книги из ГПНТБ / Булах Е.Г. Автоматизированная система интерпретации гравитационных аномалий (метод минимизации)
.pdfции F, массив |
Ѵ т е о р (xi, t/i) |
и значения |
переменных |
параметров |
||
переписываются в массив М3. |
Затем |
управление передается |
опера |
|||
тору Т9. Осуществляется вывод на печать прямой задачи. |
Таким |
|||||
образом, есть |
возможность сравнить |
У н а б л |
(xi, уі) с |
У т е о Р |
(xi, уі), |
|
которая вычислена для схемы первого приближения. Здесь может быть остановлен весь вычислительный процесс и введена коррек тива в схему первого приближения геологического строения, если интерпретатор решит, что она неудовлетворительно была состав лена ранее. Оператором Р7 : = 1 закрывается в дальнейшем доступ к оператору Т9.
В блоке Т10 вычисляется коэффициент Хш- Затем |
(оператор Т11) |
|
для s = Sx и s = s2 определяются |
значения искомых параметров, |
|
при этом каждый раз обращаются к |
подпрограммам |
(блоки А — К). |
Перед переходом на блок А параметрам Р35 и ТКХ присваиваются
значения соответственно 0 и 2. Это как раз и нужно, чтобы |
опустить |
||||||||||
расчет |
производных (блок |
С) и |
вернуться к оператору |
Т14. Здесь |
|||||||
отыскивается F = Fmin |
и |
в массив М3 переписываются |
значения |
||||||||
параметров геологической схемы и соответствующий |
им |
массив |
|||||||||
^теор (Xl, |
Уі)- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Далее |
вычисляется |
коэффициент s по формуле (1.26) |
и вновь |
||||||||
рассчитываются |
значения |
геологических |
параметров |
(при |
этом |
||||||
опять |
передается |
управление |
подпрограммам А — К). Меткой Д |
||||||||
обозначены операторы |
анализа |
на минимум |
вычисленной |
|
функции |
||||||
F. Затем проверяются |
некоторые отношения. Если Fmln |
(она имеет |
|||||||||
идентификатор FM3) равна |
F0, |
то это свидетельствует |
о том, |
что |
|||||||
функция в данном цикле не уменьшилась. Мы достигли |
возможно |
||||||||||
го Fmin |
при конкретных геологических данных. Вычисления |
должны |
|||||||||
быть |
закончены. |
|
наступает и тогда, когда Fm-in |
•< FK0„ |
|
||||||
Конец |
вычисления |
или |
|||||||||
характер |
монотонного |
изменения функции |
достаточно |
|
мал. При |
||||||
этом печатаются результаты минимизации: значения параметров, подобранная функция и сама функция F (метка Д1).
Если же ни один из описанных |
критериев не выполнен, то под |
||||||||
готавливается переход к новой итерации |
и управление передается |
||||||||
блоку N . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Программа минимизации функционалов |
|
|
|
||||||
Begin |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
integer n, m, i , j |
, P7, P35, S K L , T K L , T; |
|
|||||||
real array X T , Y T , G N A B L |
[ l : n ] , |
|
|
||||||
|
PP1, |
PP2, ... PPT |
[ l : m ] , |
|
|
|
|||
|
P I , |
P2, ... P K [l:ra], |
|
|
|
||||
|
PP1M2, |
PP2M2, |
... PPTM2 |
[ l : m ] , |
|||||
|
GTM2 |
[ l : n ] , |
|
|
|
|
|
|
|
|
PP1M3, |
PP2M3, |
... PPTM3 |
[ l : m ] , |
|||||
|
GTM3 |
[ l : n ] , |
|
|
|
|
|
|
|
|
F P R 1 , |
FPR2, |
... F P R T |
[ l : m ] ; |
|
||||
real |
F K O N , |
D E L T , |
FM2, FO, F l , F2, |
FF, |
|||||
|
FM3, L A M , S I , S2, |
SW; |
|
|
|
||||
switch |
K L M 2 : = A O , A l , A2, A3i |
|
|
||||||
switch |
K L 3 7 : = T 6 , T14, |
D ; |
|
|
|
||||
32
Ввод |
Begin |
integer |
n, m; real |
F K O N , |
D E L T ; |
|
|
||||||||
|
real |
array X T , Y T , G N A B L |
[ l : n ] , |
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
PP1, |
PP2, |
... PPT |
[ l : m ] , |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
P I , |
P2, |
... P K |
[ l : m ] end |
|
|
|
|
|||||
Печать |
Begin |
real array |
X T , Y T , G N A B L |
[ l : n ] , |
|
|
|||||||||
|
|
|
PP1, |
PP2, |
... PPT |
[ l : m ] , |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
P I , |
P2, |
... PK |
( l : m ] end |
|
|
|
|
|||||
|
Begin |
S l : = 1.0; S2:=2 . 0; |
P 7 : = 0 end |
|
|
||||||||||
N : |
Begin |
for j : = l step |
1 until m |
do |
|
|
|
|
|||||||
|
Begin |
P P l M 2 [ j ] : = P P l [ j ] ; |
P P 2 M 2 [ j ] : = P P 2 [ j ] ; ... |
|
|||||||||||
|
|
|
P P T M 2 [ j ] : = P P T |
[j] end |
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
P 3 5 : = S K L : = T K L : = 1 ; |
go |
to A end |
|
|
||||||||
T6: for j : = 1 step 1 until |
m do |
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
Begin |
P P l M 3 [ j ] : = |
P P l M 2 [ j ] ; |
PP2M3[j]:=PP2M2[j]s |
|
||||||||||
|
|
|
. . . P P T M 3 [ j ] : = P P T M 2 [ j ] end |
|
|
||||||||||
|
|
|
F M 3 : = F M 2 ; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
for i : = l step |
1 until n |
do |
|
|
|
|
||||||
|
|
|
G T M 3 [ i ] : = G T M 2 [ i ] ; |
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
if P7 = |
0 then |
go to T9 else go to T10; |
|
|||||||||
T9: |
Begin |
|
P 7 : = l ; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Печать (real FO; array |
GTM 2 [i:n]} |
end |
|
|
||||||||||
T10: |
Begin |
real sum, K W ; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
sum:=0 . 0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
for |
j : = l step |
1 u n t i l |
m do |
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
Begin |
K W : = F P R l [ j ] t |
2 + |
FPR2[j] |
t |
2 ... + |
F P R T [ j ] t |
2; |
|||||||
|
|
|
sum:=su m + |
K W end |
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
L A M : = F M 2 / s u m |
end |
|
|
|
|
|
||||||
T i l : |
for S W : = S 1 , S2 do |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
Begin |
for j : = l step |
1 until |
m do |
|
|
|
|
|||||||
|
Begin |
PP1M2 [ j ] : = P P l |
[j] — SW X |
L A M X |
F P R l [ j ] ; |
|
|||||||||
|
|
|
P P T M 2 [ j ] : = P P T [ j ] |
— SW X |
L A M X |
F P R T [ j ] |
end |
||||||||
|
|
|
P35:=0 ; T K L : = 2 ; |
go to A; |
|
|
|
||||||||
T14: of FM3 > FM2 then |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
Begin |
F M 3 : = F M 2 ; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
for |
j : = l step |
1 until |
m do |
|
|
|
|
|
|
|||||
|
Begin |
PP1M3 [ j ] : = P P l M 2 [ j ] ; |
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
PPTM3 |
[ j ] : = P P T M 2 [j] end |
|
|
|
||||||||
|
for |
i : = l step |
1 until n do |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
GTM3 |
[ i ] : = G T M 2 |
[i ] end |
end |
|
|
|||||||
|
|
|
S W : = ( S 2 X S2 X (FI — FO) — S I X S I X (F2 — FO))/ |
||||||||||||
|
|
|
(2.0 X |
(S2 X |
(F l — FO) — SI X (F2—FO))); |
|
|||||||||
|
for |
j : = l step |
1 u n t i l |
m |
do |
|
|
|
|
|
|
||||
|
Begin |
P P l M 2 [ j ] : = P P l [ j ] |
— SW X |
L A M X F P R l [ j ] ; |
|
||||||||||
|
|
|
PPTM2[j] = |
PPT[j] — SW X L A M X F P R T [ j ] |
end |
||||||||||
|
|
|
T K L : = 3 ; go to A ; |
|
|
|
|
|
|
||||||
D: if FM3 > FM2 then |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
Begin |
F M 3 — F M 2 ; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
for |
i : = 1 ster |
1 u n t i l |
n do |
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
G T M 3 [ i ] : = G T M 2 [ i ] ; |
|
|
|
|
|
|||||||
|
for |
j : = l step 1 |
u n t i l |
m do |
|
|
|
|
|
|
|||||
|
Begin |
P P l M 3 [ j ] : = P P l M 2 [ j ] ; |
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
P P T M 3 [ j ] : = P P T M 2 [ j ] |
end ' |
|
|
|
||||||||
|
|
|
if (FM3 = |
FO) V (FM3 < |
F K O N ) V |
(abs (((FM3 - FO)/FM3) |
|||||||||
|
|
|
< D E L T ) ) |
then go to D l ; |
|
|
|
|
|||||||
8 |
2—И45 |
33 |
Begin Печать (FM3; по ключу |
передачи |
у п р а в л е н и я |
печатать array GTM3 [1:п], |
||||||||||
|
Р Р 1 М З , |
... P P T M 3 [ l : m l l |
end |
|
|
|
|
||||||
|
for j : = l |
step |
i u n t i l |
m |
do |
|
|
|
|
||||
|
Begin |
P P l | j ] : = P P l M 3 l j ] ; |
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
P P T | j J : = P P T M 3 [ j i |
end |
|
|
|||||||
|
|
|
SI.-=0.5 X SW; S2:=1 . 5 X SW; go to N ; |
||||||||||
D l : |
Печать |
(FM3; array |
GTM3 |
| l : n ] , |
|
|
|
||||||
|
PP1M3 l l : m ] |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
PPTM3 [ l : m ] ; } |
|
СтопІ |
|
|
|
|
||||||
A: |
Begin |
real |
array DGT l l : m ] , |
о п и с а н и е |
V i ; |
||||||||
|
for 1:= 1 step |
1 until |
n |
do |
|
|
|
|
|||||
|
Begin |
GTM2 |
| i ] : = 0 . 0 |
|
|
|
|
|
|||||
|
for j : = l step |
1 until |
m do |
|
|
|
|
||||||
|
Begin |
D G T | j l : = V i |
(PP1M2, |
... PPTM2, P I , |
PK, X T , УТ); |
||||||||
|
|
|
GTM2Ü]: = |
|
GTM2 |
[i] + D G T l j ] |
end end |
||||||
B : |
Begin |
real |
F, |
R A Z N , |
R A Z N 2 : |
|
|
||||||
|
|
|
F: = |
0.0; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
foi i : = l step |
1 u n t i l |
|
n do |
|
|
|
|
|||||
|
Begin |
R A Z N : = G N A B L [ i J - |
GTM2 [ i ] ; |
|
|
||||||||
|
|
|
R A Z N 2 : = R A Z N X R A Z N ; |
|
|
||||||||
|
|
|
F : = F |
+ |
R A Z N 2 end |
|
|
|
|||||
|
|
|
F M 2 : = F ; go to K L M 2 [ S K L ] ; |
|
|
||||||||
|
|
|
AO: F 0 : = F ; |
go |
to L I ; |
|
|
|
|||||
|
|
|
A l : F 1 : = F ; go to L I ; |
|
|
|
|||||||
|
|
|
A2: F 2 : = F ; |
go to L I ; |
|
|
|
||||||
|
|
|
A3: |
F F : = F ; |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
L I : S K L : = S K L + 1; |
|
|
|
|||||||
|
|
|
if |
P35 = |
0 then go to К end |
|
|
||||||
C: |
Begin |
real |
о п и с а н |
л e f l , |
|
fT; FPR1 ... FPRT; |
|||||||
|
for j : = 1 step |
1 until |
m |
do |
|
|
|
|
|||||
|
Begin |
F P R U j l : = - |
|
F P R T [ j ] : = 0 . 0 ; |
|
|
|||||||
|
for i : = 1 step |
1 until |
|
n do |
|
|
|
|
|||||
|
Begin |
f l [ i ] : = f l |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
f T [ i ] : = f T |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
F P R l [ j ] : = F P R l [ j ] + |
ПП] |
|
|
|||||||
|
|
|
F P R T [ j ] : = F P R T l j ] |
+ |
fT[i] end |
end |
end |
||||||
K:go to KL371TKL] end end
Глава I I
ОЦЕНКА ВЕЛИЧИНЫ ИЗБЫТОЧНЫХ МАСС И ЦЕНТРОВ ТЯЖЕСТИ ВОЗМУЩАЮЩИХ ТЕЛ
§ 1. РЕШЕНИЕ ОБРАТНОЙ З А Д А Ч И ПО АНОМАЛИИ СИЛЫ ТЯЖЕСТИ ДЛЯ ГРУППЫ ШАРОВЫХ В О З М У Щ А Ю Щ И Х ТЕЛ
Пусть задана аномалия силы тяжести. Допустим, что возмущаю щие массы являются изолированными телами. Некоторые из них могут находиться достаточно близко друг от друга, создавая общую сложную картину гравитационного поля на дневной поверхности. Д л я приближенной оценки местоположения и размеров возмущаю щих масс их форму отождествим шарами. Положение каждого шара можно характеризовать такими параметрами: х0, у0 — координата ми эпицентра, h — глубиной до центра и M — избыточной массой.
По наблюденному полю почти всегда можно установить коли чество возмущающих объектов. Число шаров, которыми отождеств ляются возмущающие тела, обозначим через т. Теперь наблюден ное гравитационное поле на плоскости хОу может быть аппроксими ровано следующей формулой:
то
Д £ (X, y ) = k Y l |
„ |
. |
^ |
• |
< Ш > |
frx |
Цх — х0()2 |
+ (y — y a l ? + h2) I' |
|
|
|
Линейные величины удобнее всего выражать в километрах. Условимся избыточную массу считать в единицах 109 т. Например, если избыточная масса составляет 12 • 101 0 т, то в формулу нуж но подставить M = 120 единиц. При таком выборе единиц измере ния, коэффициент k в формуле (II.1) необходимо принять равным 6,67, тогда аномалия силы тяжести будет выражаться в миллигалах.
|
Каждый шар определяется четырьмя параметрами. Всего в вы |
|||||||||||||
ражение |
(II.1) |
входит |
4 |
m |
параметров. |
|
|
|
|
|||||
|
В |
наблюденном |
поле |
зафиксируем п |
точек |
с координатами |
||||||||
(xi, |
уі). |
В |
число |
этих точек |
включим |
наиболее |
характерные |
точки |
||||||
гравитационной |
аномалии. |
Составим |
функцию |
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
п |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
F=X |
[А&набл {Xt, УІ) — |
Ag-теор (х„ |
|
tji)]2. |
(II.2) |
|||||
|
Функция |
A g T e o p |
(л:, у) |
определена |
формулой |
(II.1). В соотноше |
||||||||
нии |
(II.2) |
содержится |
4 |
m |
параметра: |
(x0j, |
г/о/, |
Щ, Mj), |
/ = 1, |
|||||
2, |
|
т. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
а* |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
35 |
Из всей совокупности возможных значений этих параметров выбе рем такие, которые обращали бы функцию (П.2) в минимум. Миними зацию функции (II.2) будем проводить методом скорейшего спуска. Все вычисления сводятся к последовательному определению пара метров по формулам
„(ft+I) |
= |
v (ft) |
— |
1 |
(р' |
\ |
Xoj |
Xoj |
Ak |
(I |
|
||
„(ft+l) |
_ |
,М |
|
1 |
1С |
ч |
УОІ |
= |
УОІ |
— 4 \ r y u j ) k > |
|||
|
|
|
|
|
h ^ - h f - K ^ * |
|
|
( I L 3 ) |
|||
где |
k — номер |
итерации. |
|
|
|
|
|
||||
|
Вычислительная схема достаточно подробно описана в преды |
||||||||||
дущей главе. Здесь мы приведем только |
значения производных |
||||||||||
функций |
(II.2) |
по |
искомым |
параметрам: |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
п |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
" |
a |
к * - |
xj?+(УС - |
W ) « + h r - |
' |
|
|
|
Fu, |
= |
_ |
6kM,h, |
У |
|
|
|
— |
|
|
|
Fhi |
= |
- |
2Ш, - І bl«-*f+to-yrf-*%l, |
|
|
( I L 4 ) |
|||
|
|
|
' |
|
|
î^i |
[(xi —A V) + (Ус — Уni) + |
V |
|||
|
|
f л*/ = |
— 2/г/г, |
У] |
|
• f t |
|
|
|
||
|
|
[(*, - *„/)г + (£/< - |
W ) a |
+ Л/]3 / ' |
' |
||||||
|
|
|
|
|
|
^ |
|||||
где |
б/ = |
Agna6„(xt, |
у,) — |
Д ^ т е о р ^ . |
Уд- |
|
|
|
|||
|
Следует отметить, что обратная задача |
для |
группы шаровых |
||||||||
тел |
приводит |
нас |
к выпуклому программированию. Это следует из |
||||||||
теоремы Д . П. Зидарова [116]. Пусть на плоскости хОу (г = 0) из вестно распределение аномального поля силы тяжести и установле но, что аномалиеобразующие геологические объекты могут быть
аппроксимированы |
./V шаровыми телами, каждый |
из которых |
имеет |
|||||||
избыточную массу |
mk. |
|
|
|
|
|
|
|||
Допустим, |
что |
центры этих масс |
сосредоточены в точках |
|||||||
Qk (£ь |
Л*. W- |
Рассматриваем |
интеграл |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ds. |
|
|
|
|
|
|
|
|
•ft-1 |
|
R h |
|
|
|
Здесь |
2 |
—~àr~ |
п Р е Д с т а в л я е т |
собой |
значение |
силы тяжести |
от |
|||
шаровых |
возмущающих масс |
в точке |
Р |
(х, у, |
0) плоскости |
5, |
а |
|||
36
Rk = |
У(x — Ik)2 |
+ (y |
— г|А )2 + $ |
— расстояние между |
точка |
ми Р |
и Qk. |
|
|
лишь одно положение точек Qkl |
|
Доказывается, |
что |
существует |
|||
при |
котором U имеет |
минимум. |
|
|
|
§ 2. ПРИМЕР РЕШЕНИЯ ОБРАТНОЙ З А Д А Ч И
На рис. 6 приведена аномалия силы тяжести. Здесь достаточно четко выделяется четыре возмущающих тела. Местоположение и величина избыточной массы будут характеризоваться 16-ю пара-
Рис. 6. Поле силы т я ж е с т и , обусловленное несколькими изометричными массами.
метрами. Зафиксируем начало координат в какой-либо определен ной точке поля. Координатные оси Ох и Oy проведем в плоскости, где определена аномалия.
Закрепим п точек, которые наилучшим образом характеризовали бы наблюденное поле. В число этих точек включим экстремальные
37.
точки поля и некоторые точки в районе монотонного изменения поля. Выделенные точки отмечены кружочками. Возле них постав
лены цифры, |
которые |
указывают наблюденное |
значение |
аномалии |
и координаты |
точки. |
Запишем координаты этих |
точек и |
соответст |
вующие им аномалии силы тяжести (табл. 5). Всего зафиксирована
31 точка (п — 31). |
|
|
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а |
5 |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
Координаты |
|
я |
Координаты |
|
|
|
[S |
|
Координаты |
|
|
||||
|
|
V |
|
|
|
S* |
|
|
|
|||||||
1 |
|
|
|
о |
|
|
|
с; |
|
о |
|
|
|
|
|
|
|
|
ои |
|
|
|
|
ь |
|
|
|
|
|
|
|||
D. |
|
|
о. |
• |
|
|
о |
|
о. |
|
|
|
|
|
о |
|
|
|
|
ш |
s |
|
|
<ѵ |
|
5 |
|
|
|
|
|
X |
|
О |
д- |
у |
ад |
о |
X |
и |
|
|
|
|
|
ч |
|
|
||
<3 |
|
|
|
|
О |
|
|
|
|
' |
||||||
К |
|
|
|
|
|
|
|
|
X |
|
|
|
|
|
||
1 |
0 |
0 |
7,73 |
12 |
- 1 , 0 - 1 , 0 |
|
1,67 |
22 |
|
2,5 |
— |
1,0 |
2,88 |
|||
2 |
1.5 |
0 |
3,68 |
13 |
—0,5 - 2 , 0 |
|
1,04 |
23 |
|
2,0 |
0 |
|
5,50 |
|||
3 |
2,5 |
0 |
2,82 |
14 |
- 1 , 0 |
1,0 |
|
1,67 |
24 |
—1,0 |
0 |
|
2,82 |
|||
4 |
4,5 |
0 |
0,48 |
15 |
0 |
2,5 |
|
1,03 |
25 |
|
2,5 |
—2,5 |
4,13 |
|||
5 |
0 |
—1,0 |
3,19 |
16 |
0,5 |
1,5 |
|
2,35 |
26 |
|
2,0 |
- 2 , 5 |
5,41 |
|||
6 |
1,0 |
—1,0 |
3,08 |
17 |
1,5 |
1,0 |
|
3,40 |
27 |
|
3,0 |
2,0 |
2,80 |
|||
7 |
3,5 |
— 1,0 |
1,19 |
18 |
2,0 |
2,0 |
|
7,57 |
28 |
|
2,0 |
3,0 |
2,73 |
|||
8 |
1,0 |
—2,0 |
3,14 |
19 |
3,0 |
0,5 |
|
1,58 |
29 |
|
0 |
1,0 |
3,19 |
|||
9 |
2,0 |
—2,0 |
7,57 |
20 |
4,0 |
4,0 |
|
0,33 |
30 |
|
1 |
0 |
|
3,82 |
||
10 |
2,0 |
—3,5 |
1,37 |
21 |
2,0 |
—1,0 |
|
3,56 |
31 |
|
4,5 |
—4,0 |
0,25 |
|||
11 |
—3,0 |
0 |
0,32 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
По наблюденному полю определим начальные значения пара |
||||||||||||||||
метров возмущающих тел. По экстремальным точкам поля |
установим |
|||||||||||||||
координаты |
эпицентров возмущающих |
масс. |
Далее |
будем |
рас |
|||||||||||
|
|
|
Т а б л и ц а |
6 |
сматривать |
аномалию |
от каждого |
|||||||||
|
|
|
тела |
изолировано. |
Построим |
гра |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
фики |
поля |
по |
наиболее |
характер |
||||||
PI с- |
|
|
|
M |
|
ным профилям. Глубину |
до |
центра |
||||||||
§£ |
дг0 |
|
h |
|
масс |
определим |
|
по |
известному |
|||||||
tu И |
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
в ед. 10" m |
соотношению |
h |
= |
1,334 |
Х\р, |
где |
|||||||
a S |
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
Х\і2 — расстояние |
от |
точки |
мак |
||||||||
о a |
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
симума |
поля |
до |
точки, |
где |
|
Ag — |
|||||
S 1э |
0 |
|
|
0,9 |
|
|
||||||||||
0 |
0,9 |
|
= |
Agmax- |
Величину |
избыточ- |
||||||||||
2 |
2,0 |
2,0 |
0,9 |
0,85 |
|
|||||||||||
3 |
2,0 - 2 , 0 |
0,9 |
0,85 |
|
ной массы |
можно получить по соот |
||||||||||
4 |
1,5 |
0 |
0,25 |
0,3 |
|
ношению |
M = |
15Cft2 Agm a x . Здесь |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
аномалия |
выражается |
в |
милли- |
|||||||
галах, |
глубина |
в километрах, а избыточная |
масса |
в |
миллионах |
|||||||||||
тонн. В нашем примере начальные приближения брались заведомо хуже, чем полученные по расчетам. Геологические предпосылки све дем в своеобразную таблицу (табл. 6). Подсчитаем теперь то значение функции F, при котором следует закончить расчет. Обратимся к
формуле (1.13). Примем |
погрешность наблюдений равной 0,25 мал. |
В этом случае |
|
/*кон = |
2 • 31 • 0,0625 = 3,88 мал2. |
38
Номер приближе ния
F
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а |
7 |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
е |
7 |
925,1 |
147,2 |
15,6 |
12,7 |
9,33 |
6,84 |
4,55 |
2,99 |
В табл. 7 показано изменение минимизируемой функции от итера ции к итерации. Вычисления продолжались до седьмого приближе ния, где F 7 = 2,99 мал2. Это соответствует среднему отклонению рассчитанного поля от наблюденного в 0,23 мал.
|
|
|
Т а б л и ц а 8 |
||
Параметр |
Номер возмущающего |
тела |
|||
1 |
2 |
3 |
4 |
||
|
|||||
[ |
|
|
|
|
|
X |
—0,02 |
2,01 |
1,99 |
1,99 |
|
У |
0,00 |
2,0 |
—2,01 |
0,00 |
|
h |
0,99 |
0,98 |
0,98 |
0,58 |
|
M |
1,05-10» |
1,02-10» |
1,04-10» |
0,179-10° |
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а |
9 |
Си |
|
Номер |
возмущающего |
тела |
|
|
|
|
|
|
|
H |
|
|
|
|
|
я |
|
|
2 |
|
|
g- |
|
1 |
3 |
4 |
|
С |
|
|
|
|
|
X |
0 |
2,0 |
|
2,0 |
2,0 |
у |
0 |
2,0 |
|
—2,0 |
0 |
h |
1,0 |
1,0 |
|
1,0 |
0,5 |
M 1,07-10° 1,07-10» 1,07-10° 0,135-10»
В табл. 8 показаны результаты вычислений. Так как рассмат ривался теоретический пример, то можно сопоставить полученные
5 |
Координаты |
|
|
|
|
точі |
|
|
Номер |
X |
и |
|
||
1 |
0 |
0 |
2 |
1,5 |
0 |
3 |
2,5 |
0 |
4 |
4,5 |
0 |
5 |
0 |
— 1,0 |
61,0 — 1,0
73,5 —1,0
81,0 —2,0
92,0 —2,0
102,0 —3,5
11—3,0 0
12—1,0 —1,0
13—0,5 —2,0
14 |
—1,0 |
1,0 |
15 |
0 |
2,5 |
16 |
0,5 |
1,5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а |
10 |
|
|
Значение Д g |
|
|
Координаты |
Значение Д g |
|
|||||||
|
|
|
|
V |
|
|
3* |
|
|
|
|
tu |
|
4 = 5 |
|
О Ü |
|
|
S |
|
|
ft м |
|
О X |
|
||
|
ё З |
|
наблю |
а. |
|
4 |
|
° 8 |
наблю |
||||
га о. — |
ш s ч |
|
денное |
а) |
X |
У |
|
a |
S Ч |
денное |
|||
га С |
е ДО |
|
|
S |
|
3 = 1 |
ts |
J3\D |
|
||||
0 5 |
о — |
|
|
о |
|
ü |
G |
|
|||||
|
Й |
4 |
ft |
К |
|
Ж |
|
я x ч |
О « U S |
|
|||
я s Ч |
|
|
|
|
|
С U С X |
|
||||||
|
|
g |
|
s & ш |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7,94 |
7,74 |
|
7,73 |
17 |
1,5 |
1,0 |
3,00 |
|
3,32 |
3,40 |
|||
3,39 |
3,86 |
|
3,68 |
18 |
2,0 |
2,0 |
7,33 |
|
7,59 |
7,57 |
|||
1,64 |
2,98 |
|
2,82 |
19 |
3,0 |
0,5 |
1,14 |
|
1,60 |
1,58 |
|||
0,30 |
0,47 |
|
0,48 |
20 |
4,0 |
4,0 |
0,25 |
0,32 |
0,33 |
||||
2,76 |
3,13 |
|
3,19 |
21 |
2,0 |
— 1.0 |
2,98 |
3,55 |
3,56 |
||||
2,70 |
3,03 |
|
3,08 |
22 |
2,5 |
—1,0 |
2,29 |
2,85 |
2,88 |
||||
0,89 |
1,15 |
|
1,19 |
23 |
2,0 |
0 |
4,34 |
5,41 |
5,50 |
||||
2,66 |
3,12 |
|
3,14 |
24 |
— 1,0 |
0 |
2,45 |
2,85 |
2,82 |
||||
7,33 |
7,58 |
|
7,57 |
25 |
2,5 |
—2,5 |
3,59 |
4,08 |
4,13 |
||||
1,07 |
1,35 |
|
1,37 |
26 |
2,0 |
—2,5 |
4,90 |
5,44 |
5,41 |
||||
0,24 |
0,31 |
|
0,32 |
27 |
3,0 |
2,0 |
2,30 |
2,74 |
2,80 |
||||
1,37 |
1,66 |
|
1,67 |
28 |
2,0 |
3,0 |
2,26 |
2,71 |
2,73 |
||||
0,81 |
1,02 |
|
1,04 |
29 |
0 |
1,0 |
2,76 |
3,15 |
3,19 |
||||
1,38 |
1,67 |
|
1,67 |
30 |
1,0 |
0 |
5,81 |
3,79 |
3,82 |
||||
0,80 |
0,99 |
|
1,03 |
31 |
0,18 |
0,24 |
0,25 |
||||||
|
4,5 |
—4,0 |
|||||||||||
1,91 |
2,27 |
|
2,35 |
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
39
параметры |
с теми, которые были заданы при расчете аномалии. |
|||
Последние |
приведены в табл. 9. |
|
|
|
В табл. 10 сопоставлено |
поле силы |
тяжести, |
подобранное в |
|
31-й точке, с наблюденными значениями. Здесь же |
приведены зна |
|||
чения аномального поля от |
тел первого |
приближения. |
||
§3. ПРАКТИЧЕСКИЙ ПРИМЕР ОЦЕНКИ ГЛУБИНЫ ЗАЛЕГАНИЯ
ИМАССЫ ГРУППЫ В О З М У Щ А Ю Щ И Х ТЕЛ
На одном из участков были произведены гравитационные и маг нитные съемки. После исключения региональной составляющей выделился достаточно четкий гравитационный максимум (рис. 7, а).
а
Р и с . 7. П о л е силы тяжести и магнитное поле в одном районе исследования .
На этом же участке в магнитном поле выделяются четыре локальных объекта (рис. 7, б). Можно делать различные предположения о тех возмущающих объектах, которые вызывают такие аномалии. Тела, вызывающие магнитную и гравитационную аномалии, могут быть совсем не сопоставимыми между собой. В данном районе могут существовать такие горные породы, которые создают и магнитную, и гравитационную аномалии. Могут быть любые промежуточные варианты, в которых выделяются отдельно плотные породы, от дельно магнитные, или же породы, характеризующиеся избыточной плотностью и повышенными значениями магнитных свойств.
Исследователь, который детально знаком с геологическим строе нием района работ, с физическими свойствами горных пород, может выбрать ту или другую гипотезу.
Перед нами была поставлена следующая задача. На основе гео логических предпосылок в данном районе можно предполагать на-
40
личие четырех возмущающих объектов с избыточными массами. Нужно найти четыре центра масс и определить избыточную массу
каждого |
тела. |
Д л я |
решения этой задачи аппроксимируем возмущающие массы |
в самом |
первом приближении четырьмя шарами. Зафиксируем |
|
Т а б л и ц а 11 |
Номер точки
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Координаты |
Значение Д g |
||||
|
|
в на |
после |
|
|
|
|
чальном |
наблю |
||
X |
У |
реше |
|||
прибли |
денное |
||||
|
|
жении |
ния |
|
|
|
|
|
|
||
0,3 |
0 |
16,4 |
4,4 |
4,2 |
|
0,75 |
0,55 |
13,0 |
4,6 |
4,2 |
|
0,85 |
—0,15 |
22,0 |
5,6 |
5,2 |
|
1,50 |
0,40 |
14,0 |
4,3 |
4,0 |
|
0,55 |
—0,10 |
12,0 |
5,2 |
5,3 |
|
1,25 |
0,125 |
6,5 |
4,8 |
5,0 |
|
1,125 |
0,55 |
7,1 |
4,4 |
4,5 |
|
0,55 |
0,35 |
9,3 |
4,4 |
4,7 |
|
0,25 |
0,75 |
2,8 |
1,7 |
1,7 |
|
1,25 |
1,00 |
2,3 |
1,9 |
2,3 |
|
точки |
Координаты |
Значение Д g |
|
D. |
|
|
в на |
после |
|
О) |
|
|
чальном |
наблю |
|
X |
У |
реше |
|||
|
|
прибли |
ния |
денное |
|
|
|
|
жении |
|
|
|
|
|
|
|
|
11 |
1,75 |
0,75 |
3,0 |
1,9 |
2,2 |
12 |
1,75 |
0 |
2,7 |
2,3 |
2,3 |
13 |
1,25 |
—0,50 |
2,4 |
2,7 |
3,0 |
14 |
0,50 |
- 0 , 5 0 |
3,8 |
2,7 |
3,0 |
15 |
0 |
0 |
6,0 |
2,1 |
2,0 |
16 |
0,75 |
0,15 |
10,4 |
5,4 |
5,5 |
17 |
—0,35 |
0,50 |
1,0 |
0,7 |
0,5 |
18 |
0,60 |
1,25 |
1,4 |
!,0 |
1,0 |
19 |
2,35 |
0,25 |
0,7 |
0,7 |
0,5 |
20 |
2,00 |
—0,35 |
0,8 |
1,0 |
1,0 |
21 |
0,75 |
—1,25 |
0,5 |
0,6 |
0,5 |
22 |
—0,25 |
—0,75 |
0,7 |
0,6 |
0,4 |
22 точки (/г = 22), выбирая их таким образом, чтобы они наиболее детально характеризовали интерпретируемое поле. В табл. 11 при веден каталог этих точек, где даны координаты и значения аномалии
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а 12 |
|
|
Параметр |
|
Номер |
возмущающего |
тела |
||
|
|
1 |
/ |
2 |
3 |
4 |
|
|
|
|
|||||
|
|
Начальное |
приближение |
|
|||
|
X |
|
0,3 |
|
0,75 |
0,85 |
1,5 |
|
У |
|
0 |
|
0,55 |
—0,15 |
0,4 |
|
h |
|
0,3 |
|
0,35 |
0,25 |
0,3 |
в |
ед M • Ю°т |
|
0,19 |
|
0,20 |
0,18 |
0.17 |
|
|
|
|
Решение |
|
- |
|
|
X |
|
0,38 |
|
0,79 |
0,93 |
1,44 |
|
У |
—0,02 |
|
0,62 |
—0,20 |
0,37 |
|
|
h |
|
0,44 |
|
0,55 |
0,57 |
0,56 |
в |
ед М - 1 0 ° т |
|
0,078 |
0,124 |
0,18 |
0,139 |
|
силы тяжести. Подсчитаем FK0R |
по формуле (1.13). Положим ôàg = |
||||||
= 0,2 мгл, тогда FK0H |
= |
1,76 |
мгл2. |
|
|
||
В табл. |
12 приведены |
параметры тех четырех шаров, которыми |
|||||
мы в первом приближении аппроксимировали |
возмущающие тела. |
||||||
41
