Отправлено: 19.05.09 09:51. Заголовок: ОСОБЕННОСТИ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ПРОДОЛЬНЫХ И ПОПЕРЕЧНЫХ УПРУГИХ ВОЛН В ТЕКСТУРИРОВАННЫХ ГОРНЫХ ПОРОДАХ

Физика Земли

- № 5, Май 2009, С. 57-69 Помощь

ОСОБЕННОСТИ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ПРОДОЛЬНЫХ И ПОПЕРЕЧНЫХ УПРУГИХ ВОЛН В ТЕКСТУРИРОВАННЫХ ГОРНЫХ ПОРОДАХ
А. Н. Никитин, Т. И. Иванкина, В. К. Игнатович
Обьединенный институт ядерных исследований, г. Дубна

Поступила в редакцию 15.04.2008 г.

В работе на основе анализа данных о скоростях квазипродольных Vp и квазипоперечных Vs волн, измеренных на образцах горных пород при высоких давлениях и температурах, и аналогичных скоростях, рассчитанных на основе функции распределения зерен по ориентациям, реконструированной из нейтронно-дифракционного текстурного эксперимента, выявлены характерные несоответствия между экспериментальными и модельными характеристиками. Проведен теоретический анализ особенностей распространения продольных и поперечных упругих волн в анизотропных средах. Установлено, что, в общем случае, в анизотропных неоднородных средах скорости распространения Vp и Vs, измеренные экспериментально и полученные с помощью моделирования, не могут совпадать из-за наличия физической связи между двумя типами колебаний – поперечных и продольных.

PACS: 91.30.Cd

Список литературы

Александров К.С., Продайвода Г.Т. Анизотропия упругих свойств минералов и горных пород. Новосибирск: РАН. 2000. 354 с.
Баюк И.О., Калинин В.А. О применимости моделей плоских упругих трещин для определения эффективных упругих свойств горных пород // Физика Земли. 1997. № 7. C. 55–60.
Вальтер К., Никитин А.Н., Шермергор Т.Д., Яковлев В.Б. Определение эффективных электроупругих постоянных поликристаллических текстурированных горных пород // Физика Земли. 1993. № 6. C. 83–88.
Гладков С.О. Физика поровых структур. М.: Наука. 1977. 175 с.
Иванкина Т.И., Клима К., Локаичек Т. и др. Исследование анизотропии оливинового ксенолита с помощью акустических волн и дифракции нейтронов // Физика Земли. 1999. № 5. C. 29–39.
Калинин А.А., Баюк И.О. Эффективные упругие модули горных пород при высоком давлении // Геофизич. ж. 1987. Т. 9. № 1. С. 69–75.
Калинин А.А., Баюк И.О. Упругая анизотропия среды с ориентированной системой трещин, произвольной формы и концентрации // Докл. РАН. 1994. Т. 338. № 3. C. 390–393.
Ландау Л.Д, Лифшиц Е.М. Теоретическая физика. Т. 7. Теория упругости. М.: Физматлит. 2003.
Никитин А.Н., Иванкина Т.И., Буриличев Д.Е. и др. Анизотропия и текстура оливиносодержащих мантийных пород при высоких давлениях // Физика Земли. 2001. № 1. С. 64–78.
Прос З. Изучение анизотропии упругих свойств горных пород при всесторонних давлениях на шаровых образцах. Исследования физических свойств минерального вещества Земли при высоких термодинамических параметрах. Киев: Наукова думка. 1977. С. 56–67.
Соболев Г.А., Никитин А.Н., Савелова Т.И., Яковлев В.Б. Теоретико-экспериментальный подход к исследованию микро- и макросвойств и состояния горных пород (возможное направление развития моделей очага землетрясений) // Физика Земли. 2001. № 1. C. 6–15.
Шермергор Т.Д., Никитин А.Н., Корнеев В.И. и др. Расчет упругих и пьезоэлектрических модулей пьезоактивных жильных кварцев методом обобщенно-сингулярного приближения // Изв. АН СССР. Сер. Физика Земли. 1987. № 7. C. 41–48.
Шермергор Т.Д., Никитин А.Н., Вальтер К. и др. Определение эффективных упругих модулей текстурированных пород-пьезоэлектриков // Изв. АН СССР. Сер. Физика Земли. 1991. № 12. C. 84–93.
Babuska V., Cara M. Seismic anisotropy in the Earth. Kluwer Academic. Dordrecht Netherland. 1991. 218 p.
Birch F. The velocity of compressional waves in rocks to 10 kbar. Part 1 // J.Geophys.Res. 1960. V. 65.
Birch F. The velocity of compressional waves in rocks to 10 kbar. Part 2 // J.Geophys. Res. 1961. V. 66.
Cramping S. The dispersion of surface waves in multilayered anisotropic media // Geophys. J.R. astr. Soc. 1970. V. 21. P. 387–402.
Cramping S. A review of the effects of anisotropic layering on the propagation of seismic waves // Geophys. J.R. astr. Soc. 1977. V. 49. P. 9–27.
Crampin S. Evaluation of anisotropy by shear-wave splitting // Geophysics. 1985. V. 50. P. 142.
Ignatovich V.K. Распространение акустических волн в слоистых упругих средах. // Акустический журнал. 1992. Т. 38. № 1. С. 70–78;
Propagation of Acoustic Waves in Layered Elastic Media // Sov. Phys. Acoustics-USSR. 1992. V. 38. № 1. P. 34–39.
Ignatovich V.K. О нейтронных поверхностных волнах. ОИЯИ Р4-2008-48 (В печати ж. Кристаллография).
Ivankina T.I., Kern H.M., Nikitin A.N. Directional dependence of P- and S-wave propagation and polarization in foliated rocks from the Kola superdeep well: Evidence from laboratory measurements and calculations based on TOF neutron diffraction // Tectonophysics. 2005. V. 407. P. 25–42
Ivankina T.I., Kern H., Nikitin A.N. Neutron texture measurements and 3D velocity calculations on strongly foliated biotite gneisses from the Outokumpu Deep Drill Hole. Kukkonen I.T. (ed.). Outokumpu Deep Drill Project, Second International Workshop, May 21–22. 2007. Espoo, Finland. Programme and Extended Abstracts. Geological Survey of Finland, Southern Finland Office, Marine Geology and Geophysics, Report Q10.2/2007/29. P. 47–50.
Kern H., Liu B., Popp T. Relationship between anisotropy and P- and S-wave velocities and anisotropy of attenuation in serpentinite and amphibolite // J. Geophys. Res. 1997. V. 102. P. 3051–3065.
Kern H., Popp T., Gorbatsevich et al. Pressure and temperature dependence of Vp and Vs in rocks from the superdeep well and from surface analogues at Kola and the nature of velocity anisotropy // Tectonophysics. 2001. V. 338. P. 113–134.
Mainprice D., Humbert M. Methods of calculating petrophysical properties from lattice preferred orientation data // Survey in Geophysics. 1994. V. 15. P. 575.
Nikitin A.N., Ivankina T.I., Ullemeyer K. et al. Texture controlled elastic anisotropy of amphibolites from the Kola Superdeep borehole SG-3 at high pressure // Физика Земли. 2001. № 1. C. 41–49.
Seront B., Mainprice D., Christensen N.I. The complete seismic properties of an anorthosite: comparison between LPO and laboratory measurements // EOS 70. 1989. P. 460–461.