MüNDƏRİcat

2.3. Geoloji mühitlərdə seysmik dalğalarin udulmasi və səpələnməsi

Süxurlarda seysmik dalğaların udulması nəzərə çarpacaq dərəcədədir və udulma süxurun litoloji tərkibindən, fiziki vəziyyətindən asılı olaraq geniş hüdudlarda dəyişir. Udulma (və ya səpələnmə) ilə doğrulan dalğanın zəifləməsi həndəsi genişlənmə ilə əlaqədar zəifləmə ilə eyni qəbildən olan amillərdir. Ona görə də seysmik dalğaların intensivliyinin tədqiqi zamanı geoloji mühitlərin uducu xassələrinə diqqətlə yanaşmaq lazımdır. Udulma əmsalı (və ya udulma dekrementi) süxurun fiziki xassələrindən biridir və seysmik məlumatların geoloji interpretasiyasında istifadə edilir.

Udulma əmsalı barəsində toplanmış eksperimental məlumatlar geoloji mühitlərdə udulmanın tipi haqqında qəti mülahizə yürütmək üçün kifayət deyildir. Alınmış məlumatların əksəri udulma əmsalının tezlikdən xətti asılılığı haqqında təsəvvürlərlə yaxşı uzlaşır. Təcrübi yolla müəyyən edilmişdir ki, bir çox hallarda dalğa spektrlərinin yüksək tezlikli təşkilediciləri daha güclü udulmaya məruz qalırlar və bu asılılıq analitik şəkildə bəzən belə ifadə olunur:

burada b₁ – udulma sabiti,  - udulma əmsalı,  - bucaq tezliyidir.

Bunu izah etmək üçün süxurların müxtəlif fiziki vəziyyətlərində müxtəlif udulma mexanizmlərinin üstünlük təşkil etdiyini güman etmək olar. Xüsusi halda, belə fərz etmək olar ki, süxurlar möhkəmləndikcə udulma əmsalının tezlikdən asılılığı xətti qanuna yaxınlaşır. Terrigen süxurlarda udulma əmsalı məsaməlilik artdıqca artır. Təcrübələrdə aşkar edilmiş udulma əmsalının tezlikdən daha güclü asılılığı mühitdə nazik, həddən ziyadə nazik laylılığın intişar etməsi ilə əlaqədar ola bilər. Dalğa belə mühitdən keçəndə udulma ilə yanaşı, səpələnmə də baş verir, düşən dalğanın enerjisinin bir hissəsi çox zəif əks olan dalğaların yaranmasına sərf olunur. Səpələnmə də tezlikdən asılı olmalıdır: nazik layların tezlik xarakteristikalarına uyğun olaraq spektrin əsasən yüksək tezlikli təşkilediciləri əks olunacaqlar. Lakin udulma və səpələnmənin təsirlərində fərq vardır və bu fərq dalğa sahəsinin ümumi təhlilində rol oynayır. Həqiqətdə də udulma zamanı dalğanın zəiflədilməsi onun enerjisinin bərpa olunmaz itkisi ilə doğrulur; səpələnmə zamanı isə elastiki enerjinin yenidən paylanması baş verir və bunun nəticəsində keçən dalğa ilə müqayisədə səpələnən dalğaların nisbi enerjisi fasiləsiz artır. Çox zəif, lakin çoxlu miqdarda səpələnən dalğalar bir-birlərilə cəmlənərək getdikcə güclənən maneedicilər fonu (bulanıq mühit) yaradırlar; bu da son nəticədə faydalı, bizi maraqlandıran əks olan və ya sınan dalğaları aşkar edib öyrənməyi çətinləşdirir.

Seysmik kəşfiyyatın aparıldığı tədqiqat rayonlarının bir çoxunda geoloji kəsilişin ən yuxarı, Yer səthinə yaxın hissəsi zəif sementlənmiş, yumşaq çöküntülərdən təşkil olur. Aşınma nəticəsində Yer səthinə çıxan süxurların dağılması, boşalması baş verir və onları təşkil edən mineral hissəcikləri arasında əlaqə zəifləyir. Torpaq təbəqəsinin hissəcikləri arasında əlaqə xüsusilə zəif olur Sürətin çox kiçik qiymətlərinə malik geoloji kəsilişin bu ən yuxarı təbəqəsi kiçik sürətlər zonası (KSZ) adlanır (şək.3.7). Uzununa dalğanın KSZ-da yayılma sürəti anomal kiçik, hətta səsin havadakı sürətindən də çox kiçik ola bilər. KSZ daxilində sürət həm şaquli, həm də üfüqi istiqamətlərdə çox dəyişkən olur. Dərinliyə getdikcə o çox tez artır; bu həm aşınmanın təsirinin azalması, həm də üstdə yatan süxurların təzyiqinin yüksəlməsi ilə əlaqədardır. Əgər ana süxurlar terrigen çöküntülərdən ibarətdirsə, sürət adətən dərinliyə doğru rəvan (tədrici) artır. Karbonat, hidrokimyəvi və püskürmə süxurlarının çıxışlarında sürət dərinlikdən asılı olaraq olduqca tez artır və bəzən hətta KSZ, demək olar ki, heç olmur. O daimi donuşluq rayonlarında da yoxdur.

Şək.4. K əsilişin ən yuxarı hissəsində sürətlərin paylanm a qanunu (kiçik sürətlər zonası-K SZ ). a-K SZ - nın dabanı sulu horizontun tavanına aid edilm işdir: 1-qurunt suları səviyyəsi; b-K SZ -nın dabanı təqribən relyefin form asını təkrar edir

(sürətlər m /s-lərlə verilm işdir)

Bəzən KSZ-nın alt hissəsi zəiflədilmiş sürətlər zonası kimi ayırırlar. Belə ayrılma seysmik məlumatların emalı zamanı üstünlüklər verir. Zəiflədilmiş sürətlər zonasına (ZSZ) sürətləri 600-dən 1500 m/s qədər olan KSZ hissəsini aid edilirlər. Tədqiqat sahəsinin bir-birinə yaxın hissələrində sürətlərin kəskin dəyişmələri müşahidə olunurlar. Sürətin üfüqi istiqamətlərdə belə dəyişkənliyi süxurların tərkibinin dəyişməsi, onların su ilə doyma dərəcəsi (bu çox vaxt relyefdən asılıdır) ilə sıx əlaqədardır. KSZnın qalınlığı da geniş intervalda dəyişir: 1 m-dən 100 m-ə qədər və daha böyük (məsələn, Azərbaycanın Kür-Qabırrı çaylararasında) qalınlıqlara rast gəlinir; lakin çox vaxt onun qalınlığı 8-20 m olur. Yer səthi quru qumlardan (səhralar) və çınqıllıqlardan təşkil olmuş rayonlarda KSZ-nın qalınlığı 100 m-i ötüb keçir. Belə şəraitə bəzi dağarası çökəkliklərdə də rast gəlinir. Çox vaxt KSZ-nın alt sərhədi (dabanı) qrunt suları səviyyəsi ilə üst-üstə düşür.

KSZ-nın mövcudluğu seysmik tədqiqatların aparılmasına çox böyük təsir göstərir. Kəsilişin üst hissəsində olduqca kiçik sürətə malik təbəqənin olması Yer tərkindən (aşağıdan) gələn seysmik dalğaların şüalarının ana süxurlardan KSZ-na keçidi zamanı sınaraq şaquli istiqamətə yaxın trayektoriya almasına səbəb olur. Ona görə də Yer səthində bütün həcmi dalğaların şüalarının şaquli istiqamətli olduğunu hesab etmək olar. Bildiyimiz kimi, uzununa dalğalar əsasən torpaq hissəciklərinin yerdəyişmələrinin şaquli, eninə dalğalar isə üfüqi təşkiledicilərini doğururlar. Bu hal qeydedici cihazın tipinin seçilməsi üçün mühüm əhəmiyyətə malikdir.

KSZ-nın dabanı adətən intensiv əks olan dalğalar yaradan çox kəskin sərhəddir. Yer səthinə yaxın ən güclü əks olma çox vaxt Yer səthinin özündə deyil, KSZ-nın dabanında baş verir. Əks olan və sınan dalğalar bu sərhədə sıfırdan müəyyən qədər fərqlənən bucaq altında düşəndə, orada elə bil ki, parçalanır və dəyişən dalğalar yaradırlar. Düz dalğaların KSZ-nın dabanında əks olması və sınması Yer səthinə doğru yayılan (yönələn) və böyük dərinliklərdən gələn dalğaların qeydiyyatına mane olan dalğaların yaranmasına səbəb olur. KSZ-nın daxilində dalğaların güclü udulması da baş verir; burada udulma əmsalları dərində yatan süxurlara nisbətən çox böyük qiymətlər alırlar. Bunun nəticəsində dalğaların hamısı KSZ-dan keçəndə çox zəiflədilir və onların spektral tərkibi də dəyişir – onların spektrləri yüksək tezlikli təşkiledicilərindən məhrum olurlar.

Seysmik kəşfiyyatda müşahidə olunan səthi dalğaların da intensivliyi mühüm dərəcədə KSZ-nın uducu təsiri ilə sıx əlaqədardır. Yüksək tezlikli səthi dalğalar, demək olar ki, öz qaçış yolunun hamısını KSZ-nın daxilində qət edir. Bununla əlaqədar mənbədən uzaqlaşdıqca onların intensivliyi zəif uducu mühitlə müqayisədə çox böyük sürətlə aşağı düşür. KSZ-nın mövcudluğu çox vaxt səthi dalğaların sürətlə zəifləməsinə və rəqslərin görünən periodlarının artmasına səbəb olur.

Qeyd etmək lazımdır ki, KSZ-nın yuxarıda nəzərdən keçirdiyimiz xassələri həm uzununa, həm də eninə dalğalar üçün mühüm əhəmiyyətə malikdir. Lakin eninə dalğalar üçün onun bəzi xassələri fərqlidir: eninə dalğaların sürətinin süxurların su ilə doyma dərəcəsindən zəif asılılığına görə KSZ-nın dabanı eninə dalğalar üçün çox vaxt o dərəcədə də kəskin sərhəd olmur. Ona görə də kəsilişin yuxarı hissəsi eninə dalğalar üçün o qədər də qeyri-bircins deyildir və uzununa dalğalarla seysmik kəşfiyyatda rast gələn fəsadları doğura bilmir. Su hövzələrinin dibində bəzən kiçik sürətlə səciyyələnən dib çöküntüləri çökür və onlar özlərinə məxsus KSZ yaradırlar. Onların qalınlığının və ya xassələrinin qeyri-sabitliyi halında dalğalar həmin zonadan keçəndə dalğa impulslarının formasının təhrifi baş verir. Bu çöküntülərin rolu və onların uducu xassələri hələ kifayət qədər öyrənilməmişdir. Nəhayət, qeyd edək ki, dəniz seysmik kəşfiyyatında KSZ anlayışı öz əhəmiyyətini, demək olar ki, itirir, çünki dənizdə belə zona yoxdur; dəniz suyunda seysmik dalğaların yayılma sürəti təxminən 1,5 km/san-dir.

Nəticə

Seysmik kəşfiyyat üsullarının hər birində geoloji quruluşu öyrənmək üçün müəyyən tip və növ dalğalardan istifadə edilir. Bununla belə elastiki dalğanın laylı çöküntü qatında yayılma prosesində çoxlu sayda sərhədlərdə düşən dalğanın parçalanması və ayrı-ayrı dalğalara ayrılaraq çoxlu miqdarda dübarə dalğalara çevrilməsi baş verir. Yer səthində yerləşdirilmiş cihazlar fərqinə varmadan, onlara yanaşan bütün dalğaların doğurduğu yerdəyişmələrin (deformasiyaların) hamısını qeyd edir. Lakin bu dalğalar çoxluğundan (toplusundan) yalnız bəziləri qarşıda qoyulan geoloji məsələnin həllində istifadə edilir ki, bunlar da faydalı dalğalar adlandırılırlar. Qalan digər dalğalar, yəni seysmik yazılışlarda bu faydalı dalğaların ayrılıb izlənməsinə mane olanlar maneedicilər adlanırlar. Dalğaların belə iki sinifə ayrılması, əlbəttə ki, şərti xarakter daşıyır. Məsələn, əsas seysmik kəşfiyyat üsulları olan ƏDÜ-də əks olan, SDÜ-də sınan dalğalar faydalı olduğu halda, ƏDÜ-də sınan, SDÜ-də isə əks olan dalğalar maneedicilərə aid edilirlər. Eynilə bu sözləri digər manedicilər barəsində də demək olar; seysmik kəşfiyyat nəzəriyyəsinin, onun metodika və texnikasının hazırki durumunda aşağıda sadalayacağımız dalğalar manedicilərə aiddirlər, lakin elə ola bilər ki, onlardan bəziləri bu və ya digər geoloji məsələlərin həllinə cəlb olunsun, onda əlbəttə ki, həmin dalğa faydalı dalğalar sinfinə keçir. Manediciləri üç qismə bölmək olar:

1) mikroseysmlər;

2) dalğaların həyəcanlandırılması zamanı yaranan mane olan dalğalar;

3) seysmik cihazların öz küyləri.

Eyni zamanda manediciləri iki böyük sinifə də ayırırlar: müntəzəm və qeyri-müntəzəm (təsadüfi) manedicilər. Müntəzəm o dalğalara deyirlər ki, seysmoqram və ya zaman kəsilişlərində onların sinfaz oxları (cəbhələri) aydın seçilsin. Əgər sinfaz oxlarını ayırmaq mümkün deyilsə və ya dalğaların cəbhələri çox kiçikdirlərsə, rəqslərin xarakteri bir qəbul məntəqəsindən digərinə doğru dəyişirsə, onda belə dalğaları qeyri-müntəzəm manedicilərə aid edirlər. Mane olan dalğaların belə iki qrupa ayrılması təcrübi əhəmiyyət daşıyır və manedicilərlə mübarizə üçün lazımi metodiki və texniki vasitələr tapmağa imkan verir. Aparılmış nəzəri və təcrübi tədqiqatlar göstərirlər ki, seysmik yazılışlarda qeyd olunan manedicilərin təbiəti çox müxtəlif ola bilər və onlar nəinki uzununa, həm də eninə və ya dəyişən dalğalara mənsub olurlar.