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
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 Ѵ2г, |
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 |