Сейсмология
- Сейсмология - наука, изучающая землетрясения, причины, их вызывающие, связанные с ними явления, а также строение Земли в разных масштабах. Основным носителем информации в сейсмологии являются сейсмические волны, характеризующие не только очаг землетрясения, но и среду, через которую они распространяются.
Сейсмологические методы, в которых используются данные от пассивных источников, направлены на решение следующих задач:- Построение скоростных разрезов среды;
- Выявление геологических неоднородностей: начиная от обнаружения зон обводнения в верхней части разреза, заканчивая выделением тектонических блоков в литосфере;
- Мониторинг изменения состояния среды с течением времени;
- Определения зон концентрации напряжений;
- Выявление геометрии разломных зон.
Направления работы
Пример результата переобработки данных (красные круглые маркеры показывают уточненные положения гипоцентров) с использованием анизотропной скоростной модели.
Микросейсмический мониторинг (МСМ) является эффективным методом дистанционного контроля состояния массива горных пород и отдельных технологических операций разработки полезных ископаемых. Микросейсмический мониторинг направлен на запись и анализ волн от так называемых микросейсмических событий (микроземлетрясений), сопровождающих разработку месторождений. Данный метод активно применяется для оценки качества ГРП при разработке месторождений и позволяет получить информацию об азимуте распространения трещин, их высоте и длине, произвести корреляцию процесса закачки и формирования трещин в пласте, определить механизм возникновения события. Мы предлагаем сопровождение и контроль качества работ по микросейсмическому мониторингу ГРП: формирование ТЗ, контроль на этапе промежуточной отчётности, контроль проведенных работ с независимой переобработкой материалов, контроль работ в реальном времени с оценкой качества установки приемников.
Публикации:
1. Yaskevich S. V. et al. Downhole microseismic data interpretation for media anisotropy evaluation with limited acquisition geometry in Western Siberia //Interpretation. – 2022. – Т. 10. – №. 3. – С. T461-T468.
2. Яскевич С. В., Гречка В. Ю., Дучков А. А. Обработка данных микросейсмического мониторинга геодинамических событий с учетом сейсмической анизотропии массива горных пород //Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. – 2014. – №. 6. – С. 41-52.
Микросейсмический мониторинг (МСМ) является эффективным методом дистанционного контроля состояния массива горных пород и отдельных технологических операций разработки полезных ископаемых. Микросейсмический мониторинг направлен на запись и анализ волн от так называемых микросейсмических событий (микроземлетрясений), сопровождающих разработку месторождений. Данный метод активно применяется для оценки качества ГРП при разработке месторождений и позволяет получить информацию об азимуте распространения трещин, их высоте и длине, произвести корреляцию процесса закачки и формирования трещин в пласте, определить механизм возникновения события. Мы предлагаем сопровождение и контроль качества работ по микросейсмическому мониторингу ГРП: формирование ТЗ, контроль на этапе промежуточной отчётности, контроль проведенных работ с независимой переобработкой материалов, контроль работ в реальном времени с оценкой качества установки приемников.
Публикации:
1. Yaskevich S. V. et al. Downhole microseismic data interpretation for media anisotropy evaluation with limited acquisition geometry in Western Siberia //Interpretation. – 2022. – Т. 10. – №. 3. – С. T461-T468.
2. Яскевич С. В., Гречка В. Ю., Дучков А. А. Обработка данных микросейсмического мониторинга геодинамических событий с учетом сейсмической анизотропии массива горных пород //Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. – 2014. – №. 6. – С. 41-52.
Структура аномалий скоростей P- и S- волн в коре Байкальской рифтовой зоны, полученная с помощью алгоритма пассивной томографии ST3D на основе сейсмических данных
Актуальность методов томографии заключается в том, что они позволяют получать скоростные модели, которые дают информацию о структуре и неоднородностях среды. В случае использования пассивных данных, метод сейсмической томографии может служить недорогим инструментом для получения информации о геологическом объекте, так как не требует затрат на возбуждение сейсмических колебаний. Кроме того, методы пассивной томографии востребованы для исследования объектов, для которых использование активных источников невозможно или затруднено, например, в городской среде, в горных, вулканических регионах, на инженерных объектах. Изображения геологической среды строятся с помощью процедуры томографической реконструкции на основе любого типа волн, проникающих через объект. Применимость методов сейсмической томографии распространяется на различные объекты от первых сантиметров (исследования керна) до сотен километров (исследования верхней мантии). Глубинность и разрешение метода напрямую зависит от системы наблюдения.
Публикации:
1. Никитин А. А., Епонешникова Л. Ю., Дучков А. А. Разработка и тестирование библиотеки алгоритмов сейсмической томографии //Сейсморазведка в Сибири и за её пределами. – 2023. – С. 122-128.
2. Medved, I., Komzeleva, V., Koulakov, I., Buslov, M., & Filippova, A. (2023). 3D seismic tomography models of the Baikal Rift zone and surrounding areas based on regional seismological data. Journal of Asian Earth Sciences, 249, 105619. https://doi.org/10.1016/j.jseaes.2023.105619
3. Medved, I., Koulakov, I., Mukhopadhyay, S., & Jakovlev, A. (2022). Lithosphere Structure in the Collision Zone of the NW Himalayas Revealed by Local Earthquake Tomography. Journal of Geodynamics, 101922.
4. Medved, I., Polat, G., & Koulakov, I. (2021). Crustal Structure of the Eastern Anatolia Region (Turkey) Based on Seismic Tomography. Geosciences, 11(2), 91. https://doi.org/10.3390/geosciences11020091
Актуальность методов томографии заключается в том, что они позволяют получать скоростные модели, которые дают информацию о структуре и неоднородностях среды. В случае использования пассивных данных, метод сейсмической томографии может служить недорогим инструментом для получения информации о геологическом объекте, так как не требует затрат на возбуждение сейсмических колебаний. Кроме того, методы пассивной томографии востребованы для исследования объектов, для которых использование активных источников невозможно или затруднено, например, в городской среде, в горных, вулканических регионах, на инженерных объектах. Изображения геологической среды строятся с помощью процедуры томографической реконструкции на основе любого типа волн, проникающих через объект. Применимость методов сейсмической томографии распространяется на различные объекты от первых сантиметров (исследования керна) до сотен километров (исследования верхней мантии). Глубинность и разрешение метода напрямую зависит от системы наблюдения.
Публикации:
1. Никитин А. А., Епонешникова Л. Ю., Дучков А. А. Разработка и тестирование библиотеки алгоритмов сейсмической томографии //Сейсморазведка в Сибири и за её пределами. – 2023. – С. 122-128.
2. Medved, I., Komzeleva, V., Koulakov, I., Buslov, M., & Filippova, A. (2023). 3D seismic tomography models of the Baikal Rift zone and surrounding areas based on regional seismological data. Journal of Asian Earth Sciences, 249, 105619. https://doi.org/10.1016/j.jseaes.2023.105619
3. Medved, I., Koulakov, I., Mukhopadhyay, S., & Jakovlev, A. (2022). Lithosphere Structure in the Collision Zone of the NW Himalayas Revealed by Local Earthquake Tomography. Journal of Geodynamics, 101922.
4. Medved, I., Polat, G., & Koulakov, I. (2021). Crustal Structure of the Eastern Anatolia Region (Turkey) Based on Seismic Tomography. Geosciences, 11(2), 91. https://doi.org/10.3390/geosciences11020091
Пример кросс-корреляционной функции (слева), которая состоит из поверхностных волн, и вертикальные сечения трехмерного распределения скорости поперечной волны, построенные с помощью алгоритма Surf_Tomo (справа)
Шумовая томография – это метод построения скоростных моделей геологических объектов (2D, 3D) с помощью сейсмических волн, извлеченных из сейсмического шума с помощью построения функции кросс-корреляции между записями с разных сейсмических станций. Для сейсмических станций, расположенных на поверхности, в основном извлекаются поверхностные волны, а для станций под землей (например, в шахтах) извлекаются объемные волны. Для любого типа извлеченных волн одна из станций становится виртуальным источником, а вторая – приемником. Таким образом, с помощью построения кросс-корреляций возможно выделить сейсмические волны, которые «просвечивают» среду между всеми сейсмическими станциями. Нами разработана собственная библиотека для извлечения различных типов сейсмических волн из записей шума. Для построения скоростных моделей могут быть использованы разработанные нами библиотеки ST3D и Surf_Tomo.
Публикации:
Шумовая томография – это метод построения скоростных моделей геологических объектов (2D, 3D) с помощью сейсмических волн, извлеченных из сейсмического шума с помощью построения функции кросс-корреляции между записями с разных сейсмических станций. Для сейсмических станций, расположенных на поверхности, в основном извлекаются поверхностные волны, а для станций под землей (например, в шахтах) извлекаются объемные волны. Для любого типа извлеченных волн одна из станций становится виртуальным источником, а вторая – приемником. Таким образом, с помощью построения кросс-корреляций возможно выделить сейсмические волны, которые «просвечивают» среду между всеми сейсмическими станциями. Нами разработана собственная библиотека для извлечения различных типов сейсмических волн из записей шума. Для построения скоростных моделей могут быть использованы разработанные нами библиотеки ST3D и Surf_Tomo.
Публикации:
- Belovezhets N. et al. Magma and hydrothermal sources below the northern part of Paramushir Island (Kuril Arc) inferred from ambient noise tomography // Journal of Volcanology and Geothermal Research. – 2023.
- Belovezhets N. et al. The Structure of the Upper Crust beneath the Kambalny Volcano (South Kamchatka) Revealed from Ambient Noise Tomography // Doklady Earth Sciences. – 2021. – P. 933-937.
Пример определения изменений сейсмических скоростей на вулкане Безымянный. Цветные кривые - изменения сейсмических скоростей, определенные по кросс-корреляциям между парами станций. Черная кривая - средние изменения сейсмических скоростей по сети наблюдения
Анализ сигналов прямых (объемных или поверхностных) и рассеянных сейсмических волн от повторяющегося источника позволяет выявить изменения механических свойств среды, в частности, сейсмических скоростей. Использование рассеянных сейсмических волн позволяет определять очень слабые изменения свойств благодаря тому, что волны многократно проходят через исследуемую область. В качестве таких сигналов могут быть использованы повторяющиеся активные источники, землетрясения или функции кросс-корреляции сейсмического шума, вычисляемые по небольшим временным окнам непрерывных сейсмических записей. Использование кросс-корреляционных функций позволяет проводить непрерывный во времени мониторинг за изменениями сейсмических скоростей. Нами разработана собственная библиотека для оценки относительных изменений сейсмических скоростей по повторяющимися сигналам активных сейсмических экспериментов, землетрясений и кросс-корреляций с использованием как прямых волн, так и рассеянных.
Публикации:
Бережнев Я. М. и др. Изменения сейсмических скоростей в магматической системе вулкана Эбеко в течение 2021-2022 гг. по данным корреляции сейсмического шума //Вулканизм и связанные с ним процессы. – 2023. – С. 22-25.
Анализ сигналов прямых (объемных или поверхностных) и рассеянных сейсмических волн от повторяющегося источника позволяет выявить изменения механических свойств среды, в частности, сейсмических скоростей. Использование рассеянных сейсмических волн позволяет определять очень слабые изменения свойств благодаря тому, что волны многократно проходят через исследуемую область. В качестве таких сигналов могут быть использованы повторяющиеся активные источники, землетрясения или функции кросс-корреляции сейсмического шума, вычисляемые по небольшим временным окнам непрерывных сейсмических записей. Использование кросс-корреляционных функций позволяет проводить непрерывный во времени мониторинг за изменениями сейсмических скоростей. Нами разработана собственная библиотека для оценки относительных изменений сейсмических скоростей по повторяющимися сигналам активных сейсмических экспериментов, землетрясений и кросс-корреляций с использованием как прямых волн, так и рассеянных.
Публикации:
Бережнев Я. М. и др. Изменения сейсмических скоростей в магматической системе вулкана Эбеко в течение 2021-2022 гг. по данным корреляции сейсмического шума //Вулканизм и связанные с ним процессы. – 2023. – С. 22-25.
Наши работы
-
- Экспериментальное изучение сейсмических шумов на накопительном кольце ЦКП "СКИФ"
- Результаты локального сейсмологического мониторинга в районе дельты реки Лена
- Построение сейсмотомографической модели района научно-исследовательской станции "Остров Самойловский" по данным локального сейсмологического мониторинга за 2019-2021 гг.