Обработка и интерпретация геофизических наблюдений для решения поставленной геологической задачи

Геологическое истолкование геофизических результатов начинается с сопоставления геологической карты с геофизическими накладками.

Перечислим основные принципы сопоставления и интерпретации геологических и геофизических данных:

- Принцип корреляции (прямой и обратной). Если есть корреляция, то геологические данные можно отождествить с источником аномалии.

- Принцип возможности ложной корреляции. Постулирует наличие неизвестных нам корреляционных связей, постулирует возможность ошибок при отождествлении с источником аномалии.

- Принцип суперпозиции. Постулирует суммарное действие многих геологических источников усиливающих или ослабляющих связь между геофизической аномалией и объектом.

- Принцип обнаружения. По геофизической аномалии можно идентифицировать геологический объект, хотя геологические данные не полные и объект по геологическим данным не определяется.

- Принцип максимального соответствия. Предполагает выбор такого варианта геологического строения, который наиболее полно объясняет геофизические поля.

Перечислим теперь методы исследования источников геофизических аномалий.

Качественная оценка источников аномалий основана на пяти принципах:

- Наличие аномалии с относительным максимумом свидетельствует о присутствии геологического объекта с положительным или отрицательным эффектом по физическому свойству.

- Наибольшие по абсолютной величине геофизические аномалии наблюдаются вблизи проекции геологических объектов на земную поверхность.

- Линии наибольших градиентов геофизических полей соответствует границам возмущающих геологических тел.

- Простирание геофизической аномалии соответствует простиранию возмущающих тел. Изометрические аномалии соответствуют телам с симметричной проекцией на земную поверхность.

- Сложная конфигурация изолиний геофизического поля в плане (особенно наличие нескольких экстремумов) свидетельствует о наличии нескольких близко расположенных возмущающих геологических тел.

К количественным оценкам источников геофизических аномалий относятся:

- Оценка отдельных параметров источников (глубина залегания верхней кромки объекта, глубина до центра объекта и т. д.)

- Определение обобщенных (интегральных) характеристик (суммарная масса объекта в гравиразведке, метропроцент в радиометрии и др.)

- Построение математической модели источников, обеспечивающей наилучшее совпадение расчетных и экспериментальных полей (физические свойства, форма, размеры объекта).

Целью обработки и интерпретации геофизических данных является извлечение информации о геологическом объекте. Интерпретация геофизических данных может быть качественной (оценка природы источников аномалии) и количественной (оценка геометрических и физических параметров источников аномалии). Интерпретация заканчивается геологическим истолкованием геофизических аномалий.

Объединением качественной интерпретации, количественной интерпретации и геологического истолкования геофизических данных является понятие физико-геологической интерпретации.

Введем теперь новое понятие комплексной интерпретации геофизических данных. Комплексная интерпретация заключается в совместной интерпретации нескольких геофизических методов. Комплексная интерпретация может быть качественной и количественной. Целью комплексной интерпретации является достижение однозначности решения обратной задачи геофизики.

По наличию априорной информации различают комплексную интерпретацию геофизических данных при наличии априорной информации о геологических объектах и комплексную интерпретацию при отсутствии априорной информации о геологических объектах, основанную на принципах самообучения.

Существует два подхода к обработке и интерпретации геофизических данных, детерминированный и вероятно-статистический подход.

Детерминированный подход основан на решении уравнений математической физики: теории потенциала (гравиметрия, магнитометрия, электрометрия), уравнений Дж. Максвелла (теория электромагнитного поля), теория упругости (сейсмометрия), интегро-дифференциальное уравнение переноса частиц (радиометрия и ядерная геофизика). Решение этих уравнений единственно возможны. Они используются для решения прямых задач геофизики и части обратных задач (для интенсивных аномалий при малых помехах).

Вероятно-статистический подход основан на базе аппарата математической статистики, теории вероятности и теории случайных процессов. Например, такой подход используется при решении обратных задач геофизики для слабых аномалий, соизмеримых с уровнем помех, которые количественно описываются случайными величинами, и осложнены погрешностями измерений, носящими случайный характер.