ІНТЕГРОВАНЕ СТОХАСТИЧНЕ МОДЕЛЮВАННЯ ПЕТРОФІЗИЧНИХ ПАРАМЕТРІВ ДЛЯ ОЦІНКИ МІНЕРАЛОГІЧНОГО СКЛАДУ ЗЕМНОЇ КОРИ
DOI:
https://doi.org/10.17721/1728-2713.84.12Ключові слова:
глибинне сейсмічне зондування, сейсмо-мінералогічні моделі, методи глобальної оптимізації, стохастичні методи, пряма задача сейсмоакустики, метод Монте-Карло, метод умовних моментних функціїАнотація
Розглянуто побудову нового алгоритму просторового моделювання речовинного складу гірських порід, що узгоджується з результатами геофізичних, петрофізичних та геохімічних досліджень. Як вхідні параметри моделі використовуються розподіли імовірності величин, що моделюються, – об'ємні концентрації породотвірних мінералів і пустотного простору та параметри термонапруженого стану середовища – тиск і температура. Визначення розподілів імовірності здійснюється шляхом статистичної обробки результатів геологічних та геохімічних досліджень для речовинного складу та введенням довірчих інтервалів для результатів геофізичних досліджень. Як розрахункові алгоритми для задач сейсмоакустики, термометрії, магнітометрії та електрометрії використовується метод умовних моментних функції. В основі алгоритму лежить багатокомпонентна матрична модель середовища з еліпсоїдальними включеннями, яка не має обмежень на концентрацію компонентів та дозволяє враховувати довільну симетрію середовища. Результатом моделювання є статистично значуща сукупність розв'язків, які мають геологічний зміст, що обмежується розподілами імовірності концентрацій породотвірних мінералів.
Посилання
Anderson, O., Isaak, D., Oda, H. (1992). High-Temperature Elastic-Constant Data on Minerals Relevant to Geophysics. Reviews of Geophysics, 30 (1), 57-90. https://doi.org/10.1029/91RG02810
Bandy, B. (1988). Metody optimizacii. М.: Radio i svyas. [in Russian]
Christensen, N. I., Mooney, W. D. (1995). Seismic velocity structure and composition of the continental crust: A global view. Journal of Geophysical Research, 100(B6), 9761. doi:10.1029/95JB00259
Evtushenko, U.G., Malkov, V.U., Stanevichus, A.A. (2009). Parallelniy poise globalnogo ekstremuma funkcii mnogih peremennyh. Vychisl. matem. i mat. fis., 49, 2,255-269. [in Russian]
FENNIA Working Group. (1998). P- and S-velocity structure of the Baltic Shield beneath the FENNIA profile in southern Finland. Report. Univ. of Helsinki.
Gavrilov, V.P., (2005). Geotectonika. Neft i gas, 368, 30-66. [in Russian]
Golizdra, G.Ya. (1977). Osnovnye metody resheniya pryamoy zadachi gravirazvedki na EVM. Obzor ONTI VIEMS. Ser. Region., raved. I promysl. geofiz., 99. [in Russian]
Grad, M., Tripolsky, A. A. (1994). Structure of the Ukrainian shield. P. 3: Seismic and petrological models of the Ukrainian shield. Acta Geophysica Polonica, 42, 1, 23-44.
Grad M., Tripolsky, A. A. (1995). Crustal structure from P and S seismic waves and petrological models of the Ukrainian shield. Tectonophysics, 250, 89-112.
Grad, M., Luosto, U. (1994). Seismic velocities and Q-factors in the uppermost crust beneath the SVEKA profile in Finland. Tectonophysics, 230, 1-18. doi:10.1016/0040-1951(94)90144-9.
Janik, T., E. Kozlovskaya, P. Heikkinen, J. Yliniemi, and H. Silvennoinen. (2009) Evidence for preservation of crustal root beneath the Proterozoic Lapland-Kola orogen (northern Fennoscandian shield) derived from P and S wave velocity models of POLAR and HUKKA wide-angle reflection and refraction profiles and FIRE4 reflection transect J. Geophys. Res. 114, B06308, doi:10.1029/2008JB005689
Janik, T., Kozlovskaya, E., Yliniemi, J. (2007). Crust-mantle boundary in the central Fennoscandian shield: Constraints from wide-angle P and S wave velocity models and new results of reflection profiling in Finland. Journal of Geophysical Research, 112(B4), 1-28. http://doi.org/10.1029/2006JB004681
Kosminskaya, I.P, Davyidova, N.I. (1980). Seysmicheskie modeli litosfery I osnovnyih geostruktur territorii SSSR. Seysmicheskie modeli. М.: Nauka, 11-15. [in Russian]
Kozlovskaya, E., Elo, S., Hjelt, S.-E., Yliniemi, J., Pirttij?rvi, M. and SVEKALAPKO STWG. (2004). 3D density model of the crust of southern and central Finland obtained from joint interpretation of SVEKALAPKO crustal P-wave velocity model and gravity data. Geophysical Journal International, 158, 827-848.
Lines, L.R., Schultz, A.K., Treitel, S. (1988). Cooperative inversion of geophysical data. Geophysics, 53, 1, 8-20.
Luosto, U. et al. (1989). The crustal structure along the POLAR Profile from seismic investigation. doi:10.1016/0040-1951(89)90356-9
Mahdavi-Amiri, N., Bartels, R.H. (1989). Constrained nonlinear neast squares: An Exact Penalte Approach with Projected Structured Quasi-Newton Updates. ACM Trans. Mathem. Software, 15, 3, 220-242.
Malovichko, A.K., Kosticyn, V.I. (1992). Gravirazvedka. M.: Nedra. [in Russian]
Maslov, B.P., Prodayvoda, G.T. (1998). Dispersiya I rasseyanie uprugih voln v treschinovatoy geologicheskoy srede. Geofizicheskiy zhurnal, 20, 2, 47-55. [in Russian]
Mironov, V.S. (1980). Kurs gravirazvedki. L.: Nedra. [in Russian]
Noleta, G. (Edc.). (1990). Seysmicheskaya tomografiya. М.: Mir. [in Russian]
Prodaivoda, H. T., Hryshchuk, P. I. (2007). Hravimetrychnyi metod heokartuvannia strukturno-rechovynnykh kompleksiv Ukrainskoho shchyta. Visnyk of Taras Shevchenko National University of Kyiv. Geology, 41, 7-10. [in Ukrainian]
Prodaivoda, G.T, Maslov, B.P., Prodaivoda, T.G. (2003). Seismomineralogical model of the continental upper mantle. Fizika Zemli, 2,3-14. [in Russian]
Prodaivoda, G. T., Khoroshun, L. P., Nazarenko, L. V., Vyzhva, S. A. (2000). Mathematical modeling of the azimuthal anisotropy in thermoelasic properties of the oceanic upper mantle. Izvestiya Physics of the Solid Earth, 36(5), 394-405. [in Russian]
Prodajvoda, G., Zinchenko, O., Kozionova, O. (2005). Methodological principle of formation of main lithotypes database for determination of Earth crust composition of north-west region of Ukrainian shield by seismogravitational method. Visnyk of Taras Shevchenko National University of Kyiv. Geology, 34,11-18. [in Ukrainian]
Prodayvoda, G.T., Vyzhva, S.A., Virshylo, I.V. (2012). Matematychne modelyuvannya geofizychnykh parametriv. Kyiv: VTS "Kyivskyi universytet". [in Ukrainian].
Riznichenko, O.Yu. (2016). GSZ: Ot glubinnoy seysmorazvedki k seysmologii kontroliruemyih istochnikov. K stoletiyu so dnya rozhdeniya I.P. Kosminskoy. Geofizicheskie issledovaniya, 17, 2, 77-82. [in Russian]
Sharov, N. V. (2012) Comparison of the geophysical sections of the earth crust with the results of deep drilling in the Fennoscandian shield. Karelian Research Centre of the Russian Academy of Sciences. [in Russian]
Shary, S.P. (2008). Randomized algorithms in interval global optimization. Siberian J. Num. Math., 11, 4, 457-474. [in Russian]
Silvennoinen, H., Kozlovskaya, E. (2007). 3D structure and physical properties of the Kuhmo Greenstone Belt (eastern Finland): Constraints from gravity modelling and seismic data and implications for the tectonic setting. Journal of Geodynamics, 43(3), 358–373. http://doi.org/10.1016/j.jog.2006.09.018
Silvennoinen, H., Kozlovskaya, E. (2010). Upper crustal velocity and density models along FIRE4 profile. Geophysica, 46(1-2), 21-46.
Sollogub, V. B. (1986). Litosfera Ukrainyi. Kiev: Nauk. dumka. [in Russian]
Sollogub, V. B., Chekunov, A. V., Tripolskiy, A. A., Babinets, V. A. (1978). Rezul'taty issledovaniya glubinnogo stroyeniya Ukrainskogo shchita. Stroyeniye kory i verkhney mantii Tsentral'noy i Vostochnoy Yevropy. Kiev: Nauk. dumka, 136-147. [in Russian]
Starostenko, V.I. (1978). Ustoychivye chislennye metody v zadachah gravimetrii. K.: Nauk. dumka. [in Russian]
Starostenko, V.I., Kostyukevich, A.S., Kozlenko, V.G. (1988). Kompleksnaya interpretatsiya seysmometrii i gravimetrii. Printsipy i metodika. Izv. AN SSSR. Fizika Zemli, 4, 33-49. [in Russian]
Starostenko, V.I., Shvantsara, Ya. (1994). Seysmogravitatsionnoe modelirovanie pri izuchenii litosfery. K.: Nauk. dumka. [in Russian]
Stixrude, L., Lithgow-Bertelloni, C. (2005). Thermodynamics of mantle minerals - I. Physical properties. Geophysical Journal International, 162 (2), 610-632.
Tripolsky, A. A., Sharov, N. V. (2004). Structure of the precambrian shields of the northern hemisphere of the Earth lithosphere by seismic data. Petrozavodsk. Karelian research centre Russian academy of sciences, Institute of Geology. National academy of sciences of Ukraine, Institute of Geophysics. [in Russian]
Tulina, Yu.V., Burmin, V.Yu., Shemeleva, I.B. (2011). To ambiguity problem of interpretation of deep seismic sounding data. Schmidt Institute of Physics of the Earth, Russian Academy of Sciences, Moscow, Russia. [in Russian]
Vyzhva, S., Prodaivoda, G., Virshilo, I., Kozionova, O. (2013). The problems of information support of geophysical tomography interpretive technologies. Visnyk of Taras Shevchenko National University of Kyiv. Geology, 62, 57-62. [in Ukrainian]
Vyzhva, S., Prodayvoda, G., Virshylo, I. (2010). Metodolohichni i teoretychni pryntsypy seysmohravitatsiynoyi tomohrafiyi. Visnyk of Taras Shevchenko National University of Kyiv. Geology, 48, 29-33. [in Ukrainian]
Завантаження
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2023 Вісник Київського національного університету імені Тараса Шевченка. Геологія
Ця робота ліцензується відповідно до ліцензії Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Ознайомтеся з політикою за посиланням: https://geology.bulletin.knu.ua/licensing
