются. При этом подходы к решению задачи о тепловом режиме для континентальной и океанической литосферах различны.

Наиболее распространенная методика определения распределение температуры с глубиной в континентальной литосфере предполагает стационарный тепловой поток, с кон-дуктивным механизмом передачи тепла. (Powell, W. G., D. S. Chapman, et al, 1988) На тот факт, что тепловой режим континентальной коры близок к стационарному, указывают весьма незначительные колебания теплового потока с возрастом континентальной плиты.

В большинстве исследований теплового режима земных недр решается одномерная задача распределения температур, поскольку, во-первых, решение двумерной задачи чрезвычайно затруднительно, и во-вторых, по некоторым оценкам, разница в решениях решениях одно- и двумерной задачи в температурах на границе Мохо не превышает 50-100°, что сопоставимо с точностью геотермального моделирования (Jaupart С. 1983).

Исходя из этих предпосылок, распределение температуры с глубиной в континентальной литосфере может быть выражено следующим образом.

го

T(z)=T0 + JfQdt (1.1)

Z

где Tq- температура на дневной поверхности, q(z)- тепловой поток на глубине z, k(z) -коэффициент теплопроводности.

Континентальная кора характеризуется относительно высокой плотностью распределения радиоактивных изотопов, в основном Урана, Тория и Калия (Van Schmus, W. R., 1994), радиоактивный распад которых составляет заметную часть теплогенерации земных недр.

Связи радиогенной теплогенерации в горных породах с величиной теплового потока посвящены многие работы (Аршавская Н. И. 1973; Кутас Р. И. 1977; Гордиенко В. В. 1980; Stein С.А. 1995 и др.), рассматривающие проблему с разных сторон. Однако роль коровой и мантийной составляющей в формировании теплового потока на поверхности даже в наиболее сильных упрощениях остается предметом дискуссий, как и влияние отдельных структурных поверхностей, составляющих земною кору.

Похожие диссертационные работы по специальности «Геофизика, геофизические методы поисков полезных ископаемых», 25.00.10 шифр ВАК

Список литературы диссертационного исследования кандидат физико-математических наук Дубовская, Алина Владимировна, 2014 год

Литература

1. Абдулагатова 3.3. Теплопроводность сухих и флюидонасыщенных горных пород при высоких температурах и давлениях. Эксперимент и моделирование: Автореферат диссертации на соискание... кандидата технических наук. Махачкала 2010;

2. Аршавская Н. И. Сравнение радиогенного теплового потока в земной коре Балтийского щита и Камчатки //Тепловые потоки из коры и верхней мантии. Верхняя мантия. М, Наука. - 1973. - №. 12. - С. 26-31.

3. Атлас карт сейсмической активности А, максимальных возможныж землетрясений Ктах и сейсмической сотрясаемости В с пояснительной запиской/ Гл. ред. Ю.В.Ризниченко - М.: Наука, ТГУЦР, 1979

4. Баренблатт Г.И., Кейлис-Борок В.И., Монин А.С Фильтрационная модель последовательности землетрясений // Докл. АН СССР.- 1982.- Т. 269.- № 4.- С. 831-834.

5. Белов C.B., Румянцев В.Н. Известия высших учебных заведений. Геология и разведка. - 1991, № 11, С.62-74.

6. Булаева Н.М., Галаганов О.Н. Спутниковый мониторинг современных геодинамических движений на территории Дагестана. Мониторинг. Наука и технологии, выпуск 1, с.27-35, 2010.

7. Быков В.Г. Модель неустойчивого скольжения по разрыву в образцах горных пород // Физика Земли. - 2001.- № 6,- С.52-57.

8. Быков В.Г. Нелинейная модель неустойчивого скольжения по неровному разрыву // Вулканология и сейсмология. -2001.- № 5.

9. Войтов Г.И. Геохимия, 1991, N. 6, С.769-780.

10. Вольвовский И.С., Вольвовский Б.С. Разрезы земной коры территории СССР по данным глубинного сейсмического зондирования. - М: Советское радио, 1975.

11. Габриелов А.И., Кейлис-Борок В.И., Левшина Т.А., Шапошников В.А. Блоковая модель динамики литосферы. Математические методы в сейсмологии и геодинамике. М„ Наука, 1986, с.168-178.

12. Гарагаш И.А. О хрупком разрушении упругих тел с большим числом трещин. Механика тектонических процессов, Алма-Ата, Наука, 1983, с.61-74.

13. Гарагаш И.А. Перспективы использования напряженно-деформированного состояния земной коры для поиска месторождений нефти и газа // Труды Всероссийской научной конференции "Фундаментальные проблемы нефти и газа"- 1996. - Т. 4. - С. 9-20.

14. Гарагаш И.А. Поиск мест возникновения сильных землетрясений. ДАН СССР, 1991, Т.318, № 4, с.862-867

15. Гарагаш И.А., Николаевский В.Н. Неассоциированные законы течения и локализация пластической деформации. Успехи механики. Т.12, 1, 1989, с.131-183.

16. Гарагаш И.А., Николаевский В.Н., Степанова Г.С. Миграция и критерии аккумуляции углеводородов в системе тектонических разломов. // ДАН - 1992. - Т. 324. - № 6. - С.1169-1174.

17. Гарагаш И.А., Паталаха Е.И., Марков М.С., Федоровский В.М. Природа и эволюция листрических разломов // Геотектоника.- 1990. - №.4.

18. Гвишиани А. Д., Писаренко В. Ф. Прогнозирование мест землетрясений в регионах умеренной сейсмичности. М. Наука, 1988.,— 175 с.

19. Гитис В. Г., Ермаков Б.В. Основы пространственно-временного прогнозирования в геоинформатике. Москва. Физматлит. 2004

20. Глумов И.Ф., Маловицкий Я.П., Новиков A.A., Сенин Б.В. Региональная геология и нефтегазоносность Каспийского моря // М. Недра.-2004.

21. Гольдин C.B., Суворов В.Д., Макаров П.В., Стефанов Ю.П. Структура и напряженно-деформированное состояние литосферы байкальской рифтовой зоны в модели гравитационной неустойчивости. Геология и геофизика, 2006, т. 47, № 10, с.1094-1105

22. Гордиенко В. В. Радиогенная теплогенерация в земной коре и тепловой поток из мантии древних платформ //Геофиз. журн. - 1980. - Т. 2. - №. 3. - С. 35-42

23. Гордиенко В.В. Радиогенная теплогенерация в земной коре и тепловой поток из мантии древних платформ Геофиз. журн, 1980, Т2 №3: с. 35-42.

24. Горшков А.И., Соловьев A.A. Распознавание мест возможного возникновения землетрясений M 6,0 в горных поясах Средиземноморья // Вулканология и сейсмология, 2009, № 3. С.71-80.

25. Григорян С. С. О механике землетрясений // Вестник Российской Академии естественных наук. - 2005. - T.5.-N.3. - С. 1-11.

26. Гущенко О.И. Метод кинематического анализа структур разрушения при реконструкции полей тектонических напряжений // Поля напряжений и деформаций в литосфере. М.: Наука, 1979. С. 7-25

27. Ержанов Ж.С., Гарагаш И.А., Егоров А.К., Искакбаев А., Коксалов К. Теория складкообразования в земной коре. - М.: Наука, 1975, С. 240.

28. Ермаков В. А., Гарагаш И. А. Использование геолого-геофизических моделей для изучения напряженного состояния земной коры на примере о. Сахалина и Северного Тянь-Шаня //Сб."III научная конференция. Проблемы сейсмичности Дальнего Востока». Хабаровск. - 2001. - С. 33-38.

29. Жарков В. Н. Внутреннее строение Земли и планет. М.: Наука, 1983. 415

30. Жарков В.Н., Трубицин В.П. Физика планетных недр. - М.: Наука, Главная редакция физико-математической литературы, 1980, - 448с.

31. Зубов И.П., Кунин Н.Я., Волож Ю.А. Новые данные о строении Прикаспийской впадины в связи с оценкой перспектив ее нефтегазаносности. Советская геология, 1972, №11, с.25-37

32. Качанов JI.M. Теория ползучести. - М.: Физматгиз, 1960. - 455 с.

33. Колпаков И.Т., Ляховский В.А., Минц М.В., Смольянинова Е.И., Шенкман Ю.Ю. Геодинамиче- екая природа рельефообразующих процессов на Кольском полуострове // Геотектоника. 1991. № 25. С.161-166.

34. Кондауров В. И. Термодинамически согласованные уравнения термоупругой насыщенной пористой среды //Прикладная математика и механика. - 2007. - Т. 71. -№. 4. - С. 616-635.

35. Копп М.Л. Новейшие деформации Скифской и юга Восточно - Европейской платформы, как результат давления Аравийской плиты// Геотектоника. - 2000. -№2.

36. Коптев А. И., Ершов А. В. Моделирование поля напряжений и литосферных складок в Черноморско-Кавказско-Каспийском регионе //Материалы международной конференции, посвященной памяти ВЕ Хаина «Современное состояние наук о Земле». Москва, МГУ. - 2011. - С. 1-4.

37. Коптев А. И., Ершов А. В. Роль гравитационного потенциала литосферы в формировании глобального поля напряжений //Физика Земли. - 2010. - №. 12. - С. 66-81.

38.

39.

40.

41.

42,

43,

44,

45

46

47,

48

49

50

51

Кочарян Г.Г., Турунтаев С.Б. Введение в геофизику месторождений углеводородов. Учебное пособие. - М.: МФТИ, 2007. - с. 224-228

Краснопевцева Г.В., Матушкин Б.А., Попов Е.А. Геофизические исследования на региональном профиле Волгоград-Нахичивань. Изв. АН СССР. Сер. геол. N 12. 1967. С. 43-51.

Кузьмин Ю.О., Жуков B.C. Современная геодинамика и вариации физических свойств горных пород. Горная книга, 2012.

Курбанов A.A. Закономерности изменения теплофизических свойств флюидосодер-жащих коллекторов при изменении температуры и порового давления: Автореферат дис. ... доктора ф.-м. н. М. 2007

Кутас Р. И. Термическая модель земной коры Украинского щита по VIII профилю ГСЗ //Геофиз. сб. АН УССР. - 1977. - Т. 80. - С. 3-10.

Кутас Р.И., Любимлва Е.А., Смирнов Я.Б. Изучение теплового потока в европейской части Советского Союза// Тепловое поле Европы. - М.: Мир, 1982. - С.285-294.

Левин Л. Э. Термический режим и потенциал нефтегазоносности осадочных бассейнов Черноморско-Каспийского региона// Разведка и охрана недр. - 2001. - N 1. - С. 9-13.

Левин Л. Э., Сенин Б. В. Глубинное строение и динамика осадочных бассейнов в Каспийском регионе// ДАН.-2003.-Т.338-№2.-С.216-219.

Лобацкая Р. М. Структурная зональность разломов. - Недра, 1987.

Лобацкая Р. М., Шерман С.И. Физические закономерности развития разломов земной коры. Новосибирск, Наука, 1977, 102с.

Методы детального изучения сейсмичности. Труды Ин-та физики Земли АН СССР, 1960, 9 (176), 327с.

Мукамбаев A.C., Михайлова H.H. К проблеме оценки сейсмической опасности западного Казахстана. Вестник НЯЦ PK, выпуск 4, 2010, с.142-147

Мухамедиев Ш. А. Неклассические краевые задачи механики сплошной среды для геодинамики //Докл. РАН. - 2000. - Т. 373. - №. 2. - С. 242-246.

Мячкин В.И., Костров Б.В., Соболев Г.А., Шамина О.Г. Лабораторные и теоретические исследования процессов подготовки землетрясений. Известия АН СССР, Физика Земли, 1974, 10, с.107-122.

52. Мячкин В.И., Костров Б.В., Соболев Г.А., Шамина С.Г. Основы физики очага и предвестники землетрясений. - В кн.: Физика очага землетрясения, М., Наука, 1975, с.6-29

53. Нерсесов И.Л., Пономарев B.C., Кучай В.К. Особенности пространственного распределения сейсмического фона. Поиски предвестников землетрясений на прогностиче-скихполигонах. М., Наука, 1974, р.119-131.

54. Николаевский В.Н. Обзор: земная кора, дилатансия и землетрясения. Механика. Новое в зарубежной науке. М.; Мир, 1982. Вып. 28. с. 133-216.

55. Николаевский В.Н. Собрание трудов. Геомеханика. Том 3. Землетрясения и эволюция коры. Скважины и деформации пласта. Газоконденсат.- М. - Ижевск: НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика», Институт компьютерных исследований, 2012.

- с.168

56. Никитин Л. В., Рыжак Е. И. Об осуществимости состояний материала, соответствующих «падающему» участку диаграммы //Изв. АН СССР. МТТ. - 1986. - Т. 1986.

- №. 2. - С. 155-161.

57. Нурмагамбетов А. Землетрясение 21 февраля 2011г. и сейсмическая опасность Аты-рауского региона. Нефть и газ Казахстана, №3, 2011, с.18-26

58. Павленкова Г.А. Строение земной коры Кавказа по профидям ГСЗ Степное-Бакуриани и Волгоград-Нахичевань (результаты переинтерпретации первичных данных). Физика Земли, 2012, №4, с.1-10

59. Павленкова Н.И. Структура земной коры и верхней мантии по сейсмическим данным // Строение и динамика литосферы Восточной Европы. Результаты исследований по программе EUROPROBE. Очерки по региональной геологии России. М.: Геокарт: ГЕОС, 2006, т.2.

60. Петров В.А. Тектоннофизические и структурно-петрофизические индикаторы процесса миграции флюида в разломных зонах и методы их изучения.//Современная тектонофизика. Методы и результаты. Материалы Второй молодежной школы семинара. - М.: ИФЗ, 2011. Т. 2, с.ЮО.

61. Работнов Ю.Н. Механизм длительного разрушения: Сб. «Вопросы прочности материалов и конструкций».- М.: Изд-во АН СССР, 1959.- С. 5-7

62. Райе Дж. Механика очага землетрясения. Механика. Новое в зарубежной науке. М,: Мир, 1982, Вып. 28, с. 11-132.

63. Ребецкий Ю.Л. Парагенезы квазипластического деформирования трещиноватых сред // Материалы совещания «Структурные парагенезы и их ансамбли». М.: ГЕОС, 1997. С. 144-146

64. Ребецкий Ю. JI. Тектонические напряжения и прочность природных горных массивов //М.: ИКЦ "Академкнига. - 2007.

65. Ребецкий Ю.Л. Разломы как особое геологи-ческое тело. Модель развития крупномасштабного хрупкого разрушения // Дегазация Земли: геодинамика, геофлюиды, нефть, газ и их парагенезы. Материалы всероссийской конференции, Москва, 22-25 апреля 2008 г. М.: Геос. 2008. С. 418-420.

66. Ризниченко Ю.В. Проблемы сейсмологии. Избранные труды.- М.: Наука, 1985.

67. Салганик Р. Л. Механика тел с большим числом трещин //Изв. АН СССР. МТТ. -1973. - №. 4. - С. 149-158.

68. Семинский К.Ж. Внутренняя структура континентальных разломных зон. Тектонофизи-ческий аспект. Новосибирск. Изд. СО РАН, фил. ГЕОС. 2003. 241 с.

69. Славина Л.С., Гарагаш И.А., Горельчик В.И. и др. Скоростное строение и напряженно-деформированное состояние земной коры в районе Ключевской группы вулканов Камчатки//Вулканология и сейсмология. 2001.C.49-59

70. Смирнов Я.Б. Тепловое поле территории СССР (Пояснительная записка к картам теплового потока и глубинных температур в м 1:10000000) ГУГК при СМ СССР. -М.: 1980. - 150 с.

71. Смольянинова Е.И., Михайлов В.О., Ляховский В.А. Численное моделирование региональных и локальных полей напряжений в северной части Черного моря // Изв. РАН. сер. Физика Зем- ли. 1997. Т.ЗЗ, № 4. С.322-328.

72. Собисевич Л.Е., Милюков В.К., Собисевич А.Л. Механико-математический мониторинг магматических структур вулкана Эльбрус // Геофизика и математика.- Москва.-2000.- С.223-248.

73. Ставрогин А.Н., Протосеня А.Г. Механика деформирования и разрушения горных пород. М.: Недра. 1992. 223 с.

74. Степанова Г.С. Фазовые превращения в месторождениях нефти и газа. - М.: Недра, 1983, С. 191.

75. Стефанов Ю.П. Некоторые особенности численного моделирования поведения упруго-хрупкопластичных материалов // Физ. мезомех. - 2005. - Т. 8. - № 3. -С. 129-142.

76. Стефанов Ю.П., Тьерселен М. Моделирование поведения высокопористых геоматериалов при формировании полос локализованного уплотнения // Физ. мезомех. -2007. - Т. 10. - № 1. - С. 93-106.

77,

78,

79,

80,

81

82

83

84

85

86

87

88

89

90

Теркот Д., Шуберт Дж. Геодинамика: Геологические приложения физики сплошных сред. 4.1: Пер. с англ. - М.: Мир, 1985. - С. 227

Тимуш А.В. Сейсмотектонические основы оценки сейсмической опасности Северного и Восточного Прикаспия. Прогноз землетрясений и глубинная геодинамика. Алматы: Эверо, 1997, с.408-418

Цифровая модель местности GTOP030 (Land Processes DAAC), http://edcwww.cr.usgs.gov/landdaac/gtopo30/gtopo30.html

Черский Н.В., Царев В.П., Сороко Т.М., Кузнецов O.JI. (ред. А.А.Трофимук). Влияние тектоно-сейсмических процессов на образование и накопление углеводородов. Новосибирск: Наука, 1983, с.140-152.

Шаров В.И. О новой трехслойной сейсмической модели континентальной коры // Геотектоника.- 1987.- №. 4. - С. 19-30.

Шацилов В.И., Горбунов П.Н., Фремд А.Г. и др. Скоростные модели земной коры Казахстана. Алматы: Евразия, 1993, 105с.

Шерман С. И. Деструкция литосферы: разломноблоковая делимость и ее тектоно-физические закономерности //Геодинамика и тектонофизика. - 2012. - Т. 3. - №. 4.

- С. 315-344. .

Шерман С.И., Борняков С.А., Буддо В.Ю. Области динамического влияния разломов. Новосибирск, Наука 1983, 112 с.

Шерман С.И., Семинский К.Ж., Борняков С.А., Адамович А.Н., Лобацкая P.M., Лысак С.В., Леви К.Г. Разломообразование в литосфере. Новосибирск: Наука. Сибирское отделение. 1991. Т. 1. 262 с. 1992. Т. 2. 228 с. 1994. Т. 3. 263 с.

Шерман С.И. Тектонофизический анализ сейсмического процесса в зонах активных разломов литосферы и проблема среднесрочного прогноза землетрясений // Геофизический журнал, 2005, том 27, № 1. С.20-38.

Amadei В., Stephanson О. Rock stress and its measurement. — London : Chapman and Hall, 1997. - 490 p.

Anders M. H., Wiltschko D. V. Microfracturing, paleostress and the growth of faults //Journal of Structural Geology. - 1994. - T. 16. - №. 6. - C. 795-815.

Angelier J. Tectonic analysis of fault slip data sets //Journal of Geophysical Research: Solid Earth (1978-2012). - 1984. - T. 89. - №. B7. - C. 5835-5848.

Argus D. F., Gordon R. G. No-net-rotation model of current plate velocities incorporating plate motion model NUVEL-1 //Geophysical Research Letters. - 1991.

- T. 18. - №. 11. - C. 2039-2042.

91. Artemieva I. M. Global lx 1 thermal model TCI for the continental lithosphere: implications for lithosphere secular evolution //Tectonophysics. - 2006. - T. 416. -№. 1. - C. 245-277.

92. Artemieva I. M., Mooney W. D. Thermal thickness and evolution of Precambrian lithosphere: A global study //Journal of Geophysical Research: Solid Earth (1978-2012).

- 2001. - T. 106. - №. B8. - C. 16387-16414.

93. Benfield A. E. Terrestrial heat flow in Great Britain //Proceedings of the Royal Society of London. Series A. Mathematical and Physical Sciences. - 1939. - T. 173. - №. 955.

- C. 428-450.

94. Birch F., Roy R. F., Decker E. R. Heat flow and thermal history in New England and New York //Studies of Appalachian geology: northern and maritime. - 1968. - C. 437-451.

95. Birch F., Roy R., Decker E. Heat flow and thermal history in New England and New York // Studies of Appalachian Geology. E. An—Zen ed. (Interscience, New York, 1968). P. 437-451.

96. Bullard E. C. Heat flow in South Africa //Proceedings of the Royal Society of London. Series A. Mathematical and Physical Sciences. - 1939. - T. 173. - №. 955. - C. 474-502. ' '

97. Burbidge D. R. Thin plate neotectonic models of the Australian plate //Journal of Geophysical Research: Solid Earth (1978-2012). - 2004. - T. 109. - №. B10.

98. Byerlee J.D. Brittle-ductile transition in rocks // J. Geophys. Res. 1968. Vol 73, N 14. P. 4741-4750

99. Cermak V., Rybach L. Thermal conductivity and specific heat of minerals and rocks //Landolt-Bornstein Numerical Data and Functional Relationships in Science and Technology G. Angenheister. - 1982. - C. 213-256.

100. Christensen R.M. Mechanics of composite materials. N.-Y., 1979, 334p.

101. Clauser C. et al. The thermal regime of the crystalline continental crust: implications from the KTB //Journal of Geophysical Research: Solid Earth (1978-2012). - 1997. -T. 102. - №. B8. - C. 18417-18441.

102. Clauser C., Huenges E. Thermal conductivity of rocks and minerals //AGU reference shelf. - 1995. - T. 3. - C. 105-126.

103. Cloetingh S., Wortel R. Stress in the Indo-Australian plate // Tectonophysics. - 1986.

- V. 132. - P. 46-67.

104. Coblentz D.D., Zhou S., Hillis R.R., Richardson R.M., Sandiford M. Topography, boundary forces, and the Indo-Australian intraplate stress field // J. Geophys. Res.

- 1998. - V. 103. - P. 919-931.

105. DeMets, C., Gordon, R. G., Argus, D. F., Stein S. Current plate motions //Geophysical journal international. - 1990. - T. 101. - №. 2. - C. 425-478.

106. Drary M. Heat flow and heat generation in the Churchill province of the Canadian Shield and their paleotectonic significance//Tectonophysics. 1985. V. 115. P. 25-44.

107. Faulkner D. R., Jackson C. A. L., Lunn R. J., Schlische R. W., Shipton Z. K., Wibberley C. A. J., Withjack M. O. A review of recent developments concerning the structure, mechanics and fluid flow properties of fault zones //Journal of Structural Geology. -2010. - T. 32. - №. 11. - C. 1557-1575.

108. Forsythe G. E., Wasow W. R. Finite-difference methods for partial differential equationsWiley //New York. - 1960. - C. 226-235.

109. Fountain D. M., Salisbury M. H., Furlong K. P. Heat production and thermal conductivity of rocks from the Pikwitonei-Sachigo continental cross section, central Manitoba: implications for the thermal structure of Archean crust //Canadian Journal of Earth Sciences. - 1987. - T. 24. - №. 8. - C. 1583-1594.

110. Furlong K. P., Chapman D. S. Heat Flow, Heat Generation, and the Thermal State of the Lithoshpere //Annual Review of Earth and Planetary Sciences. 2013. - T. 41. - №. 1

111. Galybin A. N., Mukhamediev S. A. Plane elastic boundary value problem posed on orientation of principal stresses //Journal of the Mechanics and Physics of Solids. -1999. - T. 47. - №. 11. - C. 2381-2409.

112. Grand S. P. Mantle shear-wave tomography and the fate of subducted slabs //Philosophical Transactions of the Royal Society of London. Series A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences. - 2002. - T. 360. - №. 1800. - C. 2475-2491.

113. Gushchenko O.I., 1996. Seismotectonic stress monitoring of the lithosphere: the structural k tures of the algorithm. Doklady Earth Sciences 346 (1), 144-147.

114. Hasterok D., Chapman D. S. Continental thermal isostasy: 2. Application to North America //Journal of Geophysical Research: Solid Earth (1978-2012). - 2007. - T. 112.

- №. B6.

115. Hasterok D., Chapman D. S. Heat production and geotherms for the continental lithosphere //Earth and Planetary Science Letters. - 2011. - T. 307. - №. 1. - C. 59-70.

116. Heidbach O., Tingay M., Barth A., Reinecker J., Kurfea D. and Müller"B., The World Stress Map database release 2008 doi:10.1594/GFZ.WSM.Rel2008, 2008.(//available online at www. world-stress-map. org)

117. Itasca Consulting Group, Inc. FLAC3D - Fast Lagrangian Analysis of Continua in 3 Dimensions, Ver. 3.1, User's Manual. Minneapolis: Itasca - 2006.

118. Jaeger J. C. Elasticity, Fracture and Flow (3rd edn.) Methuen. - 1969.

119. Jaupart C. et al. Heat flow and thickness of the lithosphere in the Canadian Shield //Journal of Geophysical Research: Solid Earth (1978-2012). - 1998. - T. 103. - №. B7. - C. 15269-15286.

120. Jaupart C. Horizontal heat transfer due to radioactivity contrasts: Causes and consequences of the linear heat flow relation //Geophysical Journal International. -1983. - T. 75. - №. 2. - C. 411-435.

121. Jaupart C., Mareschal J. C. The thermal structure and thickness of continental roots //Developments in Geotectonics. - 1999. - T. 24. - C. 93-114.;

122. Jaupart C. On the average amount and vertical distribution of radioactivity in tlio continental crust//Tliermal Modelling Sediment. Basins. 1st 1FP Explor Res. Conf. 1985. P. 33-47.

123. Jimenez-Munt I. et al. Active deformation in the Mediterranean from Gibraltar to Anatolia inferred from numerical modeling and geodetic and seismological data //Journal of Geophysical Research: Solid Earth (1978-2012). - 2003. - T. 108. - №. Bl. - C. ETG 2-1-ETG 2-24.

124. Kanamori H., Rivera L. Energy partitioning during an earthquake //Geophysical Monograph Series. - 2006. - T. 170. - C. 3-13.

125. Khattri K. Earthquake focal mechanism studies—a review //Earth-Science Reviews. -1973. - T. 9. - №. 1. - C. 19-63.

126. Kisslinger C., Bowman J. R., Koch K. Procedures for computing focal mechanisms from local (SV/P) z data //Bulletin of the Seismological Society of America. - 1981. - T. 71. - №. 6. - C. 1719-1729.

127. Lachenbruch A. H. Crustal temperature and heat production: Implications of the linear heat-flow relation //Journal of Geophysical Research. - 1970. - T. 75. - №. 17. - C. 3291-3300.

128. Lade P. V., Duncan J. M. Elastoplastic stress-strain theory for cohesionless soil //Journal of the Geotechnical Engineering Division. - 1975. - T. 101. - №. 10. -C. 1037-1053.

129. Liu Z., Bird P. Computer simulation of Neotectonics in Latitudes 22-70, western North America //Eos Trans. AGU, Fall Meet. Suppl. - 1998. - T. 79. - C. F566.

130. Mantovani E. et al. Role of kinematically induced horizontal forces in Mediterranean tectonics: insights from numerical modeling //Journal of Geodynamics. - 2000. - T. 30. - №. 3. - C. 287-320.

131. Matsuoka H., Nakai T. Stress-deformation and strength characteristics of soil under three different principal stresses //Proc. JSCE. - 1974. - T. 232. - C. 59-70.

132. McKenzie D. P. The relation between fault plane solutions for earthquakes and the directions of the principal stresses //Bulletin of the Seismological Society of America.

- 1969. - T. 59. - №. 2. - C. 591-601.

133. McNutt M. Flexure reveals great depth //Nature. - 1990. - T. 343. - C. 596-597.

134. Mikhailov V.O., Smolyaninova E.I., Sebrier M. Numerical modelling of neotectonic movements and state of stress in the North Caucasus Foredeep // Tectonics. 2002a. v. 21. DOI: 10.1029/ 2002 TC001379.

135. Mikhailov V.O., Tevelev A.V., Berzin A.G., Kiseleva E.A., Smolyaninova E.I., Suleimanov A.K., Ti- moshkina E.P. Constraints on the Neogene - Quaternary geodynamics of the Southern Urals: com- parative study of neotectonic data and results of strength and strain modeling along the URSEIS pro- file. «Mountain Building in the Uralides: Pangea to Present» Geophysical Monograph 132, AGU, 2002b. p.273-286.

136. Mitchell T. M., Faulkner D. R. The nature and origin of off-fault damage surrounding strike-slip fault zones with a wide range of displacements: a field study from the Atacama fault system, northern Chile //Journal of Structural Geology. - 2009. - T. 31. - №. 8.

- C. 802-816.

137. Mogi K. Deformation and fracture of rocks under confining pressure (2) compression test on dry rock sample // Bulletin of the earthquake research institute, University Tokyo. 1964. Vol. 42, Part 3. P. 491-514

138. Mukhamediev S. A. Global stresses in the Western Europe lithosphere and the collision forces in the Africa-Eurasia convergence zone //Russian Journal of Earth Sciences. -2002. - T. 4. - №. 1. - C. 1-17.

139. Nikolaevskiy V.N. Mechanics of Porous and Fractured Media. Singapore: World Scientific, 1990, P. 472

140. Nicolaysen L. O., Hart R. J., Gale N. H. The Vredefort radioelement profile extended to supracrustal strata at Carletonville, with implications for continental heat flow //Journal of Geophysical Research: Solid Earth (1978-2012). - 1981. - T. 86. - №. Bll. - C. 10653-10661.

141. Papamichael N., Whiteman J. R. Cubic spline interpolation of harmonic functions //BIT Numerical Mathematics. - 1974. - T. 14. - №. 4. - C. 452-459.

142. Pollack H. Chapman D. The heal flow from the earth's Interior // Scientific American. 1977. V. 8. P. 60-76.

143. Popov Y. A. et al. New geothermal data from the Kola superdeep well SG-3 //Tectonophysics. - 1999. - T. 306. - №. 3. - C. 345-366.

144. Powell, W. G., D. S. Chapman, N. Balling, and A. E. Beck, Continental heat-flow density, in Handbook of Terrestrial Heat-Flow Determination, edited by R. Haenel, L. Rybach and L. Stegena, pp. 167-222, Kluwer Academic Publishers, Hordrecht, 1988

145. Rebetsky Yu.L., Alekseev R.S. 2014. The field of recent tectonic stresses in Central and SouthEastern Asia. Geodynamics and Tectonophysics 5 (1), 257-290. doi:10.5800/GT2014510127.

146. Revelle R., Maxwell A. E. Heat Flow through the Floor of the Eastern North Pacific Ocean //Nature. - 1952. - T. 170. - C. 199-200.

147. Rice J. R., Sammis C. G., Parsons R. Off-fault secondary failure induced by a dynamic slip pulse //Bulletin of the Seismological Society of America. - 2005. - T. 95. - №. 1. -C. 109-134.

148. Rice J.R. On stability of dilatant hardening for saturated rock masses. J. Geophys. Res., 1975, v.80, 11, p.1531-1536.

149. Richardson R. M., Reding L. M. North American plate dynamics //Journal of Geophysical Research: Solid Earth (1978-2012). - 1991. - T. 96. - №. B7. - C. 1220112223.

150. Richardson R. M., Solomon S. C., Sleep N. H. Tectonic stress in the plates //Reviews of Geophysics. - 1979. - T. 17. - №. 5. - C. 981-1019.

151. Roy R. F., Blackwell D. D., Decker E. R. Continental heat flow //The nature of the solid Earth. - 1972. - C. 506-543.;

152. Rowshandel B., Nemat—Nasser S. A mechanical model for deformation and earthquakes on strike-slip faults. Pageoph. 1986. Vol. 124, W 3. P. 531-566.

153. Schatz J. F., Simmons G. Thermal conductivity of earth materials at high temperatures //Journal of Geophysical Research. - 1972. - T. 77. - №. 35. - C. 6966-6983.

154. Shapiro N. M., Ritzwoller M. H. Monte-Carlo inversion for a global shear-velocity model of the crust and upper mantle //Geophysical Journal International. - 2002. - T. 151. - №. 1. - C. 88-105.

155.

156.

157.

158

159

160

161

162

163

164

165

166

167

168

Shipton Z. K. et al. How thick is a fault? Fault displacement-thickness scaling revisited //Geophysical Monograph Series. - 2006. - T. 170. - C. 193-198.

Shipton Z. K., Cowie P. A. Damage zone and slip-surface evolution over jim to km scales in high-porosity Navajo sandstone, Utah //Journal of Structural Geology. - 2001. - T. 23. - №. 12. - C. 1825-1844.

Smolyaninova E.I., Mikhailov, V.O., Lyakhovsky V.A. Numerical modelling of regional neotectonic movements in the northern Black sea // Tectonophysics. 1996. v. 266. p.221-231.

Solomon S. C., Sleep N. H., Richardson R. M. On the forces driving plate tectonics: Inferences from absolute plate velocities and intraplate stress //Geophysical Journal of the Royal Astronomical Society. - 1975. - T. 42. - №. 2. - C. 769-801.

Stacey F. D., Davis P. M. Physics of the Earth. - Cambridge University Press, 2008.(POTE)

Stacey F.D. Physics of the Earth. Brookfield Press, Queensland, Australia, 1992, 513p.;

Stein C.A. Heat flow of the Earth.// In: Ahrens T.J. (Ed.) AGU Reference Shelf. V.l. Global Earth Physics: A Handbook of Physical Constants. Washington, DC. American Geophysical Union. 1995. P.144-158

Stein S., Wysession M. An Introduction to Seismology, Earthquakes, and Earth Structure //Eos. - 2003. - T. 84. - №. 22.

Stephansson G., Ekstroom T., Berlund S. Geoloska Forengens i Stockolm Forhandlinger. - 1977, V. 99.

Street R. L., Herrmann R. B., Nuttli O. W. Earthquake mechanics in the central United States //Science. - 1974. - T. 184. - №. 4143. - C. 1285-1287.

Takesi Yukutake. The inner core and the surface heat flow as clues to estimating the initial temperature of the Earth's core. Physics of Earth and Planetary Interiors, 121, 2000, p.p. 103 - 137.

Townend J., Zoback M. D. How faulting keeps the crust strong //Geology. - 2000. -T. 28. - №. 5. - C. 399-402.

Tse S.T., Rice J.R. Crustal earthquake iastability in relation of depth variation of frictional slip properties. J. Geophys. Res. 1986, Vol. 91, № B9. P. 9452-9472.

Turcotte D. L., Liu J. Y., Kulhawy F. H. The role of an intracrustal asthenosphere on the behavior of major strike-slip faults //Journal of Geophysical Research: Solid Earth (1978-2012). - 1984. - T. 89. - №. B7. - C. 5801-5816.

169. Van Schmus W.R. Natural radioactivity of the crust and mantle. Global Earth Physics. A Handbook of Physical Constants. AGU Reference Shelf 1. Am. Geophys., 1995, p.p. 283-291.;

170. Van Schmus, W. R., Natural radioactivity of the crust and mantle, AGU Handbook of Physical constants, , Ed., edited by T. J. Ahrens, Am. Geophys. Un., Washington, D.C., V. 1., 1994.

171. Vermilye J. M., Scholz С. H. The process zone: A microstructural view of fault growth //Journal of Geophysical Research: Solid Earth (1978-2012). - 1998. - T. 103. - №. B6. - C. 12223-12237.

172. Vitorello I., Pollack H. N. On the variation of continental heat flow with age and the thermal evolution of continents //Journal of Geophysical Research: Solid Earth (1978-2012). - 1980. - T. 85. - №. B2. - C. 983-995.

173. Wibberley C. A. J., Yielding G., Di Того G. Recent advances in the understanding of fault zone internal structure: A review //Geological Society, London, Special Publications. -2008. - T. 299. - №. 1. - C. 5-33. (обзорная статья разломы)

174. Wilson J. E., Chester J. S., Chester F. M. Microfracture analysis of fault growth and wear processes, Punchbowl Fault, San Andreas system, California //Journal of structural geology. - 2003. - T. 25. - №. 11. - C. 1855-1873.

175. Zoback M. L. First-and second-order patterns of stress in the lithosphere: The world stress map project //Journal of Geophysical Research: Solid Earth (1978-2012). - 1992. - T. 97. - №. B8. - C. 11703-11728.

Список используемых обозначений

[а] - тензор или вектор, в зависимости от контекста

а^ -компоненты тензора

[г;] - вектор скорости

[а] - тензор напряжения

(Ту - компоненты тензора напряжения

о* - главные значения тензора напряжения

- инварианты тензора напряжения а - первый инвариант тензора напряжения [в] - девиатор напряжения йу - компоненты девиатора напряжений Зг - инварианты девиатора напряжения 32 - второй инвариант девиатора напряжения г - интенсивность касательных напряжений, т = б - деформация £ - скорость деформации Д[е] - тензор приращений деформаций Д[е] - девиатор приращений деформаций [£] - тензор скоростей деформаций [¿Ы " обобщенный вектор напряжений К - модуль объемного сжатия С - модуль сдвига V - коэффициент Пуассона р - плотность Т] - вязкость

кф - предел прочности на сдвиг из предельного условия Друкера-Прагера а1 - предел прочности на растяжение из предельного условия Друкера-Прагера дф • коэффициент внутреннего трения из предельного условия Друкера-Прагера к - коэффициент теплопроводности х - производная величины х по времени

Обратите внимание, представленные выше научные тексты размещены для ознакомления и получены посредством распознавания оригинальных текстов диссертаций (OCR). В связи с чем, в них могут содержаться ошибки, связанные с несовершенством алгоритмов распознавания. В PDF файлах диссертаций и авторефератов, которые мы доставляем, подобных ошибок нет.