ГРАВИРАЗВЕДКА РАБОТА

Основная цель геологоразведочных работ заключается в исследовании геологических структур и обнаружении полезных ископаемых. Другая задача — их подготовка к последующей промышленной разработке. Вместе с этим проводится определение закономерности залегания жил, для чего изучаются условия их образования, составление условной истории формирования. Итогом такой разведки является формирование геолого-экономической оценки промышленного освоения.

А вот методы, с помощью которых выявляются месторождения полезных ископаемых, сейчас кардинально отличаются от тех, которые на практике использовались более 30-50 лет назад. Ранее для этого преимущественно применяли выработку «пробных» скважин и взятие образцов породы. Сегодня же задействуется также 3D-визуализация, анализ инфракрасного и ультрафиолетового спектра, радиологическое исследование.

Общие сведения о геологоразведочных работах

Полезные ископаемые на Земле располагаются неравномерно. Обусловлено это преимущественно тем, что геологические формации формировались на протяжении сотней тысяч лет. То есть процесс изначально был запущен тогда, когда размещение тектонических плит было совсем иным (как и строение материков, локальных климатических условий). И наличие некоторых жил полезных ископаемых в определенных районах не всегда является гарантией получения дохода, так как требуется оценка затрат на их извлечение и промышленную эксплуатацию.

Например, уже давно известно о крупных месторождениях в Антарктиде. Но при этом экономический потенциал их разработки менее выгоден, нежели работа с другими месторождениями. И это является основной причиной, почему в Антарктиде нефть и прочие полезные ископаемые еще не начали осваивать.

Перед тем, как окончательно определить точку бурения, сегодня проводится широкий спектр исследований. Ученые составляют литологическую, петрофизическую, геохимическую и прочие карты местности. Все это позволяет формально составить детальную карту месторождения, а также ее технические особенности (объем, характер пород, возможные риски). Чем более тщательней выполняется изучение, тем ниже вероятность возникновения нештатных ситуаций.

История геологоразведочных работ

Геологоразведочные работы начали проводить при разработке месторождений еще в начале ХХ века. Уже тогда выполнялась предварительная съемка местности с последующим разделением карты на условные зоны. А далее выполняли изучение горных пород, составляя закономерности размещения полезных ископаемых. Далее составлялись геологические карты, которые показывали, в каких местах наиболее вероятен выход пород на поверхность. То есть эти места были предпочтительны для формирования скважин.

Существенно изменились методы геологоразведочных работ с интеграцией аэрокосмических методов исследования. На снимках, сделанных спутниками, отчетливо заметны разломы земной коры. Их практически невозможно обнаружить другими способами. Но именно в этих зонах наивысшая вероятность формирования крупных месторождений нефти (что неоднократно подтверждалось на практике).

Сегодня же практикуется более широкий спектр геологоразведочных работ. В частности, помимо аэрокосмической съемки, задействуются:

А далее выполняется расчет экономической обоснованности добычи полезных ископаемых в изучаемом месторождении.

Аэрокосмическая съемка

Углеводородные соединения излучают видимый световой спектр при воздействии на них ультрафиолетом. Именно поэтому для поиска нефтяных и газовых месторождений чаще всего задействуется люминесцентная съемка из космоса: она позволяет выявить места техногенных естественных загрязнений, которые в дальнейшем дополнительно изучаются другими методами ГРР.

Далее задействуется инфракрасная съемка, демонстрирующая видимый тепловой спектр. Ввиду того, что все геологические породы имеют отличающиеся показатели теплопроводности, это позволяет визуализировать примерное разделение пород в литосфере.

Некоторые полезные ископаемые, в том числе и нефть, всегда сопровождаются тепловыми аномалиями, что связано преимущественно с деятельностью бактериологических групп. При этом спутники, которые задействуются в аэрокосмическом изучении, способны за краткий промежуток времени предоставить информацию об огромных по площади участках.

Также сейчас активно используется аэрокосмическая радиолокационная съемка. Она основана на свойствах геологических пород по-разному отражать радиоимпульсы в сантиметровом диапазоне. Единственный недостаток такой методики — это потенциально низкое разрешение получаемого изображения. Но есть и преимущества: нет зависимости от погодных условий и климатических особенностей. Поэтому радиолокационная съемка относится к первичным методикам изучения рельефа.

Геологическая съемка «на глубину»

Аэрокосмическая съемка позволяет выполнить только наружное обследование геологических пород. Чтобы составить примерный план строения верхней части разреза горных пород, выполняется геологическая разведка «на глубину». Она, в свою очередь, разделяется на:

Сейсмическая разведка считается главной методикой обнаружения нефтяных месторождений и залежей природного газа. Она подразумевает изучение распространения сейсмических волн в глубоких слоях земной коры. Для этого, как правило, выполняется контролированный взрыв. Таким образом выявляются разрывы земной коры и изменение частоты колебаний в зависимости от степени отражения сейсмических волн.

Кстати, сейсморазведка активно используется ещё с 20-х годов прошлого столетия. Но сейчас её существенно модернизировали. Используются специальные приемные блоки, которые анализируют мельчайшие сейсмические волны и на их основе с помощью компьютерного оборудования составляется 3D-модель слоев земной коры.

Электроразведка основана на физических свойствах проводимости разных геологических пород. Электрическое сопротивление каждого материала — уникальное. К примеру, известняковые породы, гранит, песчаники и прочие породы, обильно насыщенные минерализованной водой, отлично проводят электричество. То есть их сопротивление — минимальное. А обнаружение диэлектрических пород может свидетельствовать о наличии месторождений нефти и газа. В данном случае сопротивление — высокое.

Гравиразведка основана на определении силы тяжести на поверхности земли в зависимости от того, какие породы находятся в верхних и средних слоях земной коры. Отличия минимальные, но изменение всего в 0,1% уже является косвенным признаком обнаружения жилы полезных ископаемых. Породы с аномально низкой силой тяжести также могут указывать на обнаружения месторождений нефти и природного газа.

Магниторазведка сегодня проводится совместно с радиометрическим исследованием. Они тоже основаны на изменении радиационного фона. Этот метод является основным при геологической разведке и поиске залежей урановых пород, которые в дальнейшем используются для освоения в атомной энергетике.

Методика UniQ

Методика UniQ косвенно схожа на сейсмологические методы исследования земной коры. Но в данном случае используется целый комплекс приемников, регистрирующих сейсмические колебания. Вместо направленного взрыва при этом часто задействуются специальные машины, симулирующие ударный резонанс. Все это в сумме позволяет проводить исследование глубоких слоев пород с получением довольно точной 3D-модели. При традиционном сейсмологическом исследовании извлечение таких данных является невозможным.

Одно из главных преимуществ данной методики заключается в полном нивелировании влияния слоев вечной мерзлоты при обследовании земной коры, что позволяет проводить ГРР в северных регионах, которые ранее условно считались недоступными для разработки. Все это уже на практике активно используется в Сибири, где общий сбор данных осуществляется на радиотелеметрические системы типа RT System 2. И немаловажно еще то, что такое оборудование может работать в беспроводном режиме, не требуя предварительной тотальной вырубки леса в исследуемых зонах (как это проводилось ранее). Современные методы разведки являются гораздо гуманней по отношению к экологии.

Также сейчас активно ведется разработка программного обеспечения, которое способно проводить анализ крупных кластеров информации и составлять на их основе 2D и 3D-модели сейсмологических карт. Активно внедряются нейронные алгоритмы самообучения. Сейчас такие методики только начинают интегрировать, но в будущем вполне возможно, что именно программный анализ станет основной геологической разведки.

Геохимические исследования

Геохимические исследования подразумевают проведение лабораторных работ по изучению химического строения взятых проб геологических пород. На основании полученных данных можно сформировать вероятность залегания пород различного типажа, вместе с чем определить процентное соотношение полезных ископаемых в извлекаемых породах. В дальнейшем это используется для оценки экономической обоснованности проекта. Является частью эксплуатационной разведки геологических структур. И в дальнейшем позволяет составить план-проект промышленного усвоения уже утвержденного месторождения.

На сегодня основные методики геохимического исследования при поиске месторождений полезных ископаемых следующие:

Главное преимущество геохимических исследований — это получение огромного кластера информации при относительно малых финансовых затратах. Они являются экономически обоснованными на любых этапах геологической разведки и особо активно используются при поиске морских месторождений. Стоимость реагентов, услуг лаборатории (и даже её «полевое» обустройство) обходятся гораздо дешевле формирования пробных скважин. А получаемая при этом информация дает возможность оценить примерный уровень расходов на промышленное усвоение месторождения.

Поисково – разведочное бурение

Буровые работы, даже предварительные, являются самыми затратными с финансовой стороны, поэтому их проводят в последнюю очередь. Поочередно создается несколько скважин, каждая из которых позволяет взять пробу итогового типа пород (они будут использоваться в промышленном усвоении).

Первоначально извлекают керн — породу с неизменными слоями. По ним можно определить, достоверны ли ранее полученные данные по геологической разведке. Также этот метод позволяет получить информацию о породах-коллекторах, а также составить их фильтрационные свойства. Все это в дальнейшем используется в формировании промышленного узла переработки.

Сейчас еще активно используется методика каротажа. Сперва формируется глубокая пробная скважина, а далее в нее помещают специальный зонд, регистрирующий изменение радиационного, электрического и магнитного полей. Датчики при постепенном извлечении фиксируют практически любые физические изменения текстурных пород земной коры.

Далее дополнительно формируются параметрические скважины (когда разработка условно утверждена). С их помощью определяют направление последующего извлечения земных пород с целью разведки.

Когда полный комплекс исследований выполнен, составляется проект опытно-промышленной разработки жилы. А именно определяется комплекс мероприятий, необходимых для переработки пород для их последующего использования в промышленности (с минимальной обработкой или вовсе без нее).

Геологическая разведка при разработке месторождения

Даже когда разработка месторождения перешла в активную стадию, геологическая разведка не прекращается. Выполняется ее совмещение с проходкой и выработкой пород. Это позволяет сформировать порядок очистительных работ, а также минимизировать риски технических аварий. Также проводится уточнение внутреннего строения залегания запасов полезных ископаемых. Вся информация анализируется и добавляется в программные модули, которые дают последующую прогнозную оценку.

Также нужно понимать, что какими бы современными методиками не проводилось изучение месторождений, вероятность наличия ошибок всегда остается на высоком уровне. Ключевая тому причина — стремление крупных компаний к более скорому освоению месторождений. При этом номинальным считается показатель, когда порядка 30-50% месторождений только исследуются и запланированы на последующую разработку. Соответственно, если данное значение ниже, то концерн считается условно непривлекательным для инвесторов.

Также сейчас наблюдается тенденция постоянного увеличения объема инвестиций на проведение геологической разведки. Доступна статистика лишь за 2010 год. Только тогда объем средств, выделенных частными инвесторами, составил порядка 24,5 миллиарда рублей. С тех пор объем инвестиций увеличился многократно. И в будущем планируется также заняться разработкой законсервированных месторождений, но уже с активным применением новых методик разведки.

Итого, современные методы геологоразведочных работ позволяют достаточно точно оценить экономическую выгоду от разработки тех или иных месторождений. Проводятся они поэтапно, начиная от финансово не затратных и постепенно переходя к детальному исследованию через формирование пробных буровых скважин. Весомую долю в изучении сейчас занимает построение 3D-моделей и компьютерный анализ полученной информации.

Издание:Всесоюзный научно-исследовательский институт геофизических методов разведки, Москва, 1975 г., 88 стр., УДК: 550.831

В инструкцию включены материалы по проектированию организации и методике проведения гравиразведочных работ. Описываются наземные и подземные гравиметровая, вариометрическая, градиентометрическая, а также морская съемки; способы определения плотности горных пород; интерпретация результатов гравиметрических съемок. Инструкция предназначена для инженеров и техников-гравиразведчиков.

Задачи гравиразведки и виды гравиметрических работ

§ 1. Гравиметрическая разведка является одним из геофизических методов, применяемых при геологоразведочных работах для изучения геологического строения территории, поисков и разведки месторождений полезных ископаемых.

§ 2. Физической основой гравиметрической разведки является различие плотности пород, руд и других полезных ископаемых. При гравиметрической разведке выполняются относительные измерения ускорения силы тяжести или ее производных, выявляются аномалии гравитационного поля, измеряются плотности горных пород и проводится геологическое истолкование результатов съемок.

§ 3. Эффективность применения гравиметрической разведки определяется физико-геологическими условиями залегания изучаемого объекта, точностью и детальностью гравиразведочых работ, изученностью района работ геологическими и другими геофизическими методами, их правильным комплексированием. Для повышения эффективности гравиразведки можно применять автоматизированную обработку результатов полевых наблюдений на всех ее этапах.

§ 4. Благоприятными физико-геологическими условиями для применения гравиразведки являются:

1) наличие разности плотностей изучаемых тел и вмещающих пород или контактирующих сред;

2) отсутствие вблизи изучаемых тел других объектов, гравитационное влияние которых является помехой;

3) достаточно большие размеры тел и небольшая глубина их залегания, простая форма и т. п.

§5. Гравиметрическая разведка применяется как для региональных, так и для детальных геологических исследований. Как правило, региональные исследования предшествуют детальным.

Региональная гравиразведка применяется для решения следующих геологических задач:

1) тектоническое и литолого-петрографическое районирование крупных регионов при геологическом картировании и составлении прогнозных и металлогеническнх карт; объектами исследований могут быть складчатые области, кристаллические щиты и массивы, поднятия фундамента, депрессии, области накопления мощных толщ осадочных отложений, границы платформы, глубинные разломы земной коры;

2) картирование геологических зон и крупных структур (з пределах структурных элементов I и II порядков) с целью выделения участков для проведения более детальных работ другими геологическими и геофизическими методами.

При решении перечисленных задач предпочтительно, а иногда и необходимо применение гравиметрической разведки в комплексе с аэромагнитной съемкой, сейсморазведкой, сейсмологическими исследованиями и некоторыми модификациями электроразведки, с гамма-спектрометрией, металлометрией и т. п.

Детальная гравиразведка применяется для решения поисковых (поисковая съемка) или разведочных (разведочная съемка)  геологических задач:

1) изучение тектонического строения отдельных нефтегазоносных территорий для последующего производства работ другими геологическими и геофизическими методами;

2) изучение тектонического строения и геолого-геофизическое картирование кристаллического фундамента для выявления участков, перспективных на черные, цветные и редкие металлы, в комплексе с магниторазведкой; достоверность интерпретации результатов гравимагнитных съемок в этом случае может быть повышена путем изучения рельефа поверхности кристаллического фундамента другими геофизическими и геологическими методами;

3) прослеживание крупных залежей полезных ископаемых или пород, вмещающих и контролирующих полезные ископаемые;

4) выявление локальных структурных форм, благоприятных для скопления полезных ископаемых и непосредственно залежей полезных ископаемых (нефти, газа, руды, угля и т. п.), прослеживание разрывных нарушений;

5) определение формы, размеров, элементов залегания исследуемых объектов и их литолого-петрографическое расчленение.

Детальная гравиметрическая разведка, как правило, применяется в комплексе с магниторазведкой, сейсморазведкой, электроразведкой.

§6. Кроме решения прикладных геологических задач, гравиметрические исследования проводят с целью изучения фигуры Земли, ее глубинного строения и т. п.

§7. Различают съемки: наземную, подземную, скважинную, морскую (донную, надводную, мелководную), которые проводятся соответствующими типами гравиметров или вариометрами и градиентометрами.

§8. Гравиметровая съемка проводится при региональных и детальных гравиразведочных работах.

Вариометрическую и градиентометрическую съемки целесообразно применять при геологоразведочных работах, связанных с изучением деталей геологического строения, при поисках и оконтуривании малых и неглубоко залегающих структур, залежей полезных ископаемых, дизъюнктивных нарушений и других  объектов,  создающих  слабые аномалии силы тяжести.

Часто при решении детальных гравиразведочных задач целесообразно применять гравиметровую и вариометрическую съемки совместно. Результаты детальных съемок (гравиметро-вых, вариометрических, градиентометрических) используются для расчетов по определению формы, размеров и глубины залегания возмущающих объектов.

§9. По своему характеру гравиметрическая съемка может быть площадной и профильной.

Площадной называется съемка, результаты которой позволяют построить карту изоаномал силы тяжести (векторов, кривизн) исследованной площади. Площадная съемка может быть равномерной, если расстояния между пунктами наблюдений по профилю и между профилями одинаковы, и неравномерной, если расстояния между пунктами наблюдений по профилю и между профилями неодинаковы.

Конспект лекций по курсу «Гравиразведка и магниторазведка»

Издание:РГУ нефти и газа имени И. М. Губкина, Москва, 2000 г., 45 стр., УДК: 550.83

Рассмотрена методика гравиразведочных и магниторазведочных работ, как наземных, так и аэромагнитных.

Изложены основные положения инструкции по гравиразведке, включающие вопросы проектирования работ, методики наблюдений, вопросы геодезического обеспечения н обработки результатов гравиметрических наблюдений и оценки их точности.

Рекомендуется для студентов специальности 080400 специализаций «Нефтегазовая разведочная геофизика», «Компьютерные системы и технологии в геофизике» и магистров по направлению 553200 «Геология и разведка полезных ископаемых» (программа 553215 — «Методы разведочной геофизики»).

Курс гравиразведки

Издание:Недра, Ленинград, 1980 г., 543 стр., УДК: 550.831 (075.8)

В книге рассмотрены теоретические основы гравитационной разведки, свойства гравитационного потенциала и его производных, гравитационное поле Земли. Изложены принципы измерения элементов гравитационного поля, описаны гравитационные приборы, методика и техника гравиметрических измерений. Даны принципы и методы геологической интерпретации гравитационных аномалий, способы разделения гравитационного поля на составляющие. Приведены примеры применения гравиметрического метода при геологическом картировании, поисках и разведке полезных ископаемых. Книга является учебником для студентов вузов, обучающихся по специальности «Геофизические методы поиска и разведки полезных ископаемых». Она также может быть использована инженерно-техническими работниками геолого-геофизических организаций, занимающихся гравиметрическими исследованиями

Аномольное гравитационное поле Грузии и некоторые вопросы его геолого-геофизической интерпретации

Издание:Тбилиси, 2006 г., 112 стр.

Во время моей работы в должности ст. геофизика тематической партии Кавказского института минерального сырья над обработкой и переинтерпретацией гравимагнитных полей Грузии, возникла необходимость в создании банка гравиметрических данных в связи с разбросом и неувязкой между собой фондовых рукописных работ — отсутствием единого каталога значений первичных измерений. Тем более, что бумажные носители информации со временем стареют и при работе с ними возникают определенные трудности, связанные с вводом информации; отсюда большие затраты труда, времени и средств. Гравиметрические работы, выполненные за последние 50 лет, различными научно-производственными организациями Тбилиси и Москвы, представляют большую ценность с точки зрения изучения природы аномального гравитационного поля Грузии в первую очередь, а также образующей их геологической среды. Работы выполнены фрагментарно по площади, неравномерно во времени, с разным технико-методическим подходом, и нуждаются в создании единого информационного «пространства» (гравитационного аномального поля Грузии) – банка геофизических данных и в последствии новейшей геолого-геофизической интерпретации. Все это послужило мотивом для написания диссертационной работы следующего содержания – систематизация гравиметрических материалов Грузии с позиции современных требований и с применением компьютерной техники, последующий анализ, переработка, интерпретация и обобщение материалов региональных геофизических исследований. Диссертационная работа, несмотря на ограниченный объём, носит обобщающий характер по широкому спектру геолого-геофизической информации. Гравиметрия является одним из ведущих геофизических методов, данные которого наиболее полно используются в различных отраслях науки о Земле, интенсивные градиентные зоны гравитационного поля указывают на нарушение равновесия тектонических напряжений, с чем связана возможность возникновения очагов землетрясений. Данные гравиметрии применяются в расчетах траекторий движения ракет и снарядов тяжелой артиллерии. В этом плане они имеют стратегическое значение. Кроме всего прочего, гравиметрия это наука, связанная с прямыми поисками и разведкой полезных ископаемых. В данной работе мы рассматриваем этот вопрос с точки зрения поисков месторождений углеводородов. Современные методы интерпретации геофизических полей, требующие большие базовые данные и довольно сложные алгоритмы, для решения поставленных задач, расчитаны на применение компьютерной техники. Трудности по созданию компьютерного банка данных гравиметрии, а это – отсутствие фондовой документации по некоторым работам (каталогов, поправок за влияние рельефа и прочее) были успешно нами преодолены. В данной работе немаловажное место занимает геолого-геофизическая интерпретация данных гравиметрии с точки зрения региональной геологии и глубинного строения.

ТематикаДиссертация, Региональная геология

Гравиразведка. Справочник геофизика

Редактор(ы):Веселова К. Е., Мудрецова Е. А.

Издание:Недра, Москва, 1990 г., 607 стр., УДК: 550.831, ISBN: 5-247-00626-7

Изложены теория граритационного поля Земли, методы измерения его элемеетов. Описаны гравитационные приборы, методика полевых, морских подземных и аэросъемок способы обработки материалов, решения прямых и обратных задач Рассмотрено применение гравиразведки при изучении глубинного строения земной коры, тектоническом районировании, геологическом картировании, поисках и разведке полезных ископаемых. Во втором издании (1-е изд—1981) расширены разделы по применению ЭВМ, методике интерпретации

Для геофизиков и геологов производственных организаций Полезен сотрудникам научно-исследовательских институтов, преподавателям и студентам вузов

Гравитационная разведка — метод разведочной геофизики, основанный на изучении поля силы тяжести на поверхности Земли или вблизи от нее. Изучение поля силы тяжести — гравитационного поля Земли, его анализ и интерпретация дают возможность делать выводы о распределении неоднородных по плотности масс в земной коре, следовательно, и о строении земной коры.

Гравитационная разведка используется для изучения глубинного строения земной коры, тектонического и петрографического районирования крупных регионов, геологического картирования закрытых территорий, поисков месторождений нефти и газа, прогнозирования залежей нефти и газа, поисков и разведки твердых полезных ископаемых: угля, руд и нерудного сырья. Гравиразведка применяется также при решении некоторых задач инженерной геологии, геодезических задач — изучения фигуры Земли.

Руководство по горным занятиям по гравиразведке и магниторазведке. Часть 2. Лабораторные работы 7-12

Автор(ы):Гладкий К. В., Серкеров С. А., Шрайбман В. И.

Издание:РГУ нефти и газа имени И. М. Губкина, Москва, 1972 г., 69 стр.

Определение суммарной массы или магнитного момента и горизонтальных координат центра тяжести возмущающих  тел произвольной формы.

Определение предельной глубины залегания ближайшей к поверхности особой точки аномалий для возмущающих тел произвольной формы.

Решение обратной задачи гравиразввдки и магниторазведки спектральным методом.

Определение плотности промежуточного слоя по наблюдениям с гравиметрами на дневной поверхности

Частотные и глубинные характеристики

Элементы теории построения рациональных вычислительных схем для трансформаций гравитационных и магнитных полей

Гравитационная разведка

Автор(ы):Грушинский Н. П., Сажина Н. Б.

Издание:Недра, Москва, 1972 г., 388 стр., УДК: 550.831(075.3)

Учебник содержит теоретические основы гравитационного метода разведки, способы гравиметрических намерении, описание аппаратуры, применяющейся для измерения силы тяжести, методику гравиметрических съемок и обработки наблюдении, геологическую интерпретацию гравитационных аномалии, а также основные представления о строении Земли и земной  коры.

При написании книги по возможности учтены все современные достижения как в области аппаратуры, так и в методике наблюдений и интерпретации. Приведен справочный материал и некоторые таблицы, полезные технику-гравиметристу на практике. Решение различных задач полевой гравиметрии и интерпретация иллюстрируются примерами.

Учебник предназначен для учащихся геологоразведочных техникумов и может быть полезен техникам-гравиметристам и студентам геофизических отделений университетов и геологоразведочных вузов.

Издание:Недра, Москва, 1981 г., 397 стр., УДК: 550.831 (031)

Представляет собой самостоятельный том серии «Справочник геофизика». Первый справочник этой серии «Физические свойства горных пород и полезных ископаемых (петрофизика)» вышел в свег в 1976 г., справочник «Разведочная ядерная геофизика» — в 1977 г., «Скважинная ядерная геофизика» — в 1978 г., «Электроразведка» и «Магниторазведка» — в 1980 г., «Сейсморазведка» — в 1981 г. Изложены теория гравитационного поля, методы измерения его элементов, условия применения гра-виразведки для решения геологических задач. Описаны устройство гравитационных приборов, работа с ними, методика работ, обработка и интерпретация получаемых материалов. Справочник предназначен для геофизиков и геологов производственных, научных организаций. Может быть полезен преподавателям и студентам старших курсов вузов.

Автор(ы):Костицын В. И., Маловичко А. К.

Издание:Недра, Москва, 1992 г., 359 стр., УДК: 550.831 (075.8), ISBN: 5-247-00964-9

В книге рассмотрены физические основы гравиразведки, аппаратура, методики наблюдений, решение структурно-тектонических и поисково-разведочных задач. Приведены сведения о трансформации аномальных полей, разделении их на региональные и локальные составляющие. Геологическая интерпретация материалов изложена применительно к изучению глубинного строения земной коры, верхней мантии, кристаллического фундамента и осадочной толщи с целью поисков нефти, газа и других полезных ископаемых. Книга предназначена для студентов геофизических специальностей вузов.

Количественная интерпретация гравитационных и магнитных аномалий

Издание:Московская Государственная Геологоразведочная Академия, Москва, 1998 г., 88 стр., УДК: 550.831+550.838

В учебном пособии по курсу «Интерпретация гравитационных и магнитных аномалий» изложены основные группы современных методов количественной интерпретации потенциальных полей: методы моментов, особых точек, подбора и регуляризации. Они предназначены для определения геометрических параметров и физических свойств геологических объектов по их гравитационным и магнитным полям. Учебное пособие преднозначено для студентов, обучающихся по специальности 08.02 «Геофизические методы поисков и разведки месторождений полезных ископаемых»

Гравиразведкой называют метод геофизики, который изучает все изменения свободного падения, связанные со сменой плотности геологических тел. Объектами ее изучения является земная кора, нарушения в строении тектонических плит, полезные ископаемые. Также с помощью гравиразведки определяют рельеф местности, причем как на суше, так и в толще воды.

Немного истории

Итак, гравиразведка тесно связана с силой тяжести. Изучением этой величины занимался еще Галилео Галилей. В 17 веке впервые была установлена ее зависимость от широты. Согласно результатам экспериментов, проводимых астрономом Ж. Рише, маятниковые часы в низких широтах сильно отставали. Этот феномен объяснил Ньютон, который и положил начало науке гравиметрии.

В 1743 году А. Клеро создал формулу, которая объясняла, как меняется сила тяжести на разных участках земной поверхности. В 50-е годы того же века М. В. Ломоносов предпринял попытки создать прибор, который регистрировал бы изменения силы тяжести в зависимости от внутреннего строения земли и времени.

На протяжении всего ХХ столетия изучением и проведением гравиразведки занимались разные институты и ученые. На сегодняшний день это обязательное мероприятие при проведении разных видов геологоразведочных работ. Особенно важна она в процессе поисков месторождений нефти и газа.

Система классификации

Параметрами для разделения гравиразведки на виды являются технология работ и способ перемещения оборудования, а также виды геологических задач.

Итак, по первому параметру выделяют исследования, проводимые на земле, под землей, в водоемах, в воздухе и скважинах. По второму выделяют региональные и детальные. Региональные нужны для изучения строения глубоких слоев больших территорий и проводятся в масштабах 1 к 200 000. Детальные по-другому называются поисково-разведочными. Они выполняются в масштабах от 1 к 100 000 до 1 к 10 000 и ответственны за поиск залежей полезных ископаемых.

Стоит отметить, что наземная гравиразведка проводится чаще всего. В процессе используется специальное оборудование, называемое гравиметром. Съемки бывают пешеходными и автомобильными. Иногда в процессе задействуется аэротранспорт. Если позволяют условия, их проводят одновременно в нескольких наблюдательных пунктах.

Выделяют еще два вида гравиразведки. Маршрутная проводится по определенным заранее схемам, проложенным вдоль изучаемых объектов. Она нужна в процессе рекогносцировки местности (изучение участка перед геодезическими работами на нем) и при обнаружении ископаемых.

Второй вид — площадная гравиразведка. Она подразумевает изучение местности по прямолинейным профилям, длина которых больше поперечных размеров изучаемых объектов. При этом выполняется важное условие: расстояние между соседними профилями минимум в 3 раза меньше длины исследуемого объекта. Это позволяет более точно зафиксировать аномалию гравитационного поля и установить размер объекта.

Площадные съемки могут быть равномерными и неравномерными. В первом случае изучаемые объекты являются изометричными (отображены в трехмерной проекции). А во втором — вытянутые.

Морская гравиразведка, как и наземная, проводится довольно часто. Она делится на три подвида:

При надводных работах все необходимое оборудование остается на кораблях, съемка ведется в движении. При этом система автоматически определяет силу тяжести вдоль профилей.

Для подводных исследований понадобятся подводные лодки. Здесь более спокойные условия, а значит, измерения будут точнее.

При донной съемке используются специальные кварцевые гравиметры в защищенных от попадания влаги контейнерах. Они опускаются на дно в установленных точках, а система в это время фиксирует показания. Максимально допустимая глубина для таких работ 150-200 м.

Скважинные исследования проводятся в тех случаях, когда нужно измерить силу тяжести вдоль скважины. Здесь важно учитывать наклон и углы забоев на разной глубине. При такой гравиразведке погрешность больше, чем в других случаях.

Воздушные съемки проводят, используя аэрогравиметры. Их запускают на высоту от 70 до 150 м. Погрешность в показаниях здесь также высока, поскольку аппарат делает измерения на скорости 100-200 км/ч.

Итого, гравиразведка — незаменимая часть геологических исследований. Без нее сложно оценить состояние пород и залежей полезных ископаемых на глубине в несколько десятков метров. Кроме того, это один из методов изучения нашей планеты и ее строения, а потому ей отводится далеко не последнее место при проведении различных научных мероприятий.