Курс лекций “Геодинамика”

Автор - заведующий лабораторией ИФЗ РАН, д.ф.-м.н. Михайлов Валентин Олегович.
Курс читается на 9 семестре для студентов специальности "Геофизика" (011200) и магистрантов по магистерской программе: "Геофизические методы исследования земной коры" (511008)
Объём курса 24 часа лекций.

Форма и сроки контроля - экзамен в 9 семестре.

Аннотация

В курсе "Геодинамика" рассмотрены количественные математические модели процессов, происходящих в коре и мантии Земли. Целью курса является ознакомить слушателей с методами современной геодинамики, основными классами решаемых задач, главными достижениями и проблемами, продемонстрировать, как геодинамические модели используются при изучении строения и эволюции структур земной коры, при интерпретации геологических и геофизических данных. 

Круг рассматриваемых вопросов весьма широк, поэтому основное внимание уделяется постановке и результатам решения тех или иных задач, в ряде случаев без детального разбора процесса их аналитического или численного решения. Большое внимание уделяется примерам приложения моделей и методов геодинамики к изучению конкретных тектонических структур. Таким образом курс является ознакомительным, он призван дать слушателям основу для более глубокого изучения тех вопросов геодинамики, которые окажутся связанными с их дальнейшей научной работой. Подобные курсы считаются обязательными во всех учебных заведениях геолого-геофизического профиля.

    Значительную часть курса занимает раздел "Геодинамика осадочных бассейнов", где дается систематическое изложение математической теории палеотектонического анализа, рассматриваются модели формирования бассейнов различных типов (например, пострифтовых и внутриплитных бассейнов, предгорных прогибов и т.д.), термический режим осадочных слоев, даются сведения по теории генерации углеводородов, обсуждаются возможности использования температурно-временных индексов при прогнозе нефтегазоносности осадочных бассейнов.

В курсе также подробно рассмотрены напряжения в литосфере и методы их изучения, строение зон глубинных разломов, термический режим континентальной и океанической коры, термические модели океанических рифтовых зон и зон субдукции.

Изучение данного круга вопросов полезно для студентов, которые собираются специализироваться в области глубинного строения земной коры, формирования и эволюции тектонических структур, строения и нефтегазоносности осадочных бассейнов, сейсмичности, комплексной интерпретацией геолого геофизических данных.

ПЛАН курса лекций "Геодинамика"

Лекция 1.Предмет геодинамики. Методы описания  тектонических  процессов, происходящих в поверхностных оболочках Земли. Основные проблемы тектоники плит. (Вводная лекция).

Лекция 2. Напряжения и деформации в твердых телах. Задачи решаемые с помощью линейной теории упругости. Напряжения при изменении  поверхностной нагрузки. Надвиги. Изгиб и потеря устойчивости тонких пластин.  Региональная и локальная изостазия.
Лекции 3-4. Механика вязкой жидкости.  Вязкость  горных  пород.  Формула Стокса. Теория погранслоя. Послеледниковые поднятия. Течения в астеносфере. Примеры описания эволюции тектонических  структур в рамках модели вязкой жидкости. 
Лекции 5-6. Теория теплопроводности. Задача Стефана. Термические модели континентальной и океанической коры. Нестацинарные задачи теплопроводности. Термическая модель океанической рифтовой зоны. Термические напряжения. Температурные волны. 
Лекция 7. Процессы, происходящие на конвергентных границах плит. Термическая модель зоны субдукции. Угол субдукции.
Лекция  8.  Геодинамика  осадочных  бассейнов.  Классифкация   осадочных бассейнов и их внутреннее строение. Кривые погружения. Математическая теория палеотектонического анализа. Основные процессы, с которыми может быть связано  формирование осадочных бассейнов.
Лекция 9. Математические модели процессов осадконакопления и  денудации. Модели формирования внутриплитных и пострифтовых  осадочных  бассейнов. Модели формирования и эволюции пассивных континентальных окраин.  Термический режим осдочных слоев. Модели генерации углеводородов. Температурно-временные индексы.
Лекция 10. Модели эволюции и термический режим зон континенталной коллизии. Результаты тектонофизических экспериментов. Модели  формирования и эволюции предгорных прогибов.
Лекция 11. Тепловая конвекция. Конвекция в мантии Земли. Связь  движений в мантии и в астеносфере. Движущие силы  тектоники  плит.  Использование данных глобальной сейсмической томографии. 
Лекция 12. Теория образования разломов. Движения по разломам. Трение  на разломах. Результаты тектонофизического моделирования. Внутреннее строе- ние зоны сдвига. О реконструкции типа и направления движений по характе- ру разрывных нарушений в зоне разлома.
Лекция 13. Напряжения в литосфере. Методы изучения напряженного  состоя- ния. Мировая карта напряжений. Особенности  распределения  напряжений  в литосфере. Методы количественной оценки региональных и локальных  напря- жений.
Лекция 14. Примеры применения геодинамических моделей при интерпретации данных геологии и геофизики.
По всем вопросам, связанным с курсом "Геодинамика" обращайтесь: mikh@ifz.ru