- •1. Предмет и методы полевой геофизики
- •2. Гравиразведка
- •2.1. Сила притяжения и ее потенциал
- •2.2. Сила тяжести на поверхности Земли
- •Практическое задание № 1
- •2.3. Вторые производные потенциала силы тяжести и их физический смысл
- •Единицы измерения в гравиразведке
- •2.4. Изменение силы тяжести внутри Земли
- •2.5. Изменения гравитационного поля во времени
- •2.6. Нормальное поле силы тяжести
- •Нормальные значения вторых производных потенциала.
- •2.7. Методы измерений ускорения силы тяжести и устройство гравиметров
- •2.7.1. Классификация методов измерений
- •2.7.2. Динамические методы измерений силы тяжести
- •2.7.3. Статические методы измерений силы тяжести
- •Общее устройство кварцевых астазированных гравиметров.
- •Чувствительная система гравиметра.
- •Подготовка гравиметров к работе
- •2.8. Методика гравиметрической съемки
- •2.8.1. Общие положения
- •2.8.2. Опорная сеть
- •2.8.3. Рядовая сеть
- •2.8.4. Методика топо-геодезического обеспечения гравиметрических работ
- •2.9. Камеральная обработка данных съемки
- •2.9.1. Первичная обработка данных
- •9.2.2. Окончательная обработка
- •1. Поправка за высоту точки стояния прибора.
- •3. Поправка за влияние окружающего рельефа
- •2.10. Решение прямой и обратной задач гравиразведки
- •2.10.1. Способы решения прямой задачи.
- •2.10.2. Способы решения обратной задачи.
- •Практическое задание № 3
- •2.10.3. Построение контактной поверхности
- •Практическое задание № 4
- •Контрольные вопросы
- •3. Магниторазведка
- •3.1. Магнитное поле земли
- •3.1.1. Дипольное поле Земли и элементы вектора геомагнитного поля
- •3.1.2. Магнитосфера и радиационные пояса Земли
- •3.1.3. Структура геомагнитного поля
- •3.1.4. Вариации геомагнитного поля
- •3.1.5. Нормальное магнитное поле
- •3.1.6. Генеральная магнитная съемка и магнитные карты
- •Практическое задание № 5
- •3.1.7. Природа магнитного поля Земли
- •3.1.8. Элементы вектора Та
- •3.1.10. Условия и область применения магниторазведки
- •3.2. Магнетизм горных пород
- •3.2.1. Магнитные свойства минералов
- •3.2.2. Магнитные свойства горных пород
- •3.2.3. Палеомагнетизм и археомагнетизм
- •3.3. Способы измерения магнитногополя
- •3.3.1. Классификация способов измерений магнитного поля
- •3.3.2. Оптико-механические магнитометры.
- •3.3.3. Феррозондовые магнитометры.
- •Протонные магнитометры.
- •Квантовые магнитометры.
- •3.3.6. Индукционные и криогенные магнитометры.
- •3.4. Методика полевых работ и обработка полевых данных
- •3.4.1. Методика полевых магнитных съемок
- •3.4.2. Обработка данных магнитной съемки
- •3.5. Различие и взаимосвязь гравитационных и магнитных аномалий
- •3.5.1. Особенности гравитационных и магнитных аномалий
- •3.5.2. Определение величины и направления вектора намагничения геологических тел по наблюденным гравимагнитным аномалиям
- •Практическое задание № 6
- •Контрольные вопросы
- •4. Электрические методы разведки
- •4.1. Физико-геологические основы и классификация методов электроразведки
- •Метод сопротивлений
- •4.2.1. Нормальные поля точечных и дипольных источников
- •4.2.2. Электрическое профилирование (эп).
- •Над вертикальным пластом. Установка (в см) а2в6m2n.
- •4.2.3.Вертикальные электрические зондирования
- •Практическое задание № 7
- •Факторы, определяющие электрические свойства горных пород
- •Методы электрохимической поляризации
- •Метод естественного электрического поля
- •- Медный стержень; 2 – пробка; 3 – резиновая прокладка; 4 – пластмассовый корпус; 5 – пористый сосуд.
- •Практическое задание № 8
- •4.3.2. Метод вызванной поляризации
- •Электромагнитные и магнитотеллурические методы
- •Общие принципы электромагнитных зондирований.
- •Дистанционные и частотные зондирования
- •Магнитотеллурическое зондирование
- •Контрольные вопросы.
- •5.1.2. Устойчивое и подвижное радиоактивное равновесие
- •5.1.3. Единицы измерения радиоактивных величин.
- •5.2. Способы регистрации радиоактивных излучений
- •5.2.1. Газонаполненные детекторы излучения
- •5.2.2. Сцинтилляционные счетчики
- •5.2.3. Полупроводниковые счетчики
- •5.3. Основы полевой гамма-спектрометрии
- •5.3.1. Принцип раздельного определения u(Rа), Тh, к.
- •5.3.2. Факторы, влияющие на результаты γ-спектрометрии
- •5.3.3. Обработка и интерпретация материалов аэрогамма-съемки
- •5.3.4. Характеристика аэрогамма-спектральных аномалий
- •Контрольные вопросы.
- •6. ТерМические методы разведки
- •6.1. Физико-геологические основы терморазведки
- •6.1.1. Тепловые и оптические свойства горных пород.
- •6.1.2. Принципы теории терморазведки
- •6.1.3. Тепловое поле Земли
- •6.2. Аппаратура для геотермических исследований
- •6.3. Методика работ и области применения терморазведки
- •Контрольные вопросы
- •7. Возможности методов полевой геофизики при поисках нефтегазовых месторождений
- •7.1. Применение гравиразведки
- •1.Локальные структуры тектонического типа.
- •2.Локальные структуры аккумулятивного типа
- •7.2. Применение магниторазведки
- •7.2.1. Отражение месторождений углеводородов в региональном магнитом поле
- •7.2.2. Возможности магниторазведки при поисках залежей углеводородов.
- •Применение электроразведки для поисков нефтеперспективных объектов
- •7.3.1. Геоэлектрическая модель залежи углеводородов
- •7.3.2. Применение методов электроразведки для поисков нефтегазовых структур
- •Комплексирование методов полевой геофизики для поисков нефтеперспективных объектов
- •7.4.1. Физико-геологические модели залежей углеводородов
- •7.4.2. Комплексирование геофизических методов при нефтегазопоисковых работах.
- •Практическое задание № 9
- •Справочные сведения к выполнению работы.
- •4. Контрольные вопросы.
- •Литература
2.10.2. Способы решения обратной задачи.
В основе простейших методов решения обратных задач гравиразведки лежат те же аналитические соотношения между характером поля и параметрами возмущающих тел правильной формы, которые мы рассматривали выше. Это аналитические формулы для геологических тел, по форме близкие к шару, горизонтальному и вертикальному круговому цилиндрам, конечным призмам и т.д.
Изменяя параметры той или иной формы тела, можно получить целый альбом теоретических кривых, соответствующий той или иной геологической ситуации.
При решении обратной задачи практически можно найти такие теоретические кривые, которые будут наиболее близко соответствовать наблюденным графикам поля. Параметры объекта, которые обусловили теоретическую кривую, по характеру близкую к наблюденному полю, можно в первом приближении отнести к реальному геологическому объекту, обусловившему практический график поля. Так в принципе, можно решать обратную задачу гравиразведки с помощью атласа теоретических кривых.
Рис. 2.34. Положение абсцисс характерных точек графиков, используемых при количественной интерпретации
Однако чаще при интерпретации графиков наблюдаемого гравитационного поля используют так называемый метод характерных точек. Правильнее было бы называть его "метод абсцисс характерных точек графиков поля". В основе этого метода лежит связь между численными значениями какого-либо параметра объекта (например, глубины его залегания) и абсциссами наиболее характерных точек графика поля: полумаксимума g или V ZZ, перехода через нулевую ординату, экстремумов, точек равных значений VZZ и V ZX и т.д.
Естественно, что эти соотношения для разных форм объектов будут разные (рис. 2.34), оставаясь постоянными для разных избыточных плотностей. Зная глубину залегания объекта, можно найти другие его параметры, избыточную массу, сечение, полную массу (запасы) и т.д. например, зная глубину центра масс геологического объекта конечных размеров (по форме близкого к шару), можно найти его избыточную массу, радиус сечения и запасы, из соотношения:
gmax =k*M / h2; (2.81)
Отсюда избыточная масса будет равна M=gmax*h2 / k;
Объем шара V= и радиус его эпицентрального сечения R= . В итоге полная масса шара будет равна P=V , где - избыточная плотность объекта, - истинная плотность вещества шара (руды), Р- запасы руды.
Характерные точки гравитационного поля простейших геометрических тел
(для эпицентрального профиля)
Таблица 2.4.
№ п/п |
Форма объекта |
По графику поля |
Абсцисса характерной точки |
Величина |
|||||
полумак- симума |
перехода ч-з ноль |
Vzx=V |
X |
Y |
|||||
max |
min |
max |
min |
||||||
1. |
Однородный шар |
g |
0,77h |
— |
— |
0 |
— |
кМ*h-2 |
— |
Vzx |
— |
0 |
- h |
-0,51h |
+0,51*h |
±0,858*kMh-3 |
|||
Vzz |
|
|
|
|
|
2кМ*h-3 |
-0,036кМ*h-3 |
||
V |
— |
— |
- h |
0 |
±0,81*h |
0 |
-0,558*kMh-3 |
||
2. |
Горизонтальный круговой цилиндр |
g |
h |
— |
— |
0 |
— |
2кm*h-1 |
— |
Vzx |
— |
0 |
-0,41*h |
-0,58*h |
+0,58*h |
±1,3кm*h-2 |
|||
Vzz =V |
±0,51*h |
h |
-0,41*h |
0 |
±-1,73*h |
2кm*h-2 |
-0,25кm*h-2 |
Примечание: h — глубина залегания центра масс;
k — гравитационная постоянная, равная 6,67*10-11 м3/кг*с2;
М=V* =4/3*R3* (избыточная масса шара);
m=S* = R2 * (избыточная масса единицы длины цилиндра);
Для горизонтального тонкого пласта обратную задачу можно решить, используя характерные точки по формулам:
(2.82)
Решение обратной задачи (т.е. определение параметров объекта) обычно выполняют в следующем порядке:
1. Построив графики VZ,VZZ, VZX, по характерным точкам (рис.2.34) определяют глубину до центра объекта (h).
2. Формулы (2.75) или (2.78) записывают для максимального значения VZ (VZmax =VZ при x=0).
3. Сняв с графика значения VZmax и, зная величину h, выражают из полученной формулы избыточную массу М и вычисляют ее.
4. Учитывая, что избыточная масса для сферы определяется, как М=(об - вм)*V, а для горизонтального цилиндра, как М=(об - вм)*S, можно определить объем сферы (V) или площадь сечения (S) цилиндра.
5. Зная V и S , можно по известным формулам объема сферы и площади сечения определить радиус объекта, а затем минимальную глубину бурения (т.е. глубину до верхней точки объекта).
6. Запасы изометричной залежи руды (Р) определяются, как Р=V*об, а для цилиндра можно определить запасы единицы его длины, как Р =S*об.
7. Расчет относительных погрешностей ведется по формулам:
h= (hp - hист./hист.)*100% ,
р = (Pp - Pист./Pист.)*100% ,
где h; p - относительные погрешности определения глубины и запасов объекта соответственно,
hР, hист., PР, Pист. - рассчитанные и истинные значения глубин и запасов.