Силы гравитации как основа формирования Солнечной системы

Июль 31, 2022

Главная
География
Силы гравитации как основа формирования Солнечной системы

Содержание

2. Роль сил гравитации в образовании Луны
3. Гравиразведка использует поле силы тяжести при решении природопользовательских задач Гравиразведка основана на изучении пространственный изменений поля
4. Сила притяжения По закону Ньютона две точечные массы m1 и m2 притягивают друг друга с силой
5. Единицы поля силы тяжести Единицы силы: СИ – ньютон = СГС – дина = Единицы притяжения:
6. Т.к. Земля не является твердым телом, ее форма определяется соотношением сил I-е приближение – сфера (r1
7. 2. Аномальное гравитационное поле Формула Клеро определяет теоретическое значение гравитационного поля на поверхности геоида для усредненного
8. Плотность горных пород и руд Плотность вещества σ = m/V Единицы измерения: в СИ кг/м3, чаще
9. Плотность пород Магматические породы: σ - определяется минералогическим составом: -легкие (полевые шпаты, кварц) тяжелых тяжелые (амфиболы)
10. Плотность осадочных пород Плотность в осадочных породах в значительной степени зависит от пористости. - С глубиной
11. 3. Измерения поля силы тяжести Динамические методы относительных измерений силы тяжести Динамических методы: - качание маятника,
12. Статические методы Компенсация силы тяжести грузика с массой «m» выполняется за счет упругости жидкости или газа,
13. Учет внешних воздействий на гравиметр Прибор очень чувствителен к внешнему воздействию: 1) Учет влияния температуры (до
14. Современные гравиметры (Burris Gravity Metertm). Современные гравиметры обеспечены включают сенсор, электронику, компьютер, батарею (12-14 часов): -
15. Гравиметрическая съемка Гравиметрическая съемка - измерения силы тяжести в отдельных пунктах и на площадях исследований с
16. 4. Введение поправок в результаты измерений Теоретическое «нормальное» значение силы тяжести рассчитано для поверхности геоида. Т.о.
17. 3. Поправка за рельеф Смысл поправки: В наблюденное значение силы тяжести добавляется поправка, которая таким образом
18. 5. Интерпретация гравитационных аномалий Геол.интерпретация грав. аномалий – выявление закономерностей их распространения на дневной пов-ти, установление
19. Качественная интерпретация Как объяснить изменение формы гравитационных аномалий от профиля к профилю? Следует оценить площадь аномалии
20. Как объяснить изменение формы гравитационных аномалий от профиля к профилю? Следует оценить площадь аномалии (между кривой
21. Как объяснить смещение гравитационных аномалий по системе профилей? Следует оценить площадь аномалии (между кривой наблюденного поля
22. Как объяснить следующую картину распределения гравитационных аномалий по системе профилей? Следует оценить площадь аномалии (между кривой
23. Обратная задача – вычисление по полю параметров геологического объекта) Прямая задача – вычисление аномалии по заданному
24. Эквивалентные по аномальному эффекту модели Теоретически в общем случае решение обратной задачи неоднозначно: по заданному распределению
25. Использование аналитических выражений для аномалий от тел простой формы Материальная точка, сфера. (плутоны, соляные купола, рудные
26. 6. Сферы применения гравиразведки Гравиразведка применяется в задачах: 1. Геологическое картирование 2. Исследования глубинного строения земной
27. Формирование рабочего банка данных в оболочке программы Oasis Montaj. В условиях относительно слабо изученного восточного сектора
28. Построение геолого-геофизических разрезов Геолого-геофизические разрезы земной коры района котловины Подводников вдоль регулярной системы геофизических профилей построены
30. Скачать презентацию

Слайд 2

Роль сил гравитации в образовании Луны

Слайд 3

Гравиразведка использует поле силы тяжести при решении природопользовательских задач
Гравиразведка основана

на изучении пространственный изменений поля силы тяжести, которые обусловлены различиями в плотности горных пород и руд.

Слайд 4

Сила притяжения
По закону Ньютона две точечные массы m1 и m2 притягивают

друг друга с силой f.
где: k – гравитационная постоянная
В гравиметрии изучается не сила тяжести, а напряженность поля силы тяжести – сила притяжения, действующая на единичную массу = ускорению, придаваемому этой силой единичной массе m=1.
В гравиметрии «напряженность поля с.т.» называется «силой притяжения», «силой тяжести» или «притяжением».
Т.о. «сила притяжения» - вектор, направленный от притягиваемой точки с массой (m=1) к притягивающей точке.
Центробежная составляющая силы тяжести Земли равна центробежной силе, действующей на единичную массу и рассчитывается по формуле:

Слайд 5

Единицы поля силы тяжести
Единицы силы:
СИ – ньютон =
СГС –

дина =
Единицы притяжения:
Гл (галилео) – ускорение, которое приобретает масса 1 кг под действием силы 1 ньютон (F Земли =9.8 Гл),
гал - ускорение, которое приобретает масса 1 г под действием силы 1 дина (1 гал = 1 10-2 Гл)
В практике
1 мгал = 10-5 Гл = 10-5 м/c2
1 мкгал =10-8 Гл = 10-8 м/c2

Слайд 6

Т.к. Земля не является твердым телом, ее форма определяется соотношением сил

I-е приближение – сфера (r1 = r2),
II-е приближение – эллипсоид,
III-е приближение –геоид - эквипотенциальная поверхность, которая расходится с эллипсоидом до 100 м. Эта поверхность выражается формулой Клеро.
где: - сила тяжести на экваторе,
- сила тяжести на широте ,
- коэффициент.
Пов-ть геоида совпадает с невозмущенной пов-ю океана «уровень моря». На континентах – мысленно проройте глубокие каналы – ур-нь воды.
Форма: на полюсах gp увеличивается на 1/549 от ge.
Вращение: на полюсах gp увеличивается на 1/288 от ge.
Суммарно:

Форма Земли

Слайд 7

2. Аномальное гравитационное поле
Формула Клеро определяет теоретическое значение гравитационного поля на

поверхности геоида для усредненного
разреза Земли
Разведочная геофизика изучает аномальное гравитационное поле (разность между наблюдаемым в точке значением силы тяжести gn и ее «нормальным» значением g0).
В гравитационном поле одного из регионов Алтае-Саянской аномалии достигают значений +- 100 мГал
Источник аномалий – различия в плотности горных пород
- повышенной плотности – положительные аномалии (коричневые тона)
- пониженной плотности – отрицательные аномалии (зеленые тона)

Слайд 8

Плотность горных пород и руд
Плотность вещества σ = m/V
Единицы измерения: в

СИ кг/м3, чаще используется единица СГС г/см3.
σ = f (мин. состав, пористость, влажность).
Плотность большинства породообразующих минералов земной коры изменяется в пределах от 2.5 г/см3 до 3.2 г/см3.
Горные породы в общем случае состоят из 3-х фаз: твердой, жидкой, газообразной.
Плотность:
Коэффициент пористости:
(отношение объема пор, заполненных
водой и газом к общему объему породы).
Избыточная плотность Δσ = σтела – σвмещ.среды

Слайд 9

Плотность пород
Магматические породы:
σ - определяется минералогическим составом: -легкие (полевые шпаты, кварц)

тяжелых тяжелые (амфиболы)
пористость – невелика.
Метаморфические породы:
- σ под воздействием метаморфизма как увеличивается, так и уменьшается:
Увеличение P уменьшение V
увеличение σ.
Алмаз (глубина 150 км) σ=3.5 г/см3,
графит (низк.темп.метам-ма) σ=2.1 г/см3,
Серпентинизация у.осн. Г.П. (привнос H2O SiO2).
Оливин – σ = 4.1-4.4 г/см3,
Серпентинит – σ = 2.6 г/см3.

Слайд 10

Плотность осадочных пород
Плотность в осадочных породах в значительной степени зависит от

пористости.
- С глубиной происходит уменьшение пористости пород в связи с их частичной перекристаллизацией под влиянием увеличивающихся температуры и давления и соответствующее увеличение плотности.

Слайд 11

3. Измерения поля силы тяжести Динамические методы относительных измерений силы тяжести
Динамических

методы:
- качание маятника,
- падение тел,
- колебания упругих нитей.
Движение маятника описывается законом:
Период колебаний не зависит от амплитуды – изохронность.
Измерив периоды колебаний в точке опорной сети (где известно g0) и в изучаемой точке “i” можно определить

Маятник

Слайд 12

Статические методы
Компенсация силы тяжести грузика с массой «m» выполняется за счет

упругости жидкости или газа, а также электрическими, магнитными или механическими силами.
Широко применяются механические пружинные системы. Под де6йствием веса (mg) пружина растягивается и достигает равновесия при
l-длина пружины
τ−коэф. упругости пружины
Абсолютные значения этим способом определить трудно. Поэтому измеряют относительные изменения поля силы тяжести относительно известного значения в опорной точке.

Гравиметры “La Coste” “Rombler”

Слайд 13

Учет внешних воздействий на гравиметр
Прибор очень чувствителен к внешнему воздействию:
1)

Учет влияния температуры (до 120мгл/град )
- прибор помещают в сосуд Дьюара, а тот – в теплоизолирующий корпус,
- используется «линейный температурный компенсатор (доп рамка, которая под действием температуры стремится повернуть измерительную рамку в обратную сторону),
- используется устройство нелинейной компенсации температурного влияния.
2) Учет влияния барометрического давления.
чувствительная система помещается в герметическую камеру,
Устанавливается барометрический компенсатор (на противоположном грузу конце рычага помещают полый груз, т.о. чтобы его объемный момент был равен объемному моменту груза.

3) Нелинейное смещение во времени «нуль-пункта».
Вызвано различными условиями транспортировки (систематические и случайные).

Слайд 14

Современные гравиметры (Burris Gravity Metertm).
Современные гравиметры обеспечены включают сенсор, электронику, компьютер, батарею

(12-14 часов):
- Микропроцессор с автоматическим считыванием и записи показаний прибора и контролем ошибок,
Система выравнивания гравиметра,
Металлическая измерительная пружина (новая – 1 мгл/месяц).
Погрешность стандартного гравиметра -0.05 мгл, высокоточного – до 0.0002 мгл.
Вес – около 8 кг.
Easy for students and sophisticated for experts.

Слайд 15

Гравиметрическая съемка
Гравиметрическая съемка - измерения силы тяжести в отдельных пунктах и

на площадях исследований с целью получения картины распределения гравитационных аномалий.

Гравиметрические съемки осуществляются рейсам.
Рейс – совокупность последовательных наблюдений, объединенных общим учетом смещения «нуль-пункта».

Слайд 16

4. Введение поправок в результаты измерений
Теоретическое «нормальное» значение силы тяжести рассчитано

для поверхности геоида. Т.о. для получения сопоставимых аномалий необходимо:
1. пересчитать «нормальное значение» силы тяжести в точку наблюдений;
2. учесть, что между точкой наблюдения и геоидом есть аномальные массы,
3. учесть рельеф местности, который также искажает поле.

g01 = g0+0.0419σh = γ0-0.3086h+0.0419σh
- в г/см3, h – в метрах.

Слайд 17

3. Поправка за рельеф
Смысл поправки: В наблюденное значение силы тяжести

добавляется поправка, которая таким образом изменяет ее значение, как если бы измерения были проведены на горизонтальной плоскости.
Поправка за рельеф всегда положительна.

Слайд 18

5. Интерпретация гравитационных аномалий
Геол.интерпретация грав. аномалий – выявление закономерностей их распространения

на дневной пов-ти, установление взаимосвязей этих закономерностей с геологическими объектами и процессами, использование выявленных связей для решения различных геологических задач.
Качественная интерпретация – установление взаимосвязей гравитационных аномалий с индикаторными комплексами пород или структурно-тектоническими элементами, которым аномалии обязаны своим происхождением (выполняется в условиях ограниченной априорной информации).
Количественная интерпретация –
определение параметров геологических объектов (глубина залегания, морфология, избыточная плотность, эффективная масса) на основе специализированных математических алгоритмов.

Слайд 19

Качественная интерпретация
Как объяснить изменение формы гравитационных аномалий от профиля к профилю?
Следует

оценить площадь аномалии (между кривой наблюденного поля и осью абсцисс) – она не изменяется.
Следует оценить расстояния между точками Uz1/2 – они не изменяются.
Аномальный источник не изменяется по массе и глубине заложения. Происходит изменение угла падения пласта от профиля к профилю.

Качественная интерпретация

а)

б)

Слайд 20

Как объяснить изменение формы гравитационных аномалий от профиля к профилю?
Следует

оценить площадь аномалии (между кривой наблюденного поля и осью абсцисс).
Если площади примерно равны происходит изменение
глубины залегания аномального источника.

Слайд 21

Как объяснить смещение гравитационных аномалий по системе профилей?
Следует оценить площадь

аномалии (между кривой наблюденного поля и осью абсцисс) – она не изменяется.
Следует оценить расстояния между точками Uz1/2 – они не изменяются.
Следует провести линеаментный анализ аномалий.
Если площади аномалий примерно равны, их морфология не изменяется, а линеаментный анализ указывает на смещение аномальной зоны, можно предполагать наличие разрывного нарушения вкрест простирания аномалии.

Слайд 22

Как объяснить следующую картину распределения гравитационных аномалий по системе профилей?
Следует оценить

площадь аномалии (между кривой наблюденного поля и осью абсцисс) – она не изменяется.
Следует оценить расстояния между точками Uz1/2 – они не изменяются.
Следует провести линеаментный анализ аномалий.
Если площади аномалий примерно равны, их морфология не изменяется, а линеаментный анализ отрисовывает дугообразную структуру можно говорить об изменении направления простирания аномального источника.

Слайд 23

Обратная задача – вычисление по полю параметров геологического объекта)
Прямая задача

– вычисление аномалии по заданному распределению аномальных масс (известны избыт. плотность, форма, размер тела).

Количественная интерпретация

Обратная
задача

Задано - аномалия

Найти – параметры аномального объекта

Прямая
задача

Вычислить гравитационную аномалию

Заданы – параметры аномальных объектов

Слайд 24

Эквивалентные по аномальному эффекту модели
Теоретически в общем случае решение обратной задачи

неоднозначно: по заданному распределению аномалий гравитационного поля и его производных нельзя однозначно определить распределение избыточных плотностей.
Это вызвано феноменом ЭКВИВАЛЕНТНОСТИ моделей по аномальному эффекту!

Слайд 25

Использование аналитических выражений для аномалий от тел простой формы
Материальная точка, сфера.
(плутоны,

соляные купола, рудные тела изометричной формы)

Слайд 26

6. Сферы применения гравиразведки
Гравиразведка применяется в задачах:
1. Геологическое картирование
2. Исследования глубинного

строения земной коры
3. Поиски и разведка твердых полезных ископаемых
4. Инженерно-геологические задачи

Слайд 27

Формирование рабочего банка данных в оболочке программы Oasis Montaj.
В условиях относительно

слабо изученного восточного сектора российской Арктики фактологическая база включала комплекс данных батиметрических, сейсмических, магнитометрических, гравиметрических и геологических съемок.

Слайд 28

Построение геолого-геофизических разрезов
Геолого-геофизические разрезы земной коры района котловины Подводников вдоль регулярной

системы геофизических профилей построены с использованием алгоритма плотностного моделирования (модуль GM-SYS программы Oasis Montaj). В ходе построений учитывается априорная геологическая и геофизическая информация.

Силы гравитации как основа формирования Солнечной системы

Содержание

Роль сил гравитации в образовании Луны

Гравиразведка использует поле силы тяжести при решении природопользовательских задачГравиразведка основана

Сила притяженияПо закону Ньютона две точечные массы m1 и m2 притягивают

Единицы поля силы тяжестиЕдиницы силы:СИ – ньютон = СГС –

Т.к. Земля не является твердым телом, ее форма определяется соотношением сил

2. Аномальное гравитационное полеФормула Клеро определяет теоретическое значение гравитационного поля на

Плотность горных пород и рудПлотность вещества σ = m/VЕдиницы измерения: в

Плотность породМагматические породы:σ - определяется минералогическим составом: -легкие (полевые шпаты, кварц)

Плотность осадочных породПлотность в осадочных породах в значительной степени зависит от

3. Измерения поля силы тяжести Динамические методы относительных измерений силы тяжестиДинамических

Статические методыКомпенсация силы тяжести грузика с массой «m» выполняется за счет

Учет внешних воздействий на гравиметрПрибор очень чувствителен к внешнему воздействию: 1)

Современные гравиметры (Burris Gravity Metertm).Современные гравиметры обеспечены включают сенсор, электронику, компьютер, батарею

Гравиметрическая съемкаГравиметрическая съемка - измерения силы тяжести в отдельных пунктах и

4. Введение поправок в результаты измеренийТеоретическое «нормальное» значение силы тяжести рассчитано

3. Поправка за рельеф Смысл поправки: В наблюденное значение силы тяжести

5. Интерпретация гравитационных аномалийГеол.интерпретация грав. аномалий – выявление закономерностей их распространения

Качественная интерпретацияКак объяснить изменение формы гравитационных аномалий от профиля к профилю? Следует

Как объяснить изменение формы гравитационных аномалий от профиля к профилю? Следует

Как объяснить смещение гравитационных аномалий по системе профилей? Следует оценить площадь

Как объяснить следующую картину распределения гравитационных аномалий по системе профилей? Следует оценить

Обратная задача – вычисление по полю параметров геологического объекта) Прямая задача

Эквивалентные по аномальному эффекту моделиТеоретически в общем случае решение обратной задачи

Использование аналитических выражений для аномалий от тел простой формыМатериальная точка, сфера. (плутоны,

6. Сферы применения гравиразведкиГравиразведка применяется в задачах:1. Геологическое картирование2. Исследования глубинного

Формирование рабочего банка данных в оболочке программы Oasis Montaj.В условиях относительно

Построение геолого-геофизических разрезовГеолого-геофизические разрезы земной коры района котловины Подводников вдоль регулярной

Похожие презентации