Файл: Булах Е.Г. Автоматизированная система интерпретации гравитационных аномалий (метод минимизации).pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 28.07.2024
Просмотров: 105
Скачиваний: 0
Геологическое картирование сложных районов
Рассмотрим небольшую территорию в пределах Среднего Побужья. Здесь было собрано много фактического геологического и геофизического материала. Исходными данными для подбора слу жили наблюденная аномалия силы тяжести и первичный геологи ческий разрез с плотностными характеристиками всех разновидно стей пород. Расчет производился по системе параллельных профилей, пересекающих основные геологические структуры района, а также по небольшим профилям в пределах отдельных структур. Такое
расположение |
профилей позволяет коррелировать по |
простира |
||
нию |
не |
только |
крупные структуры, но и отдельные протяженные |
|
тела. |
В |
районе |
исследования есть геологические объекты, |
конфигу |
рация которых довольно хорошо изучена геологическими и геофи зическими методами. В этом случае размеры тел закреплялись и не могли изменяться в процессе дальнейших расчетов. Примером могут служить отдельные участки детально разбуренной Тарноватской синклинали. Она выполнена породами метабазитового и ультрабазитового комплекса, резко отличными по физическим свойствам от довольно монотонной толщи мигматитов. Последние наиболее широко распространены в данном районе и служат как бы вмещающей массой для всех других комплексов пород. После
решения |
прямой задачи от первоначального геологического разреза |
в схему |
вносились различные добавления и исправления. Трудо |
емкость |
этого этапа полностью зависит от достоверности первона |
чальной |
геологической схемы. |
На рис. 30 приведена схема геологического строения одного из участков района исследований. Здесь четко выделяется Тарноватская синклиналь. В северной части — это неглубокая (150—200 м) складка с очень пологим падением крыльев. К югу наблюдается погружение шарнира складки на глубину 600 м и более при одно временном уменьшении ширины структуры. Этим вызвано постепен ное увеличение крутизны крыльев складки до образования опроки нутого залегания пород восточного крыла. Структура сложена плотными (а = 3,04 г/см3) породами метабазитового комплекса, но к югу в ее строении принимают участие пласты амфиболовых гнейсов (плотность 2,9 г/см3). Четко фиксируются небольшие тела серпентинитов (плотность 2,46 г/см3). Они обусловливают локальные минимумы в зонах максимумов силы тяжести. Эти максимумы вы званы плотными породами продуктивной толщи. Анализируя поле силы тяжести, мы получили основание предполагать наличие не скольких небольших тел серпентинитов в неглубоких синклинальных складках к западу от Тарноватской синклинали.
Удалось установить, что тела серпентинитов и серпентинизированных ультрабазитов пространственно совпадают с массивами метабазитов и обычно слагают небольшие согласные массивы не значительной мощности. Относительно большие площади отдель ных тел в плане в пределах Тарноватской, Капитановской и
101
Деренюхинской синклиналей обусловлены очень пологим залегани ем пластов пород ь пределах этих структур.
Таким образом, удалось выделить в плане и проследить на
глубину значительное количество крупных и |
мелких |
складчатых |
||||||||
структур, |
а |
также |
множество |
отдельных |
протяженных |
тел, |
||||
участвующих |
в образовании |
складок. |
|
|
|
|
||||
В районе исследования выделены небольшие геологические тела. |
||||||||||
Они |
сложены |
очень |
плотными и сильно магнитными породами |
|||||||
скарнового типа, которые, судя по результатам |
геологических |
иссле |
||||||||
дований, приурочены |
к зонам |
контактов пород метабазитового и ги- |
||||||||
пербазитового |
комплексов с гранитами. В редких случаях |
мощность |
||||||||
таких |
тел |
достигает |
100 м при довольно значительной |
протяжен |
||||||
ности. Образование |
их, вероятно, |
следует связывать |
с |
интенсив |
ным привносом свободного магнетита в зону активного контакта. Даже в участках слабой дифференциации аномалии силы тяжес ти над структурами антиклинального типа удается определить про
странственное положение отдельных тел плотных пород, принимаю щих участие в их образовании. На известных до сих пор геологиче ских картах и схемах в ядерных частях таких структур изображали крупные массивы чарнокитов, наличием которых объясняли вы сокий фон (до 1000 у ) и мозаичный характер магнитного поля. На наших построениях массивов чарнокитов нет, а характер магнит ного поля объясняется сложным строением этих участков, в преде лах которых отмечается значительная насыщенность мелкими телами плотных интенсивно магнитных пород типа амфиболитов,
пироксеновых, амфиболовых |
и |
биотитовых |
гнейсов, чарнокитов |
|
и |
магнитоактивных розовых |
мелкозернистых |
гранитов. Высокая |
|
магнитная интенсивность перечисленных пород обусловлена преж |
||||
де |
всего значительным (от 1 |
до |
3%) содержанием свободного тон |
кораспыленного магнетита. Этот минерал обнаружен в шлифах. Породы, составляющие мелкие тела в пределах антиклиналей, ха рактеризуются, в первую очередь, наличием свободного магнетита. Эти же породы в синклинальных структурах проявляются как прак тически немагнитные.
Вероятно, выделение свободного магнетита обусловлено более высокой степенью гранитизации пород нижнего структурного этажа. Ксенолиты этих пород имеют периклинальное замыкание при отно сительно крутом (60—70°) падении от центра. Эго послужило осно ванием для выделения таких структур как антиклинали или ку
полообразные поднятия. На наших построениях они |
представляют |
|
образования нижнего структурного этажа в виде |
жестких |
глыб, |
которым подчинено развитие линейной складчатости |
пород верхне |
|
го структурного этажа. |
|
|
Д л я правильного картирования пород необходимо знание |
текто |
нического строения района исследований. Разломная тектоника, обусловливая блоковое строение территории, создает своего рода ре гиональный фон для мелких структур самой верхней части земной коры, определяющих интенсивную дифференциацию наблюденного
102
|
/ ~-.2 |
J |
-'S |
v-5 |
л-7 |
h-g |
p-g x-fO +-11 ~-1Z —13 |
Р и с . |
30. Геологическая схема и разрезы |
одного |
из участков Среднего Побужья : |
||||
/ — |
наблюденная |
аномалия |
силы тяжести, |
2 — аномалия, рассчитанная от подобранного |
разреза, 3 — аномалия за счет разломной тектоники, 4 — значение избыточной |
плотности, |
|||
5 |
— серпентиниты, |
6 — амфиболиты, 7 — амфиболовые гнейсы, 8 — биотнтовые гнейсы, |
||
9 |
— пироксеновые |
гнейсы, 10 — чарнокнты, |
/ / — граниты, 12 — мигматиты, |
13 — тек |
|
|
тонические |
нарушения . |
|
поля силы тяжести. Исключение или учет этого фона дает возмож ность правильно проводить количественную интерпретацию ано малий как по отдельным профилям, так и в плане. В районе иссле дования четко определены границы крупных блоков, которые не значительно отличаются по плотности. Эти тектонические контакты сбросового типа, прослеживаются на значительные расстояния по простиранию и на глубину.
Структурно-тектонический план участка предопределен нали чием двух систем тектонических нарушений — северо-западной и северо-восточной, из которых первая оказывает более значительное влияние на формирование мелкоблокового характера докембрийских образований участка. При этом отмечается ступенчатое возвы шение (типа горста) центральных частей жестких глыб. Возможно, этими поднятиями обусловлено образование пологих складок, сло женных породами гнейсовой толщи. Нужно отметить, что не только складчатость пород верхнего структурного этажа подчинена конту рам жестких глыб, а и тектонические нарушения проявляют тен денцию к огибанию центральных частей этих глыб.
Характерно, что приподнятые блоки сложены более легкими породами. Блоковые подвижки отразились главным образом на строении вмещающей толщи, представленной монотонными мигма титами с многочисленными ксенолитами более плотных пород. Поэтому можно сделать вывод, что с глубиной плотность пород вме щающей толщи уменьшается до определенного предела. Такую за кономерность можно объяснить более высокой степенью грани тизации и, соответственно, уменьшением количества ксенолитов плотных пород. Вероятно, именно этим следует объяснить значи тельные колебания плотности мигматитов (2,51—2,67 г/см3).
Приведенные примеры демонстрируют эффективность примене ния метода минимизации при решении задач структурной геологии в различных ситуациях и при разном состоянии изученности. Ес тественно, чем лучше в геологическом отношении изучена террито рия, чем достовернее схема первоначального приближения, тем эффективнее применение автоматизированной системы. Однако да же при самой скудной геологической информации система позво ляет с количественной стороны оценить достоверность какой-либо предпосылки и выбрать из многих вариантов наиболее оптимальную геологическую схему. Последняя может послужить опорой для кон кретизации геологических исследований.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В этой работе изложены некоторые вопросы применения метода минимизации для интерпретации гравитационных аномалий. Полу чена довольно полная автоматизированная система интерпретации: оценка первоначального варианта геологической схемы-гипотезы, подбор фоновой функции, уточнение плотностных параметров и уточнение конфигурации геологических объектов. На протяжении нескольких лет этот метод опробовался на разнообразных примерах. Всегда удавалось получить хорошие результаты. Можно отметить, что иногда при очень несовершенной геологической схеме началь ного приближения получались результаты, противоречащие геоло гическим предпосылкам. Анализ такого решения всегда позволял интерпретатору целенаправленно перестроить схему-гипотезу и пре одолеть возникающие противоречия.
Такой же метод может быть применен для создания автоматизи рованной системы интерпретации магнитных аномалий [50]. Ко нечно, описанная методика наиболее эффективно может быть при менена в тех случаях, когда границы возмущающих тел составляют крутые контакты.
Наконец, описанную систему можно считать как подсистему некоторой более общей системы, в которую будут входить другие методы расчетов.
Л И Т Е Р А Т У Р А
1. |
А л е к с е е в |
|
А. |
С , |
Л а в р е н т ь е в |
M . М . — |
В |
к н . : Математические |
про |
|||||||||||||||
|
блемы |
геофизики, |
в. |
1. Изд-во С О А Н СССР, Новосибирск, 1969. |
|
|
|
|
||||||||||||||||
2. |
А л е |
к с и д з е |
М. |
|
А. |
Р е д у к ц и я |
силы |
тяжести . |
«Мецннереба», |
Тбилиси, |
||||||||||||||
|
1965. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3. |
А н д р е е в |
Б . |
А., |
К л у ш |
и н |
И. |
Г. Геологическое истолкование гравита |
|||||||||||||||||
|
ционных аномалий . |
|
Гостоптехиздат, |
Л . , |
1962. |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
4. |
А р о н о в |
В. |
П.— |
В |
к н . : Геофиз. разведка, в. |
|
6. «Недра», М., |
1961. |
|
|
||||||||||||||
5. |
А р о н о в |
В . |
И . , |
|
К о н о в а л ь ц е в |
И. В . — И з в . вузов, геология и |
раз |
|||||||||||||||||
|
ведка, |
1963, |
10. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
6. |
Б |
а л |
а и а д з е |
Б . |
|
К. Гравитационное поле и строение земной коры в Гру |
||||||||||||||||||
|
зин . Изд-во АН |
ГрузССР , |
Тбилиси, |
1957. |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
7. |
Б |
а с |
Р . Г. и д р . — |
Геофиз. сб. АН |
УССР, |
1970, |
|
в. 38. |
|
|
|
|
||||||||||||
8. |
Б |
е р е ж |
и а |
я |
Л . |
|
Т . , |
Т е л е п н и |
М. А.— В |
кн . : |
П р и к л а д н а я |
|
геофизика, |
|||||||||||
|
в. |
46. |
«Недра», |
М., |
1965. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
9. |
Б е р е ж н а я |
Л . |
|
Т., |
Т е л е п и и |
М. А . — В |
кн.: |
Разведочная |
|
геофизика, |
||||||||||||||
|
в. 16. «Недра», М., |
1966. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
10. |
Б |
е р е з и м И . С , |
|
Ж и д к о в |
Н . |
П . — |
Методы |
вычислений, |
1—2. |
Физ- |
||||||||||||||
|
матгиз, М., |
1959. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
IV, № |
|
|
|||||
11. |
Б о и |
д а р е |
и к о |
|
Б . |
В . , К |
р а в ч у к |
Д . Н . — |
Д А Н Б С С Р , I960, |
|
12. |
|||||||||||||
12. |
Б |
о и д а р е н к |
о |
|
Б . |
В . — |
Труды |
Ин-та геол. |
|
наук А Н Б С С Р , |
|
1961, |
в. |
3. |
||||||||||
13. |
Б |
у д а к |
Б . М., |
В а с и л ь е в |
Ф. |
П . — Приближенные методы |
решения |
за |
||||||||||||||||
|
дач оптимального управления, в. П . Изд-во МГУ , |
1969. |
|
|
|
|
||||||||||||||||||
14. |
Б |
у л а X |
Е. Г. Интегральные |
соотношения для |
|
интерпретации гравитацион |
||||||||||||||||||
|
ных аномалий . «Наукова думка», |
К-, |
1965. |
|
|
|
|
|
|
|
15.Б у л а X Е. Г., M а р к о в a M . Н . Методическое руководство и сборник программ для решения обратных задач гравиразведки на Э Ц В М Мииск-22. «Наукова думка», К., 1971.
16.Б у л а X Е. Г. и др . Методическое руководство и сборник программ для ре шения прямых задач гравиразведки на ЭВМ «Минск-22». «Науков а дѵмка»,
1971.
17. |
В е с е л о в |
К. |
Е . , |
С а г н т о в М. |
У. Гравиметрическая разведка . «Недра», |
|||||||||
|
М., 1968. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
18. |
В о л о д а р с к и й |
Р . Ф. и др . Применение |
электронно-счетных |
машин |
для |
|||||||||
|
интерпретации |
гравитационных |
и |
магнитных |
полей. |
Гостоптехиздат, |
М., |
|||||||
|
1962. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
19. |
В о л о д а р с к и й |
Р . Ф., |
Л |
а н д а |
Т. И . |
Геологическая |
интерпретация |
|||||||
|
гравитационных |
и магнитных |
полей с помощью ЭВМ . «Недра», М . , |
1970. |
|
|||||||||
20. |
Г о л ь ц м а н |
Ф. М. Статистические |
модели |
интерпретации . |
«Наука», |
М., |
||||||||
|
1971. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
21. Ж у р а в л е в |
И . |
А . — Д А Н |
УССР, |
|
1970, серия |
Б , № |
10. |
|
|
|
22.3 а г у с к и н В . Л . Справочник по численным методам решения уравнений . Физматгиз, М., 1960.
23.3 у X о в и ц к и й С. И . , А в д е е в а Л . И. Линейное и выпуклое програм мирование . «Наука», М . , 1967.
24. |
И |
в а н о в |
В . |
К-— Мат. сб., 1963, 61, |
№ |
2. |
25. |
И |
в а н о в |
В . |
В . — Д А Н СССР, 1962, |
143, |
№ 4. |
106