5. Камеральная обработка результатов гравиметрической разведки

Камеральная обработка материалов выполняется после завершения полевых работ. Она включает:

- вычисление поправок за влияние рельефа местности;

- вычисление аномалий силы тяжести с различной плотностью

промежуточного слоя;

- составление каталога опорных и рядовых пунктов;

- построение окончательных карт и графиков аномалий силы тяжести;

- выполнение различных трансформаций и геологическая интерпретация;

- составление отчета.

6. Интерпретация аномалий силы тяжести.

Чтобы сравнить аномалию силы тяжести, нужно сравнить наблюдаемое поле с нормальным полем. Однако силу тяжести обычно наблюдают на физической поверхности Земли, а нормальное поле определено для поверхности сфероида, которая близка к уровню моря.

Поэтому для решения этой проблемы прибегают к процедуре, которая называется редуцированием силы тяжести. Эта процедура включает в себя введение поправок за высоту, за притяжение промежуточным слоем и некоторых других поправок, в случае, если необходимо получить высокую точность измерений (поправки за рельеф, за лунные и солнечные приливы).

Поправки за высоту Δ gh вводят для того, чтобы учесть разницу высот между точкой наблюдений и уровнем моря

7. Качественная и количественная интерпретация данных гравиразведки

В результате гравиразведки получаются карты и графики аномалий Буге $(\Delta g_{ Б})$, на которых выделяются латеральные плотностные неоднородности горных пород, залегающих на разных глубинах. Положительным аномалиям соответствуют более плотные, а отрицательным - менее плотные породы, но всегда они представляют собой суперпозицию гравитационных полей, обусловленных аномалосоздающими объектами разных по глубине структурных этажей.

Интерпретация данных гравиразведки бывает качественной и количественной и сопровождается геологическим истолкованием результатов. При качественной интерпретации выделение аномалий ведется визуально или статистическими приемами. При количественной, расчетной интерпретации определяются местоположение эпицентров (проекции на земную поверхность) аномалосоздающих объектов, глубины залегания их центров, формы, размеры, избыточные плотности.

8. Принципы решения прямых и обратных задач гравиразведки

В результате гравиразведки рассчитываются аномалии силы тяжести, обусловленные теми или иными плотностными неоднородностями, а влияние притяжения всей Земли и окружающего рельефа исключается вычитанием нормального поля и введением редукций. Поэтому в математической теории гравиразведки расcчитываются аномалии от тел простых форм: шара, горизонтального цилиндра, вертикального уступа, вертикального цилиндра и т.д. без учета притяжения всей Землей.

Нахождение аномалий силы тяжести и вторых производных потенциала от тел известной формы, глубины залегания, размера и плотности носит название прямой задачи гравиразведки. Определение местоположения, формы, глубины залегания, размеров и плотности тел по известным аномалиям $\Delta g$ или вторых производных потенциала силы тяжести называется обратной задачей гравиразведки.

Прямая и обратная задачи для шара

Пусть однородный шар радиусом R , объемом V , и плотностью σ расположенна глубине h . Решим прямую задачу, т.е. определим гравитационный эффект вдоль наземного профиля ОХ , проходящего через проекцию центра шара с началом координат над ним.

Поскольку по закону всемирного тяготения шар притягивается с такой же силой, как и точечная масса, сосредоточенная в его центре, аномалию над шаром Δ gш можно получить, считая, что аномалия силы тяжести над шаром и аномалия точечной массы, помещенной в его центре, совпадают:

4.1

где M =σ V — избыточная масса шара. График Δ gш будет иметь максимум над

центром шара

(при х=0 ) и асимптотически стремиться к нулю при

х →± ∞ . Знак Δ gш определяется знаком σ .

Из анализа уравнения (4.1) можно решить обратную задачу. Найдем абсциссу , в которой Δ gш достигает половины максимума:

(4.2)

откуда

h≈1.31 (4.3)

Подставив полученное значение глубины залегания шара в (4.1), можно определить его избыточную массу.

Прямая и обратная задачи для горизонтального кругового цилиндра

Пусть горизонтальный бесконечно длинный круговой цилиндр радиуса R, сечения S, с Плотностью σ расположен вдоль оси Y на глубине h. Решим прямую задачу, т.е. определим гравитационный эффект Δgц вдоль оси X, направленной вкрест простирания цилиндра с началом координат над его центром. Притяжение цилиндром будет таким же, как притяжение вещественной линии, расположенной вдоль его оси. Поэтому для точек наблюдения вдоль оси X ( y=z=0) с учетом, что х=0 , −∞<y<∞ (цилиндр считается бесконечно длинным), z=h , аналитическое выражение можно получить интегрированием по у выражения (4.1):

(4.4)

где λ — линейная плотность цилиндра.

График Δgц будет иметь максимум (при х=0 ) и, как и Δg ш, асимптотически стремиться к нулю при х →± ∞ . Очевидно, что в плане изолинии Δgц будут представлять систему параллельных оси цилиндра линий. Решим обратную задачу для горизонтального бесконечно длинного кругового цилиндра тем же приемом, что и для шара:

(4.5)

Откуда h=x1 /2 (4.6) Таким образом, определив по графику Δgц значение Δg max , и абсциссу x1/2 , можно получить глубину залегания оси цилиндра h , и далее рассчитать его линейную плотность.