Геофізичний журнал

«Геофізичному журналу» — 45 років

пт, 28 чер 2024 00:00:00 +0300

«Геофізичному журналу» — 45 років.

Зміни термічного режиму приземного повітря в Українських Карпатах до середини ХХІ сторіччя за моделями EURO-СORDEX

пт, 28 чер 2024 00:00:00 +0300

В роботі представлено результати оцінювання майбутніх змін термічного режиму приземного повітря в Українських Карпатах для періоду до 2050 р. Оцінювання було проведено на основі набору кліматичних індексів (середньої річної температури повітря, кількості морозних днів - FD, кількості літніх днів - SU та кількості тропічних днів - TR), розрахованих з високою просторовою роздільністю (0,05°×0,05°) на основі добових даних метеорологічних спостережень (1961-2020 рр.) та результатів розрахунків 11 регіональних кліматичних моделей проєкту EURO-CORDEX (2021-2050 рр.). Для отримання надійних, незміщених проєкцій температури повітря, було виконано коригування модельних даних (bias correction) методом лінійного масштабування та масштабування дисперсії. Кліматичні зміни оцінювалися на основі розрахунку приростів індексів для періоду 2021-2050 рр. по відношенню до періоду поточного клімату 1991-2020 рр. Встановлено загальні тенденції до підвищення температури приземного шару повітря у регіоні до середини ХХІ сторіччя. Кількісні показники таких змін: фонові прирости знаходяться у межах 0,35-0,41 °С, (або, умовно, 0,12-0,14 °C·декада-1) для сценарію RCP4.5, та 0,53-0,56 °С (0,18-0,19 °С·декада-1) для сценарію RCP8.5. Максимальні прирости середньої річної температури у порівнянні з періодом сучасного клімату 1991-2020 рр. на рівні 0,56/0,71 °C відповідно сценарію. Вони приурочені до високогірних ділянок у південно-східній частині регіону, тобто очікуються більші швидкості потепління для високогірних ділянок. Зміни порогових кліматичних індексів до середини ХХІ сторіччя матимуть певні просторові відмінності: більш високі літні температури (SU, TR) ймовірніші для північно-східного макросхилу та південно-східної частини розрахункової області, а у холодний період (FD) року, за обома сценаріями, температура повітря зростатиме переважно у північно-західній та південно-західній частині досліджуваного регіону.

Геоелектричні неоднорідності літосфери Прип'ятьсько-Дніпровсько-Донецької западини вздовж профілю GEORIFT 2013

T.K. Burakhovych, A.M. Kushnir — пт, 28 чер 2024 00:00:00 +0300

Вперше для Прип'ятьсько-Дніпровсько-Донецької западини проведено геолого-геоелектричну інтерпретацію синтетичної моделі розподілу питомого електричного опору у літосфері вздовж профілю GEORIFT 2013 на території України. На основі узагальнення інтерпретаційних параметрів різного ступеня від одновимірної інверсії до дво- та тривимірних моделей, які ґрунтуються на експериментальних спостереженнях природнього низькочастотного електромагнітного поля Землі, виявлено геоелектричні неоднорідності земної кори і верхньої мантії. Встановлено зв'язок аномалій електропровідності зі структурними особливостями, які виявлено за даними ГСЗ вздовж профілю. Розглянуто природу аномальної електропровідності на основі комплексного аналізу геолого-геофізичних даних та сформульовано геоелектричні критерії для виділення перспективних ділянок покладів вуглеводнів.

Унікальному розподілу питомого опору за глибиною відповідає субвертикальна зона контакту швидкостей повздовжніх хвиль, яка проявилася у перериванні слідкування границь, проінтерпретованих відповідно до заломлених та/або відбитих Р-хвиль. Це зона, якій відповідає складний вузол тектонічних структур: трансрегіональний тектонічний шов Херсон-Смоленськ, глибинні Кіровоградська та Переяслів-Хмельницький-Прилукський зони розломів. Збіганню за глибиною аномального розподілу електропровідності з зонами низьких швидкостей просторово відповідають тектонічні порушення, такі як (з заходу на схід): Західний Криворізько-Кременчуцький насув, Криворізько-Крупецький та Криворізько-Кременчуцький глибинні зони розломів.

При спільній інтерпретації даних сейсмічних та електромагнітних зондувань частіше застосовується саме структурний підхід, який збільшує інформативність глибинних досліджень. Показано, що зони високої електропровідності, які співпадають з зонами низьких швидкостей, спричинені наявністю тріщинуватості та насиченістю порід глибинними флюїдами, які необхідно розглядати як шляхи їх міграції у верхні горизонти земної кори, де вони стають важливим джерелом для всіх наступних процесів формування нафтогазових родовищ.

Геологічні факти, геологічні судження, геологічна істина і Державна геологічна карта Українського щита

Олег Гінтов, Сергій Мичак — пт, 28 чер 2024 00:00:00 +0300

Розглянуто недоліки виданих в Україні Геологічних карт і карт корисних копалин кристалічного фундаменту Українського щита Державної геологічної карти України масштабу 1:200 000 щодо їх відповідності сучасним поглядам на будову і розвиток земної кори у ранньому докембрії (архей- ранній протерозой). Показано, що, не дивлячись на основну вимогу ранньодокембрійської секції Національного стратиграфічного комітету України про необхідність вікового розчленування докембрійських утворень Українського щита за даними, головним чином, ізотопної геохронології, це не стало основою при складанні геологічних карт. Деякі автори і редактори карт не позбулися впливу застарілої концепції формування ранньодокембрійських товщ шляхом їх послідовного нашарування і закріплення цієї послідовності у вертикальному розрізі земної кори при регіональному метаморфізмі. Неоднозначно сприймалася і визначальна роль горизонтальних рухів земної кори, плюмових та плитотектонічних процесів. Не враховувалась роль масштабних насувів і підсувів літопластин, які змінювали вікові взаємовідносини порід у розріз. У статті приводиться порівняння тектонічних схем і розрізів до геологічних карт і карт корисних копалин кристалічного фундаменту Українського щита з картами докембрійського фундаменту Південно-Африканського, Канадського, Західно-Австралійського щитів, в легендах яких принцип «нижче-вище» замінено принципом «древніше-молодше» на основі ізотопного датування. Показано, як еволюціонували погляди західних геологів від середини ХХ ст. до сьогодення при вивченні архейського зеленокам’яного поясу Барбертон (східна окраїна кратону Каапвааль, Південна Африка), котрі вже здавна будують легенди геологічних карт на основі високоточних даних ізотопії.

Недоліком виданих Геологічних карт і карт корисних копалин кристалічного фундаменту Українського щита масштабу 1:200 000 є також наявність великої кількості неузгоджень в авторській інтерпретації геологічного змісту різних, і навіть сусідніх за номенклатурою, листів карт, особливо тектонічних схем і розрізів, позначень речовинного складу порід.

Авторами статті запропоновано знову повернутись до обговорення і вирішення геологами і геологічними організаціями питання щодо складання Нової серії Геологічних карт і карт корисних копалин кристалічного фундаменту Українського щита масштабу 1:200 000 на основі попередніх та нових геолого-геофізичних і геохімічних даних, одержаних за останні 20 років, і останніх досягнень світової геологічної науки.

Ймовірнісні характеристики тривалості льодоставу на річках басейну Прип'яті в межах України

Людмила Горбачова, Олександр Афтенюк — пт, 28 чер 2024 00:00:00 +0300

Льодостав, який утворюється на річках в осіннє-зимовий період суттєво впливає на гідрологічні, гідрохімічні, біологічні процеси річок, а також роботу гідроенергетики, судноплавства, рибного господарства тощо. У сучасних умовах формування, тривалість, руйнування льодоставу на річках відбувається під впливом природних, антропогенних чинників та кліматичних змін. Дослідження сучасних тенденцій тривалості льодоставу річок та визначення його розрахункових характеристик є актуальним завданням. У даній роботі визначено ймовірнісні характеристики, статистичні параметри тривалості льодоставу на річках басейну Прип’яті у межах України. Використано дані 29 гідрологічних постів за період від початку спостережень по 2020 р. включно. В якості статистичних параметрів аналітичного розподілу тривалості льодоставу річок використано середнє багаторічне значення, коефіцієнт варіації і коефіцієнт асиметрії, які розраховувались методом моментів. Розподіл Пірсона ІІІ типу використано для побудови аналітичних кривих, а формулу Вейбула – емпіричного розподілу.

Ймовірнісний розподіл Пірсона ІІІ типу цілком задовільно описує емпіричні точки тривалості льодоставу на річках басейну Прип’яті у межах України. Переважна більшість аналітичних кривих розподілу тривалості льодоставу мають від'ємну асиметрію і тільки 8 – додатну асиметрію. Середня тривалість льодоставу по басейну Прип’яті складає 69 діб і коливається у межах від 26 діб до 95 діб. Значення коефіцієнтів асиметрії невеликі і змінюються у межах від 0,01 до 1,02 для додатних значень і від -0,03 до -0,60 для від’ємних значень. Коефіцієнти варіації змінюються у невеликих межах від 0,34 до 0,79. Розраховані стандартні похибки статистичних параметрів аналітичних кривих розподілу тривалості льодоставу на річках є цілком прийнятними.

Матеріальний баланс метаморфічних перетворень вугільних пластів та їх небезпечні властивості

Є. Руднєв, Е.М. Філатьєва, М.І. Антощенко, В.А. Попович — пт, 28 чер 2024 00:00:00 +0300

Мета - встановити емпіричні залежності при вуглефікації шахтопластів між основними компонентами органічної (горючої) маси, вмістом вологи та мінеральних домішок з використанням експериментальних даних про споживчі якості твердих палив, отриманих загальноприйнятими стандартними способами. Достовірно встановлені співвідношення між цими основними компонентами дають можливість науково обґрунтувати та розкрити природу виникнення небезпечних властивостей шахтопластів під час проведення гірничих робіт за фактором метаморфічних перетворень та генерації газоподібних та рідких продуктів.

Методика досліджень розроблена на підставі результатів попереднього аналізу зміни співвідношення між основними компонентами органічної (горючої) маси, вмістом вологи та мінеральних домішок при вуглеутворенні, починаючи від процесів торфоутворення та подальшої вуглефікації. Використані експериментальні дані про споживчі якості твердих палив, які встановлені загальноприйнятими стандартними способами.

Результати досліджень. На всіх стадіях метаморфічних перетворень вугільних пластів зі зростанням вмісту вуглецю встановлено одностороннє скорочення елементного вмісту кисню в органічній (горючій) масі. Це свідчить про утворення газоподібних продуктів на всіх стадіях метаморфізму з участю вуглецю і кисню органічної (горючої) маси. Скорочення елементного вмісту водню, азоту та органічної сірки на пізніх стадіях метаморфізму свідчить про участь цих компонентів у генерації газоподібних продуктів.

Проведена апробація достовірності емпіричної залежності вмісту вуглецю від середнього показника відбиваючої здатності вітриніту.

Генерація вологи на стадії метаморфічних перетворень вугілля не підтвердилася, повною мірою, спрямованістю трендів середнього вмісту вологи, кисню та водню на послідовних стадіях процесів торфоутворення, діагенезу та метаморфізму аж до переходу від кам'яного вугілля до антрацитів.

Встановлено значне перевищення (до двох разів) виходу летких речовин у порівнянні із вмістом суми основних компонентів органічної (горючої) маси при фіксованих значеннях вмісту вуглецю.

Наукова новизна. На підставі зміни співвідношення елементного вмісту основних компонентів органічної (горючої) маси (твердого залишку) встановлено їх участь в утворенні газоподібних продуктів на всіх метаморфічних стадіях перетворення вугільних пластів. Отримані результати формування матеріального балансу дозволяють внести відповідні уточнення до схеми вуглеутворення в частині генерації конкретних газоподібних продуктів на кожній стадії.

Практичне значення полягає у необхідності та можливості удосконалення нормативної бази безпечного ведення гірничих робіт при прогнозі небезпечних властивостей шахтопластів.

Пошуки підземних вод у зоні зчленування Приазовського мегаблока Українського щита з Донбасом

P.G. Pigulevskiy, V.K. Svistun — пт, 28 чер 2024 00:00:00 +0300

В статті приведені пропозиції з удосконалення методики та результати переінтерпретації геоелектричних робіт на території Донецької області з метою використання результатів інших геофізичних досліджень для уточнення контурів перспективних ділянок при пошуках підземних вод, виконаних трестом «Дніпрогеофізика» в 1970-ті роки. В послідуючому, під час пошуків різних видів корисних копалин, територія була вивчена великомасштабними гравіметричними зйомками. Застосування комплексної обробки та переінтерпретації наявних геофізичних матеріалів з гравіметричними даними, дозволило встановити не тільки тісний зв’язок між геоелектричними та щільнісними характеристиками водоносних порід, але і детально прокорелювати в плані тектонічні порушення і локальні занурення, виявлені на окремих профілях і ділянках за результатами досліджень обох методів та побудувати загальний геолого-тектонічний каркас масиву, у який гармонічно вписалися розривні порушення і зони їх розущільнення у контурах поширення осадових відкладів.

Аналіз результатів досліджень показав, що, чим детальніше виконана гравіметрична зйомка, тим точніше картуються геолого-тектонічні неоднорідності у верхній частині осадового чохла. Використання бази даних польових гравіметричних знімань різних років та масштабів на сучасному етапі досліджень дає можливість значно підвищити ефективність робіт і знизити витрати на пошуки підземних вод на території України при виявленні і локалізації пошукових ділянок першої та другої черг.

Отримані результати та запропоновану удосконалену методику інтерпретації рекомендується використовувати при виконанні досліджень з визначення точок закладення водозабірних свердловин не тільки в зоні зчленування складчастого Донбасу з Приазовським мегаблоком (кристалічним масивом) Українського щита, але і на територіях, що зазнають впливу техногенних чинників.

Геологічні умови розвитку геотермальної енергії в Азербайджані

A.V. Islamzade, A.Sh. Mukhtarov — пт, 28 чер 2024 00:00:00 +0300

У статті розглянуто поширення термальних вод в Азербайджані, перспективи їхнього використання як поновлюваних джерел енергії, а також можливості для бізнесу та інші геолого-геофізичні питання. Наведено прогноз ресурсів термальних вод, потенціал поновлюваних геотермальних джерел енергії, їхню частку в енергетиці країни у 2020 р. Отже, є велике число закритих і розвідувальних свердловин, що не використовуються; вони можуть бути відновлені з метою виробництва геотермальної енергії з меншими інвестиціями.

В Азербайджані термальні води з різним хімічним складом і мінералізацією переважно поширені у складчастих зонах Кавказу і Талиських гір та мають достатні запаси. За даними досліджень, проведених на джерелах термальних вод країни, визначено, що їхній загальний запас становить понад 245 000 м3/добу. Основними шляхами розвантаження цих вод є тектонічні розломи різного напрямку та різної амплітуди. Газовий склад джерел термальних вод Великого Кавказу і Талиських гір є сумішшю метану, азоту, сірководню, а джерел Малого Кавказу — переважно вуглекислий газ. Метанові води зазвичай характеризуються високим тиском і великими запасами, а також високою температурою (64—95 °С). На цей час відомо до 200 джерел із вмістом метану — Масаллі (Арківан), Девечі (Ледж), Сальян (Бабазанан) та ін. Термальні джерела, що містять азот, розміщуються у південній частині Великого Кавказу і в Талиських горах як холодні (14—18 °С) і гарячі (41—55 °С) джерела. Найвищий вміст азоту виявлено в джерелах Алаша — 100 % (Астара), Мешесу — 100 % (Ленкорань), Ледж — 37 %, Халтан — 88 % (Девечі).

У статті обговорено використання низькопотенційної геотермальної енергії та застосування нових технологій у розробці та управлінні геотермальних ресурсів.

Визначення зміни ступеня солоності морського водного середовища акустичними методами

V.O. Iemelianov, V.M. Rylyuk, M.I. Skypa — пт, 28 чер 2024 00:00:00 +0300

У зв’язку з необхідністю розв’язання зростаючих проблем водозабезпечення приморських районів південно-східних і південних областей України розширення комплексу методів виявлення зон субмаринного розвантаження прісних вод на українському шельфі Азово-Чорноморського басейну є одним з найважливіших завдань вітчизняних морських гідрогеологів та геоекологів. Отже, розробка нових комплексних методів і технологій пошуку додаткових прісноводних ресурсів, тобто тієї частини підземного стоку, що розвантажується в просторі геоекосистеми (ГЕС) Чорного моря, дає можливість значно розширити перспективи водозабезпечення населення та інших споживачів (аграріїв, промисловців тощо) приморських районів України.

У статті наведено результати теоретичних досліджень щодо визначення за допомогою акустичних методів зміни солоності водного середовища шквальної субсистеми (МАСУС) ГЕС морського басейну в місцях імовірного розвантаження прісних вод з геологічних водоносних горизонтів або підруслового стоку річок. Для досягнення цієї мети розглянуто особливості відбиття акустичного сигналу, що поширюється в просторі водного середовища МАСУС, від її межі з геологічною субсистемою (ГСУС) ГЕС морського басейну, проаналізовано ступінь зміни швидкості поширення звуку залежно від солоності за її відомої зміни у морському водному середовищі. При відповідних теоретичних розрахунках залучаються методи статистичної фізики і квантової механіки.

На підставі наведених у статті теоретичних даних запропоновано практичний та більш дешевий метод порівняно з іншими методами виявлення джерел субмаринного розвантаження прісних вод. Основою методу є комбінація акустичних методів: методу вимірювання швидкості поширення звуку у водному середовищі МАСУС та методу вимірювання коефіцієнта відбиття акустичного сигналу від граничної поверхні між просторами, зайнятими, з одного боку, водним середовищем МАСУС, а з іншого — геологічним середовищем ГСУС ГЕС морського басейну.

Нова інтерпретація структури земної кори та еволюція вуглеводнів у Південнокаспійському та Куринському басейнах

пт, 28 чер 2024 00:00:00 +0300

Південнокаспійський басейн, Нижньокуринський і Середньокуринський басейни, що охоплюють територію суходолу Азербайджану та акваторію й Верхньокуринський басейн у Грузії, є генетично пов’язаною системою басейнів, утворених в умовах мезозойського розтягнення зі складною історією кайнозойського етапу осадонагромадження. Розмежування цих басейнів проливає нове світло на розуміння складної геодинамічної історії та нафтогазоносності Чорноморсько-Каспійського регіону.

Для аналізу басейнів використано регіональні карти ізопахіт, температурні виміри з більш як 150 свердловин на суші та в морі, дані щодо геотермічних градієнтів теплового потоку. Аналіз цих даних дав можливість уявити структури земної кори, навіть у тих районах, де точні виміри цих параметрів були обмежені. Побудовано інтегровані регіональні карти ізопахіт по основних стратиграфічних підрозділах від юрського періоду до плейстоцену. Інтерпретації карт ізопахіт, гравітаційного та магнітного моделювання підтвердили оцінки глибини залягання фундаменту та потужності земної кори за чотирма сейсмічними розрізами, що охоплюють територію суші Азербайджану та прилеглої акваторії.

За геотемпературним режимом у межах досліджуваної території, що охоплює басейн Верхньої Кури в Грузії та територію Азербайджану до узбережжя Південного Каспію і далі в море, виділено окремі райони, зокрема «холодний» Південнокаспійський басейн. Проведено кореляцію між глибиною залягання фундаменту, потужністю земної кори та геотермічними градієнтами. Тектонічна межа між цими басейнами контролює зміну геотермічного градієнта, що визначає вуглеводневий потенціал.

Західна околиця Південнокаспійської западини є довгою межею між океанічною корою Південнокаспійського басейну і потужнішою Куринською западиною острівного походження. Мезозойський етап еволюції цих басейнів розпочався в результаті розширення острівної дуги в мезозої, його наслідував кайнозойський флексурний етап зі значним привнесенням осадів і швидким їх похованням, що створило відповідні умови для розвитку динамічних нафтогазоносних систем у Південнокаспійському басейні.