ЗD скоростная модель Хибинского массива и окружающей территории

В конце 2013 года были проведены работы по уточнению скоростной модели Хибинского массива и окружающей территории. Для этого была проведена регистрация ряда промышленных взрывов при помощи сети, состоящей из постоянных и временных сейсмостанций. Кроме того, былы аккуратно переобработаны данные по калибровочному взрыву 2002 года в Ловозерском массиве.

Были обработаны данные 7 взрывов. Для каждого в непосредственной близости (первые километры) была установлена временная сейсмостанция. Это позволило с большой точностью зафиксировать моменты взрывов.

Для каждой пары взрыв-станция были рассчитаны интервалы кажущихся скоростей P-волны (отношения расстояния по прямой к времени пробега). При подборе моделей с помощью программы "Сейсмоконфигуратор" также вычислялись скорости для каждой пары и сравнивались с экспериментальным интервалом.

Как известно, Хибинский и Ловозерский массивы представляют собой интрузии, в которых скорости сейсмических волн в целом ниже, чем в окружающей массивы среде.

В Хибинском массиве наиболее низкие скорости в месторождениях апатито-нифелиновых руд, средние значения которых хорошо известны благодаря работам, выполненным при калибровке сейсмосетей ОАО "Апатит". Среднее значение скорости P-волны здесь 5.74 км/сек.

В качестве первой, исходной модели была принята плоская (без глубины) модель, в которой Хибины задаются контуром, скорость в котором 6 км/сек, а в зонах месторождений - 5.7 км/сек. Окружающая среда более быстрая, скорость в ней 6.5 км/сек.

Таким образом, плоская модель адекватно работает везде, за исключением района Восточного рудника. Приходится предположить, что волны, идущие из этого района в направлении станций в Апатитах, проходят некий более скоростной участок, который должен быть приближен уже полностью трехмерной моделью.

Для того, чтобы увеличить модельные скорости, необходимо подложить некую более скоростную структуру в этот район, ниже основной части. Сделать это можно большим количеством разных способов. Для достижения достоверного результата необходимо изучение литературных источников. Некоторый намек можно найти в работе Арзамасцева и пр.: "Восточный контакт массива... субвертикален до глубин 3-4 км с тенденцией к резкому выполаживанию на глубине 4-5 км".

Мы попытались смоделировать таковое выполаживание, задавая фрагмент Хибинского массива в виде объемного тела, состоящего из двух связных контуров - большого сверху и меньшего снизу (на глубине 2.5 км). Аналогично были заданы и рудные тела.

Результат хорошо согласуется с наблюдениями. На рисунке ниже показаны записи одного из взрывов на руднике "Коашва". Согласно известным координатам и времени взрыва по трехмерной модели были рассчитаны времена приходов волн P и S на эти станции, они помечены на записях. Можно видеть, что они в точности совпадают с тем, как это бы сделал человек-интерпретатор.