- Главная
- Разное
- Дизайн
- Бизнес и предпринимательство
- Аналитика
- Образование
- Развлечения
- Красота и здоровье
- Финансы
- Государство
- Путешествия
- Спорт
- Недвижимость
- Армия
- Графика
- Культурология
- Еда и кулинария
- Лингвистика
- Английский язык
- Астрономия
- Алгебра
- Биология
- География
- Детские презентации
- Информатика
- История
- Литература
- Маркетинг
- Математика
- Медицина
- Менеджмент
- Музыка
- МХК
- Немецкий язык
- ОБЖ
- Обществознание
- Окружающий мир
- Педагогика
- Русский язык
- Технология
- Физика
- Философия
- Химия
- Шаблоны, картинки для презентаций
- Экология
- Экономика
- Юриспруденция
Гравиметрия, или гравиразведка. (Лекция 5) презентация
Содержание
- 1. Гравиметрия, или гравиразведка. (Лекция 5)
- 2. Гравиметрия, или гравиразведка – метод геофизики, изучающий
- 3. 5.1 Закон всемирного тяготения
- 4. Если одна из масс - большая r m=1 M ускорение
- 5. Если масс (источников гравитационного поля) несколько Вновь принцип суперпозиции: действие каждого источника - независимо
- 6. Если тело не точка и не шарик?
- 7. Гравитационный потенциал: скаляр вместо вектора x z
- 8. Притяжение слоистой сферической Земли m=1 m=1
- 9. 5.2 Плотность минералов и горных пород Т
- 10. Жидкая фаза Вода: 1.010 – 1.240 г/см3 Нефть: 0.72 – 1 г/см3
- 11. Минералы: плотность зависит от Пористости; Средней атомной
- 12. Классификация минералов по плотности Плотные: σ>4.0 г/см3
- 13. Магматические породы
- 14. Осадочные породы Песчаники Сланцы
- 15. Метаморфические породы 1 – глинистый сланец, 2
- 16. Метаморфические породы
- 17. Метаморфические породы: как правило Первично осадочные породы
- 18. Измерение плотности Гидростатическое взвешивание образцов P2 –
- 19. Избыточная плотность = σ=2.2 г/см3
- 20. 5.3 Редукции силы тяжести Единицы измерения:
- 21. Зависимость силы тяжести от широты: теоретическое описание
- 22. Геоид: Геоид: экспериментальное описание поверхности Земли –
- 23. Аномалия силы тяжести Правильно характеризовала бы гравитационное
- 24. Редукция Фая Внимание! Что не учитывается в
- 25. Редукция Буге Не учтено только влияние рельефа…
- 26. Резюме: последовательность редукций
- 27. 5.4 Измерение гравитационного поля Принцип статического гравиметра: простая пружина
- 28. Или пружина с рычагом mg m(g+δg) s s+δs
- 29. Необходим “усилитель”- принцип астазированного гравиметра Вместо mд обычно используют дополнительную пружину
- 30. Что мы измеряем, аномалию или смещение нуля прибора? Смещение нуля гравиметра
- 31. Как учесть смещение нуля?
- 32. 5.5 Интерпретация гравитационных аномалий Простейший случай: аппроксимация
- 33. 5.4.1 Аномалии тел простой формы Горизонтальный круговой цилиндр Материальная полуплоскость Уступ Шар
- 34. Горизонтальный круговой цилиндр Δgmax Δgmax/2
- 35. Складка: модель эквивалентная цилиндру по полю: два столь разных объекта могут создавать тождественно равные поля
- 36. Горизонтальная полуплоскость: “гравитационная ступень”
- 37. Влияние глубины залегания полуплоскости на форму аномалии
- 38. Уступ Предельное значение аномалии не зависит от
- 39. Глубину залегания верхней и нижней кромок можно определить по Vxz
- 40. Вертикальный пласт
- 41. Наклонный пласт
- 42. Диагностика антиклинальной и синклинальной складок по асимметрии аномалий Δg Vxz Δg Vxz
- 43. Шар
- 44. Xmin,max= h/2 По Vxz: По Δg: hc=1.31 x0.5 X0.5 X0.5 Сравните со случаем цилиндра
- 45. Резюме
- 46. Выводы Знак аномалии Δg определяется знаком избыточной
- 47. Выводы Форма аномалий Буге ( ΔgБ )
- 48. 5.4.2 Метод подбора – моделирование гравитационного поля
- 49. 2D подбор по палетке 1 г/см3 1 м Гал
- 50. Подбор поля впадины полем совокупности пластов
- 51. 5.6 Изостазия а. Рассуждения о механике: брусок и гиря
- 52. Толстый и тонкий брусок (1) (2) (2)-(1): На сколько погрузится толстый брусок? Уравнение равновесия:
- 53. Положим сверху брусок с другой плотностью (3) (4) (4)-(3):
- 54. Если снять нагрузку? От чего зависит скорость подъема бруска?
- 55. Какие геологические процессы мы моделировали? Образование ледника
- 56. Классические модели изостазии Дж. Эри П. Пратт ΔgИзостатическая ΔgБуге
- 57. Современная модель Локальная И
- 58. Всюду ли наступила изостатическая компенсация? Гравиметрия
- 59. Гляциостатическое поднятие Фенноскандии Скорость поднятия (мм/год) и изостатическая аномалия (мГал)
- 60. Финляндия прирастает изостазией! ☺ Табличка в г.
- 61. Примеры практических работ
- 62. Аномалия над сбросом: гравитационная ступень 2.95 2.7
- 63. Отражение соляного купола в гравитационном поле 2.1 2.2-2.4 сейсморазведка гравиразведка
- 64. Отражение антиклинальной структуры в гравитационном поле
- 65. Карта аномалий силы тяжести в редукции Буге угленосного бассейна Колли (Австралия)
- 66. Гравитационное поле над телами железистых кварцитов (Руды:
- 67. Тезисы - гравиметрия Большие или малые изменения
Гравиметрия, или гравиразведка – метод геофизики, изучающий пространственные изменения силы тяжести. Последние обусловлены многими факторами, но геологов интересуют в основном те, которые связаны с неодинаковой плотностью горных пород. Гравиметрия изучает
Слайд 2Гравиметрия, или гравиразведка – метод геофизики, изучающий пространственные изменения силы тяжести.
Последние обусловлены многими факторами, но геологов интересуют в основном те, которые связаны с неодинаковой плотностью горных пород.
Гравиметрия изучает очень слабые вариации ускорения свободного падения g (миллионные доли его полной величины)
Слайд 5Если масс (источников гравитационного поля) несколько
Вновь принцип суперпозиции: действие каждого источника
- независимо
Слайд 6Если тело не точка и не шарик?
Разделим тело на маленькие области
(почти шарики) и просуммируем гравитационный эффект от каждого из них
Слайд 7Гравитационный потенциал: скаляр вместо вектора
x
z
y
r
Скалярный потенциал удобнее суммировать, чем векторное ускорение
α
β
γ
i
j
k
Слайд 95.2 Плотность минералов и горных пород
Т – твердая, ж – жидкая,
г - газовая фазы
n – пористость, S - насыщенность
Слайд 11Минералы: плотность зависит от
Пористости;
Средней атомной массы;
Упаковки (ионный радиус, валентность, тип связи)
Плотность
рудных минералов определяется в большей степени атомной массой, а породообразующих – упаковкой
Слайд 12Классификация минералов по плотности
Плотные: σ>4.0 г/см3 -
Средней плотности: σ =2.5…4.0
г/см3 -
Малой плотности: σ<2.5 г/см3 -
Au (21.3), уранинит (9.0), касситерит (7.03),
гематит (5.2), магнетит (5.1), пирит (4.9), циркон(4.7),
хромит (4.4), барит (4.5)
Янтарь (1.6), опал (2.0*), графит (2.2), гипс (2.3)
ортоклаз (2.47), галит (2.17)
Серпентин (2.55), кварц (2.6) плагиоклазы (2.62Ab)
(2.76An), амфиболы (2.85-3.6), пироксены (3.18-3.3)
алмаз (3.5*)
Слайд 14Осадочные породы
Песчаники Сланцы Известняки Доломиты
Каменная соль
1.6 – 2.7 1.6 – 2.7 1.9 - 2.9 2.0 – 2.9 2.12 – 2.22
σ=2.72-2.5 . n – для терригенных пород (по экспериментальным данным)
n=n0exp(-0.45h) – экспериментальная зависимость
пористости песчаников от глубины залегания
Слайд 15Метаморфические породы
1 – глинистый сланец, 2 – филлиты, 3 - уплотненные
филлиты,
4 – биотитовые гнейсы, 5 – кордиерит-биотитовые гнейсы
4 – биотитовые гнейсы, 5 – кордиерит-биотитовые гнейсы
Слайд 17Метаморфические породы: как правило
Первично осадочные породы уплотняются
Магматические породы становятся легче
Бывают и
исключения: (рассланцевание магматических пород без их перекристаллизации и изменения химического состава при слабом динамометаморфизме)
Слайд 18Измерение плотности
Гидростатическое взвешивание образцов
P2 – вес в воде
P1 – вес в
воздухе
Использование гамма-излучения (раздел о радиометрии)
Слайд 205.3 Редукции силы тяжести
Единицы измерения:
м/с2 – слишком много
см/с2=10-2 м/с2 =Гал
- тоже слишком много
10-5 м/с2 = 10-3 Гал=мГал
10-5 м/с2 = 10-3 Гал=мГал
Слайд 21Зависимость силы тяжести от широты: теоретическое описание на основе эллипсоида вращения
Референц-эллипсоид
– эллипсоид вращения с экваториальным радиусом 6378 км и полярным радиусом 6357 км (сжатие 3.3 10-3);
Зависимость поля референц-эллипсоида от широты:
γ= γ0(1+с1sin2(φ)+c2sin4(φ)),
γ0=9.78031846 м/с2, с1=0.005278895, с2=0.000023462
(модель GRS 1967 г.)
Зависимость поля референц-эллипсоида от широты:
γ= γ0(1+с1sin2(φ)+c2sin4(φ)),
γ0=9.78031846 м/с2, с1=0.005278895, с2=0.000023462
(модель GRS 1967 г.)
M
R
g
Слайд 22Геоид: Геоид: экспериментальное описание поверхности Земли –
эквипотенциальная поверхность поля силы
тяжести,
совпадающая с невозмущенной поверхностью Мирового океана
совпадающая с невозмущенной поверхностью Мирового океана
Высотные аномалии геоида
Слайд 23Аномалия силы тяжести
Правильно характеризовала бы гравитационное поле, если бы оно было
измерено на уровне моря
Внимание:
Разновысотные измерения!
R
h
Аномалия Фая
(в свободном воздухе)
Rз
Слайд 24Редукция Фая
Внимание!
Что не учитывается в редукции Фая?
h
σпс
A
B
C
Притяжение промежуточного слоя
Слайд 25Редукция Буге
Не учтено только влияние рельефа…
…которое всегда уменьшает значение g
“лишняя” масса
вверху
“дефект”
в проме-
жуточном слое
жуточном слое
σпс=2.67 г/см3 (стандартное значение) и
=2.3 г/см3 (осадочные породы)
Слайд 29Необходим “усилитель”- принцип астазированного гравиметра
Вместо mд обычно используют дополнительную пружину
Слайд 325.5 Интерпретация гравитационных аномалий
Простейший случай: аппроксимация реальных геологических объектов телами простой
формы
Составные тела и их подбор
Однозначно ли решение, которое мы получаем?
Составные тела и их подбор
Однозначно ли решение, которое мы получаем?
Слайд 335.4.1 Аномалии тел простой формы
Горизонтальный круговой цилиндр
Материальная полуплоскость
Уступ
Шар
Слайд 35Складка: модель эквивалентная цилиндру по полю: два столь разных объекта могут
создавать тождественно равные поля
Слайд 38Уступ
Предельное значение аномалии не зависит от глубины!
Глубина залегания центра сечения определяется
как для полуплоскости
Слайд 46Выводы
Знак аномалии Δg определяется знаком избыточной плотности: над относительно «легкими» (σ
< 0) объектами фиксируются отрицательные аномалии, а над более плотными (σ > 0 ) — положительные;
Экстремальные значения Δg наблюдаются над центрами тяжести этих объектов, а их интенсивность прямо пропорциональна избыточной плотности и обратно пропорциональна для вытянутых тел глубине, а для изометричных тел - квадрату глубины.
Экстремальные значения Δg наблюдаются над центрами тяжести этих объектов, а их интенсивность прямо пропорциональна избыточной плотности и обратно пропорциональна для вытянутых тел глубине, а для изометричных тел - квадрату глубины.
Слайд 47Выводы
Форма аномалий Буге ( ΔgБ ) на картах и графиках тесно
связана с пространственным положением избыточных масс: под вытянутыми (двумерными) аномалиями залегают вытянутые структуры или геологические тела, под изометричными — округлые в плане объекты;
Существует аналитическая или статистическая связь между абсциссами характерных точек кривых Δg и глубинами залегания тел, что позволяет, аппроксимируя их телами простых геометрических форм, решать обратную задачу гравиразведки. При этом некоторые параметры, например h, рассчитывают однозначно. Для определения других параметров, например V, требуется привлечение дополнительных данных (избыточной плотности);
Чем глубже залегает объект, тем более широкую и расплывчатую (региональную) аномалию создает он на земной поверхности.
Существует аналитическая или статистическая связь между абсциссами характерных точек кривых Δg и глубинами залегания тел, что позволяет, аппроксимируя их телами простых геометрических форм, решать обратную задачу гравиразведки. При этом некоторые параметры, например h, рассчитывают однозначно. Для определения других параметров, например V, требуется привлечение дополнительных данных (избыточной плотности);
Чем глубже залегает объект, тем более широкую и расплывчатую (региональную) аномалию создает он на земной поверхности.
Слайд 52Толстый и тонкий брусок
(1)
(2)
(2)-(1):
На сколько погрузится толстый брусок?
Уравнение равновесия:
Слайд 55Какие геологические процессы мы моделировали?
Образование
ледника
Таяние
ледника
Осадконакопление в континентальном водоеме; образование вулканических островов,
эрозия гор в соседнем блоке
Слайд 57Современная модель
Локальная
И
Региональная
Изостатическая
компенсация
нагрузка с мощностью hs , полушириной a
и плотностью
σs, σw и σa - плотности воды и астеносферы, g – сила тяжести, D – изгибная жесткость литосферы.
Слайд 58Всюду ли наступила изостатическая компенсация?
Гравиметрия
и
батиметрия
Гавайские острова: не скомпенсированные массы
Слайд 59Гляциостатическое поднятие Фенноскандии
Скорость поднятия (мм/год) и изостатическая аномалия (мГал)
Слайд 60Финляндия прирастает изостазией! ☺
Табличка в г. Турку:
“Здесь в 2000 г. д.н.э.
был
уровень моря”
Слайд 66Гравитационное поле
над телами железистых
кварцитов
(Руды: 2.84 – 5 г/см3
Вмещающие породы:
2.88 – 3
г/см3)
Слайд 67Тезисы - гравиметрия
Большие или малые изменения g нам интересны?
Что такое редукции
и для чего они нужны?
От чего зависит плотность минералов?
Плотность осадочных, магматических и метаморфических пород?
Какие параметры источников аномалий можно определить имея только гравитационное поле?
Сколь быстро затухает поле с погружением для цилиндра, сферы?
Зависит ли амплитуда гравитационной ступени от глубины залегания уступа?
Что такое изостазия?
Когда она нарушается, по каким признаком об этом можно судить? Есть ли пример нарушения изостазии вблизи от нас?
От чего зависит плотность минералов?
Плотность осадочных, магматических и метаморфических пород?
Какие параметры источников аномалий можно определить имея только гравитационное поле?
Сколь быстро затухает поле с погружением для цилиндра, сферы?
Зависит ли амплитуда гравитационной ступени от глубины залегания уступа?
Что такое изостазия?
Когда она нарушается, по каким признаком об этом можно судить? Есть ли пример нарушения изостазии вблизи от нас?
