Methods of determination of spatial distribution of minor-amplitude faults and fissures in thin-layered coal-bearing geological medium
A problem of determining location of faults and fissured in geological medium which appear in the process of formation of the main types of geological structures: shears, nappes, faults, grabens, axes of folding and compression zones is considered. Areal seismic records of MCDP 3D obtained in the mi...
Saved in:
| Date: | 2019 |
|---|---|
| Main Author: | |
| Format: | Article |
| Language: | Russian |
| Published: |
S. Subbotin Institute of Geophysics of the NAS of Ukraine
2019
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://journals.uran.ua/geofizicheskiy/article/view/183644 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Geofizicheskiy Zhurnal |
Institution
Geofizicheskiy Zhurnal| _version_ | 1856543424617906176 |
|---|---|
| author | Gryn, D.M. |
| author_facet | Gryn, D.M. |
| author_sort | Gryn, D.M. |
| baseUrl_str | |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2020-10-07T11:08:59Z |
| description | A problem of determining location of faults and fissured in geological medium which appear in the process of formation of the main types of geological structures: shears, nappes, faults, grabens, axes of folding and compression zones is considered. Areal seismic records of MCDP 3D obtained in the mine field of “Krasnolimanskaya” mine (Donetsk district) were used as initial data. It is located on the monocline of the southwestern part of Kalmius-Torets basin in the hanging wing of the Central nappe with amplitude up to 310m. Monocline occurrence of rocks is complicated by numerous disjunctive faults of the faulting type with amplitudes up to 95m. The main marker for identification for presence of a fault on the seismic records of MCDP 3D under conditions of horizontally-layered medium is interruption and (or) displacement of the axis of reflected waves phase synchronism. In some cases a diffracted wave appears in the place of horizon rupture. Provided that in the case of complicated geology it seems impossible to identify minor-amplitude displacements and discordant occurrence of reflecting margins related to faults. For spatial identification of the fault structures position the results of solving the inverse seismic problem are proposed – logarithmic decrements of fading (LDF) with their method of calculation that was put forward by the author previously. Temporal cross-sections of LDF have the same permissive ability as seismic data of MCDP 3D. Such a detail allows separating out minor-amplitude derangements related to faults and fissures. Special feature of temporal data of LDF is in the point that the identifiers of discordant occurrence of reflecting margins are their absorbing properties. The examples of vertical and horizontal LDF sections of a seismic cube 3D where a lot of deep and surface faults can be traced are given in the paper. Taking into account the complexity of mapping the planes of faults in three-dimensional space a method of automatic determination of the point of drastic change of absorbing properties of the medium (on each of horizontal cuts of the cube) with application of wavelet analysis has been proposed. A matrix of attributes is created of such points by which the planes of faults are plotted. |
| first_indexed | 2025-07-17T11:11:01Z |
| format | Article |
| id | journalsuranua-geofizicheskiy-article-183644 |
| institution | Geofizicheskiy Zhurnal |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-07-17T11:11:01Z |
| publishDate | 2019 |
| publisher | S. Subbotin Institute of Geophysics of the NAS of Ukraine |
| record_format | ojs |
| spelling | journalsuranua-geofizicheskiy-article-1836442020-10-07T11:08:59Z Methods of determination of spatial distribution of minor-amplitude faults and fissures in thin-layered coal-bearing geological medium Методика определения пространственного распространения малоамплитудных разломов и трещин в тонкослойной углевмещающей геологической среде Методика визначення просторового поширення малоамплітудних розломів і тріщин у тонкошаруватому вуглевмісному геологічному середовищі Gryn, D.M. seismicity fault fissure nappe mine field Logarithmic decrement of absorption A problem of determining location of faults and fissured in geological medium which appear in the process of formation of the main types of geological structures: shears, nappes, faults, grabens, axes of folding and compression zones is considered. Areal seismic records of MCDP 3D obtained in the mine field of “Krasnolimanskaya” mine (Donetsk district) were used as initial data. It is located on the monocline of the southwestern part of Kalmius-Torets basin in the hanging wing of the Central nappe with amplitude up to 310m. Monocline occurrence of rocks is complicated by numerous disjunctive faults of the faulting type with amplitudes up to 95m. The main marker for identification for presence of a fault on the seismic records of MCDP 3D under conditions of horizontally-layered medium is interruption and (or) displacement of the axis of reflected waves phase synchronism. In some cases a diffracted wave appears in the place of horizon rupture. Provided that in the case of complicated geology it seems impossible to identify minor-amplitude displacements and discordant occurrence of reflecting margins related to faults. For spatial identification of the fault structures position the results of solving the inverse seismic problem are proposed – logarithmic decrements of fading (LDF) with their method of calculation that was put forward by the author previously. Temporal cross-sections of LDF have the same permissive ability as seismic data of MCDP 3D. Such a detail allows separating out minor-amplitude derangements related to faults and fissures. Special feature of temporal data of LDF is in the point that the identifiers of discordant occurrence of reflecting margins are their absorbing properties. The examples of vertical and horizontal LDF sections of a seismic cube 3D where a lot of deep and surface faults can be traced are given in the paper. Taking into account the complexity of mapping the planes of faults in three-dimensional space a method of automatic determination of the point of drastic change of absorbing properties of the medium (on each of horizontal cuts of the cube) with application of wavelet analysis has been proposed. A matrix of attributes is created of such points by which the planes of faults are plotted. Рассмотрен вопрос об определении местоположения разломов и трещин в геологической среде, которые возникают в процессе формирования основных типов геологических структур: сдвигов, надвигов, сбросов, грабенов, осей складок и зон сжатия. В качестве исходных данных использованы площадные сейсмические записи общей глубинной точки МОГТ ЗБ, полученные на шахтном поле шахты "Красноли-манская" (Донецкая обл.). Поле находится на моноклинали юго-западной части Каль-миус-Торецкой котловины, в висячем крыле Центрального надвига с амплитудой до 310 м. Моноклинальное залегание пород усложнено большим количеством дизъюнктивных нарушений типа сброс с амплитудами до 95 м. Основной маркер для идентификации разлома на сейсмических записях МОГТ ЗБ в условиях горизонтальнослоистой среды — прерывание и (или) смещение оси синфазности отраженных сейсмических волн. В некоторых случаях в месте разрыва горизонта возникает дифрагированная волна. Однако при сложной геологии установить малоамплитудные смещения и несогласное залегание отражающих границ, связанные с разломами, не представляется возможным. Для пространственного определения положения разломных структур предлагается использовать результаты решения обратной задачи сейсмики — логарифмические декременты затухания (ЛДЗ), методика вычисления которых предложена автором статьи ранее. Временные разрезы ЛДЗ имеют такую же разрешающую способность как и сейсмические данные МОГТ ЗБ. Временная дискретность равна 0,002 с., пространственная — 10 х 10 м. Такая детальность позволяет выделять малоамплитудные нарушения, связанные с разломами и трещинами. Особенность временных данных ЛДЗ заключается в том, что идентификатором несогласного залегания отражающих границ выступают их поглощающие свойства. Приведены примеры вертикальных и горизонтальных срезов ЛДЗ сейсмического куба ЗБ, на которых прослеживаются большое количество глубинных и поверхностных разломов. С учетом сложности картирования плоскости разломов в трехмерном пространстве предложен метод автоматического определения точки резкого изменения поглощающих свойств среды (на каждом из горизонтальных срезов куба ЗБ) с использованием вейвлет-анализа. Из таких точек создается матрица атрибутов, по которым отстраиваются плоскости разломов. Розглянуто питання про визначення місця розташування розломів і тріщин в геологічному середовищі, які виникають в процесі формування основних типів геологічних структур: зрушень, надвигов, скидів, грабенов, осей складок і зон стиснення. В якості вихідних даних використані майданні сейсмічні записи загальної глибинної точки МОГТ ЗБ, отримані на шахтному полі шахти "Красноліт-Манський" (Донецька обл.). Поле знаходиться на моноклинали південно-західній частині Каль-Міус-Торецька улоговини, у висячому крилі Центрального насування з амплітудою до 310 м. Моноклінальне залягання порід ускладнено великою кількістю диз'юнктивних порушень типу скидання з амплітудами до 95 м. Основний маркер для ідентифікації розлому на сейсмічних записах МОГТ ЗБ в умовах горізонтальнослоістой середовища - переривання і (або) зміщення осі синфазности відображених сейсмічних хвиль. У деяких випадках в місці розриву горизонту виникає дифрагованим хвиля. Однак при складній геології встановити малоамплітудні зміщення і незгодне залягання відображають кордонів, пов'язані з розломами, не представляється можливим. Для просторового визначення положення розломних структур пропонується використовувати результати розв'язання оберненої задачі сейсміки - логарифмічні декременти загасання (ЛДЗ), методика обчислення яких запропонована автором статті раніше. Тимчасові розрізи ЛДЗ мають таку ж роздільну здатність як і сейсмічні дані МОГТ ЗБ. Тимчасова дискретність дорівнює 0,002 с., Просторова - 10 х 10 м. Така детальність дозволяє виділяти малоамплітудні порушення, пов'язані з розломами і тріщинами. Особливість тимчасових даних ЛДЗ полягає в тому, що ідентифікатором незгодного залягання відображають кордонів виступають їх поглинаючі властивості. Наведені приклади вертикальних і горизонтальних зрізів ЛДЗ сейсмічного куба ЗБ, на яких простежуються велика кількість глибинних і поверхневих розломів. З урахуванням складності картування площині розломів в тривимірному просторі запропонований метод автоматичного визначення точки різкої зміни поглинаючих властивостей середовища (на кожному з горизонтальних зрізів куба ЗБ) з використанням вейвлет-аналізу. З таких точок створюється матриця атрибутів, за якими відбудовуються площині розломів. S. Subbotin Institute of Geophysics of the NAS of Ukraine 2019-11-15 Article Article application/pdf https://journals.uran.ua/geofizicheskiy/article/view/183644 10.24028/gzh.0203-3100.v41i5.2019.183644 Geofizicheskiy Zhurnal; Vol. 41 No. 5 (2019); 190-205 Геофизический журнал; Том 41 № 5 (2019); 190-205 Геофізичний журнал; Том 41 № 5 (2019); 190-205 2524-1052 0203-3100 ru https://journals.uran.ua/geofizicheskiy/article/view/183644/195512 Copyright (c) 2020 Geofizicheskiy Zhurnal https://creativecommons.org/licenses/by/4.0 |
| spellingShingle | seismicity fault fissure nappe mine field Logarithmic decrement of absorption Gryn, D.M. Methods of determination of spatial distribution of minor-amplitude faults and fissures in thin-layered coal-bearing geological medium |
| title | Methods of determination of spatial distribution of minor-amplitude faults and fissures in thin-layered coal-bearing geological medium |
| title_alt | Методика определения пространственного распространения малоамплитудных разломов и трещин в тонкослойной углевмещающей геологической среде Методика визначення просторового поширення малоамплітудних розломів і тріщин у тонкошаруватому вуглевмісному геологічному середовищі |
| title_full | Methods of determination of spatial distribution of minor-amplitude faults and fissures in thin-layered coal-bearing geological medium |
| title_fullStr | Methods of determination of spatial distribution of minor-amplitude faults and fissures in thin-layered coal-bearing geological medium |
| title_full_unstemmed | Methods of determination of spatial distribution of minor-amplitude faults and fissures in thin-layered coal-bearing geological medium |
| title_short | Methods of determination of spatial distribution of minor-amplitude faults and fissures in thin-layered coal-bearing geological medium |
| title_sort | methods of determination of spatial distribution of minor-amplitude faults and fissures in thin-layered coal-bearing geological medium |
| topic | seismicity fault fissure nappe mine field Logarithmic decrement of absorption |
| topic_facet | seismicity fault fissure nappe mine field Logarithmic decrement of absorption |
| url | https://journals.uran.ua/geofizicheskiy/article/view/183644 |
| work_keys_str_mv | AT gryndm methodsofdeterminationofspatialdistributionofminoramplitudefaultsandfissuresinthinlayeredcoalbearinggeologicalmedium AT gryndm metodikaopredeleniâprostranstvennogorasprostraneniâmaloamplitudnyhrazlomovitreŝinvtonkoslojnojuglevmeŝaûŝejgeologičeskojsrede AT gryndm metodikaviznačennâprostorovogopoširennâmaloamplítudnihrozlomívítríŝinutonkošaruvatomuvuglevmísnomugeologíčnomuseredoviŝí |