Физика сейсмического процесса: лабораторные эксперименты, полевая верификация, петрофизический анализ

Объектами исследований являлись горные породы и их свойства, исследуемые на различных масштабных уровнях, процессы разрушения горных пород при флюидной инициации и неустойчивых подвижках на лабораторных моделях. Общей целью работы являлось выявление закономерностей и физических механизмов развития неустойчивости горных пород применительно к проблемам физики землетрясений, развитие методик лабораторного моделирования сейсмических режимов, создана реконфигурируемая система сбора данных. Основным методом исследования являлась постановка широкого спектра экспериментов в ЦКП “Петрофизика, геомеханика и палеомагнетизм” ИФЗ РАН. Созданы программно-аппаратные инновационные средства проведения экспериментов, введена в действие гибридная система управления прессом, зарегистрированы новые РИД. Реализована методика оценки коэффициентов затухания и их частотной зависимости в диапазоне до 600 кГц непосредственно в ходе экспериментов по разрушению горных пород. Разработан новый подход и метод оценки относительных спектров источников событий АЭ по коде сигналов, зарегистрированных в ходе лабораторных экспериментов. Параметризация лабораторных источников АЭ на основе анализа коды волн может использоваться для оценки основных параметров источника: угловых частот и относительного сейсмического момента M0. В экспериментах на слайдер-модели обнаружены малые (около 1 мкм) и быстрые микросрывы при субкритической нагрузке в условиях увлажнения разлома, которые по величине на два порядка меньше, чем смещения в обычно наблюдаемых неустойчивых подвижках. Предложены качественные механизмы возникновения микросрывов. Для задач геоэлектрического и механоэлектрического мониторинга определены принципы построения оптимальной электрометрической установки. Рассчитаны кинематика и геометрия сейсмического разрыва и поля смещений на разломах на примере роя землетрясений М=6.3 по сейсмическим данным и интерферометрии. Результаты НИР будут востребованы для решения широкого спектра проблем в приоритетных направлениях фундаментальных научных исследований России.