Институт Физики Земли им. О.Ю.Шмидта РАН

РЕФЕРАТ

ОБЗОР МЕТОДОВ РЕКОНСТРУКЦИИ

ТЕКТОНИЧЕСКИХ НАПРЯЖЕНИЙ

Специальность

25.00.03

Геотектоника и геодинамика

Выполнил:

аспирант Белобородов Д.Е.

Научный руководитель

к.г.-м.н. Тверитинова Т.Ю.

Москва

2018

Оглавление

Введение ............................................................................................................ 3 1. Методы структурного анализа…………………………………..................... 5 2. Методы дислокационного анализа напряжений…………………...…….....10 Заключение. ........................................................................................................ 19 Список литературы ............................................................................................ 21

ВВЕДЕНИЕ

Невозможно представить изучение деформаций в Земной коре в отрыве от современных полей напряжений. Имея знания о полях напряжений можно, применяя остальные данные неотектоники, структурной геологии, тектоническом положении и геофизическими данными дают возможность понять последовательность всех деформационных этапов определённых областей Земли. Также, кроме решения этой важнейшей задачи, изучение современных полей деформации способствует решению многих значимых вопросов. Без знаний о напряженном состоянии земной коры, её полей напряжений невозможно создавать прогнозы сейсмоопасности. Благодаря современному уровню развития научных достижений мы имеем возможность получать большой объём геологических и геофизических данных. Коллективами различных исследовательских групп и организаций созданы базы данных характеристик различных кинематических нарушений с различными данными об ориентации, объёме, размерности, величине смещений и т.п. [Сим и др., 1983; Корчемагин, Емец, 1987; Расцветаев, 1987а; 1987б; Гущенко и др., 1999; Васильев, Мострюков, 2000]. Созданы и успешно используется разнообразные методы по восстановлению параметров тензоров напряжений и деформаций. По базовым принципам, лежащим в основе этих методов их можно разделить на: 1. Методы, основанные на данных об ориентации плоскостей собственно сколов; 2. Методы, использующие для анализа не только это, но и данные о направлении смещений. Для всех известных методов восстановления параметров деформированного состояния характерно привлечение всех известных данных о сколовых трещинах. И они полностью относятся к группе методов экспериментального анализа полевых данных. Но, поскольку, мы не имеем возможности получить весь необходимый объём сведений о величине удлинения и укорочения в пределах изучаемых массивов горных пород, а имеем в наличии лишь данные о знаке и иногда (изредка) величине сдвиговой деформации. Для заполнения этой недостачи вводятся необходимые допущения – постулаты об общем состоянии деформационного процесса. И это позволяет получить статистически полновесные выборки данных изучаемых объёмов. Представлены методы, в которых уровень усреднения первые километры – первые сотни километров. В основу реферата положена работа д.ф.-м.н. Ребецкого Ю. Л. «Обзор методов реконструкции тектонических напряжений и сейсмотектонических деформаций.»[Ребецкий, 2002]

МЕТОДЫ СТРУКТУРНОГО АНАЛИЗА

Впервые идея разработки метода структурного анализа появилась в

работах [Becker, 1893; Anderson, 1951; Гзовский, 1959], где основной мыслью

было связывать ориентацию сколового разрыва с ориентацией главных осей

тензора напряжения, основываясь на теории механики разрушений [Надаи,

1936] а также полученных экспериментальных данных, при деформировании

образцов горных пород вплоть до разрушения [Бриджмен, 1955]. При

разработке теоретических основ метода реконструкции напряжений по

сколовым разрывам и трещинам М.В.Гзовский [1954; 1975] использовал факт

образования трещин скола под углами близкими к углу скалывания горных

пород, который отвечал представлениям теории прочности Кулона-Мора. В

методике, при реконструкции ориентации главных осей тензора напряжений

следует выделить сопряженные пары сколовых трещин, при этом "...

сопряженность сколовых разрывов двух направлений определяется по их

слиянию, взаимному пересечению, противоположности направлений

смещений" [Гзовский, 1959]. Линия пересечения этих трещин совпадает с

осью промежуточного главного напряжения, а биссектрисы смежных углов с

направлениями осей главных напряжений (рис.1).

Рис. 1. Ориентация сколов по отношению к главным осям напряжений согласно

методу сопряженных пар М.В.Гзовского.

Метод сопряженных пар сколов М.В.Гзовского стал первым методом

реконструкции параметров напряжений, который использовался геологами

при изучении тектонических структур.

Метод максимальных касательных напряжений А.В.Введенской

являлся определенной аналогией метода сопряженных пар сколов

М.В.Гзовского в приложении к сейсмологическим данным. Первоначально

основой этих исследований являлось положение о том, что "статические

напряжения, которые действуют перед разрушением на этой площадке и

снимаются в момент появления разрыва, называются напряжениями,

действующими в очаге" [Введенская, 1961]. Использование представлений

теории дислокаций показало, что в этом случае биссектрисы углов

нодальных плоскостей представляют собой оси действия алгебраически

максимального и минимального главных нормальных напряжений, а сами

нодальные плоскости в очаге землетрясения представляют собой плоскости

действия наибольших касательных напряжений (рис. 2).

Рис. 2. Ориентация сколов по отношению к главным осям напряжений сжатия i и

растяжения k, снимаемых в очаге землетрясения (1 −нодальные плоскости).

Активное развитие этот метод получил в работах Л.-М.Зобака. В

работе [Zobak, 1992] на основе данных о механизмах очагов одиночных

землетрясений, удовлетворяющих определенным критериям (точность

определения механизма, энергетический класс), реконструированы

ориентации главных осей современных напряжений крупнейших

сейсмических областей.

В работах В.Д.Парфенова [1981; 1984] также по сути отталкиваясь от

закономерностей механики разрушений, основанной на критерии прочности

по наибольшим касательным напряжениям, построена методика

реконструкции напряжений применительно к геологическим данным. В этом

методе на основе данных об ориентации плоскости скола и направлениях

борозд скольжения с помощью палеток с сеткой Вульфа строятся ориентации

"квазиглавных напряжений" − главных осей тензора упругих деформаций,

снимаемых в результате смещений по разрыву, подобно тому как это

делается в сейсмологии по данным о механизмах очагов землетрясений.

Далее предлагается статистически анализировать совокупности

соответствующих осей "квазиглавных напряжений", определяя по характеру

плотности их распределения ориентацию истинных главных напряжений. В

методе В.Д.Парфенова − методе квазиглавных напряжений − данные об

ориентации смещений вдоль сколовых разрывов используются на

равноправной основе вместе с данными об ориентации плоскостей разрывов

в отличие от метода "сопряженных пар" М.В.Гзовского.

Развитие этого направления исследований был сделано в работах

П.Н.Николаева [1977; 1992], которым был предложен метод тектоно-

динамического анализа сколовых разрывов и трещин. Суть метода состоит

в статистическом анализе разброса пространственной ориентации

одноранговой совокупности трещин, входящих в однородный по характеру

деформирования макро объем, и определении на его основе сопряженных

систем трещин (рис. 3). Технически это осуществлялось с помощью

нанесения данных на прямоугольную диаграмму-матрицу с осями,

определяющими соответственно азимут и угол вектора падения плоскости

трещины (рис. 3, а). Поиск сопряженной системы при этом осуществлялся

после нанесения данных для всей совокупности трещин путем выделения

локальных максимумов.

Рис. 3. Схема, иллюстрирующая методику реконструкции главных осей тензора по

П.Н.Николаеву: а – матрица-диаграмма; б − схема разброса трещин при разрушении в

образцах; в – реконструкция осей главных напряжений; 1 − изолинии трещиноватости и

направления разброса; 2 − максимумы трещиноватости; 3 − системы сопряженных

трещин; 4 − выходы промежуточных осей; 5, 6 − направления разбросов в пределах

соответственно разных систем и максимумов трещиноватости.

Практическое использование методики показало, что на диаграмме-

матрице максимумы трещиноватости вместо симметричной формы изолиний

равных значений, отвечающей равной вероятности отклонения каждой

трещины от центра максимума, имеют явно асимметричный характер. При

этом максимум сдвинут в сторону оси сжатия, а преимущественный разброс

в сторону оси растяжения (рис. 3, б). П.Н.Николаевым было показано, что

аналогичная особенность распределения ориентации плоскостей трещин

наблюдается также и в сейсмологических данных о механизмах очагов для

землетрясений, истинные плоскости смещения в очагах которых известны.

Для горных пород, процесс разрушения в которых описывается

теорией Кулона-Мора, это обстоятельство и должно приводить к

постепенному отклонению падения плоскости трещин от нормального.

Выделение указанной асимметрии на диаграмме-матрице в процессе

реконструкции методом тектоно-динамического анализа, по мнению автора

этой методики, также служит доказательством однородности

деформирования макрообъема, в пределах которого реконструкция

осуществляется.

Основанный на изучении и детальном картировании внутренней

структуры зоны скалывания вблизи разлома, метод морфокинематического

анализа, предложен в работах [Гинтов, Исай, 1984а; 1984б]. В этом методе

анализируются данные об ориентации различных типов сколовых трещин,

трещин отрыва, структур сжатия и складок волочения, образующихся в зоне

скалывания. Неизвестные параметры тензора напряжений (ориентация

главных осей), среднего для макрообъема, охватывающего целиком зону

скалывания, связываются в этом методе с количественными данными об

ориентации указанных выше структур в предложенной авторами системе

уравнений.

Метод поясов трещин В.Н.Даниловича [1961] основывается на

результатах анализа трещиноватости вблизи крупных разломов. Большое

число натурных данных позволило выявить закономерности "густоты"

(повышенной плотности) распределения трещин. Было установлено, что

вблизи разломов сколового типа более мелкие трещины образуют пояс

трещиноватости, ось которого OB перпендикулярна направлению

относительного движения берегов разлома (рис. 4).

Метод прежде всего ориентирован на определение направления

движения по крупным разломам с известным залеганием плоскости

сместителя. В дальнейшем С.И.Шерман [1966] развил этот метод для

определения и элементов залегания плоскости разлома.

Рис. 4. Примерная сферограмма господствующих элементов

трещиноватости, созданных движением по сместителю: 1, 2, 3 − экваториальные

максимумы, 4 − полярный максимум; MON − простирание сместителя; OB − ось пояса

трещиноватости; PP1 − простирание плоскости пояса трещиноватости; OC − направление

смещения.

Метод структурно-геоморфологического анализа оперяющих

сколов Л.А.Сим является продолжением направления анализа условий

активизации крупных разломов по совокупности более мелкой оперяющей

трещиноватости – совокупности мегатрещин. Метод направлен на

реконструкцию напряженного состояния платформенных областей в

окрестности субвертикальных разломов в предположении субвертикальности

оси промежуточного главного напряжения [Сим, 1996]. При таком подходе

имеется возможность проводить анализ закономерности изменения

простирания оперяющих трещин путем дешифрирования топокарт и

фотоснимков более крупного масштаба, чем масштаб изучения разломов и

тектонических напряжений. Л.А.Сим предложен комплекс подходов по

выделению систем оперяющих трещин, оценке возраста мегатрещин и

разделения разновозрастных полей трещиноватости.

МЕТОДЫ ДИСЛОКАЦИОННОГО АНАЛИЗА НАПРЯЖЕНИЙ

В основе этой группы методов лежат постулаты дислокационного

анализа, в которых предполагается [Гущенко, 1982а], что: 1) в процессе

упругопластического деформирования преобразование части упругих

деформаций в необратимые – остаточные, обусловливающее диссипацию

упругой энергии в макрообъеме геосреды, может осуществляться как за счет

сдвигов по вновь образующимся поверхностям нарушений сплошности

геоматериала, так и за счет смещения берегов уже существующих трещин и

разрывов различного масштабного уровня; 2) каждое индивидуальное

смещение вдоль поверхности трещины возмущает поле напряжений только

более низкого (крупного) масштабного уровня и не влияет на кинематику

трещин этого же масштаба; 3) направление среднего вдоль поверхности

скола смещения совпадает с направлением действия среднего на этой

поверхности касательного напряжения, отвечающего искомому для

квазиоднородного макрообъема тензору эффективных напряжений. Впервые

предположение о том, что "направление перемещения сразу после

возникновения скола должно совпадать с направлением максимального

касательного напряжения на плоскости разрыва, действовавшего здесь перед

его возникновением" (Ботт), а также, что плоскость разрыва не обязательно

должна совпадать с плоскостью наибольших касательных напряжений, или

плоскостью скола (по Мору), было выдвинуто в работах [Wallase, 1951; Bott,

1959]. Эти положения послужили началом для создания новых методов

реконструкции напряжений, отличных от методов, базирующихся на

гипотезе сопряженных пар разрывов [Anderson, 1951; Гзовский, 1959]. В

совокупности перечисленные выше постулаты составляют основу

дислокационной теории пластичности [Батдорф, Будянский, 1961],

определяющей закон квазипластического течения среды за счет

совокупностей имеющихся в ней дислокаций. Заметим, что в методах

дислокационного анализа, отказываясь от жесткой связи ориентации

плоскости разрыва с ориентацией главных осей тензора напряжений,

вводится прямая связь кинематических характеристик сколовых разрывов с

параметрами искомого тензора. Методы определения параметров тензора

напряжений, использующие элементы дислокационного анализа и

представленные выше постулаты, можно разбить на две группы:

• численные методы реконструкции тензора тектонических

напряжений, в основе которых лежит нахождение экстремума "функций

однородности" выборки СКДТ;

• графические методы реконструкции тензора тектонических

напряжений, в основе которых анализ кинематических ограничений для

выборки СКДТ.

Определение экстремума "функции однородности". Это направление

реконструкции тензора напряжений, развиваемое в работах [Carey, Bruneier,

1974; Никитин, Юнга, 1974; Angelier, 1975; Никитин, Юнга, 1977; Etchecopar

et al., 1981; Angelier et al., 1982; Gephart, Forsyth, 1984], базируется на

нахождении максимума "функции однородности" СКДТ ("функции

совместности", по С.Л.Юнга), отвечающей скалярному произведению

единичного вектора подвижки на поверхности скола и единичного вектора

касательного напряжения, действующего на этой же поверхности,

ориентация которого обусловлена искомым тензором напряжений:

Здесь Sα − вектор в относительных сдвиговых смещений бортов разрыва, tα −

вектор эффективных для макрообъема касательных напряжений на плоскости

скола, числитель представляет скалярное произведение этих векторов, а

знаменатель произведение их модулей. Согласно представленным выше

постулатам дислокационного анализа максимальное значение функции (1),

нормированной на A − число событий, участвующих в выборке, равно 1 и

отвечает идеальной однородности данных, когда все смещения на плоскостях

разрывов совпадают с ориентацией, действующих здесь касательных

напряжений. Максимум функции (1) лежит в области изменений четырех

параметров тензора напряжений: трех углов Эйлера, определяющих

ориентацию трех ортогональных осей главных нормальных напряжений, и

коэффициента Лоде-Надаи (коэффициент вида напряженного состояния),

характеризующего оотношения величин главных напряжений i (i=1,2,3), при

неизвестном, но фиксированном значений модуля максимального из главных

касательных напряжений. Поскольку в данной совокупности параметров

отсутствует компонента шарового тензора (всестороннее давление с

обратным знаком), то в дальнейшем будем говорить о реконструкции

девиаторных компонент тензора напряжений n − девиатора напряжений.

Действительно, выражение для компоненты тензора напряжений,

действующей на площадки с нормалью n в направлении произвольно

ориентированного вектора tα можно представить в следующем виде

Здесь n k rk

и (k=1,2,3) направляющие косинусы соответствующих

векторов в системе координат, связанной с ориентацией главных осей

тензора напряжений, а

причем 1 и девиаторные главные напряжения ( ≥≥, ), соответственно, растяжения и сжатия ( 1≥0, ≤), а и коэффициент Лоде-Надаи и модуль максимального касательного

напряжения. В зарубежной литературе вместо коэффициента Лоде-Надаи

часто используется параметр "ratio", определяемый как

На основании (3) и (4) связь между этими двумя коэффициентами

выражается следующим образом 2=1-. Причем пределы изменения

от +1 до -1, а от 0 до 1.

Запись функции однородности в виде (1) приводит к нелинейности решения

на области неизвестных параметров задачи. В статье [Никитин,Юнга, 1977]

отмечалось, что следствие этой нелинейности "функция однородности"

имеет локальные максимумы. При исходных данных, обладающих

недостаточно высокой точностью определения, решение (1) становится

неустойчивым. Заметим, что сейсмологические данные о механизмах очагов

землетрясений имеют достаточно большие вариации определяющих

параметров (точность данных, как правило, 10-30, часто встречаются

многовариантные механизмы), а в геологических данных зачастую

направления скольжения вдоль борозд определяется с точностью до знака.

Запись "функции однородности" в форме (1) требует также выбора плоскости

разрыва, поэтому для сейсмологических СКДТ задача нахождения тензора

напряжений не имеет единственного решения. В работе [Никитин, Юнга,

1977] проблема единственности решалась путем присвоения в качестве

истинной плоскости разрыва той из нодальных плоскостей, на которой для

искомого тензора напряжений реализуется большее по величине касательное

напряжение.

Из работы [Гущенко, Кузнецов, 1979] следует, что "функцию однородности"

можно построить и на основе требования максимальности проекции

касательных напряжений, действующих на поверхности скола, на

направление вектора подвижки:

Здесь дополнительно введен для большей общности весовой сомножитель

W. При постоянных значениях весового сомножителя, отвечающего

предположению, сделанному в работе [Гущенко, Кузнецов, 1979], даже

большие расхождения в ориентации между вектором касательных

напряжений и направлением подвижки на поверхностях скола с низким

уровнем касательных напряжений мало влияют на решение. Определенная

неудачность построения "функции однородности" в форме (1) отмечалась в

[Angelier,1990], где была предпринята попытка улучшить алгоритм расчета за

счет введения в функцию (1) весовых сомножителей, зависящих от величины

касательных напряжений.

В работе [Мухамедиев, 1993] также было предложено выбирать в качестве

"функции однородности" выражение типа (5). При этом считалось, что

поскольку смещения на площадках близких к углу скалывания, более

вероятны, а амплитуды смещения большими по величине, то весовой

сомножитель Wдолжен быть пропорционален D, где D средняя

величина подвижки и площадь разрыва в очаге землетрясения с номером

. Математический алгоритм реконструкции в этом случае связан не только

с требованием максимальности проекции касательного напряжения от

искомого тензора на наблюденные на плоскостях разрывов направления

подвижек, но и учитывает при построении "функции однородности" в

качестве весового сомножителя сами величины подвижек. Таким образом в

этом случае наибольший вклад будут давать площадки, на которых

произошли наибольшие по амплитуде подвижки.

Преобразуем (5) к следующему виду

где si и nj

− компоненты наблюденного единичного вектора подвижки si и

единичного вектора нормали nj к плоскости скола соответственно в

произвольной ортогональной системе координат. В последних выражениях

суммирование ведется согласно известному правилу суммирования по

повторяющимся индексам [Работнов, 1979]. Применительно к

геологическим СКДТ в зарубежных исследованиях этого направления

развивается метод, который можно назвать методом выделения

локализации разрушения [Hung, Anjelier, 1989; Mercier, Carey-Gailhardis,

1989]. Данный метод несет в себе элементы как метода тектоно-

динамического анализа П.Н.Николаева, так и метода анализа экстремума

"функции однородности". Этот метод состоит в нанесении на палетку Вульфа

(сейчас для этого используются возможности компьютерной обработки и

визуализации геологических данных о разрывах и трещинах) ориентации

плоскостей разрывов и направлений смещений вдоль них. Далее выделяют

совокупности трещин, близкие в структурно-кинематическом отношении,

при этом оценивается близость ориентации не только плоскостей сколов как

в методе П.Н.Николаева, но и направления скольжения берегов трещин. При

этом разные родственные ансамбли сколовых разрывов, полученные в

результате указанной выше сепарации данных из одного обнажения,

отождествляются с разными этапами тектонических условий нагружения

исследуемой области.

Затем, выбирая "функцию однородности" того или иного вида, производится

определение параметров тензора напряжений. Сепарация данных считается

удовлетворительной, если максимальное отклонение направления подвижки

вдоль плоскости скола для выборки СКДТ не превышает некоторого

принятого предельного значения.

Графические способы нахождения областей допустимых решений. На

основе наблюдаемых закономерностей разрывообразования в горных

породах при спользовании в той или иной мере сформулированных выше

кинематических постулатов рядом авторов были предложены графические

методы реконструкций напряжений:

метод М-плоскостей [Arthaud, 1969; Arthaud,Choukrone, 1972],

кинематический метод [Гущенко, Сим, 1974; Гущенко и др., 1977; Гущенко,

1982а], метод right dihedra [Mercier et al., 1976; Angelier, Mechler, 1977;

Angelier, 1984]. Первоначально ограниченный в применении только для

одноосного напряженного состояния (одноосное сжатие или растяжение)

метод М-плоскостей в дальнейшем был развит в работе [Aleksandrowski,

1985] и для случая трехосного напряженного состояния. Этот метод

достаточно трудоемок в реализации и связан с отысканием на сфере

единичного радиуса геометрического места точек пересечения дуг большого

круга от плоскостей, проходящих через центр сферы и содержащих вектор

подвижки и полюс плоскости разрыва. В основных своих приемах он близок

к первым вариантам кинематического метода О.И.Гущенко, представление

которого будет дано ниже. Наиболее простым из графических методов с

алгоритмической точки зрения является метод right dihedra. Он связан с

закономерностью, впервые отмеченной в работе [McKenzie, 1969], и

заключающейся в том, что кинематические постулаты позволяют составить

ряд неравенств, накладывающих определенные ограничения

(кинематические ограничения) на возможную ориентацию главных осей

тензора напряжений

Здесь si и nj

проекции на главные оси искомого тензора напряжений

единичных векторов нормали к плоскости разрыва и подвижки на ней.

На основании (8) каждая из трещин допускает возможное попадание осей

алгебраически минимального и максимального главных напряжений в

разные пары накрестлежащих квадрантов, на которые нодальные плоскости

делят сферу единичного радиуса. Алгоритм реконструкции напряжений

метода right dihedra, развиваемого из ограничений (8), состоит в нахождении

графическим способом двух областей на сфере единичного радиуса, в

которых выполняется каждое из этих неравенств для совокупности сколовых

нарушений (рис.5).

Кинематический метод, развиваемый О.И.Гущенко, в приложении к

сейсмологическим СКДТ первоначально основывался на обособлении на

сфере единичного радиуса двух областей отсутствия выходов соответственно

осей i и k (осей сжатия и растяжения в очаге землетрясений), центры которых

в дальнейшем связываются с ориентацией выходов на сферу осей

максимальных растягивающих и сжимающих девиаторных напряжений

[Гущенко, Сим, 1974]. Подход перекликается с методом, предложенным

позднее в В.Д.Парфенов [1981] для геологических данных о сколовых

разрывах при иных исходных представлениях.

Созданный алгоритм реконструкции связан с введенным в работе [Гущенко,

Кузнецов, 1979] дополнительным ограничением, накладываемым на

ориентацию сдвигового смещения вдоль плоскости разрыва:

известна, в первых вариантах "кинематического метода" на первом этапе

требуется построить коническую поверхность, проходящую через центр

сферы единичного радиуса, которая разделит на сфере области с разным

знаком направления перемещений для однородных выборок СКДТ (по сути

эта поверхность является поверхностью Коши). При этом векторы

перемещения сколовых трещин строятся в полюсах плоскостей сдвига. Далее

для построенного на сфере следа где mi − направляющие косинусы вектора

m, ортогонального векторам s и n. Для сейсмологических данных с

неизвестной плоскостью подвижки последнее неравенство неприменимо.

Неравенство (9) фактически накладывает ограничения на область

возможного положения промежуточного из главных напряжений. В

[Гущенко, Кузнецов, 1979] переход от равенств, определяющих направление

вектора подвижки на произвольно ориентированной плоскости скола, к

неравенствам (8), (9), доставляющим вектору подвижки широкий диапазон

возможных ориентаций, основан на следующем предположении: в процессе

квазипластического деформирования однородного макрообъема,

реализующегося в виде сколовых смещений по трещинам, ориентация осей

главных нормальных напряжений остается постоянной, но при этом

допускается изменение во времени значений коэффициента Лоде-Надаи,

определяемого по СКДТ для индивидуальных трещин (однородноосные

макрообъемы). Следует отметить, что аналогичные ограничения в виде

неравенств (9) были получены также в работе [Lisle, 1992] в рамках

развиваемого метода right threhedra.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Рассмотренные методы структурного анализа, имеют то общее, что

предположение о совпадении плоскости разрыва с плоскостью скола

(плоскостью, на которой выполняется предельное условие по разрушению),

опирающееся на данные, которые были получены в экспериментах для

изначально бездефектных образцов, вырезаемых из сплошного куска горных

пород, довольно сложно соотнести с фактом наличия в реальных массивах

горных пород множества по разному ориентированных разрывов и трещин,

на поверхности которых имеются одновозрастные системы скольжений.

Для методов дислокационного анализа отмечаются, прежде всего,

следующие моменты. Во-первых, определяющие постулаты

дислокационного анализа ориентированы на дислокационную теорию

пластичности, что в приложении к реальным горным породам, имеющим

большее число разнонаправленных поверхностей пониженной прочности,

более перспективно в сравнении с методами, построенными на принципах

механики разрушений. Во-вторых, в рамках этого направления удалось найти

достаточно эффективные формализованные способы выделения однородно

деформированных макрообъемов, а также сочетать численные приемы

нахождения максимума "функции однородности" и графические приемы,

основанные на приведенных выше неравенствах [Ризниченко, 1965; Гущенко

и др., 1990; Гущенко, Ребецкий, 1994]. Кроме того, в отличие от методов

реконструкции напряжений, представленных в первом разделе, здесь удается,

помимо ориентации главных осей тензора напряжений, определять и

соотношение величин главных напряжений коэффициент Лоде-Надаи.

Однако здесь требует дополнительного осмысления факт отличия в

ориентации наблюденных сколовых смещений от теоретически

предсказываемых, которые могут достигать углов до 90⁰. В методах

нахождения максимума "функции однородности" эти расхождения

связывают с неточностью экспериментальных данных [Никитин, Юнга,

1977] и с локальной анизотропией на плоскости разрыва [Гущенко и др.,

1990]. В кинематическом методе О.И.Гущенко делается попытка объяснить

эти различия в рамках предположения о постоянстве ориентации осей

главных напряжений и изменчивости во времени коэффициента вида

напряженного состояния (однородноосное напряженное состояние

[Гущенко,Сим, 1974]). Последнее фактически является новым

дополнительным постулатом, устанавливающим различную зависимость от

краевых условий нагружения и свойств среды, для вообще говоря,

равноправных параметров тензора напряжений: углов Эйлера,

определяющих ориентацию главных осей тензора, и коэффициента Лоде-

Надаи, определяющего соотношение величин главных напряжений. Заметим

также, что главный постулат, лежащий в основе всех методов этой группы, о

совпадении направления смещения вдоль плоскости скола с вектором

касательных напряжений фактически определяет прямую связь

кинематических характеристик с напряженным состоянием. Это с одной

стороны накладывает ограничение на реологические свойства создаваемой

модели горных пород, а с другой сужает класс анализируемых

деформационных состояний.

ЛИТЕРАТУРАГзовский М.В. Тектонические поля напряжений // Изв. АН СССР. Сер. геофиз. 1954. N3. Гзовский М.В. Основные вопросы тектонофизики и тектоника Байджансайского атиклинория. I,II. М.: Изд-во АН СССР, 1959. 254 с. Гзовский М.В. Основы тектонофизики. М.: Наука, 1975. 535 с. Гинтов О.Б., Исай В.М. Некоторые закономерности разломообразования и методика морфокинематического анализа сколовых разломов // Геофиз. Жур. 1984а., 1984б. Т.6, № 3. С. 3-10, № 4. С. 3-14.Гущенко О.И., Сим Л.А. Обоснование метода реконструкции напряженного состояния земной коры по ориентировкам сдвиговых тектонических смещений (по геологическим и сейсмологическим данным) // Механика литосферы: Тез. докл. Всесоюз. науч.-техн. совещ., Л.;М.: 1974, С. 5-8. Гущенко О.И., Степанов В.В., Сим Л.А. Направления действия современных мегорегиональных тектонических напряжений сейсмоактивных областей юга Евразии // Докл. АН СССР. Сер. геофиз. 1977. Т. 234, № 3. С. 556-559. Гущенко О.И., Кузнецов В.А. Определение ориентаций и соотношения величин главных напряжений по совокупности направлений сдвиговых тектонических смещений // Поля напряжений в литосфере. 1979. С. 60-66. Гущенко О.И. Автореферат дис. … д-ра. геол.минерал. наук. М., 1982а. Гущенко О.И. Определение тектонических полей напряжений методом кинематического анализа структур разрушения (в связи с прогнозом сейсмической опасности) // Природа и методология определения тектонических напряжений в верхней части земной коры. Апатиты. 1982б. С. 35-52. Гущенко О.И., Мострюков А.О., Петров В.А. Структура поля современных региональных напряжений сейсмоактивных областей земной коры восточной части средиземноморского подвижного пояса // Докл. АН СССР. Сер. геофиз.1990, Т.312, № 4, С. 830-835. Гущенко О.И., Ребецкий Ю.Л. Современное региональное поле напряжений Евразии (по сейсмологическим данным о механизма очагов коровых землетрясений) // Тезисы докладов I Международного семинара: Напряжения в литосфере (глобальные, региональные, локальные). М., 1994. С. 50-51. Расцветаев Л.М. Структурные рисунки трещиноватости и их геомеханическая интерпретация // Докл. АН СССР. 1982. Т. 267, № 4. С. 904-909. Расцветаев Л.М. Выявление парагенетических семейств тектонических дизъюнктивов как метод палеогеомеханического анализа полей напряжений и деформаций земной коры // Поля напряжений и деформаций в земной коре. М.: Наука, 1987а. С. 171-181. Расцветаев Л.М. Парагенетический метод структурного анализа дизъюнктивных тектонических нарушений // Проблемы структурной геологии и физики тектонических процессов. М.: ГИН АН СССР, 1987б. С. 173-235. Ребецкий Ю.Л. Обзор методов реконструкции тектонических напряжений и сейсмотектонических деформаций // Тектонофизика сегодня. М.: Изд. ОИФЗ. 2002, C.   227-243 Сим Л.А., Мозженко О.А., Козлов А.В., Иванов Н.Н. Связь полей напряжений и хрусталеносности горы Гранитной (Приполярный Урал) // Изв.вузов. Геологиз. и разведка, 1983. №7. С. 15-20. Сим Л.А. Некоторые особенности полей напряжений в зонах разломов (по геологическим и сейсмологическим данным) // Поля напряжений и деформаций в земной коре. М.: Наука, 1987. С. 151-158. Сим Л.А. Неотектонические напряжения Восточно-европейской платформы и структур обрамления. Автореферат дис. д-ра. геол.минерал. наук. М., 1996. 41 с. Zobak M.L. First- and second odern pattern of stress in lithosphere: The Word stress map project // J. Geop. Res. 1992. Vol. 97, NB. 8. P. 11703-11728.