Исследование неоднозначности решения геологической задачи

Отдельными методами

Неоднозначность решения геологических задач может быть качественной и количественной. Качественная неоднозначность решения геологических задач связана с определением геологической природы геофизических аномалий. Количественная неоднозначность связана с получением количественных характеристик геометрии искомых объектов (формы, размеров, глубины залегания и других элементов).

Качественная неоднозначность решения геологических задач

Геофизическими методами.

В качестве примера качественной неоднозначности решения геологической задачи, рассмотрим определение природы геофизических аномалий при решении вопросов геологического картирования.

На рис. 2.8.1. приведены физические свойства горных пород, слагающих участок геологического картирования. В районе работ установлено пять типов горных пород: А, Б, В, Г и Д.

 

Рис. 2.8.1. Определение геологической при­роды геофизических аномалий по физическим свойствам горных пород района работ, установ­ленных по данным электроразведки r, магнито­метрии χ и гравиметрии σ: Физические свойства, измеренные в процессе ра­бот на участке r₁, χ₁ и σ₁

 

На рисунке приведены физические свойства горных пород: электросопротивление r (по данным электроразведки), магнитная восприимчивость χ (по данным магниторазведки) и плотность σ (по данным гравиметрии). В процессе измерений на участке работ установлены следующие физические свойства r₁, χ₁ и σ₁. Требуется определить, на каком участке выполнены измерения, т. е. установить геологическую природу электроразведочных, магнитных и гравитационных аномалий.

Из рисунка видно, что значению χ₁ соответствуют породы А, В, Г, значению r₁ соответствуют породы В и Г, значению σ₁ соответствуют породы А и В. Всем трем значениям измеренных физических свойств r₁, χ₁ и σ₁ удовлетворяет порода В. Порода А не соответствует по электрическому сопротивлению r₁. Порода Г не соответствует по плотности σ₁. Таким образом, измерения выполнены на участке В и неоднозначность решения геологической задачи устранена. Для этого потребовался комплекс методов электроразведки, магниторазведки и гравиразведки.

Физические свойства рудных объектов зависят от вещественного состав руд. Поэтому комплексом методов можно определить тип оруденения. В таблице 2.8.1 приведены физические свойства сульфидных руд Южного Урала, содержащих пирротин, пирит и сфалерит. Индексом В обозначены высокие значения физического свойства, индексом С – средние значения, индексом Н – низкие значения.

 

Табл. 2.8.1.

Физические свойства сульфидных руд.

Источник аномалии: сульфидная руда	Свойства рудных объектов
r, Омм	χ, Сиχ	σ, г/см^3
с пирротином	Н	В	В
с пиритом	С	Н	В
со сфалеритом	Н	Н	В

 

Из таблицы видно, что комплексом методов электроразведки (r, Омм), магниторазведки (χ, Си_χ) и гравитационной разведки (σ, г/см³) можно однозначно выделить сульфидные руды различного типа.

Другим примером применения комплекса геофизических методов явля­ется решения вопроса об однозначности выделения кимберлитовых трубок в Восточной Сибири на фоне повсеместного распространения траппов (рис.2.8.2). Траппы создают интенсивные аномалии вертикальной составляющей магнитного поля ΔZ, которые не возможно отличить от магнитных аномалий, создаваемых кимберлитовыми трубками.

Рис. 2.8.2. Повышение однозначности выделения кимберлитовых трубок в Восточной Сибири.

 

Для разделения магнитных аномалий от кимберлитовых трубок и трапповых силлов достаточно на объектах выделенных магниторазведкой дополнительно провести электроразведку или гравиразведку. Кимберлитовые трубки выделяются отрицательными аномалиями кажущегося сопротивления и силы тяжести, а для трапповых силлов характерны положительные аномалии кажущегося сопротивления и силы тяжести.

В электроразведке возникновение потенциалов естественного электрического поля часто зависит от того, как расположен уровень грунтовых вод. На рис. 2.8.3 приведены два варианта расположения уровня грунтовых вод, пересекающих сульфидную залежь. Согласно классической теории возникновения потенциалов ПС при уровне грунтовых вод, расположенных, параллельно склону (1) нижний полюс поляризованной сульфидной залежи А расположен в зоне окисления и поэтому имеет отрицательный заряд. Когда уровень грунтовых вод расположен параллельно поверхности (2), нижний полюс поляризованной сульфидной залежи А расположен в зоне восстановления и поэтому приобретает положительный заряд. Для верхнего полюса поляризованной залежи В знаки потенциала ПС меняются местами. Таким образом, все зависит от выбора механизма образования потенциалов естественного электрического поля ΔU_пс.

 

 

Рис. 2.8.3. Возникновение потенциала ПС над сульфидной залежью при расположении уровня грунтовых вод параллельно склону (1) и параллельно поверхности (2).