Монография посвящена разработке методов и созданию систем сейсмодеформационного мониторинга техногенных землетрясений и горных ударов для натурных исследований деформационно-волновых процессов в блочных массивах горных пород. рассмотрены вопросы описания поведения структурных геосред при упругом и неупругом деформировании, прикладные задачи, связанные с движением волн в таких средах. Представлены разработки измерительной аппаратуры и систем сейсмодеформацоинного мониторинга для рудников и шахт Сибири, Урала, Кольского полуострова, Донбасса (Украина). Издание адресовано геомеханикам, геофизикам, научному и инженерно-техническому персоналу научно-исследовательских, проектно-изыскательских институтов, технологам горно-добывающих предприятий, разработчикам систем измерений деформаций и сейсмических сигналов в геосредах, будет полезна преподавателям, аспирантам и магистрантам университетов и вузов горного профиля.

В книге излагаются палеогеологические, тектонические, литофациальные, коллекторские и геохимические предпосылки нефтеносности девонских и каменноугольных карбонатных отложений Камско-Кинельской системы прогибов на территории Татарской АССР и Ульяновской области, а также прилегающих районов соседних республик и областей. На основании выявленных закономерностей нефтенакопления даются критерии прогнозирования нефтеносности рассматриваемого комплекса образований и рекомендации по комплексированию видов и методике постановки поисково-разведочных работ. Книга представляет интерес для работников нефтяных научно-исследовательских и производственных организаций, а также студентов старших курсов нефтгеологической специальности.

В работе проведено исследование закономерностей локализации деформаций на границах раздела структурных элементов в квазидвумерных блочных (плитных) средах. В качестве модельной плитной среды использовался ледовый покров озера Байкал. основное внимание уделено анализу взаимосвязи внутриплитных деформаций и межплитных перемещений. Установлнео, что активизация конвергентных смещений на межплитных границах и развитие зон поддвига в ледовом покрове связаны с ростом растягивающих внутриплитных напряжений, что соответствует основным закономерностям тектонических процессов в литосфере. На основе анализа распределения напряжений сделано заключение о том, что закономерности деформационных процессов в плитном ледовом покрове отвечают концепции тектоники литосферных плит. Полученные результаты позволили оценить характерный уровень тектонических напряжений (2-10% величины прочности материала плит), при котором происходит активизация конвергентных смещений на межплитных границах. При этом на отдельных участках плитной среды возможно достижение аномально высоких значений внутренних напряжений (до 20-30% прочности), приводящих к фрагментации структурных блоков и вовлечению образовавшихся границ раздела в деформационные процессы. Показано, что в условиях столь высоких внутренних напряжений наблюдаются заметные отклонения деформационного режима на межплитных границах от типичного, что можно рассматривать как предвестник динамических сейсмогенерирующих событий.

В монографии представлены результаты комплексных геодинамических, сейсмоэлектромагнитных и сейсмоионосферных исследований, выполненных в ИСЗФ СО РАН, ИЗК СО РАН и ИФМ СО РАН. Благодаря тесному сотрудничеству институтов получена уникальная информация о сейсмическом режиме и поведении геофизических полей в Байкальской рифтовой зоне в 2009 - 2011 г.г. Полученные данные способствуют углублению знаний о литосферно-атмосферно-ионосферном взаимодействии и могут быть полезны при разработке систем оперативной диагностики и прогноза сейсмической активности. Заложены основы для организации непрерывного многопараметрического мониторинга геодинамических, электромагнитных, ионосферных процессов в Байкальской рифтовой зоне - одном из наиболее сейсмически активных регионов земного шара. Для специалистов в области геофизики, сейсмологии, радиофизики, физики атмосферы.

В статьях сборника изложены представления геологов ВНИГРИ по кардинальным проблемам геологического строения и нефтегазоносности Западной Сибири: положению Западно-Сибирской плиты среди других крупных нефтегазоносных структур, особенно строения осадочного чехла, тектоническим, литологическим, гидрологическим и геохимическим закономерностям размещения в ее пределах залежей нефти и газа. Ряд статей сборника посвящен различным аспектам строения нефтегазоносных комплексов, распределению в них коллекторов и покрышек, вопросам миграции углеводородов. Сборник рассчитан на щирокий круг геологов, геофизиков и геохимиков, занимающихся изучением Западной Сибири.

Продолжено математическое обоснование перспективности концепции об инициации смещений в разломно-блоковых средах для локального снижения упругой энергии и понижения сейсмической опасности. Для численного моделирования системы используется минималистический вариант опубликованной авторами ранее модели, основанной на рассмотрении динамики наползания одной тектонической плиты на другую. Эта модель достаточно хорошо описывает статистику поведения геологических сред и позволяет извлечь корреляции в продвижении динамически активного фронта. Обнаруженные корреляции использованы для подбора оптимальных сценариев слабых локальных энергетических воздействий. В результате существенно повышается эффективность таких воздействий при переводе движения блоков из режима "stick-slip" в режим ползучести, при котором средняя энергия сейсмических ударов значительно уменьшается и становится принципиально возможным "подавление" сильных землетрясений.

Приводится обзор современных представлений о геометрии, кинематике, геологических методах изучения и нефтегазоносности складчато-надвиговых поясов. Рассматривается метод сбалансированных разрезов. Основная часть монографии посвящена разработке палеоглубинного метода. Предлагается система уравнений, позволяющих по отражательной способности витринита, отобранного в определенных структурных позициях, рассчитывать глубину до детачмента и кровельных надвигов дуплексов, глубину заложения надвигов и тектоническое утолщение, конседиментационную амплитуду и возраст локальных структур, а также ряд других характеристик надвиговых систем. Рассматриваются способы выделения нефтегазоперспективных ловушек и прогноза их коллекторских свойств с учетом влияния стресса. Метод реализуется на примере складчато-надвиговых поясов Предверхоянского и Индигиро Зырянского прогибов. Монография рассчитана на геологов, изучающих строение и нефтегазоносность складчато-надвиговых поясов, и на студентов геологических факультетов вузов.

Эмпирические распределения величин ущерба от катастроф описываются распределениями с тяжелыми хвостами. Для таких распределений статистические оценки, основанные на расчете средних значений и дисперсии, могут приводить к неверным выводам. Разработка и применение статистических подходов, пригодных в этом случае, и является основным содержанием монографии. Наиболее подробно, ввиду наличия более полного статистического материала, рассматривается случай сейсмических катастроф. Описывается ряд новых подходов к задаче оценки сейсмического риска и предлагается прогноз величин ущерба от землетрясений. Рассмотрены тенденции изменения величин ущерба в связи с изменениями социально-экономических условий. Монография предназначена для специалистов в области оценки риска, сейсмологов, работников органов управления и широкого круга лиц, интересующихся режимом природных катастроф и их воздействием на общество.

Проведена серия натурных экспериментов с применением созданного испытательного стенда «Трибо» в виде перемещаемой бетонной плиты, рассматриваемой как искусственное аллохтонное крыло на шероховатой плоскости сегмента Ангарского разлома в Прибайкалье. Наблюдаемые эффекты контактного взаимодействия неровностей в зоне скольжения фиксировались с применением деформометрической и динамометрической аппаратуры, а также четырех сейсмических станций «Байкал-7HR», широко используемых для регистрации землетрясений. Изучено влияние ударных воздействий на параметры сейсмических колебаний от возникающих источников сейсмических импульсов в процессе меняющегося фрикционного трения. Предложенный способ физического моделирования и полученные данные могут быть полезными для изучения режимов, интерпретации сейсмологических наблюдений, совершенствования среднесрочного прогноза горных ударов и землетрясений, а также представляют интерес для разработки новых физических моделей формирования разномасштабных очагов сейсмической диссипации в тектонических разломах.??.

A series of full-scale experiments was performed to study the influence of impact loads on the parameters of seismic vibrations initiated in variable friction. The study was conducted on a test setup Tribo which is a movable concrete slab modeling an allochthon on a rough plane of the Angara fault segment in Baikal region. Contact interactions of asperities in the slip zone were recorded using strain and load measuring equipment and four seismic stations Baykal-7HR widely used for recording earthquakes. The proposed physical modeling method and obtained results can be of interest for the development of new physical models of differently scaled sources of seismic energy dissipation in tectonic faults and can be useful for seismological studies, related data interpretation, and improvement of extended forecast of rock bursts and earthquakes.

Хорошо известно, что земная кора имеет иерархическую блочную структуру, являющуюся результатом геологической эволюции, а также глобальных и локальных деформационных процессов. При этом важными элементами геосреды являются границы раздела блоков, по которым и происходят основные деформации (смещения) под действием локальных полей внутренних напряжений. На макромасштабном уровне такими межблочными границами являются сейсмоактивные разломы. В настоящей работе было проведено комплексное исследование совместного влияния обводнения и вибрационного воздействия на поведение (режим смещений) сейсмоактивного разлома или его фрагмента. Результаты исследования показали, что совместное использование двух указанных факторов может не просто инициировать аномально большие по амплитуде смещения по разлому, но, что не менее важно, реализовать их в относительно плавном режиме сдвиговой ползучести (то есть без динамического спонтанного выделения мощных сейсмических импульсов).

В монографии отражены результаты экспериментальных и аналитических исследований закономерностей распределения напряжений в блочных массивах геологической среды; математического моделирования процессов деструкции земной коры при крупномасштабных горных работах; контроля и анализа основных закономерностей самоорганизации сейсмического процесса. Отмечено влияние техногенного воздействия на формирование сейсмических активизаций. Затронуты вопросы создания геоинформационных систем с вычислительным ядром оценивания параметров по разнородным комплексным геодезическим и геофизическим наблюдениям.??Выявлен критерий возникновения процессов самоорганизации в условиях сильных техногенных воздействий. Разработана и апробирована модель карстообразова-ния как следствия эволюции эндогенных кольцевых структур Земли. Проанализирована связь геоморфологических, геологических и геофизических особенностей строения породных массивов с поверхностными проявлениями карстов. Разработаны двух- и трехмерные геомеханические модели, описывающие деформирование и разрушение породного массива во времени, в основу которых положены уравнения состояния вязкоупругих сред и критерий прочности Кулона — Мора. Предложен новый подход к созданию динамических геоинформационных систем, суть которого заключается в переходе от компьютерно-математического моделирования к синтезу новых знаний на основе интеграции данных самого различного типа, получаемых с помощью развитых систем мониторинга. Монография адресована специалистам по механике, геомеханике, геофизике, разработчикам новых систем контроля деформаций и напряжений в природной среде и будет полезна студентам старших курсов горных и геофизических специальностей университетов, а также аспирантам.

В книге рассматриваются палеотектонические критерии прогноза и поиска залежей нефти и газа на примере Прикаспийской впадины и прилегающих районов Скифско-Туранской платформы. Вероятность формирования существующих зон нефтегазонакопления и месторождений нефти и газа исследуемого региона анализируется с позиции осадочно-миграционной гипотезы путем ретроспективной реконструкции тектонической и соответствующих ей термодинамических обстановок. Рассматривается влияние на формирование и сохранение залежей углеводородов скоростей конседиментационного прогибания, палеотектонических перестроек, размывов, региональных наклонов и других факторов, обусловленных палеотектоникой. Прогноз продуктивности ловушек и фазового состояния УВ в залежах анализируется на основе палеотектонических критериев: возраста поднятий, их контрастности, режима и направленности древней (палеозой) и молодой (мезозой) платформ предопределены особенностями их палеотектонического развития. Книга рассчитана на геологов-нефтяников, геохимиков. геофизиков. Она может быть полезна для преподавателей и студентов нефтяных вузов и факультетов.

Монография посвящена вопросам воздействия на ионосферу процессов, происходящих в смежных геосферах и на Солнце. Представлены полученные по большей части авторами результаты детектирования ионосферных возмущений с использованием данных глобальной навигационной системы GPS. Приведены результаты отклика ионосферы на землетрясения, прохождение солнечного терминатора, солнечные вспышки. а также результаты детектирования магнитоориентированных ионосферных возмущений. Также представлены данные по глобальному и региональному электронному содержанию.Издание предназначено для научных сотрудников, аспирантов и магистрантов физических специальностей университетов, а также всех специалистов, интересующихся вопросами солнечно-земной физики, сейсмоионосферного взаимодействия, состояния ОКП.

Проведено изучение возможности направленного воздействия на процесс релаксации локальных напряжений в интерфейсных средах, находящихся в сложном напряженном состоянии, путем изменения состояния границ раздела структурных элементов. Исследования проводились на примере ледового покрова озера Байкал, который представляет собой иерархически организованную разломно-блоковую среду и относится к классу интерфейсных сред. Показано, что изменением состояния границ раздела структурных элементов можно направленным образом менять режим деформации интерфейсной среды в целом. теоретически подтверждена общность полученного эффекта.

В статье на основе компьютерного моделирования методом подвижных клеточных автоматов (методом МСА) изучены особенности деформирования и разрушения интерфейсных материалов, находящихся в сложном напряженном состоянии, в условиях циклического нагружения. Показано, что вибрационное воздействие с «высокими» частотами, превышающими собственные частоты образца, может существенно повышать деформационную способность интерфейсных материалов, что связано с действием вибрации как своеобразного «деформационного насоса». Развитый формализм интерфейсных сред применен для теоретического исследования отклика границ раздела структурно-тектонических блоков земной коры (разломов) на вибрационные воздействия и изменение их состояния, реализуемое обводнением. Важнейшим результатом исследования является установление того факта, что совместное влияние «высокочастотного» вибрационного воздействия и обводнения принципиально меняет характер отклика обводненного разлома и может приводить к инициации аномальных по величине, но плавных смещений геоблоков без выделения мощных сейсмических импульсов. Результаты расчетов подтверждены в ходе натурных экспериментов на Ангарском разломе Байкальской рифтовой зоны. Это позволило предложить новый подход к техногенному управлению режимом смещений в зонах сейсмоактивных разломов, который может быть использован для решения проблем обеспечения сейсмобезопасности.

В работе на основе компьютерного моделирования методом подвижных клеточных автоматов проведено теоретическое изучение влияния вибрации на отклик фрагмента границы раздела в блочной среде, находящейся в сложном напряженном состоянии. Показано, что изменение уровня локальных напряжений приводит к направленному изменению параметров отклика системы при вибрационных воздействиях. Это открывает путь к разработке новых методов оценки уровня локальных напряжений на активных границах раздела в разломно-блоковых средах. В связи с этим в работе рассмотрена задача инициации относительных смещений нагруженных фрагментов блоков по границе раздела сериями импульсов различной скважности. Показано, что эффективность таких воздействий определяется в первую очередь временем высвобождения энергии импульса и слабо зависит от скважности.

Статья написана по результатам работы над проектом РФФИ 05-05-64659-а. Проект направлен на решение фундаментальной проблемы геодинамики и тектоники — исследование закономерностей накопления и выделения (при разрушении) энергии в элементах земной коры, геоматериалах и геосредах, которые предлагается рассматривать как иерархически организованные блочные системы. Эволюция таких пространственно-временных иерархий под приложенными нагрузками приводит к большому разнообразию медленных движений (специфическим волнам деформации и разрушения), обусловленных эффектами накопления и перераспределения энергии в блочной среде. Методами фрактального анализа поверхностей изломов геоматериалов изучено самоподобие разрушения ряда геоматериалов и установлены характерные масштабы последовательности блоков, сформировавшихся в процессе деструкции материала. Численно, комбинированным методом, объединяющим конечно-разностные методы континуальной механики и дискретный метод клеточных автоматов, исследованы особенности накопления деформации в такой блочной среде, в том числе условия формирования и распространения фронтов локализованной деформации и разрушения на разных масштабах в зависимости от масштабов последовательности блоков в иерархии и особенностей нагружения.

The processes of localized deformation band formation and crack generation in brittle-plastic materials are simulated numerically in various loading conditions. The patterns of cracking and strain localized band for a sandstone specimen in compression are obtained. To describe inelastic behavior of pressure-sensitive materials, the mathematical tools and concepts of plasticity theory are employed. In the computations the Nikolaevskii model with a non-associated flow rule is used. In the course of “plastic” deformation damages are accumulated. Macrocrack opening and material fracture are described explicitly. For this purpose the node-splitting technique is used and the free-surface conditions are given on newly formed boundaries. This provides self-acting account of crack generation for the entire calculation area in the course of deformation. The use of the considered approaches in describing the behavior of a rock specimen as an ideal homogeneous medium allows a good agreement of fracture patterns as well as of various types of stress-strain dependences with the experimental findings. In order to describe in detail the behavior peculiarities of heterogeneous porous and cracked materials, it is necessary to consider their structural features and crack growth.

Настоящая монография представляет собой попытку синтеза идей, теорий и моделей физики земли и геотектоники в единую систему. Соответственно, введение в проблемы поиска единства законов природы и симметрий в строении Земли (на основе принципа общности и развитии дисциплин естественно-научного направления и прежде всего физики) является главной целью. Книга имеет обзорно-аналитический характер и ориентирована на разработку идеи создания общей системы физических основ геологических дисциплин в иерархической системе - от геосфер до уровня региональных тектонических провинций. Актуальность такой задачи продиктована тем, что к началу текущего столетия получили широкое распространение идеи разработки геологических теорий на основе законов и моделей физического мира. Проанализированы задачи ранговой систематики объектов исследования, понятийные основы геотектоники и геомеханики, а также координатные системы и симметрии, методологические парадигмы и основные группы методов исследования. Сформулировано отношение к объектным теориям землеведения и геологическим законам природы. для специалистов в области геотектоники, физики Земли и геомеханики земной коры материалов и океанов, а также может быть полезна для преподавателей, аспирантов и магистрантов вузов.

Книга посвящена механике разрушения широкого класса конструкционных и природных материалов, включая металлы, композиты, горные породы, стекла, полимеры и керамические материалы. Книга состоит из трех частей. В первой части излагаются основные методы и подходы механики хрупкого разрушения, причем основное внимание уделяется металлам, стеклам и керамическим материалам. В частности, изложены следующие вопросы: теория Гриффитса-Ирвина, концепция квазихрупкого разрушения, химическая и электрохимическая коррозия, масштабный эффект, теория роста усталостных трещин, развитие полостей и трещин в вязких и упруго-пластических телах, влияние влаги и водорода на развитие трещин в металлах и стеклах, теория действия взрыва и др. Вторая часть посвящена, в основном, механике разрушения композиционных материалов и сингулярно-армированных элементов конструкций. Рассмотрены закономерности развития и торможения трещин, оптимально проектирование композиционных материалов, асимптотическая теория армирования, трещины расслаивания в тонкостенных конструкциях и др. Третья часть посвящена механике разрушения горных пород и трещиноватых материалов. В частности, рассмотрены следующие вопросы: диаграмма разрушения горной породы, развитие сдвиговых разломов в земной коре, устойчивость глубоких выработок и скважин, резание горных пород, гидроэрозия плотин, теория грифонов, разрушение электронными и фотонными пучками и др. Для научных работников, инженеров, преподавателей, аспирантов и студентов, занимающихся проблемами разрушения и прочности материалов и конструкций.

Учебное пособие содержит описание физико-механических свсйств осадочных пород, геодинамики земной коры и физики нефтяного пласта. Рассмотрены звенья глобального цикла углерода, концепция образования углеводородов, состав и свойства нефти. Приводятся основные реологические свойства нефти и нефтепродуктов, а также анализ течения "неньютоновской" нефти в трещинах горных пород. Рассмотрены гидродинамические методы исследования скважин и особенности разработки нефтяных месторождений. Дается систематическое изложение реологических аспектов разработки месторождений нефти. Описаны способы эксплуатации добывающих скважин и принципы расчета их показателей. Дается описание особенностей добычи нефти на морском шельфе. Для научных и инженерных работников нефтегазовой отрасли, студентов и преподавателей геофизических и нефтегазовых специальностей.

Анализируется изменение состава и свойств нафтидов (нефти, углеводородных газов и природных битумов) в недрах, а также емкостных и фильтрационных свойств пород. Рассмотрены процессы накопления органического вещества, образования нефти и газа и формирования их залежей. Показаны глобальные закономерности распределения нафтидов. Обоснованы геохимические методы дифференцированного прогнозирования нафтидоностновти, направленные на повышение эффективности поисковых работ и охраны окружающей среды. Для научных сотрудников, работающих в области нефтегазовой геологии и геохимии.

Второй Всероссийский семинар-совещание "Триггерные эффекты в геосистемах" был организован и проведен Институтом динамики геосфер РАН (Москва) 18-21 июня 2013 г. при финансовой поддержке РФФИ и ОНЗ РАН. Цель семинара - рассмотрение актуальных вопросов воздействия природных и антропогенных факторов на различные геосферы и геосистемы, находящиеся в субкритическом состоянии. В семинаре-совещании приняли участие свыше 90 ученых и специалистов из более чем 15 организаций, включая ИДГ РАН, ИФЗ РАН, ИВТАН, ИЗК СО РАН, ИФПМ СО РАН, МГУ и др.За три года, прошедшие с момента первого семинара, разрабатываемая тематика существенно расширилась. Фундаментальная постановка вопроса о триггерной эффекте в науках о Земле нашла практическое воплощение в таких задачах, как прогноз сейсмических активизаций, влияние экзогенных воздействий на режим деформирования разломных зон, обеспечение безопасных условий строительства и эксплуатации наземных и подземных инженерных сооружений, проблемы литосферно-ионосферного взаимодействия, ряд задач оборонного характера.

Методические рекомендации дают возможность качественно выполнять корреляцию разрезов скважин - наиболее трудный этап детального изучения месторождений. Показана центральная роль корреляции при геологическом моделировании месторождений, говорится о границах применимости и использовании ее совместно с сейсмическими исследованиями. На примере отечественного комплекса AutoCorr рассмотрены основные этапы автоматической и автоматизированной корреляции, поясняется геолого-геофизический смысл заложенных в них алгоритмов. Преложен комплекс методических приемов, позволяющих в интерактивном режиме добиваться объективных результатов корреляции путем распознования образов геофизических кривых в скважинах. На основе схем корреляции и результатов сейсмических исследований даны примеры для распознования образов геологических моделей сложнопостроенных объектов. С помощью разнообразных методических приемов корреляции разрезов скважин распознаются условия залегания и формирования отложений на объектах разного уровня в пределах различных нефтегазоносных регионов страны на примере: пермокарбоновой залежи высоковязкой нефти Усинского месторождения Тимано-Печорской нефтегазоносной провинции; терригеновой толщи нижнекаменноугольных отложений и вмещающих ее карбонатных пород Самарского региона Камско-Кинельской системы прогибов, а также врезов на месторождениях Южно-Татарского свода и Бирской седловины Урало-Поволжья; ачимовских клиноформ и аномальных разрезов баженовской свиты на месторождениях Западной Сибири. Для специалистов в области газонефтяной геологии. Книга полезна студентам, магистрантам и аспирантам соответствующих специальностей.

Большое трещинное Толбачинское извержение произошло на Камчатке в 1975-1976 годах. Это крупнейшее базальтовое извержение в Курило-Камчатском вулканическом поясе, а также одно из шести самых больших трещинных извержений мира за историческое время. Извержение было предсказано, детально наблюдалось в продолжение полутора лет, исследования проводились также после его окончания. По объему и разнообразию информации это одно из нескольких наиболее полно изучаемых крупных вулканических извержений мира. Возможность провести такие наблюдения представляется не каждое столетие. Книга содержит главные итоги семилетних исследований 1975-1982 гг.: подробное описание извержения, его физические характеристики, историю вулканизма в районе извержения, петрологию его продуктов, данные о магматических газах и поствулканических процессах, данные сейсмологических, геодезических и других геофизических исследований, исследование и объяснение механизма извержения.

В монографии рассматривается история возникновения двух новых научно-технических направлений - химических лазеров и лазерной химии.Издание рассчитано на специалистов по лазерным системам и их применению в химии, а также лиц, интересующихся историей науки.