19

ВВЕДЕНИЕ

Настоящие методические указания преследуют цель ознакомить студентов на практических примерах с приемами и методами интерпретации гравитационных и магнитных аномалий. Задача подобного рода встает перед студентами в процессе изучения дисциплины «Интерпретация гравитационных и магнитных аномалий». Знакомство студентов с основными приемами геологического истолкования аномалий гравитационного и магнитного полей является важнейшей частью образовательного процесса в методах полевой геофизики.

Теория интерпретации вышеуказанной дисциплины не является простой. Для ее освоения необходима математическая база, требуется знание физики горных пород, познаний в области геологии.

. Применение комплексной интерпретации геофизических данных гравиразведки, магниторазведки, сейсморазведки позволяет значительно повысить качество получаемой геологической информации.

Методические указания содержат краткую теорию и практические задания, выполнение которых будет способствовать приобретению определенных навыков при интерпретации потенциальных полей

Теоретические основы метода

Гравиразведка и магниторазведка являются геофизическими методами, предназначенными для решения геологических задач по изучению глубинного строения частей земной коры, поисков и разведки месторождений полезных ископаемых. Методы включают в себя проведение наземных или аэросъемок района работ и истолкование полученных результатов с целью получения новой геологической информации. В результате проведения полевых работ геофизики получают карты и графики аномалий, в которых содержится геологическая информация.

Основная цель интерпретации - извлечение полезной информации в соответствие с поставленной геологической задачей и представление ее в форме, удобной для дальнейшего использования. Полнота извлечения определяется тем объемом геологической и геофизической информации, которая имеется к моменту начала интерпретации.

Имеющуюся информацию принято называть априорной, которая является основой формирования модельных представлений о геологическом строении района работ. Под моделью здесь понимают совместимость принятых упрощений, выраженных в формализованном виде.

В процессе интерпретации встречается два типа процедур выполняемых интерпретатором: аналитические и синтетические

Процедуры, сущность которых состоит в преобразовании числовых массивов: трансформации поля силы тяжести, вычислении гравитационных эффектов от моделей заданной формы, пересчета в нижнее или верхнее полупространство с помощью ЭВМ, называются аналитическими.

Процедуры, связанные с осмыслением полученной информации, называются синтетическими, большинство из которых формализации не поддается.

Интерпретация гравитационных аномалий представляет собой упорядоченную совместимость аналитических и синтетических процедур, извлечение информации из данных гравиметрической съемки при заданном объеме априорной информации с целью решения поставленной геологической задачи.

Исходными данными для интерпретации материалов гравиразведки являются аномалии силы тяжести в редукции Буге, для магниторазведки- аномалии магнитного поля.

Гравиразведка и магниторазведка применяются на практике для решения огромного количества разнообразных геологических задач, поэтому задачи интерпретации гравитационных и магнитных аномалий чрезвычайно разнообразны. Наиболее часто интерпретатору приходиться решать задачи трёх основных типов.

Первый тип геологических задач – это задачи обнаружения геологических объектов. Иногда обнаруженные аномалии значительны по амплитуде и по размерам, легко выделяются по картам графиков аномальных полей и по картам изолиний. В этих случаях обнаружение может быть проведено визуально. Однако многие геологические объекты создают небольшие аномалии, не проявляющиеся достаточно отчётливо на картах и не обнаруживаемые визуально из-за многочисленных помех геологического происхождения. Для обнаружения слабых аномалий и для их выделения на фоне помех разработаны многочисленные, преимущественно статистические способы, нуждающиеся в применении ЭВМ.

Второй тип интерпретационных задач – задачи разделения аномалий и локализации интересующих объектов различными способами. Эти задачи часто решаются на практике, потому что аномальные поля достаточно сложны и связаны с геологическими объектами, расположенными на разных глубинах.

Третий тип интерпретационных задач – это задачи количественной интерпретации. Они заключаются в определении интерпретационной модели, удовлетворяющей как наблюдённому полю, так и априорной геологической информации.

Интерпретация гравитационных и магнитных аномалий делится на качественную и количественную.

Качественная интерпретация заключается в анализе особенностей наблюденного гравитационного или магнитного поля, в результате которого получают сведения о вероятном местоположении источников аномалий. По результатам качественной интерпретации составляют схему распределения аномалий.

Для выявления гравитационного влияния от отдельных геологических структур суммарное наблюденное аномальное поле необходимо разделить на отдельные составляющие. Разделение гравитационного поля, его преобразование называется трансформацией гравитационных аномалий. Процедуры по разделению полей условно можно разделить на три класса: аналитическое продолжение на новые уровни (в верхнее или в нижнее полупространство), расчет высших производных, осреднение аномального поля.

Количественная интерпретация заключается в определении глубины залегания, формы и размеров геологических тел по аномальному распределению поля.

Количественная интерпретация предполагает решение двух задач: прямой и обратной. Прямая задача состоит в вычислении аномальных эффектов, которые создают геологические тела. Для ее решения должны быть заданы форма, размеры, глубина залегания, а также избыточная плотность или интенсивность намагничивания. При решении обратной задачи по аномальному распределению поля определяют элементы залегания возмущающего тела. Обе задачи взаимно связаны, но характеры их решения различны. Прямая задача имеет единственное решение. Обратная задача ввиду своей неоднозначности единственного решения не имеет.

Приведённая классификация задач интерпретации отражает постановки решаемых геологических задач. Многие подходы к решению в задачах разного типа фактически одинаковы. Наиболее распространённые способы обнаружения аномалий базируются на применении приёмов разделения полей. Сложность и многоплановость практических интерпретационных задач привели к необходимости отработки основных приёмов интерпретации гравитационных и магнитных аномалий на упрощённых моделях.

В методических указаниях рассмотрены теоретические основы к лабораторным работам по качественной и количественной интерпретации гравитационных и магнитных аномалий.