Исследования для предприятий горнодобывающей отрасли

Полевые тектонофизические исследования

Сотрудники лаборатории фундаментальных и прикладных проблем тектонофизики проводят работы по полевому тектонофизическому картированию и исследованию природного поля напряжений массива горных пород в пределах отдельных регионов и месторождений.

Полевые тектонофизические исследования включают следующие основные этапы:

1. Полевой сбор тектонофизических данных, включающий замеры различных геологических стресс-индикаторов: зеркал скольжения с ориентировкой относительных смещений, стресс-стилолитов, отрывных трещин, зон дробления/разуплотнения пород, малых разрывных нарушений и т.д.

_{Плоскость крупной трещины}

2. Установление характера и параметров природного поля напряжений (тип напряженного состояния, вид напряженного состояния (коэффициент Лоде-Надаи), направления действия и нормированные величины главных напряжений/деформаций, кулоновы напряжения) с использованием катакластического (Ю.Л. Ребецкий), структурно-геоморфологического (Л.А. Сим) и структурно-парагенетического (Л.М. Расцветаев) методов анализа разрывных нарушений на основе собранных полевых и других доступных геологических данных.

_{Жила (Енисейский кряж)}

_{Зеркало скольжения
в Западных Саянах}

3. На основе полученных данных полевого тектонофизического картирования и рассчитанных по ним характеристик природного поля напряжений устанавливается преобладающая кинематика основных разломов объекта исследований, оцениваются условиях их деформирования (дилатансионные, компакционные) и выделяются наиболее активные их участки по данным о кулоновых напряжениях.

_{3D-съемка золоторудного месторождения}

_{Съемка для 3D обработки}

Реконструкция тектонических напряжений по сейсмологическим, скважинным и другим дистанционным данным

Сотрудники лаборатории выполняют реконструкцию природного напряженного состояния:

основанного на анализе разрывных смещений в области продуктивного пласта на основе данных 3D сейсмики;
по сейсмологическим данным, определяющим морфологию структур хрупкого разрушения, формирующихся в результате гидроразрыва пласта и по данным о механизмах микроземлетрясений;
основанного на изучении поверхностных форм рельефа района месторождения, используя результаты полевых наблюдений и/или на основе фотоснимков высокого разрешения и топокарт;
по результатам анализа имиджей стенок скважин и/или изучения керна.

_{Результаты районирования опасных участков активных разломов по кулоновым напряжениям для различных участков}

Тектонофизическое и геомеханическое моделирование рудных месторождений

Прогноз рудных залежей в разломных зонах с использованием методов геомеханического моделирования напряженно-деформированного состояния начинается с необходимости выбора модели нагружения исследуемого геологического объекта.

Решение этой проблемы состоит в получении тектонофизическими методами модели напряженного состояния объекта в региональном масштабе усреднения. На основе этих данных осуществляется подбор краевых условий, которые с одной стороны удовлетворяли бы геологическим данным о соотношениях амплитуд смещений на главных разломах, а с другой соответствовали бы тектонофизическим данным о напряжениях регионального ранга.

Тектонофизика позволяет по данным о напряженном состоянии, возникшем в зонах локализации пластического течения (эквиваленты разломных зон), спрогнозировать морфологические параметры разрывных структур и их кинематику. Такая интерпретация результатов моделирования контролируется лабораторным тектонофизическим моделированием и данными полевых структурно-геологических наблюдений.

На основе данных о напряженно-деформированном состоянии массива горных пород месторождения возможно выполнение районирования по типу реализуемых деформаций и выявления зон компакции и дилатансии. Для продуктивного пласта по данным 3D сейсмики возможен расчет поля деформаций с выделением участков локализации дизъюнктивных нарушений. Вместе с данными о напряжениях это позволяет выделять участки (сегменты) разрывов с тенденцией к дилатансии (с повышенной проницаемостью) или компакции (пониженная проницаемость).