Требования к геодезическому обоснованию вариометрической съёмки на примере Курской магнитной аномалии

Страница 4

Рис. 13 Пример гравиметрических работ на Курской магнитной аномалии.

При расчленении свиты был применен способ интерпретации. Теоретическая кривая WXZT в основном совпадает с наблюденной кривой градиента.

В левой части разреза по профилю на участке 1,4 км выделяется глубокий минимум градиента силы тяжести до 200 этвеш, а на участке 2,5 км — максимум. В этом интервале выделена первая мощ­ная пачка пластов с повышенной плотностью — от 3,2 до 3,9 г/см3. Наиболее плотные пласты выделены на участке 1,4—1,6 км. В ин­тервале от 2 до 3 км кривая градиента имеет сложный вид, и здесь выделено три пласта с плотностью 3,7—3,9 г/см3. Бурение скважины на гравитационном репере 2,24 км над первым из этих трех пластов выявило залежь богатых железных руд. Залежь выделена по гравиметрическим данным в трех местах, там, где она залегает на головах железистых кварцитов. Кривая градиента силы тяжести имеет минимум на участке пункта 2,9 км и максимум на участке пункта 3,5 км. Здесь при интерпретации было выделено два пласта с повышенной плотностью до 3,9 г/см3. Скважина, заданная на гравитационном репере 3,2 км над пластом с плотностью 3,7—3,9 г/см3, вскрыла вторую залежь богатых железных руд с максимальной мощностью 49 м. Далее по профилю была выделена еще одна зона, в которой развиты породы с повышенной плотностью (3,7—3,9 г/см3 ) на участке 4 км. Над залежами богатых руд наблюдаются магнитные аномалии слабой интенсивности, поглощение упругих колебаний и осложнение волновой картины при сейсморазведке. Таким образом, гравитационный метод в таких условиях может с успехом решать задачи детального геологического картирования пород кристаллического фундамента под мощной толщей рыхлых отложений и задачи поисков залежей богатых железных руд (в комплексе с другими геофизическими методами).

На рис. 14 приведен профиль через залежь богатых руд по простиранию Лучковской полосы в Белгородском районе KMA. Возрастание силы тяжести при движении по профилю к югу связывают с погружением замка синклинальной складки и с увеличением мощности толщи железистых кварцитов III , залегающей на подстилающих породах IV. Локальные минимумы силы тяжести приурочены к зонам уменьшения мощности толщи III. Оказывается, что над этими зонами рудное тело II имеет максимальную мощность и отмечается минимумами ZA. Мощность толщи покрывающих осадочных пород I достигает 500 м. Рудное тело разведано семнадцатью буровыми скважинами. [1] 3. ГЕОДЕЗИЧЕСКИЕ РАБОТЫ ПРИ ВАРИОМЕТРИЧЕСКОЙ СЪЁМКЕ

3.1 Поправки в наблюденные значения производных

Наблюденные значения вторых производных обусловлены непостоянством силы тяжести в объёме, занимаемом чувствительным элементом, которое в основном вызвано тремя причинами:

- изменением силы тяжести в нормальном гравитационном поле.

- влиянием рельефа

- влиянием внутренних аномальных масс.

Нормальные значения вторых производных находятся по формулам:

Uxz=8,11sin2φE

Uxy=0, Uyz=0 (3.1)

UΔ=10,25cos2φE

Поправка за рельеф учитывает влияние масс, расположенных выше и ниже уровенной поверхности точки наблюдения, на вторые производные. Для вычисления поправки за рельеф вокруг пункта наблюдений необходимо выполнить нивелирование в радиусе 50 м и с точностью до 1 см.

Для уменьшения влияния рельефа при наблюдениях с вариометрами и градиентометрами прибор устанавливают на ровных площадках или при необходимости искуственно выравнивают рельеф вблизи пункта наблюдений.

Из-за сильного влияния близких масс положение коромысла фиксируют на фотографическую пластинку в отсутствие наблюдателя. Например: при нахождении человека массой m=80 кг на расстоянии r2=1 м от вариометра, неоднородность поля притяжения составит 5 Э. (3.2)

G=2/3∙10-7г-1см3с-2; M=80∙103г

GM=5∙10-9с-2=5 Э (3.2)

3.2 Требования к точности координат гравиметрических пунктов.

Пространственные координаты гравиметрических пунктов нужны для вычисления аномалий силы тяжести и вторых производных, составления каталогов пунктов на карты и для геологической интерпретации результатов измерений. Установим требования к точности определения координат.

Для определения погрешностей плановых координат можно исходить из масштаба карты. Если графическая точность нанесения пункта на карту равна 0,2—0,4 мм, то для масштаба 1:10 000 погрешность плановых координат должна быть не больше 4 м.

Точность определения высот гравиметрических пунктов определяют на основании формулы (3.3). При погрешностях аномалии в 0,01 мГал высоты нужно определять с точностью 5 см. Точность привязки гравиметрических пунктов в зависимости от точности аномалий силы тяжести и масштаба карты установлена Инструкцией по гравиметрической разведке, 1975 г. (табл. 1).

Метод определения координат гравиметрических пунктов зависит от заданной точности их определения. Плановые координаты для составления мелкомасштабных карт определяют по топографическим картам и фотопланам более крупного масштаба. При детальных гравиметрических съемках масштаба 1 : 50 000 и крупнее координаты гравиметрических пунктов определяют теодолитными и мензульными ходами или радиогеодезическими методами.

Методика определения высот выбирается в зависимости от их точности. При съемках мелких масштабов высоты находят по топографическим картам. При детальных съемках точности 0,1 мГал и выше высоты определяют из геометрического нивелирования, при съемках точности 0,2—0,5 мГал — из геодезического, барометрического или гидростатического нивелирования, применяют стереофотограмметрические методы.

Как видно из табл. 1, точность определения плановых координат и высот при детальных съемках довольно высока. Топографо-геодезические работы по трудоемкости и объему работ значительно превосходят гравиметрические наблюдения. По времени топографо-геодезические работы должны опережать гравиметрические. [5]

ΔgБ = Δg--2πfσHγ = Δg – 0,0418σHγ (3.3)

Таблица 1

Масштаб карты

Сечение изоаномал, мГал

Точность аномалий Буге, мГал

Средние квадратические погрешности, м

Число лунктов на 1 км2

плановых координат

высот

В равнинных районах

1 : 1 000 000

5

1,5

200

5,0

0,04—0,1

1 : 500 000

1 : 200 000

2

0,8

100

2,5

0,01- 0,25

1 : 100 000

1

0,4

80

1,2

0,25—1,0

1 : 50 000

0,50; 0,25

0,1; 0,1

40

0,7; 0,35

2—50

1 : 25 000

0,25; 0,20

0,1; 0,08

20

0,35; 0,25

12— 80

1 : 10 000

0,20; 0,10

0,08; 0,04

4

0,20; 0,10

20—200

1 : 5 000

0,10; 0,05

0,04; 0,02

2

0,10; 0,05

50—500

В горных районах

1 : 200 000

2

1,0

100

3,0

0,1— 0,25

1 : 100 000

1

0,5

100

1,80

0,25—1,0

1 : 50 000

1; 0,5

0,5; 0,25

50

1,6; 0,90

1—30

1 : 25 000

0,5; 0,25

0,25; 0,12

25

0,90; 0,45

4-60

1 : 10 000

0,20

0,10

5

0,25

20—100

1 : 5 000

.0,10

0,05

2

0,12

50—250