WWW.KNIGI.KONFLIB.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 
<< HOME
Научная библиотека
CONTACTS

Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 55 |

«СОВРЕМЕННАЯ ТЕКТОНОФИЗИКА. МЕТОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ. ШКОЛА 2011 Т. 2 Материалы Второй молодежной тектонофизической школы-семинара 17-21 октября 2011 г., г. Москва Москва 2011 ...»

-- [ Страница 1 ] --

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК

ОТДЕЛЕНИЕ НАУК О ЗЕМЛЕ

ИНСТИТУТ ФИЗИКИ ЗЕМЛИ им. О.Ю.Шмидта

СОВРЕМЕННАЯ ТЕКТОНОФИЗИКА.

МЕТОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ.

ШКОЛА 2011

Т. 2

Материалы Второй молодежной тектонофизической школы-семинара

17-21 октября 2011 г., г. Москва Москва 2011 УДК 551.2.3 ББК 26.324 Современная тектонофизика. Методы и результаты. Материалы Второй молодежной школы семинара. – М.: ИФЗ, 2011. Т. 2 – 204 с.

В сборнике в двух томах публикуются материалы докладов второй молодежной школысеминара по проблемам тектонофизики. В первом томе сборника публикуются статьи молодых участников школы, а во втором – статьи докладов-лекций. Большая часть статей, представляющих доклады-лекции, являются методическими их следует рассматривать как теоретическую основу необходимую для современных тектонофизических исследований.

В статьях молодых участников школы отражены результаты новых региональных тектонофизических исследований.

Ответственный редактор:

Доктор физ.-мат. наук Ю.Л. Ребецкий Редактор Е.С. Лермонтова В оформлении обложки использована фотография А.С. Григорьева (1982 г.) и фотография тектонофизического отряда в период работ на Ферганском хребте (1960 г., во главе отряда М.В. Гзовский).

ТЕКТОНИЧЕСКОЕ ТЕЧЕНИЕ И ДЕФОРМАЦИИ ГОРНЫХ МАССИВОВ

М.А. Гончаров Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, Геологический факультет

ТЕКТОНИЧЕСКОЕ ТЕЧЕНИЕ КАК СОЧЕТАНИЕ ПОСТУПАТЕЛЬНОГО ПЕРЕМЕЩЕНИЯ,

ВРАЩЕНИЯ И ДЕФОРМАЦИИ ЭЛЕМЕНТАРНЫХ ОБЪЕМОВ

ГЕОЛОГИЧЕСКОЙ СПЛОШНОЙ СРЕДЫ

Понятие о течении в механике сплошной среды. Если взять за основу хорошо разработанную механику сплошной среды, восходящую к временам О. Коши, то главным процессом, происходящим с этой средой, является ее течение (flow, stream). В случае жидкой среды (а геологическая сплошная среда в геологическом же масштабе времени в первом приближении ведет себя как вязкая жидкость) в этом течении участвуют все элементарные объемы жидкости – капли. При этом каждая капля подвергается воздействию трех компонентов течения:

Во-первых, каждая капля совершает поступательное перемещение (translation) в пространстве относительно некоторого неподвижного начала координат, называемых координатами Эйлера.

(Например, в случае текущей реки, относительно берега.) Если говорить строго, то, поскольку даже капля жидкости, несмотря на ее малость, занимает некоторый объем пространства, то фиксируется перемещение геометрического центра этой капли (или ее центра тяжести). Но эта капля – элементарный объем жидкости – по своему размеру значительно меньше изучаемого нами объема жидкости. Поэтому, в первом приближении, эта капля может рассматриваться в координатах Эйлера как точка.

Во-вторых, каждая капля в процессе течения испытывает вращение (rotation) в той же системе координат Эйлера. Вероятно, каждому доводилось наблюдать за плывущими в реке небольшими удлиненными предметами (щепками и т.п.). Эти предметы (точнее, их центры) поступательно перемещаются относительно неподвижного берега и в то же время изменяют свое «простирание»

(выражаясь геологическим языком), т.е. испытывают вращение. При анализе этого компонента течения мы уже не можем рассматривать каплю в качестве точки. Теперь это уже малое тело, обладающее некоторой формой (в простейшем случае кубической или шаровой). Роль вращения состоит в минимизации энергии. Так, при конвекции в центре ячейки имеет место как бы «жесткое»

(без деформации) вращение элементарных объемов даже в случае жидкой среды (см. ниже рис. 6).

Бытовой пример – наблюдение за всплывшими частицами чая в стакане: в центре стакана их взаимное расположение практически не меняется при их вращении вокруг вертикальной оси.

Турбулентные завихрения в потоке жидкости представляют собой «вращательную»

энергосберегающую добавку к сдвиговому ламинарному течению. Это означает, что природа «изобрела» энергосберегающее «колесо» задолго до появления человека.

В-третьих, каждая капля в процессе течения изменяет свою первоначальную форму, т.е.

испытывает деформацию. (В простейшем случае куб превращается в параллелепипед, а шар – в эллипсоид.) В англоязычной литературе этот компонент течения обозначается термином «strain», в то время как термин «deformation» употребляется в более широком смысле, включая в себя также поступательное перемещение, вращение и изменение формы и объема. (Оставляя это на усмотрение зарубежных исследователей, заметим, что применение термина «деформация», например, к процессу течения реки или Гольфстрима, выглядит весьма экзотично.) В русскоязычной литературе к деформации относится не только изменение формы, но также уменьшение или увеличение объема.

Однако последнее иногда обозначают специальным термином «дилатация» или «дилатансия».

Чтобы более строго различать два последних компонента течения – вращение и деформацию элементарного объема (капли), необходимо указать на то, что, даже при отсутствии вращения этого объема относительно координат Эйлера, его деформация выражается, в частности, в изменении первоначального угла между материальными линиями (геометрическими местами точек) этого объема (см. ниже рис. 1). Т.е. при деформации имеет место некое «внутреннее вращение»



материальных линий. Чтобы отличить его от указанного выше другого компонента течения – «внешнего вращения», вводятся так называемые координаты Лагранжа. Эти координаты жестко привязаны к рассматриваемому элементарному объему, а их оси вращаются относительно координат Эйлера, как раз и отражая величину «внешнего вращения». И если последнее равно нулю (т.е.

отсутствует), то одни материальные линии нашего элементарного объема вращаются (в координатах Лагранжа) против, а другие – по часовой стрелке. В обратном же случае, когда происходит только «внешнее вращение», а деформация отсутствует, все материальные линии вращаются (в координатах Эйлера) только в одну сторону (по или против часовой стрелки); в координатах же Лагранжа никакого вращения не происходит. При сочетании двух компонентов течения – «внешнего вращения» (которое мы, как и в начале, будем ниже именовать просто «вращением») и деформации – отличие «ротационного» и «деформационного» вращения материальных линий можно выразить лишь в виде дифференциальных уравнений, которые приводятся ниже.

Углубленное понимание термина «течение», а в применении к геологической сплошной среде – «тектоническое течение» – в настоящее время назрело благодаря двум обстоятельствам.

Во-первых, весьма интенсивно развивается конвективная геодинамика, которая охватывает самые разные геосферы – от ядра до земной коры и о которой пойдет речь ниже. Конвективное течение (или конвективный поток) – это течение в определенном направлении в координатах Эйлера.

Во-вторых, столь же интенсивно прогрессирует компьютерное моделирование в геодинамике.

Оно позволяет наглядно представить тектоническое течение как сочетание поступательного перемещения, вращения и деформации элементарных объемов геологической сплошной среды в координатах Эйлера (см. ниже рис. 6).

Тектоническое течение. Из всего сказанного вытекает, что тектоническое течение состоит из трех компонентов – поступательного перемещения, вращения и деформации элементарных объемов геологической сплошной среды [Лукьянов, 1991]. Приведем в качестве примера процесс формирования и экспозиции наклонных складок. Он включает три компонента: 1) формируются сами складки в результате горизонтального укорочения слоистой толщи (деформация); 2) одновременно этот слоистый массив движется как целое вверх (поступательное перемещение) и подвергается денудации, в результате чего мы его видим на поверхности; 3) одновременно он поворачивается, и складки получают наклон, т.е. вергенцию (вращение).

Один или два из этих трех компонентов тектонического течения могут отсутствовать. Например, жесткий блок фундамента может только двигаться вверх, без вращения и деформации. А при формировании моноклинали может происходить только вращение слоев, без поступательного перемещения и деформации.

Поступательное перемещение и вращение отдельных объемов земной коры фиксируются общегеологическими методами. Так, анализ мощностей отложений, регистрация денудации, фиксация анти- и синклинориев это методы регистрации вертикальных поступательных движений.

Выявление шарьяжей свидетельствует о горизонтальных перемещениях. Признаки вращения вокруг горизонтальной оси – это моноклинали и вергенция складок; вращение блоков и целых континентов вокруг вертикальной оси устанавливается палеомагнитными методами. Третий же компонент тектонического течения деформация выявляется только методами тектонофизики.

Деформация как изменение взаимного расположения частиц элементарного объема. Уже само слово «деформация» намекает на изменение первоначальной формы тела (в том числе и элементарного объема). Для упрощения и наглядности дальнейшего изложения, мы будем изображать первоначальную форму элементарного объема в виде квадрата, а все операции с ним производить только в плоскости чертежа, т.е. осуществлять его двумерную деформацию. Двумерная (плоская) деформация таких объемов означает, что по третьей оси, перпендикулярной к плоскости чертежа, деформация отсутствует. В тектонофизике двумерные деформации – довольно частое явление. В качестве примеров можно привести образование линейных складок (отсутствие деформации вдоль их шарниров) и формирование разрывов, у которых отсутствует сдвиговая составляющая смещения.

Другое существенное упрощение – это предположение о сохранении объема рассматриваемого тела в процессе его деформации. Изменением объема можно пренебречь в случае весьма частых больших деформаций геологических тел.

Деформация – это не только изменение формы (и объема в более общем случае) тела, но и изменение взаимного расположения частиц элементарного объема. Рассмотрим это на простом примере (рис. 1).

На рис. 1, а изображен первоначальный квадрат. В результате действия одного из компонентов тектонического течения – поступательного перемещения – он меняет свое положение в пространстве, но его форма и взаимное расположение характерных точек (вершин) не меняются (рис. 1, аб), равно как и при действии другого компонента тектонического течения – вращения по часовой стрелке (рис. 1, бв). А вот третий компонент – деформация – изменяет как его форму (превращение в ромб) так и взаимное расположение вершин (рис. 1.2, вг). Последнее выражается в искажении первоначально прямых углов между соседними сторонами. Это как раз то «внутреннее», «деформационное», вращение прямых линий, когда одни из них вращаются против, а другие – по часовой стрелке, о чем говорилось выше. Напомним, что в случае «внешнего» вращения (рис. 1, бв) все прямые линии вращаются в одну сторону, в данном случае по часовой стрелке.

Пластическая и разрывная деформация. Обычно считается, что, по мере нарастания напряжений, упругая деформация тела переходит, по достижении напряжениями «предела текучести», в пластическую деформацию без разрыва сплошности тела, а затем, по достижении напряжениями «предела прочности», происходит разрывная деформация; это так называемое «вязкое разрушение»;

так ведет себя, например, влажная глина. Если же предел прочности ниже предела упругости, то имеет место «хрупкое разрушение», минуя этап пластической деформации; простой пример поведение стекла.

Факт деформации и механизм деформации. Пластическая деформация тела имеет два аспекта:

факт деформации и механизм деформации.



Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 55 |
 



Похожие работы:

«Эрнест Кочетов Преображение евразийской платформы (широтный геоэкономический пояс: миланский мозговой штурм) 1 КОЧЕТОВ Эрнест Георгиевич, - Президент Общественной академии наук геоэкономики и глобалистики, доктор экономических наук, академик РАЕН На евразийской платформе разворачиваются знаковые, далеко идущие события: сделана реальная (и успешная!) попытка обозначить и запустить механизмы формирования нового очага мирового равновесия и гармонии. Речь идет о конференции в Италии (г. Милан, 7-8...»

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФГБОУ ВПО Грозненский государственный нефтяной технический университет имени академика М.Д. Миллионщикова ОТЧЕТ О САМООБСЛЕДОВАНИИ ФГБОУ ВПО Грозненский государственный нефтяной технический университет имени академика М.Д. Миллионщикова Грозный 2014 2 1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ВУЗЕ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Грозненский государственный нефтяной технический университет...»

«Минск Юнипак 2004 1 УДК 338(476:339.972(047.3) ББК 65.5 M 43 Перевод на английский язык В. Велент Международная техническая помощь Республике Беларусьd в вопросах и ответах/ Сост. А.В. Пинигин, M 43 Е.В. Лаевская. — Мн.: Юнипак. — 88 с. ISBN 985 6745 09 8 УДК 338(476:339.972(047.3) ББК 65.5 Издание не охраняется авторскими правами и может вос производиться без предварительного разрешения ПРООН, но при обязательной ссылке на источник. Данное издание не явля ется официальным источником...»

«ФЕДЕРАЛЬНАЯ ЦЕЛЕВАЯ ПРОГРАММА Научные и научно-педагогические кадры инновационной России на 2014 - 2020 годы ПАСПОРТ федеральной целевой программы Научные и научно-педагогические кадры инновационной России на 2014 - 2020 годы Наименование - федеральная целевая программа Научные и Программы научно-педагогические кадры инновационной России на 2014 - 2020 годы Основание для - распоряжение Правительства Российской разработки Федерации от 8 мая 2013 г. № 760-р Программы (наименование, дата и номер...»

«ПРОБЛЕМЫ И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ ЧЕЛОВЕЧЕСКИХ РЕСУРСОВ (Сборник научных трудов) Научно-практические вопросы организации системы содействия занятости В. Н. Ярская ОБРАЗОВАНИЕ ЧЕЛОВЕЧЕСКИХ РЕСУРСОВ Традиционным общезначимым подходом научного анализа выступает понимание образования в качестве социального института, осуществляющего профессиональную, социализирующую, коммуникативную и конверсионную функции. С процессом индустриализации возрастает ценность институтов образования в обучении новым ролям...»

«ОТЧЕТ по научно-исследовательской деятельности за 2011 год кафедры анатомии человека В 2011 году продолжена работа в рамках 3 запланированных госбюджетных НИР: 1. Макро- и микроморфология и биомеханика периферической нервной системы 2. Изменчивость антропометрических и соматотипических параметров жителей Пензенской области. 3. Разработка и применение ксеноматериалов. Результаты проведенных исследований опубликованы в 14 печатных работах и представлены на 3 региональных и 1 международной...»

«1 КНИГА ПАМЯТИ Труженики тыла Белозерского района 2 Книга Памяти. Труженики тыла Белозерского района. Составители Н. М. Сорокалетова, А. И. Букреев Редактор А. И. Букреев Книга издана по заказу и на средства Администрации Белозерского района. Администрация Белозерского района выражает глубокую признательность и благодарность всем, кто принял участие и оказал помощь в сборе материалов, подготовке и издании книги. 3 Глава Белозерского района Попов Иван Владимирович Доблесть земли Белозерской...»

«Г. Б. ЯКУШЕВИЧ ТЕХНОЛОГИЯ МАШИНОСТРОЕНИЯ Курс лекций по курсу Технология машиностроения для студентов специальности 1-36 01 04 – Оборудование и технологии высокоэффективных процессов обработки металлов Гродно ГрГУ им. Я.Купалы 2010 УДК 621 ББК 34.5         Я49 Реценз енты: Лещик С.Д., кандидат технических наук, доцент;  Троцкая Т.П., доктор технических наук  (ГГАУ).. Рекомендовано Советом факультета строительства и транспорта ГрГУ им. Я. Купалы. Якушевич, Г.Б....»

«Глава 1. Общие положения Статья 1. Цели и предмет настоящего Федерального закона 1. Целями настоящего Федерального закона являются установление единых требований к бухгалтерскому учету, в том числе бухгалтерской (финансовой) отчетности, а также создание правового механизма регулирования бухгалтерского учета. 2. Бухгалтерский учет - формирование документированной систематизированной информации об объектах, предусмотренных настоящим Федеральным законом, в соответствии с требованиями,...»

«В.В. Гурин, В.М. Замятин, А.М. Попов ДЕТАЛИ МАШИН КУРСОВОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ Книга 1 Допущено Учебно-методическим объединением вузов по образованию в области автоматизированного машиностроения (УМО AM) в качестве учебника для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлениям подготовки: бакалавров и магистров Технология, оборудование и автоматизация машиностроительных производств и дипломированных специалистов Конструкторско-технологическое обеспечение машиностроительных производств...»






 
© 2013 www.knigi.konflib.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.