3.3 Методи трансформації магнітних полів

Трансформації за методами осереднення, згладжування, розрахунку похідних магнітного поля та деякі інші за визначенням та геологічним змістом подібні до трансформацій гравітаційних полів. Однак зв’язок між параметрами трансформацій і глибиною залягання джерел магнітних аномалій інший. Це пов’язано з відмінністю форм та лінійних розмірів аномалій магнітного поля. Так, залежність між розмірами вікна осереднення та глибиною залягання геологічних утворень, аномалії від яких необхідно виділити в сумарному полі за таким способом, в більшості випадків можна прийняти L  (14)h_ℓ , де h_ℓ – передбачена глибина залягання пошукових об’єктів.

Перерахунок магнітних аномалій у верхній півпростір пропонується виконувати за способом Логачова А.А. Припускається, що поле зумовлене не реальним розрізом, а фіктивними магнітними масами, які розташовані вздовж профілю спостережень. За такими умовами по профілю спостережень кожна точка x₀ розташована безпосередньо на поверхні фіктивного намагніченого тіла. Для намагніченості вертикального спрямування спостережене поле Z або T можна пов’язати з поверхневою густиною фіктивних магнітних мас  за формулою:

. (3.37)

Звідки поверхнева густина:

. (3.38)

Приймають, що в межах кроку спостережень x поверхня є горизонтальною площиною, а густина  є сталою. Для такої моделі поле в точці P на висоті h, зумовлене одним відрізком x (рисунок 3.4), визначається:

, (3.39)

де  - кут бачення інтервалу x із точки Р;

Z(x₀) – спостережене поле в точці x₀, що у центрі площадки x.

P



Z(x₀)

x (x₀)

Рисунок 3.4

Поле в точці P, зумовлене розподілом поверхневої густини  по всьому профілю, є сумою полів окремих інтервалів x:

, (3.40)

де M – кількість інтервалів.

Перерахунок магнітних аномалій у нижній півпростірдозволяє визначати розподіл поля під поверхнею спостережень, де воно буде зростати при наближенні до так званих особливих точок розрізу. Такими є центри магнітних мас геологічних утворень, точки зламу геологічних границь. Таким чином, за особливими точками можуть бути виявлені особливості в будові геологічного розрізу.

Перераховувати магнітне поле, спостережене по профілю, вниз можна за способом, що описаний для гравітаційних полів, однак при умові, що попередньо магнітне поле продовжено на висоту h способом (3.40), або за формулою Страхова В.Н.:

(3.41)

Як випливає з формули, значення з кривої спостереженого поля необхідно знімати в точках по профілю, що розташовані від розрахункової точки x₀ на відстані 0.5h, h , 2h , 3h та 6h.

За значеннями поля на рівні зйомки і на різних рівнях перерахунку (наприклад, із кроком h_ℓ/6) будують вертикальну карту ізодинам (рисунок 3.5). На карті можуть бути виділені особливі точки, за якими будують схематичний геологічний розріз.

Перерахунок полів униз можливий лише доти, поки глибина перерахунку по розрізу вище особливих точок.

Перед перерахунком униз краще всього наближено оцінити глибину залягання джерел корисних аномалій h_ℓ, далі спостережене поле згладити з вікном, яке за розмірами менше передбачених лінійних розмірів корисних аномалій, а перерахунок вниз виконувати на глибини менші ніж h_ℓ.

x

100 50

-50 200 0

400

z

Рисунок 3.5 – Вертикальна карта ізодинам Z

Питання для самоперевірки

1) Задачі, що вирішуються за допомогою трансформацій.

2) Проблеми, пов’язані з використанням трансформацій.

3) Варіанти отримання локальних аномалій.

4) Залежність між параметрами трансформацій, спостереженим і трансформованим полем. Відповіді надати прикладами.

5) Залежність параметрів трансформацій від будови геологічного розрізу.

6) Відмінність трансформацій гравітаційних і магнітних полів.

Література

1. Миронов В.С. Курс гравиразведки. Л-д.: Недра, 1972, -512с.

2. Березкин В.М. Применение гравиразведки для поисков месторождений нефти и газа. М., Недра, 1973, -264с.

3. Гринкевич Г.И. Магниторазведка. М.: Недра, 1971, -269с.

РОЗДІЛ 4 ЕКСПРЕС-МЕТОДИ РІШЕННЯ ОБЕРНЕНИХ

ЗАДАЧГРАВІРОЗВІДКИ І МАГНІТОРОЗВІДКИ

Геологічна інтерпретація гравітаційних та магнітних полів, спостережених біля поверхні землі, спрямована на виявлення закономірностей розподілу аномалій, встановлення зв’язку між цими закономірностями і геологічними утворен-нями з метою рішення різноманітних геологічних задач.

Достовірність інтерпретації аномалій залежить від складності геологічної будови району досліджень та ступеня його геолого-геофізичної вивченості. З використанням апріорних даних установлюють зв’язок аномалій з тими чи іншими комплексами порід, визначають ймовірне розташування таких структурно-тектонічних елементів, як зон розломів, антиклінальних і синклінальних структур, окремих рудних тіл і таке інше. Таку інтерпретацію називають якісною. При певних умовах крім якісних зв’язків поля з особливостями будови територій спеціальними математичними засобами можуть бути визначені додаткові параметри геологічних об’єктів (глибина залягання, розміри, форма). Таку інтерпретацію називають кількісною.

Відмінність якісної та кількісної інтерпретації полягає в тому, що при першій виявляють геологічну природу аномалій, а при другій – уточнюють параметри об’єктів, природа яких уже встановлена. В той же час є такі засоби поглибленої кількісної інтерпретації, за допомогою яких при певних умовах можна виявляти нові об’єкти, природу яких необхідно встановити. Таким чином якісна та кількісна інтерпретації взаємозв’язані. При кількісній інтерпретації застосовують методи рішення прямих і обернених задач.

З метою оцінки точності побудов параметричних моделей геологічного розрізу вирішують пряму задачу і порівнюють теоретично розраховане (модельне) поле зі спостереженим. За результатами візуального порівняння й аналізу характеру розбіжності полів можливе корегування, тобто уточнення й деталізація, параметрів моделі.

Обернена задачаполягає в розрахунках параметрів геологічних об’єктів за заданою аномалією чи розподілом аномалій поля. Параметрами об’єктів є такі: глибина залягання, форма, розміри та розподіл густини й намагніченості в їхніх межах. Властивості потенціальних полів зумовлюють неоднозначність рішення обернених задач. До заданого аномального спостереженого поля є можливість підібрати декілька моделей будови геологічного розрізу. Зменшення такої неоднозначності досягається вибором певного класу моделей, на якому обернену задачу можна сформулювати як таку, що буде мати єдине геологічно змістовне рішення, тобто буде коректною. Як правило, локальні аномалії зумовлені компактними геологічними утвореннями. Методи інтерпретації ізольованих локальних аномалій засновані на використанні найпростіших модельних класів, якими є класи елементарних тіл (однорідних тіл правильної геометричної форми). Ці досить прості й швидкі методи називаються експрес-методами. Вони дозволяють оцінити глибину залягання, надлишкову масу (магнітний момент), а в деяких випадках і розміри об’єктів. Інтерпретація за такими методами вважається досить точною, якщо похибки визначення параметрів складають не більше 10%. Однак похибки можуть складати і більший відсоток, що залежить від ступеня відхилення реального об’єкта від тіла правильної форми та від точності виділення локальної аномалії із сумарного спостереженого поля.

Експрес-методи поділяються на три основні групи: способи характерних точок і дотичних та інтегральні методи. Виклад експрес-методів подано нижче.