Катагенез

(каменные угли) 10

Метагенез

(антрацит) Н, км

Рис.1.16. Тенденция изменения плотности осадочных пород для одноименных литологических разностей в зависимости от стадии их преобразования (окаменения)

Лекция 3. Тема: Методика гравиразведки и ее применение для поисков и разведки полезных ископаемых, в геоэкологии, гидрогеологии и в др. областях геологии.

Методика включает:

1) Выбор вида и характера съемки,

2) Топографическую разбивку участка работ,

3) Порядок и последовательность гравиметрических измерений,

4) Первичную обработку и последующую качественную и количественную интерпретацию исходных материалов.

Основной вид гравиметрической съемки - это полевая съемка, предусматривающая измерения на заданной площади по системе профилей. Первично производится сбор априорных данных о предполагаемом геологическом объекте, а затем, уже производится ориентация геофизических профилей. Предполагаемый объект, должен пересекаться не менее чем 3-4 профилями. Расстояние между профилями и определяется масштабом съемки. Например, при расстоянии в 1 км – масштаб будет равен 1:100 000. Соответственно, расстояние между точками на профиле должно быть не меньше расстояния между профилями (рис. 1.17).

Рис.1.17. Пример расположения геофизических профилей при гравитационной съемке

1- профили; 2-4- рядовые, опорные и контрольные точки наблюдения; 5- предполагаемое простирание искомого геологического объекта; 6- изоаномалы g

После разметки всех точек среди них определяются контрольные и опорные. Контрольные точки составляют ≈ 10%, а опорные ≈ 10 - 15 %. Их распределение должно быть равномерно по площадке. Конкретные измерения на опорных точках необходимы для характеристики процесса сползания нуля гравиметра, обусловленные кручениями кварцевой нити за счет атмосферных явлений. Размещение опорных точек должно производиться в знаковых (реперных) местах.

При топографической разбивке участка съемки осуществляется геодезическая привязка всех точек, притом, что опорные точки обязательно привязываются к государственной геодезической сети 3 или 2 класса по системе замкнутых полигонов.

Для определение методики гравиметрических измерений, прежде всего составляется система обвода точек наблюдения, то есть создается опорная сеть. Далее работа предусматривает снятие показаний на полигоне от опорных точек. При этом используются наиболее точные гравиметры и измерения производятся в максимально короткий срок, что способствует малому смещению нуль пункта приборов. Этим самым создается опорная сеть представляющая систему замкнутых полигонов, как и при геодезической съемке. Опорные точки являются реперными, т.е. служат для увязки измерений на рядовых точках. Для определении значений в опорных точках осуществляется разброс невязок по формуле:

(1.21)

где - средняя квадратичная погрешность полигона опорных точек,  - разность основных и контрольных измерений, m -общее количество точек, n - количество контрольных точек.

Измерения на рядовых точках осуществляются по системе ранее обустроенных (размеченных) профилей. При этом обязательны измерения на опорных точках в течение установленного с учетом сползания нуль пункта прибора времени. Общая погрешность (поправка) при окончании гравиметрических измерений осуществляется по формуле:

ε =√ ε_опор + ε_н + ε_ф + ε_δ + δ_р (22), где

ε_опор - поправка за опорную сеть,

ε_н  - поправка за нормальное поле,

ε_ф - поправка за свободный воздух,

ε_δ  -поправка за промежуточный слой,

δ_р - поправка за рельеф.

Результаты гравиметрических съемок представляются в виде план-графиков или карт параметров гравитационного поля. Построения производятся по показателю (приращение силы тяжести в редукции Буге). Положительная аномалия – избыточная плотность, отрицательная аномалия, пониженная плотность (Рис.18).

Рис 1.18. Форма представления результатов гравитационной съемки

в виде план – графиков

r – расстояние по профилю, – приращение силы тяжести.

Интерпретация гравиметрических данных разделяется на качественную и количественную. Последняя выполняется на основе решения прямой и обратной задач гравиразведки. Цель - установить количественные характеристики изучаемых геологических объектов, т.е. их пространственное расположение, глубину залегания и избыточную плотность.

Прямая задача для тел простой геометрической формы (шар, цилиндр и др.) решается аналитическим способом:

(1.23),

где Δδ - избыточная плотность.

Для элементарной массы dm в гравитирующем теле Т (рис.19) будем иметь расстояние от А до М равным r:

(1.24),

Рис.1.19. Модель цилиндра для расчета