Файл: Автоматизированная система обработки и интерпретации результатов гравиметрических измерений..pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 11.04.2024

Просмотров: 190

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

ходят высоту элементарного тела. Так как высоты

параллелепипедов

определяются

со

знакопеременной погрешностью,

то эта

абсолют­

ная погрешность А, при вычислении

функции Ѵг

будет Д 7

^ 1/3С,

где С — сечение

заданной структуры карты.

 

 

При использовании модификации численного метода, когда

вычисление Ѵг

в

арифметическом

блоке происходит по

формуле

вертикальных материальных линий, вблизи расчетной точки воз­ никает погрешность формы за счет замены параллелепипеда с распре­ деленной массой вертикальной линейной массой. Но, как было показано, разработан алгоритм, по которому проводится выборка оптимального радиуса замены в зависимости от требуемой точности.

Суммарная абсолютная погрешность при расчете Ѵ2

складывается

7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

И З Д Б = 2

Д ь

где Ді ошибка,

обусловленная

заменой

распре-

деленных

масс

точечными

массами, Д 2 погрешность

вследствие

применения таблицы высот, Д 3 ошибка за

счет

конечных

преде­

лов интегрирования, А4 ошибка в результате использования таб­

лиц логарифмов и арктангенсов, Д5 погрешность за счет замены

параллелепипеда материальной линией, Дв погрешность аппрокси­

мации, А, ошибка

вследствие

неточного

определения

высоты

параллелепипеда.

 

 

 

 

 

 

 

 

При модельных расчетах, когда форма тела задана точно, из

указанных выше погрешностей остаются А 2 ,

А4 ,

Дв ,

А7 .

В

случае

необходимости

ошибка

за

счет использования

таблицы логарифмов

и арктангенсов может быть исключена путем применения для их вычисления стандартных программ.

При расчетах Vг от структур, форма которых определена с неко­ торой известной погрешностью («Л/3 сечения карты), и когда нужно

рассчитать Ѵг

от

структуры с какой-то заданной точностью, будут

присутствовать погрешности от А 2 до

Дв . Из них, как

показано

выше, погрешности Д2 , Д4 ,

пренебрежимо малы. Итак, в

реальных

случаях ошибка

результата

 

 

Поскольку

 

Д 2 = А3 + Д5 + Д6

+ Д7 .

(ѴІІІ.8)

слагаемые

абсолютные

погрешности зависимы, то

доля влияния

каждой из них на суммарную погрешность

неизвестна

и можно предположить, что они входят с одинаковым весом. В целом

относительная погрешность

метода

ôt «S 2%

5%.

Г Л А В А

I X

 

 

ОБ ИСПОЛЬЗОВАНИИ

ЗАДАЧ

АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ

СИСТЕМЫ

ДЛЯ

ИНТЕРПРЕТАЦИИ

К настоящему времени сложилось несколько направлений в интер­ претации гравимагнитных данных, основанных на широком приме­ нении ЭВМ.

Исключительно заманчивой, но крайне трудоемкой представляет­ ся перспектива — объединив и показав достоинства и ограничения

93


разнообразных направлений, создать автоматизированную систему интерпретации. Поскольку интерпретация всегда направлена на решение определенных геолого-геофизических задач, такая си­ стема (точнее системы), по-видимому, должна быть специализиро­ ванной, т. е. охватывающей определенный круг проблем, связанных с задачами рудной геофизики, нефтяной геофизики, строением зем­ ной коры и т. п. По существу в ряде вычислительных центров де­ лаются первые шаги в этом направлении — накапливаются библио­ теки программ, реализующих задачи, представляющие геологогеофизическнй интерес для определенной геологической провинции.

В настоящей главе авторы

ставят перед собой более узкую

цель — рассмотреть некоторые

из геолого-геофизических проблем,

в решении которых использовались в той или иной последователь­ ности различные операторы, входящие в рассматриваемую автомати­ зированную систему, т. е. проиллюстрировать на ряде конкретных примеров возможности задач, входящих в AGO, для интерпретации данных.

Процесс интерпретации, в котором используется ЭВМ, прихо­ дится делить пока на три этапа.

1. Постановка ряда четких, несколько формализованных геоло­ гических вопросов для каждого структурно-тектонического региона.

Безусловно подразумевается, • что ставятся те геологические

во­

просы, при решении которых существенную, даже решающую

роль

оказывают ^геофизические методы.

 

2. Разработка и практическое применение методики геофизи­ ческой интерпретации. Для этого нужно выбрать необходимую по­ следовательность произведений операторов п задать содержание и вид функции на выходе. Выбранная последовательность при этом должна обеспечить возможность как проведения качественной интер­ претации, так п получения количественных данных о глубинах, формах, простирании и взаимном расположении аномальных масс.

Методы интерпретации могут быть универсальными, т. е. при­ менимыми для ряда геологических задач, но они должны обязательно обеспечивать требуемую точность решения в зависимости от точ­ ности исходных данных. В случае, указанном выше, возрастает достоверность результатов. Условно, этот этап можно назвать гео­ физической интерпретацией.

3. Геологическая интерпретация. Ее задача в том, чтобы на базе фактического геологического материала и результатов геофизи­ ческой интерпретации давать ответы на поставленные геологические вопросы. Алгоритмы этого этапа не найдены.'

Рассмотрим очень кратко первый этап — некоторые геологичес­ кие вопросы, возникающие в разных районах (Вилюйская впадина, юго-западная окраина Русской платформы, Прибалтийская синеклиза и ряд других регионов), где применялся комплекс методов, реализованных на ЭВМ и входящих в АСО [47, 49, 51, 57].

Для платформенных областей геологические вопросы были сфор­ мулированы следующим образом: 1) изучение рельефа поверхности

94


кристаллического фундамента; 2) изучение структур кристалли­ ческого фундамента и контролируемого этими структурами состава пород, слагающих фундамент; 3) изучение формы, глубины и приуро­

ченности верхних

кромок

интрузий к

поверхности фундамента;

4) выделение зон

(блоков)

фундамента

характеризующихся опре­

деленным составом и имеющих в плане чаще всего прямоугольную или ромбовидную форму; 5) изучение дизъюнктивных нарушений тина глубинных разломов, контролирующих границы блоков; часто к этим разломам бывают приурочены интрузивные тела; 6) установ­

ление

связи

между

строением и рельефом кристаллического фунда­

мента

и строением

осадочной толщи. Кроме того, был определен

ряд других,

более частных задач.

В окраинных частях платформы при глубоко погруженном фун­ даменте проблемы следующие: 1) установление связи между особен­ ностями строения земной коры (мощности, глубины) и тектоничес­ ким строением и мощностью осадочного чехла; 2) выделение зон нарушения типа региональных флексур и сбросов и изучение их местоположения, морфологии, элементов залегания и связи со строе­ нием консолидированного фундамента (к этим зонам обычно бывают приурочены структуры осадочного чехла); 3) изучение тектоничес­ ких нарушений локального типа (как пликативных, так и дизъюнктивных); 4) определение местоположения, формы, про­ стирания и унаследованности развития структур осадочного чехла в различных структурно-тектонических этажах и ряд других проблем.

Для решения поставленных геологических проблем на втором

этапе (геофизическая интерпретация) применялись задачи,

методы

и алгоритмы, решение которых изложено

в гл. V I — V I I I .

Результаты расчетов по этим задачам

(геофизическая

интепре-

тация) служат основой геологической интерпретации. Всякая интер­ претация, безусловно, процесс творческий. Однако, исходя из нашего опыта, отнюдь не охватывающего все возможности этого комплекса задач, можно наметить следующую последовательность в анализе исходных гравимагнитных полей и результатов расчетов по ним, полученных на ЭВМ.

Обычно существует несколько схематических представлений о ге­ ологическом строении исследуемой провинции. Результаты реше­ ния прямой задачи от сложных моделей, отражающих геологичес­ кое строение региона, позволяют проверить достоверность суще­ ствующих геологических концепций. Для этого, учитывая геологи­ ческие соображения и материалы других геофизических методов, можно задаться некоторым набором типов тел, характерных для данной геологической провинции, и с помощью программ решения прямой задачи, обладающих широкими возможностями, рассчитать ряд потенциальных полей при вариациях параметров выбранных типов тел. Таким образом, программы могут выступать как обобщен­ ный тип палеток, используемых при графическом способе решения обратной задачи.


 

При пересчете аномальных потенциальных полей в верхнее

полупространство до некоторой степени ослабляется

гравитацион­

ное влияние

остаточных

аномалий,

обусловленных

небольшими

гт

относительно неглубоко

залегающими массами

(структурами).

В

последнее

десятилетие, в связи с

интенсивным внедрением ЭВМ

в практику интерпретации, карты регионального фона стали широко и успешно использоваться всеми исследователями при качественном анализе' глубинных факторов. Кроме того, карты регионального фона существенно помогают выделять крупные блоки фундамента. При­ знаками для прослеживания границ блоков являются: 1) наличие

зон

гравитационных ступеней на исходной и трансформированной

[V2

(z)} картах; 2) приуроченность к

этим зонам системы магнитных

аномалий;. 3) изменение направления

простираний, устанавливаемое

по розам остаточных аномалий и карте магнитных аномалий и их

конфигурации; 4)

резкое

увеличение

горизонтальных

градиентов

при

пересчете Aga

и za (или ДГ а ) в нижнее полупространство; 5) по­

ведение функции

Vz

(z)/V2

(0) в

зоне

больших

градиентов.

 

Пересчет аномалий Agt,

и

za в нижнее полупространство

оказы­

вает

существенную

помощь

при

выяснении

их природы.

Так,

если, по имеющимся геологическим

данным, в верхнем

структурном

этаже интрузивный комплекс не развит, то совпадение глубин масс, полученных по аномалиям A'ga и za , пересчитанным в нижнее полу­ пространство, будет служить косвенным признаком того, что эти аномалии генетически связаны, а массы находятся в теле кристалли­ ческого фундамента. Тем самым можно оценить глубину залегания кристаллического фундамента.

Изучая строение земной коры, мы использовали этот метод интерпретации на территории части юго-западной окраины Русской платформы. Удалось оценить глубины до магнитоактивных и грави-

тирующих масс

и высказать некоторые соображения относительно

их природы.

 

При изучении

строения кристаллического фундамента возникает

вопрос разделения гравитационных аномалий, обусловленных рель­ ефом фундамента и его петрографическим составом. Для этого, на­

ряду с функциями Aga\z>о и

z a | 2 > 0 , с помощью программы решения

прямой задачи

рассчитывается эффект от

поверхности фундамента

с постоянной

плотностью.

Анализируя

затем разностную карту

в комплексе с данными магниторазведки, можно выделить аномалии, обусловленные петрографическим составом фундамента. Последую­ щим этапом в решении поставленной геологической задачи служат расчеты гравитационного эффекта по программе с учетом переменной плотности.

Анализ исходных карт остаточных аномалий состоит в класси­ фикации аномалий по следующим признакам: простиранию, форме,

размерам,

интенсивности. По этим

признакам на разных картах

независимо

выделяются области (зоны), внутри которых

аномалии

однотипны.

Затем,

сопоставляются

зоны

на картах

AT а

( и л и z a)

с зонами на картах

Ѵг2 ( или остаточных

аномалий).

 

 

96


Если глубина кристаллического фундамента на территории исследований не превышает приблизительно 2,5—3 км, то обычно зоны, выделенные по магнитным полям и полям вертикальных производных, совпадают в основных чертах. Это совпадение, есте­ ственно, указывает на то, что природа аномалий Ѵгг, полученных по региональным гравиметрическим съемкам, обусловлена в основном составом и строением верхних частей кристаллического фундамента. Важнейшие элементы, характеризующие поле, — видимое простира­ ние аномалий и их азимуты. Численный, статистический анализ их выполняется по розам простираний. На розах выделяются господ­ ствующие и подчиненные простирания. Господствующему простира­ нию соответствует максимум амплитуд на розе, следовательно, это простирание характерно для относительного (в процентах) большин­ ства аномалий (рис. 18). Подчиненному простиранию соответствует тоже максимум на розе, но меньший по сравнению с величиной максимума господствующего простирания. Следовательно, подчинен­ ное простирание характерно для относительно меньшего числа аномалий. Особый интерес представляют тщательный анализ под­ чиненных простираний и анализ перехода господствующих прости­ раний в подчиненные и наоборот. При наложении складчатостей разного возраста одной на другую происходит переработка преды­ дущего структурного плана. Поэтому, если в какой-то зоне выделяется господствующее простирание, характерное для всей зоны, то дан­ ное направление можно считать характерным для самой молодой фазы тектогенеза данного региона. Прослеживая переход господ­ ствующих простираний в подчиненные на границе смежных участ­ ков и зон, можно делать предположения о том, в какой мере тектони­ ческие преобразования, приведшие к формированию одной зоны, распространились на смежные участки, и об относительном воз­ расте этих преобразований.

Известно, что состав пород, слагающих фундамент, контроли­ руется складчатостью и тектоническим строением.кристаллического фундамента. В связи с этим, при наличии конкретного геологиче­ ского материала, на основе изложенного выше анализа можно дать

геологическую

интерпретацию выделенным

зонам.

 

 

Для выделения зон нарушений типа сбросов или флексур исполь­

зуются

карты

векторов горизонтальных

градиентов

или

карты

Ѵ„ и У

у,

 

 

 

 

Если глубина залегания кристаллического фундамента

превы­

шает приблизительно 2,5—3 км, то зоны,

выделенные

по

картам

Z a и Ѵ,

не совпадают; при этом и тип аномалий бывает различный.

В данном случае аномалии Ѵ22, полученные по региональным гра­ виметрическим съемкам в основном отражают общие черты строения осадочного чехла. Тогда возникает необходимость вычисления гравитационного влияния от контактных поверхностей в осадочной толще. Особенный интерес представляют расчеты от контактных поверхностей при переменной плотности. Когда в районе исследо­ ваний установлена зависимость между остаточными аномалиями

7 заьаз 7G

97