Гравиметрическая, или гравитационная разведка (гравиразведка)

Содержание

Слайд 2

Гравиметрическая, или гравитационная разведка (сокращенно гравиразведка) – это геофизический метод исследования

Гравиметрическая, или гравитационная разведка (сокращенно гравиразведка) – это геофизический метод исследования

земной коры, поисков и разведки полезных ископаемых, основанный на изучении распределения аномалий силы тяжести на земной поверхности, акваториях, в воздухе.
Основными измеряемыми параметрами гравитационного поля являются ускорение силы тяжести и градиенты (изменения ускорения по разным направлениям).
От других методов разведочной геофизики гравиразведка отличается сравнительно большой производительностью полевых наблюдений и возможностью изучать горизонтальную (латеральную) неоднородность Земли.
Слайд 3

В основе теории гравиразведки лежит закон Всемирного тяготения Ньютона где G

В основе теории гравиразведки лежит закон Всемирного тяготения Ньютона
где G

– гравитационная постоянная, равная 6,67⋅10-11
Сила притяжения какой-либо массы (m) массой всей Земли (М)
Сила притяжения единичной массы (m = 1) равна и направлена к центру Земли
где - ньютоновское притяжение
Слайд 4

Сила тяжести и ее составляющие


Сила тяжести и ее составляющие

Слайд 5

Кроме силы притяжения на массы, расположенные на поверхности или в глубине

Кроме силы притяжения на массы, расположенные на поверхности или в глубине

Земли действует центробежная сила (Р), обусловленная вращением Земли и направленная по радиусу (r), перпендикулярному оси вращения:
где r – радиус вращения (м); ω - угловая скорость (рад/с);
Таким образом, сила тяжести (Fт) равна геометрической (векторной) сумме силы притяжения (Fпр) и центробежной силы (Р)
Слайд 6

Если силу тяжести (FТ), силу притяжения (Fпр) и центробежную силу (Р)

Если силу тяжести (FТ), силу притяжения (Fпр) и центробежную силу (Р)

отнести к единице массы, эти силы характеризуются ускорениями:
силы тяжести g = FТ/m;
ньютоновское притяжение f = Fпр /m;
центробежное p = P/m.
Ускорение силы тяжести равно геометрической сумме ускорения притяжения и центробежного ускорения.
Обычно в гравиразведке, когда говорят «сила тяжести», подразумевают именно ускорение силы тяжести.
Слайд 7

В системе СИ за единицу ускорения свободного падения принимается такое ускорение,

В системе СИ за единицу ускорения свободного падения принимается такое ускорение,

которое испытывает масса в 1 кг по действием силы в 1 Н.
Единицей ускорения в системе СИ является м/с2. В гравиразведке традиционно используют внесистемную единицу – Гал.
Слайд 8

Отношение P/FТ ≤ 1/288, поэтому сила тяжести почти целиком определяется силой

Отношение P/FТ ≤ 1/288, поэтому сила тяжести почти целиком определяется

силой притяжения, а ускорение силы тяжести практически равно ускорению притяжения
Земля в первом приближении является эллипсоидом вращения, причем экваториальный радиус α = 6378 км, а полярный c = 6357 км, α - c = 21 км. Разная величина радиуса Земли на полюсе и экваторе наряду с изменением центробежной силы приводит к увеличению g на полюсе по сравнению с g на экваторе.
По известным g и R были определены масса Земли М = 5,98 1024 кг и ее средняя плотность σЗ = 5,51·103 кг/м3 (5,51 г/см3).
Слайд 9

ПЛОТНОСТЬ ГОРНЫХ ПОРОД И СПОСОБЫ ЕЕ ОПРЕДЕЛЕНИЯ Плотностью горных пород (σ)

ПЛОТНОСТЬ ГОРНЫХ ПОРОД И СПОСОБЫ ЕЕ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

Плотностью горных пород (σ) называется

отношение массы горной породы (m) к занимаемой ей объему (V). Геологической основой гравиразведки является дифференциация (различие) горных пород по плотности.
Гравитационный эффект от тела объемом V и плотностью σ, находящегося в среде с плотностью σ0 определяется избыточной массой Δm = (σ- σ0)V, где σ- σ0 – избыточная плотность.
1. если σ-σ0 > 0, то Δm > 0 ⇒ Δg > 0 (аномалия силы тяжести положительная);
2. если σ-σ0 < 0, то Δm < 0 ⇒ Δg < 0 (аномалия силы тяжести отрицательная);
3. если σ-σ0 ≈ 0, то Δm ≈ 0 ⇒ Δg ≈ 0 (аномалия отсутствует);
Слайд 10

1) если σ0 > σвм , то Δσ > 0 Положительные

1) если σ0 > σвм , то Δσ > 0

Положительные

гравитационные аномалии наблюдаются на железно-рудных, меднокалчедановых, полиметаллических и других рудных месторождениях
Слайд 11

2) если σ0 Отрицательные гравитационные аномалии наблюдаются над соляными куполами, месторождениями углеводородов, карстовыми полостями

2) если σ0 < σвм , то Δσ < 0

Отрицательные

гравитационные аномалии наблюдаются над соляными куполами, месторождениями углеводородов, карстовыми полостями
Слайд 12

3) если σ0 ≈ σвм , то Δσ ≈ 0

3) если σ0 ≈ σвм , то Δσ ≈ 0

Слайд 13

4) если σ0 > σвм , при горизонтальном залегании

4) если σ0 > σвм , при горизонтальном залегании

Слайд 14


Слайд 15


Слайд 16

Способы определения плотности горных пород 1. σ = m/V (для тел

Способы определения плотности горных пород
1. σ = m/V (для тел правильной

формы);
2. гидростатическое взвешивание
3. пикнометрический способ (для сыпучих горных пород)
М1 – масса пикнометра с образцом
М0 – масса пикнометра
V – объем пикнометра
4. по эмпирическим зависимостям плотности с другими физическими параметрами (например скоростью);
5. по результатам рассеяния и поглощения гамма-квантов (ГГК-П);
6. Подземная регистрация космического излучения (ПРКИ) (мюонный метод)
Слайд 17

ПРЯМЫЕ ЗАДАЧИ ГРАВИРАЗВЕДКИ Прямая задача гравиразведки – это вычисление гравитационного поля

ПРЯМЫЕ ЗАДАЧИ ГРАВИРАЗВЕДКИ

Прямая задача гравиразведки – это вычисление гравитационного поля от

известных геологических тел определенной формы, размеров и плотности.
1. гравитационное поле над шаром
при x = 0
Слайд 18

апроксимируются рудные залежи, куполовидные нефтегазоносные структуры, соленые купола, карсты


апроксимируются рудные залежи, куполовидные
нефтегазоносные структуры, соленые купола, карсты

Слайд 19

апроксимируются рудные залежи, куполовидные нефтегазоносные структуры, соленые купола, карсты


апроксимируются рудные залежи, куполовидные
нефтегазоносные структуры, соленые купола, карсты

Слайд 20

2. гравитационное поле над вертикальным стержнем апроксимируются вертикальные дайки магматических тел,

2. гравитационное поле над вертикальным стержнем
апроксимируются вертикальные дайки магматических тел,
кимберлитовые

трубки, штоки, зоны кор выветривания
Слайд 21

3. гравитационное поле над вертикальным уступом апроксимируются сбросы, сдвиги, горсты, грабены, тектонические контакты мульд, кальдер

3. гравитационное поле над вертикальным уступом
апроксимируются сбросы, сдвиги, горсты,
грабены, тектонические

контакты мульд, кальдер