Предмет и задачи ГМИ. История развития ГМИ. Гравитационный метод. Физические основы гравиразведки, страница 5

Прямая задача состоит в вычислении гравитационных эффектов, которые создают аномалеобразующие тела. Для его решения должны быть заданы форма, размеры тела, глубина залегания, а также избыточная плотность этого аномалеобразующего тела. Избыточная плотность – разность плотностей аномалеобразующего тела и вмещающих пород.

Обратная задача

Для решения обратной задачи применяются аналитические методы и методы подбора.

Аналитические методы применяются для тел простой геометрической формы.

Методы подбора основаны на подборе поля, создаваемого простым геометрическим телом с интерпретируемым полем.

Рассмотрим пример решения обратной задачи для тела простой геометрической формы – шара.

р 1

Решение прямой задачи для данного тела имеет вид ф 2

Для нахождения глубины залегания центра шара обычно берут точку, абсцисса которой будет соответствовать половине максимума. В этом случае ф 3

Если известна избыточная плотность, то можем определить объем, зная который можем определить радиус ф 4

Если известна глубина залегания центра шара, то можем определить глубину залегания верхней и нижней кромок шара.

Геологическая интерпретация гравитационных аномалий

В результате полевых гравитационных работ и количественной интерпретации на площади исследований получают карты (графики) аномалий силы тяжести, плотностные разрезы и карты глубин структурно-плотностных границ. Для понимания геологического значения данных производится их анализ совместно с имеющимися геологическими материалами: геологические разрезы, структурные карты, геологические карты, данные лабораторных определений плотности различных горных пород. Такой процесс сопоставительного анализа называется геологической интерпретацией данных гравиразведки. Для плотностных разрезов геологическая интерпретация состоит в определении абсолютных значений плотности для выделенных в разрезе тел и оценки возможного литологического состава этих тел.

Геологической интерпретации подвергаются непосредственно карты наблюденного значения силы тяжести. Эти карты сопоставляются с разного рода геологическими картами, что позволяет выявить закономерные связи гравитационного поля с теми или иными геологическими объектами.

Магниторазведка

Основана на изучении изменений геомагнитного поля в пространстве, возникающих вследствие различной намагниченности горных пород и руд.

Физические основы магниторазведки

Магнетизм – одна из форм материальных взаимодействий, возникающих между движущимися электрически заряженными частицами. Поскольку характер движения микрочастиц стабилен во времени, то каждую частицу и атом в целом можно считать постоянным элементарным магнитом. Для постоянного магнита характерно наличие магнитного момента, который является основной характеристикой магнита.

(ф1)

Pm – величина векторная, поэтому под действием внешнего магнитного поля или самопроизвольно происходит параллельная ориентация элементарных магнитных моментов. В этом случае говорят, что вещество намагничено.

Намагниченность вещества J – суммарный магнитный момент, отнесенный к единице объема

(ф2)

Связь между намагниченностью и магнитным моментом выражается в виде

(ф3)

В любом веществе, помещенном во внешнее магнитное поле, появляется внутренне магнитное поле, которое накладывается на внешнее. Суммарное магнитное поле, обусловленное внешними источниками поля и собственной намагниченностью тела или среды, называется магнитной индукцией, которая вычисляется

(ф4)

T – напряженность магнитного поля, представляющая собой силу притяжения или отталкивания, действующую на пробный заряд, помещенный в данную точку внешнего магнитного поля.

В вакууме (ф5)

В реальной среде (ф6)

Единицей измерений магнитной индукции В в системе СИ является Тл, в системе СГС – Гаусс.

1 Гс = 10-4 Тл.

Напряженность магнитного поля Т. Единицей ее измерения в СИ является А/м, в системе СГС – эрстед.