Скачать презентацию Интерпретация аномалий гравитационного поля Лекция 8 Геологическая интерпретации Скачать презентацию Интерпретация аномалий гравитационного поля Лекция 8 Геологическая интерпретации

Lect Grav_IV_interpr 2014.ppt

  • Количество слайдов: 74

Интерпретация аномалий гравитационного поля Лекция 8 Геологическая интерпретации аномалий поля силы тяжести (3 курс Интерпретация аномалий гравитационного поля Лекция 8 Геологическая интерпретации аномалий поля силы тяжести (3 курс 2014) Соколова Татьяна Борисовна К. г. -м. н. , старший научный сотрудник

• Работа 1. Определение плотности образцов горных пород гидростатическим способом. • Работа 2. • Работа 1. Определение плотности образцов горных пород гидростатическим способом. • Работа 2. Изучение типичных аномалий потенциальных полей структурнотектонических областей литосферы. • Работа 3. Подготовка данных для двумерного плотностного моделирования. • Работа 4. Двумерные трансформации (фильтрация) гравитационного поля. • Работа 5. Двумерное плотностное моделирование (по профилю через САХ).

Основные понятия процесса интерпретации аномалий поля силы тяжести • Прямая и обратная задачи гравиметрии. Основные понятия процесса интерпретации аномалий поля силы тяжести • Прямая и обратная задачи гравиметрии. • Неоднозначность решения обратной задачи. • Априорная информация. • Физико-геологическая модель.

Физико-геологическая модель ФГМ – обобщенное и формализованное представление об основных геологических и физических характеристиках Физико-геологическая модель ФГМ – обобщенное и формализованное представление об основных геологических и физических характеристиках изучаемого геологического объекта, максимально приближенное к реальным условиям и соответствующее фундаментальным знаниям об объекте. (по В. В. Бродовому) Основными составляющими ФГМ являются - геологическая модель - петрофизическая модель - модели физических полей. Модель может дополняться любыми информативными по мнению исследователя элементами – геохимическими, рельефом и пр. Как ВЫ представляете себе роль ФГМ в интерпретации?

Геологическое истолкование гравитационных аномалий. Практические примеры, подходы и общие принципы Геологическое истолкование гравитационных аномалий Геологическое истолкование гравитационных аномалий. Практические примеры, подходы и общие принципы Геологическое истолкование гравитационных аномалий должно проводиться с учетом всех геологических, и в частности, плотностных, свойств пород района. Основным приемом геологического истолкования данных гравиразведки является сопоставление геологических и гравиметрических данных. Эффективность использования гравиразведки тем выше, чем сильнее геологический разрез отличается от горизонтально слоистого и чем больше контраст плотностей пород.

Геологическое истолкование аномалий силы тяжести. Общие положения. Интерпретация состоит из нескольких взаимосвязанных стадий. - Геологическое истолкование аномалий силы тяжести. Общие положения. Интерпретация состоит из нескольких взаимосвязанных стадий. - установления закономерностей проявления геологических структур в поле силы тяжести и/или его производных и создания физико-геологической модели среды (качественной интерпретации) - определения физических (плотности) и геометрических параметров аномалосоздающих объектов (количественной интерпретации). - проверка достоверности интерпретационных построений.

Задачи, решаемые гравиразведкой Региональное тектоническое районирование. Информация о главных структурных этажах и общем тектоническом Задачи, решаемые гравиразведкой Региональное тектоническое районирование. Информация о главных структурных этажах и общем тектоническом строении крупных регионов. Средне- и крупномасштабное геологическое картирование. Изучение тектонических блоков, разломов и стратифицированных структур, выделение структур, благоприятных залеганию тех или иных ископаемых. Разведка рудных и нерудных ископаемых. Классический пример - железорудные месторождения (КМА, Кривой Рог) от структуры бассейна до выявления зон богатых (аномально плотных) руд. Разведка УВ. Объекты - соляные купола, рифовые массивы, антиклинальные складки, куполовидные платформенные структуры. Инженерные и археологические задачи.

Δg m. Gal Модель развивающейся карстовой полости =2. 15 г/см 3 =2. 25 г/см Δg m. Gal Модель развивающейся карстовой полости =2. 15 г/см 3 =2. 25 г/см 3 Расстояния и глубины в метрах

Использование высокоточной гравиразведки для решения инженерно-геологических задач Результаты исследования: а) график gб; б) геологический Использование высокоточной гравиразведки для решения инженерно-геологических задач Результаты исследования: а) график gб; б) геологический разрез; в) зона разуплотнения по сецсмическим данным; 1 - аллювиальные отложения надпойм. террас (пески, гравий, суглинки, глины, торф), 2 - гипс-ангидритовая толща, Р 1 s; 3 - номера разведочных скважин; 4 - интервалы частичного поглощения промывочной жидкости; 5 - интервалы полного поглощения промывочной жидкости; 6 - интервалы провала бурового снаряда (полость); 7 - верхняя граница разуплотненных пород; 8 - зона пониженных скоростей продольных волн в обводненных песках и гипсах; 9 - уровень грунтовых вод. По данным Юргина О. В. Каф. геофизики ГОУВПО «Пермский государственный университет» 2006

Профиль на Ходынском поле Профиль на Ходынском поле

Профиль «Студенческий» 220 мк. Гал 410 мк. Гал Профиль «Студенческий» 220 мк. Гал 410 мк. Гал

Задачи, решаемые гравиразведкой Региональное тектоническое районирование. Информация о главных структурных этажах и общем тектоническом Задачи, решаемые гравиразведкой Региональное тектоническое районирование. Информация о главных структурных этажах и общем тектоническом строении крупных регионов. Средне- и крупномасштабное геологическое картирование. Изучение тектонических блоков, разломов и стратифицированных структур, выделение структур, благоприятных залеганию тех или иных ископаемых. Разведка рудных и нерудных ископаемых. Классический пример - железорудные месторождения (КМА, Кривой Рог) от структуры бассейна до выявления зон богатых (аномально плотных) руд. Разведка УВ. Объекты - соляные купола, рифовые массивы, антиклинальные складки, куполовидные платформенные структуры.

Выявление нефтегазоперспективных структур и ловушек УВ-сырья по результатам гравиметрических работ масштаба 1 : 50 Выявление нефтегазоперспективных структур и ловушек УВ-сырья по результатам гравиметрических работ масштаба 1 : 50 000 По материалам ВСЕГЕИ

Структурнотектонические зоны, трассируемые по максимумам полного горизонтального градиента гравитационного поля Тектоническая схема по гравиметрическим Структурнотектонические зоны, трассируемые по максимумам полного горизонтального градиента гравитационного поля Тектоническая схема по гравиметрическим материалам (карта полного горизонтального градиента гравитационного поля)

Комплексная интерпретация данных материалов сейсморазведочных и гравиразведочных исследований – выделение плотностных неоднородностей в нефтегазогенерирующем Комплексная интерпретация данных материалов сейсморазведочных и гравиразведочных исследований – выделение плотностных неоднородностей в нефтегазогенерирующем блоке пород Карта вертикального градиента эффективной плотности нефтегазогенерирующего блока пород заключенного между отражающими горизонтами С 1 t и D 3 к

На 3 D- модели показаны главные гравитирующие структурные поверхности, суммарный эффект которых проявляется в На 3 D- модели показаны главные гравитирующие структурные поверхности, суммарный эффект которых проявляется в аномалиях гравитационного поля Структурно-плотностная 3 D-модель по гравиметрическим и сейсмометрическим данным

Картирование соляной тектоники по материалам гравиметрических работ масштаба 1 : 200 000 – 1 Картирование соляной тектоники по материалам гравиметрических работ масштаба 1 : 200 000 – 1 : 50 000 По материалам ВСЕГЕИ

Локальные изометричные отрицательные аномалии избыточной плотности отражают солянокупольные структуры (соляные диапиры) Карта эффективной избыточной Локальные изометричные отрицательные аномалии избыточной плотности отражают солянокупольные структуры (соляные диапиры) Карта эффективной избыточной плотности

Соляной купол, на крыльях которого вскрыты залежи нефти Разрез эффективной избыточной плотности Соляной купол, на крыльях которого вскрыты залежи нефти Разрез эффективной избыточной плотности

Карта аномалий Буге Соляной диапир 3 D-модель соляного диапира Карта аномалий Буге Соляной диапир 3 D-модель соляного диапира

Задачи, решаемые гравиразведкой Региональное тектоническое районирование. Информация о главных структурных этажах и общем тектоническом Задачи, решаемые гравиразведкой Региональное тектоническое районирование. Информация о главных структурных этажах и общем тектоническом строении крупных регионов. Средне- и крупномасштабное геологическое картирование. Изучение тектонических блоков, разломов и стратифицированных структур, выделение структур, благоприятных залеганию тех или иных ископаемых. Разведка рудных и нерудных ископаемых. Выявление рудоперспективных структур, оконтуривание месторождений и зон богатых руд (КМА, Кривой Рог). Разведка УВ. Объекты - соляные купола, рифовые массивы, антиклинальные складки, куполовидные платформенные структуры. Инженерные и археологические задачи.

Примеры карт аномалий поля силы тяжести Геологическая карта и карта аномалий Буге Verendorf Dome Примеры карт аномалий поля силы тяжести Геологическая карта и карта аномалий Буге Verendorf Dome Ю. Африка наземная съемка (Adam Wooldridge, 2004)

Карты аномалий силы тяжести (редукция в свободном воздухе) По результатам детальной а) наземной и Карты аномалий силы тяжести (редукция в свободном воздухе) По результатам детальной а) наземной и б) аэро- съемки (Adam Wooldridge, 2004)

Задачи, решаемые гравиразведкой Региональное тектоническое районирование. Информация о главных структурных этажах и общем тектоническом Задачи, решаемые гравиразведкой Региональное тектоническое районирование. Информация о главных структурных этажах и общем тектоническом строении крупных регионов. Средне- и крупномасштабное геологическое картирование. Изучение тектонических блоков, разломов и стратифицированных структур, выделение структур, благоприятных залеганию тех или иных ископаемых. Разведка рудных и нерудных ископаемых. Классический пример - железорудные месторождения (КМА, Кривой Рог) от структуры бассейна до выявления зон богатых (аномально плотных) руд. Разведка УВ. Объекты - соляные купола, рифовые массивы, антиклинальные

Модельный пример роли априорной информации Рис. 1. Модельный пример Гольдшмидт В. И. Научный стриптиз Модельный пример роли априорной информации Рис. 1. Модельный пример Гольдшмидт В. И. Научный стриптиз или глубинное строение Израиля по гравиметрическим данным http: //world. lib. ru/g/golxdshmidt_w_i/trans 4 doc. shtml

МГУ им. М. В. Ломоносова, Геологический факультет Кафедра геофизических методов исследования земной коры Лаборатория МГУ им. М. В. Ломоносова, Геологический факультет Кафедра геофизических методов исследования земной коры Лаборатория гравиметрии и магнитометрии (А. А. Антипов) Cтроение тектоносферы Зондской зоны субдукции Для тектонических реконструкций использованы данные гравиметрии, сейсмических исследований, и аномального магнитного поля.

МГУ им. М. В. Ломоносова, Геологический факультет Кафедра геофизических методов исследования земной коры Лаборатория МГУ им. М. В. Ломоносова, Геологический факультет Кафедра геофизических методов исследования земной коры Лаборатория гравиметрии и магнитометрии (А. А. Антипов) Батиметрическая карта. На карту нанесены векторы мгновенных движений литосферных плит [Argus and Gordon, 1991]

МГУ им. М. В. Ломоносова, Геологический факультет Кафедра геофизических методов исследования земной коры Лаборатория МГУ им. М. В. Ломоносова, Геологический факультет Кафедра геофизических методов исследования земной коры Лаборатория гравиметрии и магнитометрии (А. А. Антипов) Карта аномалий силы тяжести в редукции в свободном воздухе на основе данных спутниковой альтиметрии [Smith & Sandwell, 1997]

МГУ им. М. В. Ломоносова, Геологический факультет Кафедра геофизических методов исследования земной коры Лаборатория МГУ им. М. В. Ломоносова, Геологический факультет Кафедра геофизических методов исследования земной коры Лаборатория гравиметрии и магнитометрии (А. А. Антипов) Карта аномалий силы тяжести в редукции Буге (σ =2, 67 г/см 3) на основе данных спутниковой альтиметрии [Smith & Sandwell, 1997]

Структурная схема гравитационного поля Структурная схема гравитационного поля

МГУ им. М. В. Ломоносова, Геологический факультет Кафедра геофизических методов исследования земной коры Лаборатория МГУ им. М. В. Ломоносова, Геологический факультет Кафедра геофизических методов исследования земной коры Лаборатория гравиметрии и магнитометрии (А. А. Антипов) Схема линеаментов гравитационного поля. Сегментация Зондской зоны субдукции

Плотностная модель по Профилю 1 (Центральный сегмент) Плотностная модель по Профилю 1 (Центральный сегмент)

Плотностная модель по Профилю 3 (Северный сегмент) Плотностная модель по Профилю 3 (Северный сегмент)

МГУ им. М. В. Ломоносова, Геологический факультет Кафедра геофизических методов исследования земной коры Лаборатория МГУ им. М. В. Ломоносова, Геологический факультет Кафедра геофизических методов исследования земной коры Лаборатория гравиметрии и магнитометрии (А. А. Антипов) Модель слэба Зондской зоны субдукции [Gudmundsson & Sambridge, 1998]

Глубинное строение Израиля по гравиметрическим данным Гольдшмидт В. И. Научный стриптиз или глубинное строение Глубинное строение Израиля по гравиметрическим данным Гольдшмидт В. И. Научный стриптиз или глубинное строение Израиля по гравиметрическим данным http: //world. lib. ru/g/golxdshmidt_w_i/trans 4 doc. shtml

Рис. 2. Карта гравитационного поля в редукции Буге, совмещенная с каротажными диаграммами плотности Рис. 2. Карта гравитационного поля в редукции Буге, совмещенная с каротажными диаграммами плотности по трем показательным скважинам: очевидна корреляция между основными аномалиями силы тяжести и плотностью пород (слева). Карта гравитационного поля "очищенная" от влияния верхнего покрова кайнозойских формаций (справа). Врезка: тектоническая позиция исследуемой области.

Рис. 3. Разрез по профилю А-A 1, с графиками гравитационного поля в редукции Буге Рис. 3. Разрез по профилю А-A 1, с графиками гравитационного поля в редукции Буге и "очищенного" поля, показывающий результаты геологической редукции кайнозойских осадков. Врезка: географическая позиция линии разреза.

Рис. 4. Карта остаточных аномалий гравитационного поля. Вставка слева: региональный тренд, удаленный (вычтенный) Рис. 4. Карта остаточных аномалий гравитационного поля. Вставка слева: региональный тренд, удаленный (вычтенный) из карты поля, расположенного справа на рис. 1. Нижняя вставка: розы-диаграммы максимального направления аномалий гравитационного поля Буге (А) и остаточных аномалий (В).

Рис. 5. Карта плотностей пород мелового возраста (черные точки с надписями - скважины). Рис. 5. Карта плотностей пород мелового возраста (черные точки с надписями - скважины).

Рис. 6. Карта наблюденного поля в редукции Буге (А), суммарный теоретический гравитационный эффект, Рис. 6. Карта наблюденного поля в редукции Буге (А), суммарный теоретический гравитационный эффект, вычисленный от пород кайнозоя и мезозоя (В) и результат вычитания (C): С = А - В.

Рис. 8. Схематическая структурная карта кристаллического фундамента центральной части Израиля. Рис. 8. Схематическая структурная карта кристаллического фундамента центральной части Израиля.

Рис. 9. Блок-диаграмма кристаллического фундамента центральной части Израиля. Рис. 9. Блок-диаграмма кристаллического фундамента центральной части Израиля.

Районирование поля силы тяжести. Признаки районирования и выделения тектонических и стратиграфических границ. Зоны градиентов Районирование поля силы тяжести. Признаки районирования и выделения тектонических и стратиграфических границ. Зоны градиентов поля силы тяжести, представляющие собой протяженные линейные области перехода от одного уровня поля к другому связаны с крутыми контактами двух толщ разной плотности. Разломы могут выделяться протяженными линейными минимумами (зоны дробления и гидротермальных процессов, способствующие разуплотнению пород или максимумами (если по разлому шел принос более тяжелых минералов). Характерными признаками разломов может быть изменение структуры изолиний в соседних блоках: смещение осей аномалий поля силы тяжести или изменение ширины линейной локальной аномалии, изменение изрезанности поля.

Результаты современной аэрогравиметрии Карта аномалий поля силы тяжести в редукции Буге 2. 30 Масштаб Результаты современной аэрогравиметрии Карта аномалий поля силы тяжести в редукции Буге 2. 30 Масштаб 1: 100 000 Основное сечение 1 м. Гал, дополнительное 0. 5 м. Гал

Использование гравиразведки при среднемасштабном геологическом картировании Изучение разломно-блоковой структуры региона по материалам аэрогравиметрической съемки. Использование гравиразведки при среднемасштабном геологическом картировании Изучение разломно-блоковой структуры региона по материалам аэрогравиметрической съемки.

Использование гравиразведки при среднемасштабном геологическом картировании Изучение разломно-блоковой структуры региона по материалам аэрогравиметрической и Использование гравиразведки при среднемасштабном геологическом картировании Изучение разломно-блоковой структуры региона по материалам аэрогравиметрической и магнитной съемки.

Примеры анализа поля силы тяжести Геологическая карта и карта аномалий Буге Verendorf Dome Ю. Примеры анализа поля силы тяжести Геологическая карта и карта аномалий Буге Verendorf Dome Ю. Африка наземная съемка (Adam Wooldridge, 2004)

Гравиметрическая съемка в Печорском море выполнена с использованием судна на воздушной подушке Печорское море. Гравиметрическая съемка в Печорском море выполнена с использованием судна на воздушной подушке Печорское море. Карта аномалий Δg в свободном воздухе. Сечение изолиний 1 м. Гал.

МГУ им. М. В. Ломоносова, Геологический факультет Кафедра геофизических методов исследования земной коры Лаборатория МГУ им. М. В. Ломоносова, Геологический факультет Кафедра геофизических методов исследования земной коры Лаборатория гравиметрии и магнитометрии (К. Кривошея, И. Лыгин) Матрица взаимосвязей данных и процедур при интерпретации гравиметрических данных (граф интерпретации) Данные Действия Фильтрация (разделение полей) Трансформации Исходное поле Трансформации Качественная интерпретация (районирование) Качественная Количественная интерпретация (моделирование, корреляционностатистические методы) Результаты Априорные данные Количественная Поля «локальные» Структурнотектонические схемы Плотностные модели Прогноз

Пример интерпретации гравитационного поля в комплексе геофизических методов исследования геологического строения западного побережья Индии Пример интерпретации гравитационного поля в комплексе геофизических методов исследования геологического строения западного побережья Индии И. В. Лыгин, Т. Б. Соколова

GM Anomalies classification GM Anomalies classification

Lineaments from regional relief Lineaments from regional relief

Lineaments from regional relief Lineaments from regional relief

GM Anomalies classification on Bouguer gravity anomalies GM Anomalies classification on Bouguer gravity anomalies

Upward continuation 30 km and residuals anomalies of gravity Bouguer ( =2, 75 g/sm Upward continuation 30 km and residuals anomalies of gravity Bouguer ( =2, 75 g/sm 3) 30 km

GM Anomalies classification on Bouguer gravity anomalies GM Anomalies classification on Bouguer gravity anomalies

GM Anomalies classification on Regional Bouguer gravity anomalies GM Anomalies classification on Regional Bouguer gravity anomalies

GM Anomalies classification on Regional Bouguer gravity anomalies GM Anomalies classification on Regional Bouguer gravity anomalies

GM Anomalies classification on First Vertical Derivative of the Bouguer gravity anomalies GM Anomalies classification on First Vertical Derivative of the Bouguer gravity anomalies

GM Anomalies classification on First Vertical Derivative of the Bouguer gravity anomalies GM Anomalies classification on First Vertical Derivative of the Bouguer gravity anomalies

GM Anomalies classification on Second Vertical Derivative of the Bouguer gravity anomalies GM Anomalies classification on Second Vertical Derivative of the Bouguer gravity anomalies

GM Anomalies classification on Second Vertical Derivative of the Bouguer gravity anomalies GM Anomalies classification on Second Vertical Derivative of the Bouguer gravity anomalies

GM Anomalies classification on Magnetic reduced to the Pole GM Anomalies classification on Magnetic reduced to the Pole

GM Anomalies classification on Magnetic reduced to the Pole GM Anomalies classification on Magnetic reduced to the Pole

GM Anomalies classification on Magnetic reduced to the Pole GM Anomalies classification on Magnetic reduced to the Pole

GM Anomalies classification GM Anomalies classification

Интеграция данных комплекса геофизических методов (гравиразведки, магниторазведки и временных сейсмических разрезов) Интеграция данных комплекса геофизических методов (гравиразведки, магниторазведки и временных сейсмических разрезов)

22 4 2 -1 2 -06 42 - KL KL 42 -07 KL 42 22 4 2 -1 2 -06 42 - KL KL 42 -07 KL 42 -11 KL 42 -15 KL 42 -19 KK 4 C-A-1

Densities of the seismic layers by 2 D gravity modeling. Densities of the seismic layers by 2 D gravity modeling.

Densities of the seismic layers by 3 D gravity modeling. Densities of the seismic layers by 3 D gravity modeling.

Observed and Model Bouguer gravity anomalies Observed and Model Bouguer gravity anomalies

Несколько напутствий • Интерпретация – процесс творческий, как всякому творческому процессу, научить интерпретации сложно, Несколько напутствий • Интерпретация – процесс творческий, как всякому творческому процессу, научить интерпретации сложно, можно только сформулировать основные законы и принципы процесса. • Конкретная задача исследователя интерпретатора – собрать максимум информации, определить иерархию данных (по их информативности с точки зрения конкретной задачи исследования) и надёжности, сформировать ФГМ и создать процесс в соответствии со своими техническими и интеллектуальными возможностями. • Базовые (общие для всех методов) особенности интерпретации геофизических данных: - неоднозначность - роль априорной информации - стадийность и цикличность процесса при интерпретации аномалий потенциальных полей (гравитационного и магнитного) видны особенно явно и именно поэтому обычно геофизика начинается с потенциальных методов И неоднозначность, и зависимость достоверности построений от априорной информации, и цикличность обязательно существуют во всех методах, хотя не всегда проявлены в столь явной форме.