4. Применение гравиразведки для решения задач геологии.
Г/р применяется для решения многих задач.
АНОМАЛИЯМИ ТИПА СТУПЕНИ ВЫЯВЛЯЮТСЯ:
а) отдельные блоки з.к.
б) глубинные разломы, сбросы;
ОТРИЦАТЕЛЬНЫМИ АНОМАЛИЯМИ КАРТИРУЮТСЯ:
а) синклинали,
б) прогибы фундамента,
в) осадочные бассейны, рифтовые и солевые бассейны,
г) гранитные массивы
д) океанические хребты и желоба;
ПОЛОЖИТЕЛЬНЫМИ АНОМАЛИЯМИ ВЫДЕЛЯЮТСЯ:
а) антиклинали,
б) поднятия фундамента,
в) грабены и др. структуры.
Г/р применяется для разведки следующих структур:
Соляные купола выделяются интенсив. отрицат. аномалиями. Соль отличается низкой плотностью по сравнению с вмещающими г.п. (2.1 г/см^3)
Куполовидные структуры НиГ(нефть 0.9, газ до 0.002 г/см^3) отличаются малой амплитудой и большой глубиной залегания. Выделяются слабыми отрицат. аномалиями.
Для определ. границ угольного бассейна, м-ний и пластов (< 2г/см^3).
Медноколчеданные и полиметаллические руды (в Армении) выделяются положит. аномалиями. (4-4.5 г/см^3).
Редкометальные м-я выделяются отрицат. аномалиями.
Инженерно-геол. изыскания проводят с целью поиска грунтовых неоднородностей.
5. Поле силы тяжести (нормальное, региональное, локальное).
Разность между наблюдённой и нормальной силой тяжести называется аномалией силы тяжести.
Нормальное поле - поле сфероида (эллипсоида) вращения. Закон нормального распределения силы тяжести на поверхности сфероида дает формула Клеро: g= g e*(1+beta*sin^2 фи)
В качестве стандарта для определения нормального значения силы тяжести принята формула Кассиниса:
g e = 978,049*(1+0,0052884*sin^2 фи-0.0000059*sin^2 2фи), где
g е - сила тяжести на экваторе,
фи - географич. широта пункта наблюдения
beta = 5/2 *q-a, где q, a - коэф., зависят от сжатия сфероида.
формула Гельмерта: gamma = 978,030 (1 + 0,005302 sin^2 фи - 0,000007sin^2 2фи).
Региональное поле - поле, кот-ое плавно изменяется на больших площадях. Локальное поле - на небольших площадях.
Региональные аномалии связаны с глубинными аномалиями плотности, с крупными структурами з.к (геосинклинальные складчатые пояса (Тихоокеанский, Атлантический) и древние платформы (щиты -Балтийский, плиты - Русская)).
Локальные (остаточные) аномалии, получаются при вычитании из наблюденных аномалий региональных, приурочены к антиклинальным, синклинальным и разрывным структурам.
РИСУНОК 5.1.
6. Решение прямой и обратной задачи гравиразведки для тел простой геометрической формы.
Прямая задача: определение значений гравит-го потенциала и его производных для тел.
Обратная задача: определение пар-ов тел по известным аномалиям.
ШАР. РИСУНОК 6.1.
Пусть однородный шар радиусом r, объемом V, и плотностью sigma расположен на глубине h. Решим прямую задачу (т.е. определим гравитационный эффект). Аномалия силы тяжести над шаром и аномалия точечной массы совпадают, тогда:
deltag ш= k*sigma*V*h/r^3 = k*M*h / (x^2+y^2)^(3/2) (*), где M=sigma*V=4/3*пи*R^3*sigma - избыточная масса шара.
По урав. (*) решают обратную задачу. Глубина залегания центра шара будет равна: h=1,31*x 1/2, где x 1/2 достигает половины максимума deltag ш. Зная h можно определить избыточную массу шара:
М = g max*h^2 / k, где k=6,67*10^-8 см^3 / г*с^2 - гравитационная постоянная. По избыточной плотности sigma можно найти радиус шара: R= корень 3 степени из (3*М/4*пи*sigma)
ЦИЛИНДР. РИСУНОК 6.1.
Пусть горизонтальный круговой цилиндр радиуса R, сечения S, с плотностью sigma расположен вдоль оси y на глубине h. Решение прямой задачи заключается в нахождении deltag ц вдоль оси X интегрированием по у выражения (*):
deltag ц = 2k*лямбда*h / (x^2+h^2), где лямбда = S*sigma = пи*R^2*sigma - линейная плотность цилиндра.
Обратная задача для цилиндра решается также как и для шара: h=x 1/2. Линейная плотность определяется по формуле: лямбда = sigma*пи*R^2 = gmax/2*k
По известному значению плот-ти sigma можно определить радиус:
R = корень из (лямбда/пи*sigma).