Файл: Богданов, В. И. Вычисление гравитационных аномалий от трехмерных тел (графические способы).pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 15.10.2024

Просмотров: 33

Скачиваний: 0

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

а — однослойная модель земной

коры: Асг=0.50 г/см3,

Д^—0.42

г/см3; б — двухслойная модель

земной

коры:

д*1==0.50 г/см3, Да2=0.30 г/см3;

Дг, = 0.42 г/смл, Дсг,= 0.27 г/см3 (мощность верхнего «слоя» принята равпой 15 км);

в — градиентная модель земной коры: Дсг,= 0.54 г/см3, Я, = 1.6 км;

Да2=0.49 г/см3, Н2= 2.5

км;

Д<53=0.44 г/см3,

Н3—5.0 км; Д<т4 = 0 .4 0 г/cm3, Я4=7.5 км; Д сг6= 0 .3 (3 г/см3, Я6= ! 0.0 км; Д<т0 = 0.33 г/см3, Яо = 15.0 км;

Дс?7=0.30 г/см3.

1 — доверительный интервал локальной аномалии силы тяжести;

теоретические кривые силы

тяжести для верти­

кального цилиндра при различной глубине Я залегания нижней кромки: 2 — 20 км, з — 50 км, 4 — 125 км,

5

«бесконечность»; 6 — модель массива, удовлетворяющая

средней части доверительного интервала

локальной ано­

 

малии силы тяжести.

 

 

 

массива или уменьшение плотности вмещающих пород, что мало­ вероятно и не подтверждается проведенными расчетами. Умень­ шение избыточной плотности с глубиной означает постоянство плот­ ности массива или меньший ее градиент в массиве по сравнению с вмещающими породами. Этот вариант представлен на рис. 39, в. Теоретические кривые, соответствующие вертикальным цилинд­ рам, хорошо совпали с доверительным интервалом для данного закона изменения избыточной плотности. Градиентная модель из­ менения плотности массива аппроксимировалась при расчетах универсальной палеткой прерывистой моделью, в которой на каждом интервале значение плотности постоянно, а на границе их изменяется скачком.

Результаты расчетов показывают, что во всех случаях выбран­ ная избыточная плотность пород массива вблизи дневной поверх­ ности для градиентной среды превышает величину, установленную эмпирически. Этот факт можно объяснить непредставительностыо результатов изучения физических свойств на образцах [123, 124]: возможно, из-за неучета влияния макропористости сильно трещи­ новатых архейских гранито-гнейсов их плотность завышена в боль­ шей степени, чем плотность пород палеозойской интрузии. По­ этому следует считать вероятным уменьшение избыточной плот­ ности массива с глубиной при большем градиенте плотности гней­ сов. Расчеты, выполненные для модели массива в виде конического тела, показали, что удовлетворительного согласия с доверитель­ ным интервалом наблюденных значений силы тяжести можно до­ стичь во многих случаях, варьируя плотностью массива и вме­ щающих пород, а также глубинами залегания нижних кромок, но подтверждения модели, составленной по геологическим данным, не было получено. По-видимому, если массив и имеет коническую форму, то она мало отличается от вертикального цилиндра. Глу­ бина залегания нижней кромки массива при градиентной модели изменения плотности в земной коре оценивается в среднем в 50 км при колебавши ее от 20 до 200 км.

Результаты расчетов ие противоречат и предположению о су­ ществовании градиентно-прерывистой модели распределения плот­ ности со скачками на отдельных интервалах глубин, но подтвер­ дить такую модель экспериментально затруднительно. Значитель­ ный градиент плотности пород в верхних частях земной коры можно считать установленным. Он подтверждается как проведен­ ными расчетами, так и результатами изучения трещиноватости кристаллических пород.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Сложность морфологии и распределения плотности в природ­ ных геологических объектах позволяют считать, что графические способы в методе подбора будут полезными еще длительное время.

87


Останутся полезными и теоретические расчеты как при модельных работах, так и в процессе программирования вычислительных за­ дач на ЭВМ. Поэтому необходимо продолжить исследования для разработки более .усовершенствованных способов.

Несмотря на значительно большую громоздкость вычислитель­ ных операций при использовании универсальных палеток по срав­ нению с существующими способами, предложенные палетки обладают рядом преимуществ, главные из которых — это компакт­ ность их и наглядность учета конечных размеров тел. Однако ос­ новное достоинство метода, заключающееся в применении огра­ ниченного числа функциональных зависимостей, определяющих связи гравитационных эффектов одновременно нескольких про­ изводных одного порядка, как от двухмерных, так и трехмерных объектов, наиболее эффективно может быть реализовано в дальней­ шем при создании счетно-моделирующих устройств, использую­ щих цилиндрическую или сферическую систему координат. По­ этому целесообразно, по-видимому, решение аналогичной задачи в сферической системе координат.

Практическое опробование предложенных способов, помимо усовершенствования конструкции палеток, позволяет решить и целый ряд вопросов методического плана, таких как эффектив­ ность использования различных производных и их комбинаций в конкретных физико-геологических условиях, целесообразность учета сферичности Земли и другие. Широкое развитие региональ­ ных и глобальных исследований позволяет уже теперь поставить задачу создания универсальных графических способов вычисления аномалий гравитационного потенциала и его производных, обус­ ловленных телами сложной формы, на поверхности сферы или эл­ липсоидов. По-видимому, уже сейчас необходимо создание пале­ ток для вычисления производных более высоких порядков, чем третьего [5]. Возможно, однако, что учет размеров тел в этих слу­ чаях окажется неоправданно громоздкой операцией. Принцип, принятый за основу при конструировании рассмотренных выше универсальных палеток, может быть распространен на случай вычисления других производных. Этот же принцип может ока­ заться полезным при решении двухмерных задач на современных ЭВМ, с последующей корректировкой результатов вычислений по формулам (36), (53), (74), (75), (85), а также (39).

Уже после подготовки настоящей рукописи автор познако­ мился с работой [130], в которой опубликована универсальная палетка для вычисления аномалий силы тяжести по вертикальным сечениям трехмерных тел. Конструктивно она ничем не отлича­ ется от палетки, построенной автором ранее [3] и описанной в третьей главе.


 

 

 

 

 

Л И Т Е Р А Т У Р А

 

 

1.

К.

Ф.

Т я п к и и.

Графические методы пптерпретащш

гравитацион­

2.

ных аномалий. М., «Недра», 1968.

 

 

 

 

В.

И.

Б о г д а н о в .

Диаграмма для вычисления Ag от трехмерных

3.

тел. — Прикладная

геофизика, 1967, вып. 49.

 

 

В.

И.

Б о г д а н о в .

Полярная диаграмма для вычисления Ag от трех­

 

мерных тел. — В ки.: Природа и хозяйство Севера, вып. 1. Апатиты,

4.

1969.

У с п е н с к и й .

Гравиразведка. Л., «Недра»,

1968.

 

Д.

Г.

силы.

5.

И. А.

Б а л а б у ш е в и ч .

Высшие

производные потенциала

 

тяжести. Киев, Изд-во

АН

УССР,

 

1963.

 

 

6 . О. А.

Ш в а и к,

Е.

Н.

Л ю с т и х.

Интерпретация гравитациопиых

7.

наблюдений. М., Гостоптехиздат,

1947.

 

 

Н.

И.

И д е л ь с о н. Теория потенциала с приложениями к теории

 

фигуры Земли и геофизике. М., ОНТИ, 1936.

 

 

8 . Б.

А.

А н д р е е в ,

И.

Г.

К л у ш и н. Геологическое истолкование-

9.

гравитационных

аномалий.

Л., «Недра», 1965.

притяжения

А.

А.

10 и ь к о в.

Некоторые особенности потенциала

 

и

его производных

при интерпретации гравиметрических измере­

10.

ний. — Геофизическая

разведка, вып. 6, М., Гостоптехиздат,

1961.

А.

А.

10 и ь к о в. Интерпретация

аномалий потенциала притяжения

 

Унад трехмерными телами произвольной формы. Геологическая интер­

претация и методика геофизических исследований. Киев, «Наукова думка», 1964.

11.А. Я. Я р о ш, А. Б. П о л я к о в . Поиски и разведка медно-колче­ данных месторождений на Урале гравитационным методом. М., Госгеолтехпздат, 1963.

12.В. И. С т а р а с т е н к о. Палетки для вычисления потенциала притя­

жения от трехмерных тел произвольного поперечного сечения. — Геофизический сборник, № 2, Киев, «Наукова думка», 1965.

13.А. К. М а л о в и ч к о. Основной курс гравиразведки. Изд-во Перм­ ского гос. ун-та, ч. 1, 1966, ч. 2, 1968.

14.Н. П. Г р у нг и н с к н й. Введение в гравиметрию и гравиметрическуюразведку. М., Изд-во Моековск. гос. ун-та, 1961.

15.П. И. Л у к а в ч е н к о. Таблицы и номограммы для вычисления

 

 

поправок силы тяжести за рельеф местности при съемке с гравимет­

16.

Е.

рами. М., Гостоптехиздат, 1951.

 

А.

М у д р е ц о в а. К интерпретации аномалий силы тяжести при

 

 

подземных гравиметрических измерениях. — Труды

МГРИ, т. 36,.

17.

Л.

сер. Разведочная геофизика. М., 1959.

разведка. М.г

В.

С о р о к и н . Гравиметрия и гравпметрическая

Гостоптехиздат, 1953.

89



18. В. В. Ф е д ы н с к и й. Разведочная геофизика. М., «Недра», 1964.

19.К. Ф. Т я п к и н. Об учете влияния соседних тел при интерпретации гравитационных аномалии на Криворожье. — Изв. Днепропетровск, гори, пн-та, т. 42. М., «Недра», 1964.

20.К. Ф. Т я и к и и. Интерпретация гравитационных аномалий, обуслов­ ленных конечными по простиранию геологическими объектами. Ч. 1,

2.М., Госгеолтехпздат, 1961, 1962.

21.К. 10 и г. Гравиметрические методы прикладной геофизики. — При­ кладная геофизика, вып. 1. ОНТИ, 1936.

22.Г. А. Г а м б у р ц е в. Методы интерпретации гравитационных наблю­ дений. — Прикладная геофизика, вып. 1. ОНТИ, 1936.

23.А. А. 10 и ь к о в. Интерпретация аномалий Дg над трехмерными те­

лами произвольной формы. — Геофизический сборник, вып. 4. Киев, Нзд-во АН УССР, 1963.

24. А.

Я.

Я р о ш .

Расчет палеток для вычислений аномалий силы тяжести

 

от купольных

и

антиклинальных

структур. — Труды Свердловск,

2о. Д.

гори,

пн-та, вып.

40. Свердловск,

1961.

кривых для интерпретации

С.

М н к о в.

Атлас теоретических

 

магнитных и

гравитационных аномалий.

М., Госгеолтехпздат, 1956.

26.Д. С. М и к о в. Палетки для интерпретации магнитных и гравитацион­ ных аномалий. — Матер. Уральск, геол. управления, вып. 2, ОНТИ, 1939.

27.L. L. N e t t l c t o n . Regionals, residuals and structures. — Geophysics, v. 19, № 1, 1954.

28.Л. Д. H e м ц о в. Таблицы гравитационных эффектов для вычисления аномалии силы тяжести от объемных тел произвольной формы и разме­

ров. М., 1962.

29. Л. Д. Н е м ц о в . Высокоточная гравпразведка. М., «Недра», 1967.

30.3. М у р о м ц е в а, В. М. Ю р к о в. Палетки для интерпретации гравиметровых аномалии, обусловленных произвольно расположен­ ными цилиндрическими телами,— Труды НИГРИ, сб. V III. М., «Недра», 1965.

31.Н. II. Д е р г а ч е в. Палетка для вычисления гравитационного эф­ фекта по геологическому разрезу. Зап. Пермск. гос. ун-та, № 122, 1964.

32.А. К. М а л о в и ч к о, О. Л. Т а р у п и п а . Об интерпретации гравптациоппых п магнитных апоиалпй методом подбора. Зап. Пермск.

33.

гос. ун-та, № 122, 1964.

Вычисление гравитацпоииого

эффекта

В .

Б .

Н а у г о л ь н и к о в .

 

от трехмерных тол произвольной формы. — Геофизическая разведка,

 

вып. 15. М., «Недра», 1964.

 

 

 

 

 

34.

A m a l e n d y R o y .

Rapid computation of gravity

anomalies for irre­

 

gularly

shaped three-dimensional bodies. — Geophysics,

v.

26, № 5,

 

1961.

 

 

 

 

 

 

 

 

35.

С.

К.

Г и p и и,

M.

К.

С а д о в с к и й ,

А.

А.

П о п о в ,

 

Д.

Г.

У с п е н с к и й .

Курс гравитационной

разведки.

М., ОНТИ,

1935.

36.А. А. М и х а й л о в . Курс гравиметрии и теории фигуры Земли. М., ОНТИ, 1939.

37.П. М. Н и к и ф о р о в . Физические основы гравитацпоииого метода горной разведки. — Изв. Ин-та прикладн. геофизики, вып. 1, 2. ОНТИ, 1925, 1926.

38 . Б . А. А н д р е е в , М. С. 3 а к а ш а и с к и й, Н. И. С а м с о ­ н о в , Э. Э. Ф о т и а д и. Курс гравитациоииой разведки. М .—Л ., Госгеолиздат, 1941.

•39. Н. К. С т у п а к, В . Б . Н а у г о л ь и и к о в. Разработка методики интерпретации магнитных и гравитационных аномалий в условиях

90