Методы анализа объемного гравитационного поля

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ............................................... 3
ГЛАВА 1. ОПТИМИЗАЦИЯ ПЕРВИЧНОЙ ОБРАБОТКИ ГРАВИМЕТРИЧЕСКИХ НАБЛЮДЕНИЙ............................. 8
1.1. Учет смещения нуль-пункта гравиметра способом «плавающих графиков»........................................................ 8
1.2. Вычисление приращений силы тяжести, полученных по результатам съемки двумя и более гравиметрами, с учетом нелинейности смещения нуль-пунюга чувствительной системы гравиметров..................................................... 15
1.3. Определение нормального гравитационного поля Земли с учетом особенностей детальной гравиметрической съемки...... 17
ГЛАВА 2. ВЕКТОРНАЯ ОБРАБОТКА НАЗЕМНЫХ И
\ V -
ПОДЗЕМНЫХ ГРАВИМЕТРИЧЕСКИХ^НАБЛЮДЕНИЙ 24
2.1. Теоретические основы метода................................ 27
2.2. Расчет основных параметров векторной обработки гравитационного поля............................................ 30
2.2.1. Способы выбора конфигурации окна осреднения векторов ............................................ 35
2.2.2. Коэффициент уменьшения линейного размера окна 35
2.2.3. Учег краевого эффекта на границе прямоугольной области ............................................... 36
2.3. Определение локальной и региональной составляющих поля .... 38
2.4. Определение разностной составляющей векторного поля 38
2.5. Трехмерная диаграмма поля.................................. 41
2.6. Определение эффективных глубин источников аномалий 43
2.7. Пространственное разделение расположенных друг под другом источников аномалий............................................. 45
2.8. Классификация карт и диаграмм гравитационного поля......... 50
2.9. Оценка точности карт и диаграмм гравитационного поля, получаемых в результате векторной обработки..................... 58
2
ГЛАВА 3. МЕТОДЫ КОЛИЧЕСТВЕННОЙ ИНТЕРПРЕТАЦИИ РЕЗУЛЬТАТОВ ОБЪЕМНОЙ ГРАВИМЕТРИЧЕСКОЙ СЪЕМКИ.................................... 72
3.1. Определение плотностей по результатам наземно-подземной гравиметрической съемки........................................... 73
3.1.1. Определение плотности пород.............................. 73
3.1.2. Определение плотностей подработанного массива
по наклонным линиям............................................. 75
3.1.3. Применение формулы вычисления плотности для наклонного пласта........................................ 80
3.1.4. Оценка точности определения плотностей................... 83
3.1.5. Исследование зависимости погрешности определения плотностей от горизонтального расстояния между точками наблюдений...................................................... 85
3.1.6. Влияние аномального вертикального градиента на результаты определения плотности........................... 87
3.1.7. Обоснование необходимости учета фигуры Земли при вычислении нормального вертикального градиента для плотностных расчетов............................................ 88
3.2. Геолого-плотностное моделирование разреза на основе послойного подбора разностных компонент трансформированного векторного поля..................................................... 90
3.3. Интерпретация и разделение источников аномалий наземного и подземного гравитационного поля на основе совместной векторной обработки........................................................... 95
3.4. Полярная трансформация результатов пространственной гравиметрической съемки............................................ 100
3.4.1. Вычисление вертикального градиента силы тяжесги по
наземной гравиметрической съемке.............................. 108
ЗАКЛЮЧЕНИЕ..................................................... 114
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ.............................................. 117
10
3. Изменение функции происходит гармонически.
При бережном отношении к гравиметру упругие свойства чувствительной системы меняются постепенно. Это подтверждается исследованиями смещения нуль-пункта кварцевых гравиметров [21] (рис. 1.1.) Смещение носит, как правило, синусоидальный характер с постепеним смещением в положительную или отрицательную сторону.
4. В течение полевого выхода пройдено не менее одного рейса.
5. График смещения нуль-пункта был заранее исследован в условиях близких к полевым (желательно).
Учет смещения производится в следующей последовательности:
1. На графике зависимости смещения нуль-пункта от времени отложить точки соответствующие начальным пунктам всех рейсов, пройденных за один полевой выход , а также величины сползания нуля (рис.1.2.а).
2. Разделить горизонтальную ось графика на интервалы, объединяющие зависимые рейсы (на рис. 1.2.а график разбит пунктирной линией).
3. Перемещая интервалы параллельно вертикальной оси, добиться наиболее гармоничного их сочленения. В случае, когда график смещения исследован заранее, добиться приблизительного соответствия полученной кривой виду исследованной зависимости. Соединив все точки, получим кривую (рис. 1.2.6).
4. Отложив на временной оси значения соответствующие рядовым пунктам, провести вертикальные прямые как на рис. 1.2.б. Горизонтальные прямые, проведенные через начальные точки каждого рейса, дадут графические значения поправок за смещение нуль-пункта.
Таким образом, подразумевается что каждая точка отдельного рейса помимо изменяющейся во времени величины нуль-пункта имеет и неизменную составляющую, числено равную смещению нуль-пункта начальной точки рейса относительно единого графика, объединяющего рейсы на временной оси.
11
На рис. 1.2.в и рис. 1.2.г даны соответствующие графики для второго гравиметра (ГНУ-КВ). Сравнительный анализ графиков позволяет сделать вывод о характере смещения нуль-пункта гравиметров. Заметна цикличность с достаточно большой частотой для первого гравиметра, и почти линейность -для второго. Это, в частности, объяснило наличие локальных скоплений выбракованных значений в табл. 1.2. По времени они совпадают с перегибами графика смещения нуль-пункта.
Учет смещения нуль-пункта вышеизложенным способом был проведен при вычислении приращений силы тяжести каркасной сети для гравиметрической съемки М 1:10 ООО. Каркасная сеть представляла собой центральную систему, состоящую из четырех замкнутых независимых полигонов. На каждом пункте сети было получена по четыре приращения силы тяжести. В табл.2 даны среднеарифметические отклонения полученные по формуле
ЕДЯ,
К =
«
п
-А#,
(1.2)
где 1 - порядковый номер приращения; п - количество приращений, полученных для одного опорного пункта; Дgj - приращения силы тяжести, вычисленные при линейном учете смещения нуль-пункта.
Можно обратить внимание на наличие локальных скоплений выбракованных значений VI (превышающих двойную точность прибора) для гравиметра ГНУ-КС. Их можно объяснить харакгером смещения нуль-пункта гравиметра (рис. 1.2.б). Кроме того кривые, построенные описанным выше способом, показывают совпадение по времени этих скоплений с перегибами графика нуль-пункта гравиметра.