Конспект лекций по дисциплине «Прикладная гравиметрия»

необходимо получать локальную часть, сопоставимую с модельным полем. Их разница при высокоточных гравиметрических исследованиях должна отражать, главным образом, проявление необнаруженных ранее плотностных неоднородностей в верхней части разреза земной коры. 4. 4. 1. Обоснование методики выделения локальных аномалий, количественно сопоставимых с модельным гравитационным эффектом Несомненные преимущества перед формальными способами разделения аномалий имеет геологическое редуцирование. Было показано , что последовательное исключение из исходного аномального поля модельного гравитационного эффекта известных геоструктур верхней части геологического разреза позволяет после сглаживания разностного поля получить региональный фон и локальные аномалии, пригодные для количественной интерпретации. Это обеспечивается тем, что локальные аномалии и гравитационный эффект модели приближения становятся количественно сопоставимыми. Их отличие характеризует несоответствие модели реальному плотностному разрезу объекта исследований, в процессе интерпретации такого отличия (остаточных аномалий) модель уточняется с учетом дополнительных геолого - геофизических данных, при необходимости вся последовательность моделирования повторяется, начиная от уточнения геолого - плотностной модели до интерпретации новых остаточных аномалий. Таким образом, моделирование на основе геологического редуцирования позволяет осуществлять многоплановую реализацию геометризации и наделения физическими свойствами исследуемых объектов, решения прямых и обратных задач гравиметрии и интерпретации аномалий силы тяжести. Элементы решения обратной задачи, как и прямой, используются на всех этапах обработки и интерпретации АСТ Наглядный тому пример - различные палетки равного действия для решения прямой задачи. При их расчете используются формулы решения обратной задачи. Рассмотрим некоторые способы непосредственного решения обратной задачи. 4.4.2. Оценка плотности блоков верхнего слоя земной коры В практике гравиразведки получил распространение прием оценки по гравиметрическим данным плотности вертикальных блоков земной коры на регион или отдельный район для осуществления в дальнейшем подбора различных границ раздела сред, отличаемых по плотности. Основной принцип подбора границ раздела сред в каждом блоке состоит в сохранении постоянства его аномального гравитационного эффекта. Обычно используется известное выражение или , (26) где Н - постоянное значение толщины пласта, плотность блоков которого оценивается; - какое-то среднее значение аномального поля силы тяжести над блоком; Е - функция, отражающая влияние неучитываемых масс слоя. Часто первое приближение решения с использованием формул (26) дает грубые результаты. Поэтому производится второе. В этом случае вместо величины используется разница () между аномальным и модельным полями и определяется поправка () к значению или . Процедура двух приближений весьма трудоемка, но обеспечивает удовлетворительные результаты, если блоки предварительно расчленены на элементарные вертикальные призмы. В этом случае оценивается аномальная плотность каждой элементарной призмы, а затем - блока в целом. Вместе с тем получены выражения для решения задачи сразу во втором приближении . В профильном варианте для i -ой результативной точки (соответственно и относящейся к ней элементарной призме) выражение имеет вид , (27) в площадном для i, j -ой точки - , (28) где - коэффициент, отражающий геометрию учитываемой области; - весовая функция, выражающая вертикальную составляющую притяжения элементарной призмы единичной плотности, координаты которой относительно результативной точки составляют величину (и ); К - число зон учитываемой области; - значение шага сети точек задания значений аномального поля по профилю или по площади. В соответствии с описанным алгоритмом была выполнена оценка аномальной плотности блоков верхнего слоя земной коры толщиной 8 км для территории северо-запада Рудного Алтая, результаты оценки используются в производстве геолого – геофизических работах, как исходные при моделировании геоструктур рудных районов региона. 4. 4. 3. Определение кажущейся плотности Разработан ряд способов определения кажущейся плотности ( ) топографических масс по результатам наземных гравиметровых измерений /Неттлтон, В.М. Березкин, Н.Ю. Нефедова, С.В. Ветров, Н.П. Дьячков, Г. Г. Ремпель и др. /. В их основу положен принцип выявления корреляционной связи между аномалиями в свободном воздухе () и высотами ( Н ) рельефа местности. При этом неизвестными являются значения аномалий Буге или топографической () и . Обычно определение неизвестных осуществляется с использованием скользящего интервала, число точек в интервале нечетное. Результативной является центральная точка интервала. Вместе с тем хорошие результаты дает полиномиальная аппроксимация в интервале. При этом решение производится последовательно для степени полинома, принимающей значения i = 0,1,…,t. Для каждого решения образуется (t+1) групп уравнений погрешностей вида , (29) где и - значения соответственно горизонтальной координаты (ось направлена вдоль профиля обрабатываемых данных) и исходной аномалии в свободном воздухе в i –ой точке интервала (i=1,2,…,к); - гравитационное влияние промежуточного слоя с единичной плотностью. Находятся (t+1 ) вектора неизвестных , (30) где - соответственно обращенная матрица коэффициентов и векторов свободных членов нормальных уравнений. Вероятнейшее значение кажущейся плотности в интервале определяется из всех групп неизвестных по наименьшей величине d=1-R. Здесь R - коэффициент множественной корреляции. Особенностью рассматриваемого способа определения кажущейся плотности является то, что его алгоритм предусматривает последовательное увеличение К на четную величину К после каждого цикла вычислений по профилю. Расчет плотности по всему профилю в несколько циклов с последовательным расширением скользящего интервала позволяет строить в условном по глубине масштабе вертикальный разрез распределения ее значений. Предпосылкой для расчета и построения условного плотностного разреза явилось то, что на участках, где дневной рельеф унаследует форму аномального тела, значения кажущейся плотности должны быть или завышены, или занижены. Все зависит от совпадения или различия знака аномального эффекта и унаследованной формы рельефа, таким образом, в изменении значений может найти отражение гравитационное влияние погруженных на глубину геоструктур, имеющих проявление в рельефе. На рис. 6 приведен пример определения пространственного распределения значений при условии . Распределение значений хорошо согласуется с верхней частью геологического разреза по профилю. Максимум значенийсоответствует в плане рудной зоне. Локальный участок приповерхностного уплотнения коренных пород связан с их повышенной минерализацией, что подтверждается аномалией ВП. 4.4.4. Подбор подсобной модели с учетом разновысотности точек гравиметровых измерений В районах со сложным рельефом местности АСТ часто отражаются в виде, который бывает трудно связать с геологическим строением. На рисунке 7 в качестве примера представлены результаты решения прямой задачи от вертикальной призмы с избыточной плотностью, сплошной кривой показан гравитационный эффект на плоскости, проходящей через высшую границу рельефа, пунктирной - на рельефе в виде уступа. Отчетливо видно смешение эпицентра аномалии на величину, составляющую половину горизонтального размера призмы. Недоучет этого фактора может привести к существенным ошибкам в интерпретации и, как следствие, - при поисковых работах. Расчет пространственного распределения аномального гравитационного поля вне возмушаюших масс с приведением его к одному или нескольким уровням, может быть выполнен с помощью предварительного решения обратной задачи по подбору подсобной модели ( В. И. Аронов, Н. И. Дергачев, Л.С. Константинова, А.К. Маловичко, Б.Д. Миков, О.А. Соловьев). Был предложен оригинальный способ, который реализован в профильном и площадном вариантах. Он позволяет кроме расчета пространственного распределения аномального поля вне масс и "приведения" к плоскости еще и пересчитывать его в производные, а также выполнять качественно - условно в профильном варианте разделение аномалий и оценку распределения аномальных масс в нижнем полупространстве. В профильном варианте используется формула вычисления гравитационного эффекта материальной нити "бесконечного" горизонтального простирания вкрест расчетного профиля, при площадном - вертикального материального стержня с "бесконечным" нижним основанием. Технология предполагает последовательный подбор элементов модели до тех пор, пока аномальное и суммарное модельное поля не будут по величине стандартного отклонения соответствовать критерию точности. Алгоритм обеспечивает формальное разделение нитей (и обусловленного ими гравитационного эффекта) на "локальные", "региональные" и "промежуточные". Первыми считаются те, что имеют глубину залегания выше задаваемого значения НI, вторыми - ниже глубины НII НI, а третьими между глубинами НI и НII. Для качественной оценки условного распределения масс в нижней полупространстве в профильной варианте предусматривается вычисление значений полного градиента ( G ) возмущающего потенциала силы тяжести. Заметим, что алгоритм в принципе позволяет формально решать задачу аппроксимации любых плавных кривых и поверхностей в профильном и площадном вариантах соответственно. На рис. 6 приведены результаты расчета значений G ниже поверхности наблюдений по профилю на Карбалихинском месторождении. Они хорошо отражают особенности геолого-плотностного разреза, в том числе уплотнение в верхней и нижней частях рудоносного горизонта и значительное разуплотнение (выветривание) обнаженных коренных горных пород, слагающих положительные формы рельефа. Отмечается качественное сходство с распределением значений в верхней части геологического разреза. Рис. 6. Результаты интерпретации данных гравиразведки по профилю 1 Корбалихинского месторождения. 1 - кривая в редукции Буге (уровень условный); 2 - изолинии кажущейся плотности; 3 – изолинии значений G; 4 – рудное тело; 5 - туфы кислых эффузивов, песчаники; 6 - туфы основного состава, порфириты; . 7 – алевролиты; 8 - рыхлые отложения. Рис. 7 иллюстрация влияния разновысотности 4.5. комплексная разбраковка и качественная интерпретация аномалий. Примеры практической реализации Эффективность прикладной гравиметрии как универсального метода повышается при комплексном использовании ее результатов с данными других методов исследований. При геофизических поисках и разведке месторождений полезных ископаемых это достигается за счет рационализации в методике разбраковки и комплексной интерпретации аномалий. В связи с этим рассмотрим некоторые примеры практической реализации рассмотренных методических принципов решения этих важных задач. При площадной съемке в нефтегазоносных районах, когда гравиметрические профили совмещаются с сейсмическими, по аномальному гравитационному полю с высокой степенью вероятности трассируются структурно-тектонические нарушения в доюрском фундаменте и осадочном чехле, отчетливо проявляющиеся на временных сейсмических разрезах. Наличие подобной комплексной информации обеспечивает повышение качества картирования и разделения аномальных зон на участки, перспективные на нефть и газ. Такие результаты были получены на Южно-Иусском участке в процессе интерпретации результатов геофизических работ, проведенных совместно ПО "Инжгеодезия" и ТГП "Тюменнефтегеофизика". В дальнейшем совместные исследования по проведению и комплексной интерпретации данных сейсморазведки, гравиразведки и магниторазведки на Северо-Хохряковском участке также обеспечили выявление особенностей структурно-тектонического строения палеозойского фундамента и осадочного чехла, позволили уточнить контуры нефтегазовых залежей, выполнить оценку прогноза нефтегазоносности и очередности разведочных работ. Основным геофизическим методом при поисках и разведке железорудных месторождений в Западной Сибири является магниторазведка. Однако однозначной интерпретации слабомагнитных аномалий она не обеспечивает. Последние могут быть обусловлены как пологозалегаюшими рудными телами, так и магнитными горными породами. Моделирование железорудных месторождений в гравитационных аномалиях с учетом разновысотности точек гравиметровых измерений позволяет повысить качество разбраковки магнитных аномалий, уточнить морфологию залежей интрузивных тел. Эффективность этого комплекса во многом зависит от представительности данных о физических свойствах горных пород. Результаты производственных работ показали, что разновысотность значительно повышает разрешающие возможности комплекса по оценке геометрии аномальных масс (рудно-скарновой зоны, интрузивных тел). Характерным примером разбраковки геофизических аномалий и повышения разрешающей способности высокоточной гравиметрии являются результаты ее совместного использования с сопровождающим нивелированием на территории Енисейского кряжа. Здесь трудность заключалась в том, что одинаковыми по знаку, интенсивности и горизонтальным размерам аномалиями при дипольном электропрофилировании, магниторазведке и гравиразведке отражались депрессионные зоны, контролирующие залежи бокситов, и крутопадаюшие слои глинистых сланцев, залегающих среди карбонатных пород. Оказалось, что депрессионные зоны, подверженные процессам карстообразования, характеризуются незначительными просадками в дневном рельефе. При расчете по данным гравиметрии и нивелирования пространственного распределения значений кажущейся плотности это нашло отражение в виде завышения величины

Похожие:

	Конспект лекций для студентов специальности Прикладная информатика (в экономике) Отличительные признаки высокоэффективных технологий и основные принципы их проектирования		Конспект лекций Специальность 080801 Прикладная информатика в экономике Конспект обычно оформляется на отдельных листах бумаги формата А4 (гарнитура шрифта – Times New Roman, кегль шрифта – 14 пт, межстрочный...
	Конспект лекций для направления подготовки бакалавров «Прикладная информатика» Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования		Конспект лекций по дисциплине правовое регулирование маркетинговой деятельности Опорный конспект лекций по дисциплине правовое регулирование маркетинговой деятельности
	Рабочая учебная программа по дисциплине конспект лекций по дисциплине Дисциплина входит в федеральный компонент общепрофессионального цикла и является обязательной для изучения		Конспект лекций Рабочая программа предназначена для преподавания дисциплины «Основы электронной коммерции» студентам очной полной формы обучения...
	Рабочая учебная программа по дисциплине конспект лекций по дисциплине Организация перевозок и управление на транспорте. Дисциплина входит в цикл общепрофессиональных дисциплин специальности и является...		Конспект лекций Системы автоматизации документооборота Рабочая программа предназначена для преподавания дисциплины «Основы электронной коммерции» студентам очной полной формы обучения...
	Конспект лекций по дисциплине методика самостоятельной работы студента... Отсутствие таких навыков приводит к тому, что учащиеся чувствуют беспомощность и растерянность при необходимости самостоятельно подготовить...		С. П. Филин Концепции современного естествознания: конспект лекций Конспект лекций соответствует требованиям Государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования РФ и...
	Конспект лекций раскрывает содержание и структуру учебной дисциплины... Налоговое право : конспект лекций / сост доцент Р. В. Бобринев; Кузбасский институт экономики и права. – Кемерово, 2011 – 144 с		Конспект лекций по дисциплине «Менеджмент». Перечень качеств личности Учебная практика оформляется в тетради или на листах формата А4 в соответствии с заданиями
	Конспект лекций по дисциплине «История США и Канады» Составитель: Козлов Л. Е., канд пол наук, доцент кафедры международных отношений и американистики		Конспект лекций по дисциплине «Финансы предприятия» Содержание Оборудование: плакаты, карточки со словами, ящик для жетонов, жетоны с изображением клоунов
	Рабочая учебная программа по дисциплине конспект лекций по дисциплине Дисциплина входит в федеральный компонент профессионального цикла дисциплин специальности и является обязательной для изучения. Данный...		Рабочая учебная программа по дисциплине конспект лекций по дисциплине Дисциплина входит в цикл общих математических и естественнонаучных дисциплин специальности и является дисциплиной по выбору студента....