Обработка результатов измерений гравитационного поля по участку

Геофизическая характеристика гравитационного и магнитного поля. Аппроксимация данных аналитической функции. Проверка статистической значимости регрессии. Построение графика автокорреляционных функций. Оценка плотности горных пород на площади исследования.
Краткое сожержание материала:

Размещено на

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ГОУ ВПО

УРАЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ГОРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Факультет геологии и геофизики

Кафедра математики

Направление подготовки: 657100 ПРИКЛАДНАЯ МАТЕМАТИКА

Специальность: 073000 "Прикладная математика"

Квалификация: Инженер-математик

Специализация: Применение математического моделирования и математических методов в горно-геологических науках

Курсовая работа

ТЕМА: Обработка результатов измерений гравитационного поля по участку

Автор: Берсенев Ярослав Александрович

Учебная группа: ПМ-07

Руководитель: Серков Владимир Алексеевич

Екатеринбург

2011 г.

Постановка задачи

Выделить положение объектов с различной плотностью.

1. Определить модель поля (наличие региональной и локальной составляющих).

2. Определить аналитический вид региональной составляющей поля.

3. Определить параметры уравнения регрессии и вычислить значения региональной составляющей поля, оценить статистическую значимость уравнения.

4. Вычислить аномальное поле.

5. Определить вид и параметры оптимальных для данного аномального поля фильтров.

6. Выполнить фильтрацию аномальной составляющей и построить модель аномального поля после фильтрации.

7. Выделить объекты с различной плотностью.

8. Оценить плотность горных пород на площади исследования.

9. Написать пояснительную записку следующего содержания.

- характеристика исходных данных;

- характеристика модели поля;

- обоснование выбора модели региональной компоненты;

- характеристика аномального поля и обоснование выбора фильтров;

- характеристика аномального поля и результаты интерпретации;

- описание физико-геологической модели участка исследования.

10. Графические приложения:

- модель измеренного поля;

- модель региональной составляющей;

- модель аномального поля до и после фильтрации;

- графики автокорреляционных функций;

- модель исследуемого участка

Геофизическая характеристика

Гравитационные и магнитные поля четко выделяются полосовыми, вытянутыми в субмеридиональном направлении аномалиями сложного строения с резкими градиентами силы тяжести и вертикальной составляющей магнитного поля [3]. Наряду с этими аномалиями поля силы тяжести отмечаются аномалии с ориентировкой.

Предположительно, основная масса гравитационных аномалий может быть объяснена влиянием пород, слагающих верхние горизонты земной коры.

Положительными полями различной интенсивности отмечаются области развития эффузувных и эффузивно-осадочных образований, причем интенсивность поля зависит от мощности и состава эффузивов. Области развития осадочных отложений фиксируются пониженным значением силы тяжести. Локальные минимумы силы тяжести - структуры синклинальных осадочных отложений.

Магнитное поле характеризуется наличием мелких аномалий. Спокойное или слабопеременное поле обеспечивают интрузии нормальных гранитов. В пределах этих интрузий повышенными, иногда довольно интенсивными локальными магнитными аномалиями выделяются участки контаминированных гранитов или гранитов, обогащенных магнетитом.

Сопоставление характера магнитного поля с геологическими данными позволяет установить, что кроме осадочных, сланцевых образований и массивов нормальных гранитов основной фон пониженного магнитного поля создают эффузивно-осадочные образования палеозойского возраста.

Техника и методика наземных гравиметрических измерений

Гравиразведочные работы выполняются в два этапа: полевой и камеральный [1]. В полевой период проводят гравиметрическую съемку -- совокупность гравиметрических наблюдений, проведенных на площади исследований по определенной системе и с заданной точностью, предусмотренной техническим проектом. В камеральный период работ производится обработка результатов наблюдений, вычисление аномалий и их изображение в виде графиков и карт, а также геологическое истолкование выявленных аномалий.

В зависимости от системы наблюдений различают маршрутные, площадные и профильные съемки. Маршрутные съемки проводят обычно труднопроходимой местности по изломанным линиям, которые прокладываются по тропам, ручьям, просекам т.п. Профильные съемки выполнятся по системе прямых линий, прокладываемых на местности геодезическими средствами. Расстояние между точками наблюдений по маршруту или профилю выбирается, как правило, постоянным и называется шагом съемки. Площадной называется съемка, результаты которой позволяют построить карту изолиний изучаемого физического поля. Такие съемки проводят о системе сближенных профилей или маршрутов. При проведении площадных гравиметрических съемок расстояние между профилями может превосходить расстояние между точками по профилю не более чем в 5 раз.

Профили прокладываются обычно вкрест простирания искомых геологических объектов и связанных с ними гравитационных аномалий или генерального простирания пород. Сеть наблюдений (расстояние между профилями и пикетами) выбирается так, чтоб минимальные по размерам объекты, представляющие поисковый интерес, были охарактеризованы не менее чем 2 -- 3 профилями и 2 -- 3 пикетами.

Масштаб съемки определяется общем случае расстоянием между профилям. Это расстояние должно укладывать примерно в 1 см отчетной карты. При этом масштаб съемки должен соответствовать стандартным масштабам, принятым в геодезии (1:10000, 1:25000, 1:50000 и др.). В зависимости от масштаба съемки разделяются на мелкомасштабные (1:100000 и мельче), среднемасштабные (1:25000 - 1:50000), крупномасштабные (1:10000 и крупнее). Съемки с мелким масштабом проводятся с целью региональных исследований, средне- и крупномасштабные съемки используются для решения вопросов геологического картирования площади исследований, при поисковых и поисково-разведочных работах.

Точность проектируемых съемок определяется величиной амплитуды минимальных аномалий, представляющих поисковый интерес. Погрешность определения аномальных значений гравитационного поля не должна быть выше 0,33 -- 0,2 амплитуды минимальных искомых аномалий. Сечение изолиний отчетной карты должно превосходить среднеквадратическую погрешность съемки в 2-2,5 раз.

Затем, в зависимости от того, в какой местности, равнинной или горной, проектируется проведение гравиметрических работ, выбранные технический минимальных аномалий, Представляющих поисковый интерес. Погрешность определения аномальных значений гравитационного поля не должна быть выше 0,33 - 0,2 амплитуды минимальных искомых аномалий. Сечение изолиний отчетной карты должно превосходить среднеквадратическую погрешность съемки в 2-2,5 раз. Затем, в зависимости от того, в какой местности, равнинной или горной, проектируется проведение гравиметрических работ, выбранные технический условия съемки корректируются в соответствии с инструкцией по гравиразведке. Согласно с инструкцией по гравиразведке съемке определенного масштаба должна соответствовать требуемая точность и густота сети наблюдений, которая характеризуется числом пунктов на 1 км съемки.

Наземные гравиметрические съемки выполняются кварцевыми астазированными гравиметрами, обладающими смещением нульпункта и некоторой аппаратурной погрешностью. Гравиметры служат только для относительных измерений. Поэтому съемки выполняются с использованием опорной сети.

Опорная сеть служит для определения и учета нульпункта прибора, для проведения съемки к единому абсолютному или условному уровню, а также для исключения накопления систематических ошибок при передаче значений поля от одной точки съемки на другие. Расстояние между опорными выбирается таким расчетом, чтоб измерения по профилю от одной опорной точки до другой можно было выполнить в течение интервала времени примерно линейного смещения нульпункта гравиметра. При этом учитывается производительность работ в рядовой сети. Если площадь участка не велика, то в ряде случаев достаточно использовать один опорный пункт. При проведении съемки на большой площади используется несколько опорных пунктов, которые должны быть увязаны между собой. Существует три схемы увязки опорных пунктов: центральная, двухступенчатая и полигональная.

Центральная система увязки предусматривает, чтоб каждая опорная точка имела непосредственную связь с центральным опорным пунктом.

Двухступенчатая система увязки применяется при большом числе опорных точек. Несколько опорных точек принимаются в качестве каркасных пунктов, остальные -- заполняющая опорная сеть. Каркасные опорные точки увязываются между собой по центральной системе, а заполняющая -- короткими рейсами с началами и концами в опорных пунктах.

Полигональная система увязки опорных точек представляет собой систему взаимно пересекающихся полигонов, образующих в конечном итоге сеть треугольников (возможно, четырехугольников). Одна из точек опорной сети должна быть при...