Stan rozpoznania właściwości geomechanicznych skał w warunkach złożonego stanu naprężenia górnej partii skorupy ziemskiej

Charakterystyka geologiczna struktur wgłębnych, niedostępnych do bezpośrednich obserwacji, jest oparta na danych geofizycznych, wspomaganych wiedzą teoretyczną oraz wynikami ekstrapolacji geologicznych danych otworowych i terenowych obserwacji powierzchniowych. Wspólnym nośnikiem informacji geologicznych i geofizycznych jest zróżnicowanie parametrów gęstości oraz prędkości propagacji fal sprężystych, właściwe dla litologii ośrodka skalnego. Dla głębszych partii litosfery, gdzie brak bezpośrednich obserwacji geologicznych, niezbędne jest ustalenie zakresu zmian tych parametrów w warunkach podwyższonego ciśnienia i temperatury. Ocenie takiej służą geomechaniczne badania doświadczalne, prowadzone w komorach wysokich ciśnień na znanych ośrodkach skalnych. W Polsce brak kompleksowych badań geomechanicznych, ukierunkowanych na weryfikację wgłębnych analiz strukturalnych, a w diagnostyce litologicznej dominują metody geofizyczne. W artykule dokonano przeglądu czynników wpływających na zróżnicowanie parametrów geomechanicznych skał krystalicznych, z głównym naciskiem na gęstość, prędkość falową oraz moduły odkształcenia w zakresie liniowości odkształceń. Dane, ustalone eksperymentalnie na rzeczywistych ośrodkach skalnych, reprezentują różny stopień dokładności rozpoznania w zakresie ciśnień do 1000 MPa i temperatury do 1500°C. Przegląd ten wskazuje na nikłe zasoby ocen ilościowych, słaby rozwój krajowej infrastruktury badawczej oraz brak powiązania danych sejsmicznych i grawimetrycznych z oceną ośrodków rzeczywistych.

---

Geological identity of deep seated structures, not accessible for direct observation can be derived from the interpretation of seismic and gravimetric data. On the other hand, the geophysical raw data are interpreted on the basis of extrapolated geological field- and laboratory data. Thus, the positive feed-back exists between the geological and geophysical surveys. With regard to the determination of change of geomechanical parameters of rocks mass under extreme physical conditions, special experiments are carried out. Correlation between rock density and acoustic wave velocity, determined under increased pressure and temperatures, is extrapolated, giving an outline of suspect properties of rocks under extreme conditions not subjective to direct investigations. The diagnostic key can be just established for recognition of rock lithology based on seismic and gravimetric surveys. The work presents the set of experimental of geomechanical rocks parameters e.g. longitudinal waves velocity, volume density, elasticity modulus important in seismic and gravimetric studies, available in the laboratory under varying conditions of temperature, pressure and pore water contents and diagnostic for the lithological identification at the high deep.