Методика и обработка данных магнитного и гравитационного поля

При проведении количественной интерпретации принято выделять прямую задачу, когда по заданным параметрам аномального объекта вычисляется и находится картина структуры поля, и обратную, когда по заданному аномальному полю определяются параметры возмущающего объекта.

Геофизической интерпретацией полей называется процесс выявления источников этих полей, т.е. нахождения распределения объектов, определяющих данное поле. Геологическая интерпретация заключается в объяснении найденного распределения масс с точки зрения особенностей геологического строения изучаемого участка и представляет наиболее трудный, ответственный и важный этап любых геофизических исследований.

Интерпретация аномалий подразделяется на качественную и количественную. Под качественной интерпретацией подразумевается получение сведений об источниках аномального поля на основании визуального рассмотрения морфологии этого поля, а также исходя из некоторых общих положений теории потенциала и на основе накопленного опыта. При этом в понятие качественной интерпретации включаются и ориентировочные определения некоторых количественных характеристик возмущающих тел. При качественном анализе карт геопотенциальных полей прежде всего определяют их общий характер:

1) наличие медленно изменяющихся компонент – так называемых региональных полей;

2) наличие переменной  части поля – так называемых  локальных аномалий;

3) наличие участков с  примерно одинаковым характером строения локальных аномалий;

4) степень сложности локального  поля на каждом участке.

Региональными называются аномалии, проявляющиеся на больших площадях (в десятки и сотни тысяч кв.км) и обусловленные крупными образованиями в земной коре и верхней мантии. Присутствие региональных аномалий обычно проявляется в тенденции изолиний поля к ориентировке (вытягиванию) в определенном направлении и в систематическом изменении величин, характеризующих поля в этом направлении. Перпендикулярно к этому направлению поля обычно плавно изменяются.

Локальные аномалии проявляются  на картах в трех формах: 1) наличием систем замкнутых изолиний с одним или несколькими относительными максимумами или минимумами; 2) наличием локальных вариаций (изгибов) в ходе изолиний; 3) наличием сгущений изолиний (зон резко повышенного градиента поля). По своей морфологии локальные аномалии обычно подразделяются на изометричные и линейные. Изометричные аномалии характеризуются концентрическим характером изолиний, линейные – параллельным расположением с резким изменением формы в области замыкания.

Заключения об источниках аномалий основываются на следующих принципах:

1. Наличие аномалий с относительным максимумом свидетельствует о наличии избытка масс – присутствии возмущающего тела с положительной эффективной плотностью (интенсивностью намагниченности) и, наоборот, наличие аномалий с относительным минимумом свидетельствует о наличии дефекта масс.

2. Наибольшие по абсолютной величине значения аномалий наблюдаются, как правило, вблизи проекций центров тел на дневную поверхность. Исключением в некоторых случаях являются магнитные аномалии, обусловленные объектами с наклонным намагничением и вертикально намагниченными горизонтальными пластами малой вертикальной мощности.

3. Линии наиболее быстрого изменения поля (наибольших по абсолютной величине градиентов поля) приближенно соответствуют боковым границам возмущающих тел.

4. Простирание аномалий соответствует простиранию возмущающих тел; изометричные аномалии соответствуют телам с изометричной проекцией на дневную поверхность.

5. Наличие симметрии на графиках поля вдоль направлений перпендикулярных простираниям изолиний свидетельствует о симметричном расположении плотностных и магнитных (при вертикальном намагничении) масс относительно вертикальной плоскости, проходящей через точку максимума (или минимума) графика. Асимметрия графиков свидетельствует об асимметрии в распределении масс.

6. Сложная конфигурация изолиний в плане, особенно наличие нескольких экстремумов, свидетельствует о присутствии нескольких, достаточно близко расположенных возмущающих тел.

Под количественной интерпретацией понимается нахождение по наблюденному аномальному полю параметров распределения масс (элементов залегания возмущающих тел) на основе аналитических или графических соотношений. Количественная интерпретация может включать в себя определение всех или только некоторых параметров возмущающих тел. Методы количественной интерпретации аномалий опираются на теорию решения прямой и обратной задач гравитационно-магнитного потенциала. Прямой задачей называются методы вычисления и нахождения картины структуры поля (нахождение значений потенциала или его производных) в любых точках пространства, внешнего к образующим поля массам, по заданному распределению этих масс (плотности или интенсивности намагничении масс и их координат). Обратной задачей предусматривается нахождение распределения параметров масс, создающих наблюдаемое поле по его значениям. Для расчетов и интерпретации аномалий геопотенциальных полей могут применяться следующие методы:

1. Расчеты и интерпретация аномалий по аналитическим формулам.

2. Расчеты и интерпретация различными палетками.

3. Интерпретация по атласам и по палеткам теоретических кривых.

4. Интерпретация интегральными методами.

5. Интерпретация аномалий на основе изучения вероятностно – статистических закономерностей полей.

Под качественной интерпретацией понимают анализ аномалий с целью  их описания и районирования, определения  геологической природы аномалеобразующих  объектов, выбора и подготовки аномалий для количественной интерпретации.

 Главными методами  качественной интерпретации являются  визуальный анализ и сравнительно  простые трансформации поля, которые  представляют определенный интерес  для интерпретатора.

Для проведения качественной интерпретации необходимо иметь:

1. Карты изолиний или  карты графиков.

2. Геологическую карту  участка и опорные геологические  разрезы.

3. Сведения о магнитных  и плотностных свойствах горных  пород участка.

После того, как проведена  качественная и количественная интерпретация и найдено распределение масс, производят геологическое осмысливание полученных результатов. Рекомендуется такое осмысливание (геологическую интерпретацию) совмещать с процессом качественной и количественной (геофизической) интерпретации, что поможет надежнее выбирать форму источников, их размеры, пространственное положение и отбраковывать те или иные варианты распределения объектов возмущения полей, исходя из геологических соображений.

Геологическое осмысливание начинается с сопоставления карты  поля с геологической картой и  с установления формальных связей между  элементами поля и геологическими объектами. Однако поскольку поле обусловливается  также и глубинными объектами, не выходящими на поверхность, то сопоставление  карт должно дополняться сопоставлением графиков с геологическими разрезами  по совпадающим направлениям. Геологический разрез должен сопровождаться данными о петрофизических свойствах пород.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Заключение.

Несомненно, что методы гравиразведки  и магниторазведки в будущем значительно увеличат свой вклад при тектоническом районировании земной коры, и при поисках некоторых видов месторождений полезных ископаемых. Это окажется возможным только на основе тщательного анализа и учета всех геолого-геофизических факторов.

Практика показывает, что  во многих случаях гравиразведка и магниторазведка применяются «вне конкуренции» с другими методами геофизики. Это особенно очевидно при производстве морских геофизических исследований. В любом случае магнитометрические данные часто рассматриваются и интерпретируются совместно с гравиметрическими, что весьма эффективно ввиду общности теории магнитного и гравитационного полей. Зачастую по результатам измерения этих геопотенциальных полей вычисляются различные вероятностно-статистические характеристики (псевдовекторное поле, энтропия, коэффициент корреляции, энергетические спектры, автокорреляционные функции и т.д.), позволяющие количественно оценить степень подобия полей, получать их синтезированные аналоги, более достоверно решать вопросы моделирования и аппроксимации.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список используемой литературы:

1. Гравиразведка. Справочник геофизика/ Под редакцией Е. А. Мудрецовой, К. Е. Веселова. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Недра, 1990.

 

2. Геофизические методы исследования / Под ред. В.К.Хмелевского. - М.: Недра, 1988.
3. Интерпретация магнитных и гравитационных данных. Методические указания к изучению курса «Интерпретация гравитационных и магнитных аномалий»/ Составили: В.А. Кортунов, Е.Н. Суховеев.- Владивосток: Изд-во ДВГТУ, 2004.