21. Как вычисляются аномальные значения силы тяжести ? (какие поправки и для чего вводятся).

Обычно при окончательной обработке гравиметрических данных используют следующие поправки и соответствующие им редукции.

1. Поправка за высоту точки стояния прибора (поправка Фая).

Для того, чтобы рельеф поверхности наблюдения не вносил ошибок в наблюденные данные, результаты гравиметрической съемки приводят к уровню моря (или редуцируют на уровень моря). Если представить себе, что между уровнем моря и поверхностью наблюдения нет горных пород, а находится только воздух, то, учитывая формулу нормального вертикального градиента силы тяжести Vzz, зависимость между абсолютной отметкой точки наблюдения (Н) и приращением силы тяжести на этой высоте (g_с.в.) можно записать в виде: g_с.в. =3086·Н[м].

2. Поправка за плотность пород промежуточного слоя.

Поправка за высоту определяется из предположения, что между уровнем моря и поверхностью наблюдений ничего нет. На самом же деле в пространстве между уровнем моря и рельефом поверхности съемки находятся горные породы с плотностью σ_п.с. (так называемая плотность пород промежуточного слоя). Поправка за плотность промежуточного слоя определяется, согласно теории, также из простого соотношения: g_п.с.= - 0,0419σ_п.с.Н, σ_п.с.[г/см²]

Минус в формуле поставлен из-за того, что породы плотностью σ_п.с. завышают значение силы тяжести, поэтому поправка всегда отрицательна. В практике обработки обычно обе эти поправки объединяются в одну и суммарная поправка называется поправкой (или редукцией ) Буге:

g_б = g_с.в. + g_п.с. = (0,3086 – 0,0419σ_п.с.) Н

Для целей разведочной геофизики необходимо знать аномальное поле, а его невозможно вычислить, не зная нормального поля (₀).

Аномальное значение силы тяжести в редукции Буге (в неполной топографической редукции, так как здесь ещё не учтено гравитационное влияние окружающего рельефа):

g_б =g-+(0,3086 – 0,0419σ_п.с.) Н

Согласно инструкции по гравиразведке, при проведении гравиразведочных работ необходимо вычислять редукцию Буге с тремя плотностями:

₁ = 2,67 г/см³ (средняя плотность верхней части земной коры)(в геосинклинальных областях)

₂ = 2,3 г/см³ (средняя плотность осадочного слоя) (на платформах)

₃ – реальная средняя плотность пород района.

3. Поправка за влияние окружающего рельефа

На результаты измерений с гравиметрами оказывает воздействие избыток или недостаток масс, расположенных вокруг точки наблюдения. Необходимость введения поправки за окружающий рельеф определяется в каждом конкретном случае степенью расчленённости рельефа и необходимой точностью работ. Согласно инструкции по гравиразведке, поправки за влияние рельефа местности вводятся на тех пунктах, где они превосходят 0,5 величины проектной среднеквадратичной погрешности определения аномалии силы тяжести. Поправка за влияние рельефа всегда положительна (рис. 2.25). Только в отдельных случаях, когда учитывается влияние масс, расположенных в радиусе 200 км и более, с учетом кривизны Земли поправка может быть отрицательной. При вычислении поправки окружающий рельеф разбивается на несколько зон: центральную, ближнюю (1-3км), среднюю (3-30км) и дальнюю (от 30км).

Чтобы определить поправку, в радиусе центральной зоны вокруг точки наблюдения измеряют превышения по двум, четырем или восьми лучам в различных направлениях. Затем, рассчитав таблицы для различных углов I и используя превышения h, определяют поправку за рельеф в центральной зоне.

Для определения поправок за рельеф в ближней, средней и дальней зонах массы рельефа аппроксимируют либо набором кольцевых секторов, либо набором вертикальных параллелепипедов.

Несмотря на успешное использование ЭВМ, способы введения поправок с помощью палеток и номограмм не потеряли своего значения, т.к. они более гибки по сравнению с машинными в смысле возможности изменения процедуры вычислений в связи с конкретной ситуацией и еще применяются для тестирования программ.

В полевой период составляется предварительная карта аномалий силы тяжести в редукции Буге. При этом для съемок масштаба 1:50000 и мельче поправку за рельеф вводить не обязательно, а для съемок масштаба 1:25000 и крупнее – обязательно на участках сложного рельефа.

Поправки за рельеф местности вводятся в результаты наблюдений на тех пунктах, на которых они превышают 0,5 величины .

Таким образом, в результате окончательной камеральной обработки вычисляются в каждой точке аномальные значения силы тяжести по общей формуле:

В зависимости от конкретных условий района работ могут вводиться и другие дополнительные поправки, например, за влияние переменной мощности рыхлых отложений, за влияние болот и т. д. Заключительным этапом полевых работ является построение гравитационной карты в редукции Буге.

Инструкцией предусмотрено обязательное построение карт аномалий Буге с плотностью промежуточного слоя, равной 2,3 г/см³ и 2,67 г/см³ для мелкомасштабных съемок, включая съемки масштаба 1:50000. Карты с плотностью промежуточного слоя, 2,3 г/см³ составляется без введения поправки за рельеф. Для геологической интерпретации строятся карты и графики аномалий Буге с истинной постоянной или кажущейся плотностями промежуточного слоя. В этих случаях поверхность относимости не обязательно должна совпадать с поверхностью геоида.

_______________________________________________________________________________________