 |
Астронет: Геологический факультет МГУ Геофизические методы исследования земной коры. Часть 2 http://variable-stars.ru/db/msg/1173324/page3.html |
Глава 1. Принципы комплексирования геофизических методов
- 1.1. Внутриметодные геофизические комплексы
- 1.1.1. Необходимость комплексирования разных методов изучения земных недр и виды геофизических комплексов
- 1.1.2. Методология и виды геофизических комплексов
- 1.2. Системный подход к геолого-геофизическим исследованиям
- 1.2.1. Общие закономерности системного подхода к изучению недр
- 1.2.2. Принципы коррелируемости
- 1.2.3. Принцип суперпозиции
- 1.2.4. Физико-геологическое моделирование
- 1.3. Принципы качественной и количественной интерпретации комплексных геофизических данных
- 1.3.1. Качественная интерпретация при комплексировании геофизических методов
- 1.3.2. Принципы количественной интерпретации комплексных геофизических данных
- 1.4. Основы петрофизики
- 1.4.1. Петрофизика и геофизические свойства горных пород
- 1.4.2. Геолого-гидрогеологические свойства
- 1.4.3. Методика измерений физических свойств горных пород '
- 1.4.4. Характеристика геофизических свойств горных пород
- 1.4.5. Взаимосвязи петрофизических свойств горных пород
- 1.4.6. Построение петрофизических карт
1.1. Внутриметодные геофизические комплексы
Основными тенденциями исследований недр, геокартирования, поисков и разведки полезных ископаемых, изучения геологической среды с геологическими, инженерно-геологическими, гидрогеологическими и геоэкологическими целями являются повышение глубин исследования объектов, точности их выделения и усложнение поставленных задач. Наличие десятков методов геофизики не случайно. Оно свидетельствует об отсутствии универсальных методов. Поэтому только рациональный выбор их комплексов (наряду с совершенствованием каждого метода) может дать высокий эффект при изучении земной коры с различными целями. Особая роль при этом принадлежит петрофизике, научной дисциплине, которая обеспечивает перевод петрофизических параметров в комплексные геолого-гидрогеологические свойства горных пород [Вахромеев Г.С. и др., 1997].1.1.1. Необходимость комплексирования разных методов изучения земных недр и виды геофизических комплексов.
Необходимость комплексирования геофизических методов обусловлена тем, что каждый из них, во-первых, теоретически некорректен, т.е. малым изменениям сигналов от изучаемых объектов могут соответствовать большие изменения их физико-геометрических параметров. Закономерность эта известна как принцип эквивалентности. Во-вторых, по мере увеличения глубинности разведки уменьшается отношение величины сигнала к уровню геологических и технических помех. Поэтому, несмотря на совершенствование методов, отношение сигнал/помеха увеличивается слабо. По этим причинам определение геометрических и физических параметров аномалосоздающих объектов оказывается неоднозначным. Для ограничения некорректности необходима дополнительная информация: применение ряда методов с разными физическими основами, уровнем некорректности и точности разведки, использование параметрических скважин, с помощью которых можно определить петрофизические характеристики объектов, уточнить их геометрические размеры. Тем не менее повышение точности съемок, использование накопления сигналов, применение сложных компьютерных способов обработки и комплексирование методов должны обеспечить возрастание роли геофизики [Справочник геофизика, 1984].
Для ряда современных геофизических методов погрешности съемок уже
практически доведены до минимума. Уверенное выделение полезной информации
возможно лишь тогда, когда сигнал превышает уровень помех. С помощью
вероятностно-статистических методов удается выделить полезные сигналы
при отношении сигнал/помеха 
1. Так как ни технические, ни
тем более геологические помехи, возникающие, например, за счет неоднородностей
поверхностных отложений, существенно уменьшить нельзя, то отношение
сигнал/помеха становится основным препятствием для дальнейшего увеличения
точности решения обратной задачи геофизики. Определение физических
свойств пород (например, по измерениям на образцах или по скважинным
геофизическим наблюдениям), хотя и позволяет устранить или уменьшить
действие принципа эквивалентности, но стоит очень дорого, снижая
экономическую эффективность геофизической разведки [Тархов А.Г. и др., 1982].
Иными словами, в связи с тем, что геологическая эффективность любого отдельно взятого геофизического метода оказывается не очень высокой, важной проблемой становится системный подход к изучению недр. Практически он сводится к внутриметодному геофизическому комплексированию, основанному на использовании различных физических полей, и межметодному комплексированию геофизических исследований совместно с другими геолого-разведочными. Поскольку разведываемые объекты характеризуются многообразием свойств и связей, то геологическая эффективность при их изучении в общем случае станет тем выше, чем более широким будет комплекс. В свою очередь, возрастание количества комплексируемых методов ведет к удорожанию стоимости исследований и увеличению времени на их выполнение. Проблема поиска компромисса между этими факторами - одна из сложных в теории и практике комплексирования геофизических исследований недр.
1.1.2. Методология и виды геофизических комплексов.
Целью геофизического комплексирования является выбор такого комплекса методов, который может обеспечить однозначное решение поставленной геологической задачи, т.е. получение минимальной погрешности в определении местоположения, геометрии разведываемых объектов и достоверной расшифровки их физических свойств. При выборе комплексов следует руководствоваться определенными методологическими приемами, т.е. наиболее рациональной методикой проведения работ и интерпретацией материалов, а именно: проведением работ от общего к частному; от мелких масштабов к более крупным; от изучения больших площадей (попланшетное картирование) к разведке перспективных участков; от сравнительно быстрых (аэрокосмических, морских) к детальным полевым и подземно-скважинным методам; повторением съемок более точной аппаратурой по более густой сети наблюдений; переходом от интерпретации данных каждого отдельного геофизического метода к комплексной компьютерной обработке всех материалов; от качественного геологического истолкования материалов - к количественному, с использованием петрофизической информации.
Существуют различные виды геофизических комплексов:
- типовые комплексы, т.е. такое сочетание избыточного числа методов, которое на данной стадии исследований обеспечивает точное решение поставленных задач;
- рациональный комплекс - это экономически обоснованный ограниченный набор типовых комплексов, обеспечивающих надежное решение поставленных задач;
- технологические комплексы, объединяющие методы по месту и уровню проведения работ: космические, аэрогеофизические, полевые, акваториальные, подземные и скважинные.
Разработка теории и методологии комплексирования (разнометодной, многоуровневой, геолого-геофизической) - проблема сложная и решается на основе разнообразных информационно-компьютерных технологий.
1.2. Системный подход к геолого-геофизическим исследованиям
1.2.1. Общие закономерности системного подхода к изучению недр.
Системный подход при изучении недр Земли предполагает: формулировку решаемых геолого-гидрогеологических задач; оценку физико-геологических условий района и установление связей геолого-геофизических свойств; выбор рациональной методики, техники, систем наблюдения, масштаба, точности всей совокупности геолого-геофизических работ, необходимых для достижения целей и решения поставленных задач; разработку стадийности, последовательности как геофизических, так и проверочно-эталонных геологических работ; построение физико-геологических моделей для изучаемого района, их последовательное уточнение в ходе интерпретации; выдачу конечных материалов с оценкой их точности, геологической и экономической эффективности и т.п.
Теория и практика геофизических исследований позволяет сформулировать основные закономерности (принципы) системного подхода к геофизическому изучению недр. Рассмотрим некоторые из них, взяв за основу методические разработки академика РАН В.Н.Страхова (1995).