Файл: Новицкий, Г. П. Комплексирование геофизических методов разведки учеб. пособие.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 17.10.2024
Просмотров: 62
Скачиваний: 0
системой маршрутов не обязательно. В соответствии с «Основ ными положениями организации и производства геологосъемоч
ных работ масштаба 1 : 50 000 |
(1 |
: 25 000)» геологические гра |
ницы на местности должны |
быть установлены с точностью |
|
не менее 200 м по геологическим |
данным или не менее 100 м |
по геофизическим, размещение маршрутов и пунктов геологи ческих, геофизических и геохимических наблюдений должно определяться степенью обнаженности района и другими осо бенностями его геологического строения. Линейно-вытянутые геологические образования необходимо наносить на карту, если их ширина больше 50 м (1 мм на карте масштаба 1 : 50 000), а изометричные, — если их размеры в поперечнике более 100 м (2 мм на карте масштаба 1 : 50 000). Конечно, если обнаружен интересный объект (тектоническая зона, дайка изверженных пород и т. п.), который имеет мощность меньше 50 м (меньше 1 мм карты), он также должен быть показан на карте с помощью внемасштабных обозначений.
Многие геологи и геофизики считают, что при использовании разведочной геофизики для крупномасштабной геологической съемки сеть геофизических наблюдений надо выбирать, исходя из тех же принципов, что и при чисто геологических исследо ваниях, т. е. с помощью геофизических методов должны быть установлены и показаны на карте пласты, тектонические нару шения, изверженные породы и другие объекты, занимающие на карте не меньше 1 мм. Расстояние между пунктами наблю дений по профилю должно быть таким, чтобы не менее двух: пунктов (при поисках) попали в аномальную зону. Расстояние между профилями определяется протяженностью объекта иссле дований: его должны пересекать, по крайней мере, один-два. поисковых профиля. Например, если стоит задача вести с по мощью геофизических методов картирование угленосных толщ в масштабе 1 : 50 000, то это значит, что должны быть просле жены все толщи мощностью больше 50 м (1 мм карты масштаба 1 : 50 000 соответствует 50 м на местности). При этом интервалы между пунктами наблюдений по профилю выби раются так, чтобы не меньше двух пунктов попали в аномаль ную зону, а расстояние между профилями устанавливается в зависимости от выдержанности толщ по простиранию и может быть больше 500 м (1 см карты масштаба 1 : 50 000).
Мы примем за основу необходимость обнаруживать объекты, имеющие на карте ширину не меньше 1 мм. В тех случаях, когда позволяет геологическая обстановка, расстояние между профилями можно брать в 5—10—20 раз больше, чем между пунктами наблюдений по профилю. Иногда считают, что при геофизической съемке расстояние между профилями должно быть равно 1 см в масштабе карты. Такой подход к выбору сети наблюдений не учитывает специфики геологической обстановки, часто приводит к излишнему сгущению сети, перерасходу
средств и не может считаться оптимальным. Оценивать деталь ность и достоверность геофизических карт только по густоте сети наблюдений нельзя.
ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ КАРТИРОВАНИЕ В МЕЛКИХ И СРЕДНИХ МАСШТАБАХ
На всю территорию СССР имеются мелкомасштабные гео логические карты, поэтому нет необходимости проводить гео физические работы в помощь геологическому картированию мелких масштабов. Лишь в отдельных районах, закрытых мощными толщами четвертичных образований, иногда целесо образно выполнить некоторый объем геофизических работ, чтобы уточнить существующие геологические карты и выяснить детали геологического строения (рельеф и состав фундамента, крупные структуры в осадочной толще и т. и.), которые раньше не могли быть установлены по тем или иным причинам. В этом случае геофизические исследования чаще всего проводят по отдельным профилям, в их состав обычно включают сейсмо-, электро-и гравиразведку.
Сейсморазведку выполняют как непрерывным профилиро ванием, так и точечными зондированиями. Расстояние между пунктами сейсмозондирований зависит от особенностей геоло гического строения района и поставленных задач и колеблется в широких пределах (1—5 км). Расстояние между пунктами гравиметровой съемки на профилях составляет 0,5—1 км. Из методов электроразведки на этих профилях могут выполняться вертикальные и дипольные электрические зондирования (ВЭЗ и ДЭЗ), магнитотеллурические зондирования (МТЗ), частотные зондирования (43), зондирования становления поля (ЗСП). Метод зондирования в каждом конкретном случае выбирают, учитывая геологические особенности района и возможности разных видов зондирований. Магниторазведочные наблюдения на разрозненных профилях, как правило, не проводят. Это объясняется тем, что, во-первых, на большую часть территории
СССР имеются карты магнитного поля масштаба 1 : 200 000 (с них можно снять значения поля, необходимые для постро ения графиков по профилям), во-вторых, породы осадочного чехла не создают значительных магнитных аномалий, и маг ниторазведка не может дать новых сведений о его строении.
В последние годы для мелкомасштабного геологического картирования начинают использовать данные фотосъемки с ис кусственных спутников Земли. На фотоснимках земной по верхности, сделанных с высоты в десятки — первые сотни километров в разном спектре волн, нередко могут быть четко установлены структурные элементы, которые остались незаме ченными при наземных исследованиях. Использование спутни-
14
ков — очень перспективное направление в изучении стро ения Земли.
Задача геофизических работ при геологической съемке масштаба 1 : 200 000 состоит в том, чтобы выявить и проследить толщи картируемых пород, установить границы их распростра нения, проследить крупные структуры и зоны тектонических нарушений, определить мощность рыхлых отложений и т. д. Использование геофизических методов в помощь среднемасш табному геологическому картированию по существу является одним из путей тектонического районирования больших пло щадей. Геологические карты и разрезы, построенные с учетом результатов геофизических съемок, должны отобразить поло жение и взаимосвязь основных структурных элементов крупных регионов. Эти структурные элементы различны для геосинклинальных и платформенных областей. В геосинклиналях к ним можно отнести отдельные антиклинории и синклинории, бато литы и лакколиты, зоны разломов, имеющие значительную мощность и протяженность, на платформах — передовые про гибы и структуры второго порядка (валы и прогибы), осложня ющие строение структур первого порядка (антеклиз и синеклиз).
Геологической съемке масштаба 1 : 200 000 должна пред шествовать аэромагнитная съемка такого же или более круп ного масштаба, выполненная с опережением не менее чем в один год. Карты воздушных магнитных наблюдений должны служить первоосновой для геологической съемки. Наземные геофизические работы можно выполнять как до геологической съемки масштаба 1 : 200 000, так и одновременно с ней. Раз рабатываются комплексные аэрогеофизические станции, позволяющие одновременно вести магнито-, электро-, радио метрическую съемки.
Для изучения структуры фундамента (состава пород и усло вий их залегания) широко применяются магнито-, гравиэлектро- и сейсморазведка, причем главную роль играют маг нито- и гравиразведка. Чтобы уточнить границы платформ и выделить (уточнить) основные структурные элементы, про водят аэромагнитную съемку масштаба 1 : 200 000 и 1 : 100 000. Гравиметровые наблюдения в этих масштабах обычно выпол няют после магнитной съемки. Их данные облегчают истолко вание магнитных аномалий, а также несут дополнительную информацию о геологическом строении.
Гравитационные и магнитные поля в районах антеклиз характеризуются большими горизонтальными градиентами, множеством разнообразных локальных аномалий. В синеклизах поля более спокойные, уменьшается количество локальных аномалий и снижается горизонтальный градиент. Основным фактором, определяющим характер магнитных и, в значитель ной мере, гравитационных аномалий, является состав пород фундамента. Обычно повышенная плотность и повышенная
намагниченность свойственны образованиям одного и того же состава. Это находит отражение и в физических полях. Из этого общего положения могут быть и исключения. Если в состав фундамента входят кристаллические известняки плотностью 2,8—2,9 г/см3, то они могут создать гравитационную аномалию, но магнитной аномалии не вызовут. Сильно серпентинизированные ультраосновные породы могут отмечаться интенсивной положительной магнитной аномалией, а в гравитационном поле не проявятся или обусловят понижение аномальных значений Ag.
По форме на карте гравитационные и магнитные аномалии могут быть разделены на два типа: линейные и изометричные (овальные). Линейные аномалии часто связаны с системами складчатых сооружений фундамента и, как правило, вытянуты согласно их простиранию. Линейные аномалии могут быть созданы также метаморфизованными складчатыми толщами фундамента с пластовыми интрузиями изверженных пород. Изометричные аномалии обычно связаны с интрузиями извер женных пород. При объяснении причин гравитационных и маг нитных аномалий полезно учитывать не только особенности полей, но и результаты исследований на щитах и в других открытых районах. Рельеф поверхности фундамента, особенно при большой глубине залегания, в создании магнитных и гра витационных аномалий имеет второстепенное значение.
Возможности электроразведки при изучении состава фунда мента невелики, так как почти все слагающие его породы имеют высокое удельное электрическое сопротивление. Поэтому раз деление их с помощью электроразведки крайне затруднительно, -а часто и невозможно. Для изучения состава фундамента при меняется и сейсморазведка. Используется комбинация метода отраженных волн (ОВ) и корреляционного метода преломлен ных волн (КМПВ). По данным КМПВ можно составить карту граничных скоростей преломленных волн по поверхности фундамента. Такая карта в какой-то мере соответствует геоло гической карте по поверхности фундамента. Карты граничных скоростей составлены для части Западно-Сибирской низмен ности, Тургайского пролива и других районов.
Рассматривая совместно карты граничных скоростей по поверхности фундамента, гравитационные и магнитные ано малии, можно получить более правильное представление о со ставе фундамента. Чтобы сопоставление результатов разных методов было надежным и полным, на профилях КМПВ необ ходимо проводить высокоточные гравиметровые и магнитные наблюдения, так как значения Ag и А Г, снятые с карт масштаба 1 : 200 000, а тем более 1 : 1 000 000, не отвечают требуемой точности. С помощью сейсморазведки можно выделять зоны тектонических разломов и нарушений. Обычно в них наблю дается резкое затухание сейсмических волн, потеря корреляции.
Изучение рельефа поверхности фундамента позволяет уточ нить границы синеклиз, антеклиз, передовых прогибов, наме тить валы, впадины и другие структуры второго порядка. Если прогибы фундамента имеют большие амплитуды, то они могут быть выделены с помощью гравиразведки как зоны гравитационных минимумов. Гравиметровой съемкой можно наметить или уточнить границы передовых прогибов. Обычно
вих пределах Ag = —(40 -н 60) мгал, так как осадочные породы
впрогибах имеют мощность 4—5 км и более. Связь между структурами первого порядка и гравитационными аномалиями чаще косвенная. Мозаичные аномалии Ag соответствуют антеклизам, спокойное гравитационное поле — синеклизам. Боль шинство линейных аномалий приурочено к зонам сочленения разных структур первого порядка. Граница между антеклизами
и |
синеклизами проходит по зонам |
разломов |
в фундаменте. |
В |
местах сочленения структур первого порядка можно пред |
||
полагать наличие структур второго |
порядка |
(валов, впадин) |
|
и более мелких. |
|
|
Присутствие среди пород фундамента магнитных образова ний и практическая немагнитность осадочного чехла позволяют использовать магниторазведку для изучения рельефа фунда мента. По магнитным и гравитационным аномалиям прибли женно определяют глубину залегания фундамента. Точность расчетов по магнитным данным более высокая, чем по гравита ционным, так как на последние оказывает влияние и плотно
стная |
неоднородность осадочной толщи. Глубина фундамента |
в ряде |
случаев успешно может быть определена и по данным |
электроразведки. Поверхность фундамента отбивается как го ризонт «бесконечно» высокого сопротивления. При значитель ных глубинах приходится проводить ВЭЗ и ДЭЗ с большими разносами или МТЗ, 43, ЗСП.
Интерпретацию кривых ВЭЗ и ДЭЗ осложняет невыдер жанность надопорных горизонтов по сопротивлениям. Примене ние ВЭЗ и ДЭЗ затрудняет наличие в осадочной толще экрани рующих горизонтов высокого сопротивления (известняки, гипсы). Например, в районе Москвы, где глубина до фундамента около 1,5 км, измерениями ВЭЗ при разносах АВ ^ 40 км не удалось «пробить» толщу гипсов, залегающих выше фун дамента.
Сейсморазведочные наблюдения в региональном плане эко номически выгоднее проводить методом отраженных волн. Однако от кристаллического фундамента часто не удается
получить отражений, очевидно, из-за |
его «шероховатости» |
по отношению к сейсмическим волнам (амплитуды микрорель |
|
ефа фундамента соизмеримы с длиной |
волны). Поэтому для |
изучения рельефа фундамента применяют КМПВ, но в ряде районов Русской платформы серьезные препятствия для ис
пользования этого метода создают мощные |
слои |
известняков, |
|||
2 Г. П. Новицкий |
{ |
Гrc. - V г |
|
17 |
|
|
} |
' У |
‘ |
г |
Z |
|
- |
чИ^-->о'» |
С ОС ; ‘ |
§ |
•-« г/ *л г*