Горные породы разрушаются по математическим законам

Россия

• Горная порода

Специалисты из Института динамики геосфер и Института геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии обнаружили математическую закономерность, описывающую рост трещин в горных породах и последующее дробление пластов. Выяснилось, что при разрушении пород образуется гораздо меньше мелких осколков, чем описывают классические модели, основанные на принципе фрактальности.

Исследователи изучили Приморский разлом Байкальской рифтовой зоны. Это крупная структура длиной более 250 километров вдоль западного берега озера Байкал. Ее возраст 60 - 65 миллионов лет, но она все еще сохраняет высокую сейсмическую активность. Образцы пород ученые собрали на участке разлома, протяженностью в 160 километров, и проанализировали их по широкому диапазону размеров: микроскопические трещины в зернах циркона; тонкие шлифы (пластинки) горных пород; целые скальные выходы; цифровые модели рельефа, с трещинами в десятки километров.

При помощи искусственного интеллекта специалисты разметили границы и размеры трещин на множестве изображений, после чего алгоритм выделил потенциальные контуры фрагментов, на которые может распасться порода. Далее методами математической статистики установили, каким теоретическим законом подчиняется распределение этих фрагментов по размерам. И неожиданно оказалось, что это не принцип фрактальности. Мелких фрагментов получалось намного меньше, чем предсказывает классическая модель.

Свойство оказалось универсальным - оно сохраняется на всех исследованных масштабах - от долей миллиметра до десятков километров. Впервые было показано, что разрушение горных пород описывается другим математическим законом, совсем не общепринятой фрактальностью. Новая математическая модель позволяет более точно предсказать поведение разломов и зарождение землетрясений, а также учесть гидрологические свойства пород в местах добычи полезных ископаемых - их способность пропускать воду, нефть и флюиды. Исследователи планируют используя установленный закон построить структурную модель крупного региона и рассчитать его сейсмический режим.

Вера Максимова, 18.05.2026 16:35