nucВестник НЯЦ РКNNC RK Bulletin1729-75161729-7885Национальный ядерный центр Республики Казахстан10.52676/1729-7885-2020-3-105-112nuc-273Research ArticleСтатьиВЫЯВЛЕНИЕ ПРИПОВЕРХНОСТНЫХ СЛЕДОВ ОТ ПОДЗЕМНЫХ ЯДЕРНЫХ ВЗРЫВОВ НА СЕМИПАЛАТИНСКОМ ПОЛИГОНЕ С ПОМОЩЬЮ АКТИВНОГО СЕЙСМИЧЕСКОГО МЕТОДАDETECTION OF NEAR-SURFACE TRACES FROM UNDERGROUND NUCLEAR EXPLOSIONS AT SEMIPALATINSK TEST SITE USING ACTIVE SEISMIC METHODБеляшовА. В.BelyashovA. V.

Новосибирск

Novosibirsk

СуворовВ. Д.SuvorovV. D.

Новосибирск

Novosibirsk

МельникЕ. А.MelnikE. A.

Новосибирск

Novosibirsk

Институт нефтегазовой геологии и геофизики СО РАНРоссияInstitute of Oil and Gas Geology and Geophysics SB RASRussian Federation20203009202003105112Copyright © Беляшов А.В., Суворов В.Д., Мельник Е.А., 20202020Беляшов А.В., Суворов В.Д., Мельник Е.А.Belyashov A.V., Suvorov V.D., Melnik E.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://journals.nnc.kz/jour/article/view/273

В 1997 г. Институтом геофизических исследований НЯЦ РК проведено сейсмическое изучение участка площадки «Балапан» Семипалатинского испытательного полигона, в границах которого ранее было выполнено 14 подземных ядерных взрывов. Одна из задач исследований состояла в разработке методики выявления в верхней части разреза следов от подземных ядерных взрывов как целевых объектов при проведении Инспекции на месте. В эпицентральных областях подземных ядерных взрывов до глубин 100–120 м были выделены участки пониженных значений скорости до 3,0–3,5 км/с для Р и 1,6–1,8 км/с для S волн, интерпретируемые как зона откольных проявлений. Породы в пределах откольных зон отличаются повышенными до 0,35 значениями коэффициента Пуассона, что на 0,07 выше его до-взрывных значений. С использованием до- и после-взрывных параметров вмещающей среды (скоростей сейсмических волн, плотности горной породы, упругих модулей) рассчитан параметр плотности трещин в пределах техногенно- измененного слоя. Установлена корреляция поствзрывной трещиноватости горных пород с инженерно-техническими параметрами подземных взрывов – весом ядерного заряда и глубиной его заложения.

In 1997, Institute of Geophysical Research NNC RK conducted seismic study of the Balapan site at Semipalatinsk Test Site, within the borders of which 14 underground nuclear explosions were carried out earlier. One of the tasks of the study was to develop a detection methodology in the upper part of the traces section from underground nuclear explosions as target objects during the On-site Inspection. In epicentral regions of the underground nuclear explosions with depths down to 100–120 m sites with lower velocity values were noted down to 3,0–3,5 km/s for P and 1,6–1,8 km/s for S waves; these were interpreted as slabbing occurrences. The rocks within the slabbing zones are different with increased Poisson’s ratio values up to 0.35, which is 0.07 higher than its pre-explosion values. Using pre- and post-explosion parameters of the background medium (seismic waves velocity, mountain rocks density, elastic modules) a parameter of fractures’ density was calculated within industrially changed layer. A correlation of post-explosion fracture of mountain rocks with engineering and technical parameters of underground explosions was established – a weight of nuclear charge and its laying depth.

ReferencesКожевников, Н.О. Геоэлектрический разрез в районе подземного ядерного взрыва «Кристалл» (Западная Якутия) по данным метода переходных процессов / Н.О. Кожевников, Е.Ю. Антонов, С.Ю. Артамонова, А.Е. Плотников // Геология и геофизика. – 2012. – т. 53, №2. – С. 237–249.Кожевников, Н.О. Геоэлектрический разрез в районе подземного ядерного взрыва «Кристалл» (Западная Якутия) по данным метода переходных процессов / Н.О. Кожевников, Е.Ю. Антонов, С.Ю. Артамонова, А.Е. Плотников // Геология и геофизика. – 2012. – т. 53, №2. – С. 237–249.Субботин, С.Б. Исследование путей миграции радионуклидов с подземными водами в районе боевой скважины 1071 на площадке «Балапан» / С.Б. Субботин, К.Л. Зеленский, Н.В. Ларионова, В.В. Романенко, В.И. Супрунов, С.С. Пронин, М.Р. Актаев, М.А. Мельничук // Вестник НЯЦ. – 2017. – № 4. – С. 81–90.Субботин, С.Б. Исследование путей миграции радионуклидов с подземными водами в районе боевой скважины 1071 на площадке «Балапан» / С.Б. Субботин, К.Л. Зеленский, Н.В. Ларионова, В.В. Романенко, В.И. Супрунов, С.С. Пронин, М.Р. Актаев, М.А. Мельничук // Вестник НЯЦ. – 2017. – № 4. – С. 81–90.Договор о всеобъемлющем запрещении ядерных испытаний // Подготовительная комиссия ОДВЗЯИ, Вена. – 1996. – 139 с.Договор о всеобъемлющем запрещении ядерных испытаний // Подготовительная комиссия ОДВЗЯИ, Вена. – 1996. – 139 с.Суворов, В.Д. Скоростные параметры среды в местах проведения подземных ядерных взрывов на Семипалатинском испытательном полигоне / В.Д. Суворов, А.В. Беляшов // Вестник НЯЦ РК. – 2012. – № 2. – С. 101–107.Суворов, В.Д. Скоростные параметры среды в местах проведения подземных ядерных взрывов на Семипалатинском испытательном полигоне / В.Д. Суворов, А.В. Беляшов // Вестник НЯЦ РК. – 2012. – № 2. – С. 101–107.Беляшов, А.В. Сейсмическое изучение верхней части разреза на участке Семипалатинского ядерного испытательного полигона / А.В. Беляшов, В.Д. Суворов, Е.А. Мельник // Технологии сейсморазведки. – 2013. – № 3. − С. 64–75.Беляшов, А.В. Сейсмическое изучение верхней части разреза на участке Семипалатинского ядерного испытательного полигона / А.В. Беляшов, В.Д. Суворов, Е.А. Мельник // Технологии сейсморазведки. – 2013. – № 3. − С. 64–75.Беляшов, А.В. Техногенно-измененные приповерхностные породы на участке Семипалатинского испытательного полигона: характеристика по сейсмическим данным / А.В. Беляшов, В.Д. Суворов, Е.А. Мельник // Технологии сейсморазведки. – 2015. – № 1. − С. 106–110.Беляшов, А.В. Техногенно-измененные приповерхностные породы на участке Семипалатинского испытательного полигона: характеристика по сейсмическим данным / А.В. Беляшов, В.Д. Суворов, Е.А. Мельник // Технологии сейсморазведки. – 2015. – № 1. − С. 106–110.Беляшов, А.В. Скоростная характеристика верхней части разреза на участке Семипалатинского испытательного полигона по поперечным волнам / Беляшов А.В., Суворов В.Д., Мельник Е.А., Шелехова О.Х., Ларина Т.Г. // Вестник НЯЦ РК. – 2017. – № 2. – С. 126–132.Беляшов, А.В. Скоростная характеристика верхней части разреза на участке Семипалатинского испытательного полигона по поперечным волнам / Беляшов А.В., Суворов В.Д., Мельник Е.А., Шелехова О.Х., Ларина Т.Г. // Вестник НЯЦ РК. – 2017. – № 2. – С. 126–132.Беляшов, А.В. Приповерхностные техногенные сейсмические неоднородности в местах проведения подземных ядерных взрывов (Семипалатинский полигон) / А.В. Беляшов, В.Д. Суворов, Е.А. Мельник // Геофизические исследования. – 2020. – № 2. – С. 29–47.Беляшов, А.В. Приповерхностные техногенные сейсмические неоднородности в местах проведения подземных ядерных взрывов (Семипалатинский полигон) / А.В. Беляшов, В.Д. Суворов, Е.А. Мельник // Геофизические исследования. – 2020. – № 2. – С. 29–47.Садовский, М. А. Избранные труды: Геофизика и физика взрыва / М. А. Садовский; отв. ред. В. В. Адушкин. -М.: Наука. – 2004. – 440 с.Садовский, М. А. Избранные труды: Геофизика и физика взрыва / М. А. Садовский; отв. ред. В. В. Адушкин. -М.: Наука. – 2004. – 440 с.Адушкин, В. В. Изменение свойств горных пород и массивов при подземных ядерных взрывах / В. В. Адушкин, А. А. Спивак // Физика горения и взрыва. – 2004. – № 6. – С. 15–26.Адушкин, В. В. Изменение свойств горных пород и массивов при подземных ядерных взрывах / В. В. Адушкин, А. А. Спивак // Физика горения и взрыва. – 2004. – № 6. – С. 15–26.Ергалиев, Г.Х. Геологическое строение территории Семипалатинского испытательного полигона / Г.Х. Ергалиев, А.К. Мясников, О.И. Никитина, Л.В. Сергеева // Вестник НЯЦ РК. – 2000. – № 2. – С. 139–148.Ергалиев, Г.Х. Геологическое строение территории Семипалатинского испытательного полигона / Г.Х. Ергалиев, А.К. Мясников, О.И. Никитина, Л.В. Сергеева // Вестник НЯЦ РК. – 2000. – № 2. – С. 139–148.Коновалов, В. Е. Некоторые особенности подземных вод участка Балапан по данным текущего обследования глубоких скважин / В. Е. Коновалов, Е. Ю. Пестов, Н. Я. Распопов // Вестник НЯЦ РК, 2002. - № 2. – С. 96–99.Коновалов, В. Е. Некоторые особенности подземных вод участка Балапан по данным текущего обследования глубоких скважин / В. Е. Коновалов, Е. Ю. Пестов, Н. Я. Распопов // Вестник НЯЦ РК, 2002. - № 2. – С. 96–99.Zelt, C. A. Seismic traveltime inversion for 2-D crustal velocity structure / C. A. Zelt, R. B. Smith // Geophys. J. Int. – 1992. – Vol. 108. – P. 183–204.Zelt, C. A. Seismic traveltime inversion for 2-D crustal velocity structure / C. A. Zelt, R. B. Smith // Geophys. J. Int. – 1992. – Vol. 108. – P. 183–204.Henyey, F. Self-Consistent Elastic Moduli of a Cracked Solid / F. S. Henyey and N. Pomphrey // Geophysical Research Letters. – 1982. – Vol. 9, No. 8. – P. 903–906.Henyey, F. Self-Consistent Elastic Moduli of a Cracked Solid / F. S. Henyey and N. Pomphrey // Geophysical Research Letters. – 1982. – Vol. 9, No. 8. – P. 903–906.Guéguen, Y. Effective Elastic Properties of Cracked Rocks – An Overview. Mechanics of Crustal Rocks / Y. Guéguen, M. Kachanov // Springer Wien New-York, Courses and Lectures. – 2011. – No. 533. – 239 р.Guéguen, Y. Effective Elastic Properties of Cracked Rocks – An Overview. Mechanics of Crustal Rocks / Y. Guéguen, M. Kachanov // Springer Wien New-York, Courses and Lectures. – 2011. – No. 533. – 239 р.Fortin, J. Effects of pore collapse and grain crushing on ultrasonic velocities and Vp/Vs / J. Fortin, Y.Guéguen, and A. Schubnel // Journal of Geophysical Research. – 2007. – Vol. 112. – P. 1–16.Fortin, J. Effects of pore collapse and grain crushing on ultrasonic velocities and Vp/Vs / J. Fortin, Y.Guéguen, and A. Schubnel // Journal of Geophysical Research. – 2007. – Vol. 112. – P. 1–16.Паспортизация боевых скважин площадки Балапан: отчёт по РБП 038 «Обеспечение безопасности бывшего Семипалатинского испытательного полигона» (годовой). – Национальный ядерный центр РК ; рук. Лукашенко С.Н., исп. Русинова Л.А. – Курчатов, фонды НЯЦ РК, 2012. – 79 с.Паспортизация боевых скважин площадки Балапан: отчёт по РБП 038 «Обеспечение безопасности бывшего Семипалатинского испытательного полигона» (годовой). – Национальный ядерный центр РК ; рук. Лукашенко С.Н., исп. Русинова Л.А. – Курчатов, фонды НЯЦ РК, 2012. – 79 с.O’Connell, R. Seismic Velocities in Dry and Saturated Cracked Solids / R. J. O’Connell and B. Budiansky // Journal of Geophysical Research. – 1974. – Vol. 79, No. 35. – Р. 5412–5426.O’Connell, R. Seismic Velocities in Dry and Saturated Cracked Solids / R. J. O’Connell and B. Budiansky // Journal of Geophysical Research. – 1974. – Vol. 79, No. 35. – Р. 5412–5426.Shearer, P. Cracked media, Poisson’s ratio and the structure of the upper oceanic crust / P. M. Shearer // Geophysical Journal. – 1988. – Vol. 92. – Р. 357–362.Shearer, P. Cracked media, Poisson’s ratio and the structure of the upper oceanic crust / P. M. Shearer // Geophysical Journal. – 1988. – Vol. 92. – Р. 357–362.Wang, X.-Q. High Vp/Vs ratio: Saturated cracks or anisotropy effects? / X.-Q. Wang, A. Schubnel, J. Fortin, E.C. David, Y. Gueguen, and H.-K. Ge // Geophysical Research Letters. – 2012. – Vol. 39. – Р. 1–6.Wang, X.-Q. High Vp/Vs ratio: Saturated cracks or anisotropy effects? / X.-Q. Wang, A. Schubnel, J. Fortin, E.C. David, Y. Gueguen, and H.-K. Ge // Geophysical Research Letters. – 2012. – Vol. 39. – Р. 1–6.Khandelwal, M. Correlating P-wave Velocity with the Physico-Mechanical Properties of Different Rocks / M. Khandelwal // Pure Appl. Geophys. – 2013. – Vol. 170. – Р. 507–514.Khandelwal, M. Correlating P-wave Velocity with the Physico-Mechanical Properties of Different Rocks / M. Khandelwal // Pure Appl. Geophys. – 2013. – Vol. 170. – Р. 507–514.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.