Проекты получившие поддержку

Настоящий проект посвящен изучению вопроса о влиянии микроструктуры горных пород на особенности процесса их термически стимулированного разрушения. Термически стимулированное разрушение – это разрушение при воздействии на породу высоких температур из-за возникновения термомеханических напряжений. В отличие от механического нагружения отсутствует значительная разница между компонентами тензора напряжений, поле напряжений в макроскопическом масштабе однородно и не происходит формирования магистрального разрыва. В то же время эксперименты показывают, что активность развития разрушения в виде увеличения микротрещиноватости весьма велика.

На микро- и мезомасштабном уровне нельзя говорить об однородности поля термомеханических напряжений. На характер развития разрушения начинает оказывать существенное влияние микроструктура образцов: текстура, форма, размеры зерен и кластеров зерен, мезомасштабные структуры (крупные включения, слоистость и т.п.). Вопрос влияния микроструктуры на развитие термического разрушения в настоящее время остается недостаточно изученным.

Основной гипотезой проекта является наличие корреляций между статистическими параметрами потока акустической эмиссии при термическом разрушении и параметрами микроструктуры. Наличие такой корреляции, с одной стороны, будет свидетельствовать об особом характере развития термически стимулированного разрушения по сравнению с разрушением при механическом нагружении. Для последнего не наблюдается явной взаимосвязи между параметрами акустической эмиссии и микроструктуры породы. Это сможет помочь выявить особенности физики сейсмического процесса на контрасте с термическим разрушением. С другой стороны, наличие корреляции позволит предложить методы петрофизического анализа, допускающие определение параметров микроструктуры по данным о параметрах потока термоакустической эмиссии, и наоборот. Доказательство отсутствия корреляции будет аргументом для изменения планов исследований в данной области.

Проект будет выполняться на новом современном научном оборудовании, приобретенном в рамках программы по обновлению научного оборудования российских научных учреждений в 2020-2022 гг. Оно включает в себя аппаратно-программные комплексы по регистрации и обработке сигналов в физических экспериментах по разрушению горных пород, оборудование для проведения аналитических исследований (оптическая и электронная микроскопия), оборудование для определения петрофизических параметров горных пород.

Разработанноепрограммное обеспечение будет использовано для обработки скважинных имиджей, полученных при проведении скважинных исследований на месторождениях углеводородов Российской Федерации, а также и по данным исследовательского бурения, находящимся в открытом доступе. Будут созданы системы генерации синтетических имиджей, которые в дальнейшем могут быть использованы для верификации результатов автоматического анализа, а также для расширения баз данных, использующихся для развития методов петроупругого моделирования.

Генеральной задачей данного проекта является построение магнитостратиграфической шкалы для лессово-почвенных серий неоплейстоцена Восточного Предкавказья, а конечной целью – реконструкция палеоклиматических особенностей данного региона на основе петромагнитных данных. Реализация комплексного подхода, основанного на детальном петромагнитном и палеомагнитном изучении разрезов лессово-почвенных серий неоплейстоцена Терско-Кумской низменности (Восточное Предкавказье), которые по своей стратиграфической полноте и мощности являются уникальными в пределах всей Восточной Европы и сопоставимы с лессовыми толщами Китая и Средней Азии, позволит осуществить их магнитостратиграфическое расчленение, получить четкую временную привязку к климатостратиграфической шкале морских изотопных стадий (МИС), а также откроет возможность для дополнительной реконструкции палеоклиматических изменений природной среды в неоплейстоцене на территории Предкавказского региона.

Эти предположения наряду с данными о новейших поднятиях Балтийского щита послужили основой для создания карты ОСР-2016-D с повышением оценок прогнозируемой сейсмической опасности. При этом в ряде случаев предполагаемые палеосейсмодислокации аналогичны по структуре и условиям возникновения экзогенным нарушениям, что ставит вопрос о разработке объективных критериев выделения сейсмогенных нарушений.

Предлагаемое исследование направлено как на выявление и решение методических проблем выделения сейсмодислокаций на Северо-Западе России (в т.ч для тектонически мобильных блоков), так и на накопление знаний о параметрах палеоземлетрясений прошлого. Это необходимо для анализа повторяемости землетрясений (восстановление долгосрочного сейсмического режима территории), что крайне важно для определения максимально возможной магнитуды землетрясений в голоценеи позднем плейстоцене на территории Балтийского щита, особенно в наиболее тектонически мобильных блоках. Для этого будет проведена проверка сейсмического генезиса дислокаций в рельефе и в четвертичных отложениях по установленным авторским коллективом критериям, а также создана региональная шкала интенсивности и методикаоценки магнитуды, по которым будет возможно объективно параметризовать палеоземлетрясения, что не хватает некоторым научным работам. При анализе нарушений четвертичных отложений будет применен новый авторский метод структурно-литологической диагностики сейсмогенных конволюций (складок сейсмического разжижения) в осадочных четвертичных комплексах на основе анализа динамической устойчивости различных двухслойных сочетаний дисперсных минеральных и органоминеральных грунтов, испытавших складчатую деформацию с возможным прогнозом сейсмической интенсивности по структурам данного типа. Оценка сейсмического режима в голоцене и позднем плейстоцене наиболее тектонически активных блоков будет проведена на основании полной оценки частоты возникновения землетрясений различной магнитуды и зависимости скорости подъема/опускания блоков в голоцене и режима высвобождения сейсмической энергии. Определение максимально возможной магнитуды землетрясений, сейсмического режима (анализа повторяемости землетрясений) вкупе с установлением основных сейсмогенерирующих разломов и будет анализом сейсмического потенциала тектонически мобильных блоков Балтийского щита в голоцене и позднем плейстоцене.