3. Принципы обработки геофизической информации: аддитивность геофизического поля, частотное разложение полей. Принцип комплексирования.
Обработка геофизической информации - это наиболее важный этап анализа экспериментальных или полевых данных всех методов разведочной геофизики.
Основой получения геофизической информации (геофизических данных) являются измерения.
Измерение - это нахождение значений физической величины опытным путем с помощью специальных технических средств. В разведочной геофизике предметом измерений являются физические свойства горных пород и параметры физических полей, создаваемых горными породами на поверхности земли, в скважинах и т.д.
Геофизическая информация - это измерительная информация, доставляющая количественные данные о физических свойствах горных пород, физических полях или физико-химических процессах, связанных с влиянием геологических объектов.
Цель обработки геофизических данных - извлечение полезной информации из результатов измерений отдельных геофизических методов или их комплексов.
Процесс обработки геофизических данных разбивается на три основных этапа:
1) Этап первичной обработки полевых измерений включает:
- определение координат точек наблюдений (координирование сети или массива наблюдений);
- введение поправок, связанных с естественными вариациями геофизических полей и дрейфом параметров измерительных приборов;
- увязка наблюдений по площади работ, при выполнении их несколькими приборами или исполнителями;
2) Этап математической обработки исправленных данных включает:
- анализ данных методами вариационной статистики (определение среднего, дисперсии и т.п.);
- фильтрация полей с целью выделения полезных сигналов (аномалий) и подавления помех;
- корреляционно-регрессионный анализ геофизических полей с целью изучения их взаимосвязей;
3) Этап количественной интерпретации включает:
- количественную оценку геометрических и физических параметров источников аномалий;
- создание физико-математической модели объекта исследования.
Частотное представление геофизического поля
Любые горные породы в пределах любого пространственного контура являются структурно и вещественно неоднородными. Поэтому при непрерывном измерении вдоль некоторого профиля параметра поля его значения не могут быть постоянными, - они будут либо увеличиваться, либо уменьшаться. Если два последовательно измеренных значения поля оказались равными друг другу, то это событие следует считать скорее случайным совпадением, связанным с недостаточной чувствительностью измерительной аппаратуры. С другой стороны, ни увеличение, ни уменьшение величины измеряемого параметра вдоль профиля наблюдений не могут быть постоянными - участки нарастания поля будут сменяться участками убывания и наоборот. В противном случае, все геофизические поля были бы либо бесконечно возрастающими, либо убывающими функциями пространственных координат.
Пространственное изменение геофизических полей носит квазипериодический характер. Квазипериодический характер изменения геофизических полей позволяет использовать при их теоретическом описании математический аппарат спектрального анализа гармонических функций (анализ Фурье). Согласно этой математической теории, любое измеренное поле Ф(х) может быть представлено в виде суммы конечного числа гармонических функций:
Ф(х) = Ф1(х)+ Ф2(х)+…+Фi(х)+…+Фn(х) вида: Ф(x) ~ Aicos(ωX + φ)/h,
где Аi - амплитуда в эпицентре поля, связанная с интенсивностью физического свойства и глубиной залегания объекта h, ω - частота поля, связанная с линейными размерами объекта L, φ - фаза поля, связанная с удаленностью точки измерений Хi от эпицентра поля ХА.
