Гравиметрическая разведка и магниторазведка
8.1. Гравиметрическая разведка и магниторазведка.
Геофизика - прикладная наука, в которой возможности физики и математики применяются для изучения земли. Для исследования земных недр ученые - геофизики, обычно разбирающиеся и в математике и в физике, используют три поверхностных метода: гравитационный, магнитный и сейсмический. Большая часть средств, выделяемых на исследования, тратится на сейсморазведку, где применяются наиболее передовые технологии.
Гравиметрическая разведка - это метод разведочной геофизики, основанный на изучении гравитационного поля Земли. Главное условие для применимости гравиметрической разведки - наличие разности плотностей пород, слагающих геологические структуры, способной создать аномальность в наблюдаемом гравитационном поле Земли.
Гравиметры и магнитометры - портативные приборы, относительно недорогие, простые при использовании. Гравиметр применяется для измерения ускорения свободного падения в конкретной точке земной поверхности. Магнитометр предназначен для измерения напряженности магнитного поля Земли в определенной точке поверхности. Оба этих прибора достаточно малы по размерам, и их можно перевозить в кузове пикапа. Магнитометром можно пользоваться для измерения с помощью летательного аппарата — такие исследования называются аэромагнитной съемкой, а также прикрепляя его к корме судна. Гравиметр же нельзя применять ни с воздуха, ни в океане в силу возникающих там вибраций.
(Портативный автоматический гравиметр)
(портативный магнитометр)
Гравиметр очень чувствителен к изменению плотности подземных пород. Он определяет ускорение свободного падения в миллигалах. В случае, когда участок земной коры не имеет аномалий и состоит из слоя осадочных пород толщиной более 5000 фут. (1500 м), подстилаемых коренной породой, результат измерений гравиметра предсказуем (см, рис. 1).
(рис. 1 Гравиметрические промеры территории)
Толща относительно легких пород, например соляной купол или пористый риф, может быть обнаружена с помощью гравиметра по значениям силы тяжести ниже среднего. Соответственно, наличие толщи относительно тяжелых пород, расположенной близко к поверхности, например породы фундамента в центре купола или антиклинали, можно определить по значениям силы тяжести выше среднего.
Магнитометр измеряет напряженность магнитного поля Земли в единицах, называемых гауссами и нанотеслами. Он тонко чувствует наличие пород, содержащих с себе магнетит — сильно магнитный минерал. Если близко к поверхности располагается масса магнетитсодержащих пород (т. е. пород фундамента), ее можно обнаружить по наличию напряженности магнитного поля, превышающей среднюю величину на данной территории (см. рис. 2).
(рис. 2 Магнитометрические измерения на территории)
Магнитометр можно использовать для определения глубины залегания пород и их состава, оценки мощности осадочных пород бассейна, а также определения местоположения сбросов, смещающих породу фундамента.
Чтобы исследовать недра с помощью гравиметра, на данный участок накладывают сетку ключевых точек. В каждой снимают показания гравиметра, затем значения наносят на основную карту и проводят изолинии тем же способом, что и на топографической карте. При аэромагнитной съемке самолет облетает две системы параллельных линий, пересекающихся под прямым углом. По данным измерений магнитного поля также можно провести изолинии. На большей части территории сила тяжести и магнитное поле будут «нормальными». При этом задача состоит в том, чтобы выявить территории с гравитационными или магнитными аномалиями.
Наличие подземного соляного купола можно установить по наземным аномалиям относительно низкой силы тяжести и низкой напряженности магнитного поля, так как соль имеет относительно низкую плотность и при этом не содержит кристаллов магнетита, в отличие от окружающих осадочных пород (см. рис. 3).
(рис. 3 Гравитационная и магнитная аномалии над соляным куполом)
Именно с использованием гравиметрической съемки вдоль прибрежных территорий Техаса и Луизианы были обнаружены многочисленные соляные купола.
Подземные рифы также могут характеризоваться гравитационными аномалиями в сторону как увеличения, так и уменьшения. Более высокие значения наблюдаются у плотных (неколлекторного типа) известняковых рифов, меньшие - у пористых рифов. Магнитные измерения обычно не используют для определения местонахождения рифов. Местонахождение купола или антиклинали можно идентифицировать по высоким значениям как силы тяжести, так и магнитного поля. Это связано с наличием плотного магнетитсодержащего фундамента, находящегося близко к поверхности в центре структуры (см. рис. 4).
(рис. 4 Гравитационная и магнитная аномалии над куполом или антиклиналью)
Гавар, крупнейшее в мире природное месторождение нефти, было обнаружено в 1948 г. в Саудовской Аравии с помощью гравиметрической съемки. Поверхность была покрыта песчаными дюнами, но при этом наблюдалась обширная аномалия повышенной силы тяжести.
Подземный сброс со смещением по падению может привести к резкому скачку вдоль линии сброса значений и силы тяжести, и магнитного поля, так как порода фундамента на одной стороне сброса лежит выше, чем на другой (см. рис. 5).
(рис. 5 Гравитационная и магнитная аномалии над сбросом)
Незначительные изменения на малых глубинах и сильные на больших дают одинаковые значения гравитационных и магнитных аномалий. Из-за этого сложно определить размер структуры и глубину ее залегания по аномалии.
Литература:
1. Норман Дж. Хайн. Геология, разведка, бурение и добыча нефти. М.: ЗАО «Олимп-Бизнес», 2008г. – 752 стр.
Подготовил: Легковский А.А.
Статья создана исключительно в информационно-познавательных целях и может быть удалена по просьбе автора или правообладателя входящих в нее материалов.
Благодарим за внимание!