7.4. Геологический смысл границ при ССП
Геологический разрез, в общем виде, представляет собой описание земной толщи с указанием залегающих в ней пород. Геологи на основании изучения керна выявляют и разделяют породы земной толщи по вещественному составу, по их механическим параметрам, по цвету... До сих пор считалось, что изучение керна - это самый надежный метод описания горных пород. Однако, как оказалось, при выбуривании керна безвозвратно теряется очень важная часть информации.
При использовании метода ССП в угольных шахтах неоднократно возникала ситуация, когда границы, выявленные с помощью этого метода, не подтверждались при изучении керна. То есть, границы, выявленные ССП, оказывались неизвестными геологам. Кто занимается геофизикой, знает, насколько драматична подобная история. Особенно существенным оказалось это расхождение при исследовании первых метров от обнажения породной толщи кровли угленосного массива, так как именно эта часть породной толщи главным образом влияет на устойчивость кровли.
Поскольку сам характер ССП-разреза не допускает неоднозначности интерпретации, пришлось прибегнуть к крайней мере - изучать породы кровли в обрушенном пространстве. При этом оказалось, что на самом деле, в обрушенных породах присутствует множество границ, информация о которых в геологическом описании керна отсутствовала. Границы эти представлены углистыми, мергелистыми, слюдяными прослоями, а также поверхностями, образованными плоскостями скольжения.
Общее у этих, выпавших из описания керна границ то, что ни бурением, ни какими-либо геофизическими методами они не могут быть обнаружены. Все они являются поверхностями ослабленного механического контакта (ОМК). При бурении скважины, керн в тех местах, где он пересекается поверхностью ОМК, обязательно ломается, материал прослоя немедленно истирается за счет вращения обломка и вымывается промывочной жидкостью, и причина излома керна остается неизвестной.
Анализ границ, выявленных при визуальном исследовании пород кровли в обрушенном пространстве, который был сделан совместно с описанием керна вблизи от исследования с помощью ССП, показал, что в общем случае, метод ССП выявил те границы, которые являются поверхностями ОМК.
Поверхности ОМК - это поверхности, по которым не происходит "склеивания" соседних пород, не происходит взаимной диффузии соседствующих материалов. Это сомкнутые трещины, а также плоскости или плоские структуры, по которым имеет место повышенная микронарушенность.
Такого рода границы никогда раньше не подлежали выявлению и исследованию неразрушающим методом. И, таким образом, метод ССП является первым (и пока единственным) геофизическим методом, пригодным для выявления поверхностей ОМК - поверхностей фактического и (или) потенциального расслоения пород - независимо от их природы.
Вернемся к рис.7-3. Граница, помеченная красной штриховой линией - это граница между осадочными породами и гранитом. Эти два типа пород при незначительном давлении (при малой мощности осадочного чехла) действительно не диффундируют друг в друга, почему и выявляется граница между ними с помощью ССП. С увеличением мощности осадочного чехла и, соответственно, давления на поверхность гранита, диффузия увеличивается, и четкость этой границы на ССП-разрезе уменьшается.
Из чисто геологических границ методом ССП выявляются также границы между карбонатными и терригенными породами. Дело в том, что именно по этим границам всегда отсутствует взаимная диффузия. Это, пожалуй, единственные чисто геологические границы в осадочных породах, которые могут быть надежно идентифицированы методом ССП.
Особые границы, выявляемые с помощью ССП - это следы подвижек. Как оказалось, в результате подвижек, на ССП-разрезах проявляются границы между породами, различающимися по прочности. Так, в зонах подвижек и, соответственно, изгибов породных слоев, сильно проявляются границы между прочными песчаниками и, скажем, аргиллитами, которые в результате подвижек превращаются в сыпучий материал. По этой причине, добротность сигналов, полученных от наклонных границ, оказывается больше, чем от горизонтальных.
