Особливості та способи геологічного тлумачення геофізичних даних

1.

1 ТЕМА
ОСОБЛИВОСТІ ТА СПОСОБИ ГЕОЛОГІЧНОГО
ТЛУМАЧЕННЯ ГЕОФІЗИЧНИХ ДАНИХ
Відповідно до геологічних завдань геофізичні роботи поділяють на
регіональні, пошукові та розвідувальні.
Ці види робіт розрізняються геологічними завданнями та масштабом.
На етапі регіональних досліджень
- проводять тектонічне районування,
- визначають перспективні території (тектонічні зони),
- виявляють особливості глибинної будови регіону.
Отже,
Головним завданням регіональних досліджень є інформаційне забезпечення
наступних пошукових та розвідувальних робіт.
Головним завданням пошукових геофізичних робіт є виявлення і оконтурювання
найбільш перспективних площ та по можливості і локальних структур
у межах цих перспективних площ.
Головним завданням детальних розвідувальних геофізичних робіт є виявлення,
розвідка та підготовка локальних структур до розвідувального буріння.

2.

Геологічні завдання вирішуються у етапи:
1. Аналіз і узагальнення апріорних геолого-геофізичних матеріалів, у тому числі і
даних про фізичні властивості гірських порід.
2. Проектування (з врахуванням геологічних завдань та результатів першого етапу).
3. Виконання та обробка польових спостережень фізичних полів.
4. Геологічна інтерпретація (геологічне тлумачення) польових геофізичних матеріалів
та геологічні висновки.
Аналіз і узагальнення апріорних матеріалів є важливим підготовчим етапом як для
проектування, так і для етапу інтерпретації даних геофізичних спостережень.
Геологічна інтерпретація геофізичних даних виконується з метою
(кроки інтерпретації):
1) визначення природи геофізичних аномалій, прогноз фізичних властивостей порід і
геометрії геологічних об’єктів, які збурюють фізичні поля (створюють геофізичні
аномалії);
2) визначення петрофізичних параметрів, літологічного складу
та структурно-фаціальної приналежності гірських мас;
3) формалізація геологічних уявлень про будову середовища
у вигляді параметричних, геологічних та фізико-геологічних моделей.

3.

Особливості геологічного розшифрування (інтерпретації) геофізичних матеріалів:
Перша – підходи до інтерпретації:
1) фізико-геологічний (якісний аналіз геологічної природи аномалій фізичних полів
з урахуванням умов формування і залягання гірських порід
та закономірностей розподілу фізичних властивостей в розрізі);
2) фізико-математичний (розрахунки параметрів геологічних тіл, які є джерелами
аномалій).
Результати фізико-геологічного аналізу дозволяють обрати достовірні
початкові (апріорні) умови для кількісної інтерпретації геофізичних аномалій (для
фізико-математичного підходу).
Друга – комплексний характер інтерпретації: результати певного методу більш
надійно (достовірно) інтерпретуються, якщо враховуються дані інших методів.
Третя – активне використання методів розділення полів: в аномаліях спостережених
гравітаційних (і магнітних) полів відображаються об’єкти, розташовані як у верхній
частині земної кори, так і у глибинних шарах; тому для полегшення інтерпретації
потрібно використовувати способи виділення локальних та регіональних аномалій.
Четверта – використання якомога більшого об'єму інформації: більш детальне
вивчення апріорних геолого-геофізичних матеріалів, зокрема фізичних властивостей
гірських порід і закономірностей їх зміни у межах досліджуваного району, є
передумовою для більш достовірного геологічного тлумачення геофізичних аномалій.

4.

Кількісна інтерпретація геофізичних матеріалів – рішення обернених задач геофізики.
Її результат є якісно-ймовірним, неоднозначним.
Для отримання будь-якого варіанту рішення необхідні певні обмеження та
припущення стосовно властивостей майбутнього рішення.
Зазначене пояснює, що результати геологічної інтерпретації часто відображають
закладені передумови, або так: є варіантом, реалізацією геологічної гіпотези.
Отже, як би точно і досконало не проводились усі наступні етапи інтерпретації, її
результат може виявитися помилковим, якщо передумови (гіпотези) були помилковими.
Крім прямого зв’язку між геологічними гіпотезами та результатами інтерпретації
існує і зворотний:
на підставі аналізу вірогідності отриманих результатів інтерпретації є можливість
дати оцінку ступеня обґрунтованості прийнятих гіпотез, а в деяких випадках переглянути їх, тобто змінити основні геологічні уявлення, звузити множину
ймовірних гіпотез.

5.

Фактори, що підвищують достовірність інтерпретації:
1) Геологічні фактори:
- Відомості про співвідношення фізичних параметрів порід в розрізі і по площі.
- Попереднє визначення структурно-речових комплексів.
- Відповідність границь поділу фізичних властивостей гірських порід
стратиграфічним або структурним поверхам.
2) Методичні фактори:
- Використано достатній обсяг геологічних та геофізичних даних на етапі
проектування геофізичних спостережень.
- Зроблено правильний вибір комплексу геофізичних методів розвідки
(раціонального відносно геологічних завдань та відносно характеру будови
геологічного розрізу і об'єму апріорних даних).
- Виконано інтерпретацію комплексу геофізичних матеріалів із врахуванням
геологічних даних, а результати інтерпретації представлено
у вигляді узгодженої комплексної моделі будови геологічного розрізу.

6.

Геофізичні характеристики конкретного району досліджень
(за результатами спостережень і інтерпретації):
1) Сукупність особливостей розподілу аномалій природних фізичних полів
(карти, графіки гравітаційного, магнітного, електромагнітного, теплового,
радіаційного полів), а також, штучних полів (сейсмічного та електричного).
2) Фізичні властивості гірських порід.
3) Параметричні моделі геологічного середовища (розрізи, структурні карти, зрізи).
4) Комплексна фізико-геологічна модель.

7.

Вірогідні залежності і постулати геологічного тлумачення результатів
розвідувальної геофізики:
1. Ділянки зі своєрідною геофізичною характеристикою відрізняються
геологічною будовою.
2. Кожна геофізична аномалія має геологічну причину (геологічні джерела).
3. Геофізичні аномалії потрібно враховувати під час геологічних побудов;
вони повинні мати своє відображення на структурно-тектонічних, геологічних
картах і розрізах.
4. Між геологічними об’єктами певного типу (складками, інтрузіями, рифами,
соляними куполами тощо) та геофізичними аномаліями, що їх відображають,
можуть бути відсутні стандартні співвідношення, особливо, коли вони
розглядаються для різних регіонів.
(Ця обставина вимагає вивчення залежностей між геологічними об'єктами і
геофізичними аномаліями окремо для кожної тектонічної зони;
та застерігає від значних екстраполяцій і прогнозів).

8.

5. Контрастність і інтенсивність аномалій у геофізичних полях тим сильніша,
чим більша відмінність фізичних властивостей геологічного об’єкта від
фізичних властивостей порід, які їх оточують, а також коли об'єкт ближче
до денної поверхні.
6. Сейсмічні та електророзвідувальні методи відрізняються
більшою роздільною здатністю у відображенні будови
горизонтально-шаруватих геологічних об’єктів.
Гравірозвідка та магніторозвідка – у відображенні будови
вертикально-шаруватих об’єктів
(середовища з кутами нахилу 250-300 і більше у сейсморозвідці та
електророзвідці розглядаються як вертикально шаруваті)
7. Опорні (реперні) сейсмічні або геоелектричні горизонти
(аномальні за відповідними фізичними властивостями)
характеризуються різкою зміною літологічного складу порід
та відносяться до поверхонь перерви осадконагромадження,
отже є ознакою початку або завершення певної стадії тектогенезу
регіону (наприклад, кора вивітрювання по поверхні фундаменту).

9.

8. Глибина залягання і геометрія опорних горизонтів
найбільш точно оцінюється за даними сейсморозвідки.
9. Нижньою межею глибини залягання пологих, витриманих
сейсмічних і геоелектричних границь є поверхня фундаменту.

10.

10. Вплив зміни вертикальної товщини геологічних об’єктів
на геофізичні аномалії подібний впливові латеральної зміни
фізичних властивостей порід.
11. Форма і простягання крупних магнітних і гравітаційних аномалій чітко
відображають простягання складчастих зон, тектонічних порушень і блоків
фундаменту.
Округлі, ізометричні аномалії часто відображають масиви магматичних
порід, соляні та інші куполи, кільцеві структури.
Полігональні аномалії є відображенням блокових структур.
12. Поодинокі ланцюжки аномалій, лінійно-витягнуті інтенсивні
градієнтні зони, як правило, відображають розломи.
13. Чергування лінійно-витягнутих додатних і від’ємних аномалій полів
характеризують лінійно-складчасту будову осадового комплексу,
блокову, клавішну систему будови фундаменту.

11.

Українські Карпати
Спостережене поле сили тяжіння в редукції Буге у рельєфно-тіньовому зображенні.

12.

14. Неузгодженість в розташуванні і в простяганні аномалій,
одержаних за різними методами, як правило, свідчить про неузгодженість
структурних планів фундаменту і розміщених вище комплексів.
15. І, навпаки, кореляція геофізичних аномалій дає змогу оцінити ступінь
успадкування в геологічному часі розвитку тектонічних структур.
16. Амплітуди плікативних структур у надфундаментному розрізі
збільшуються з глибиною залягання.
17. Для надійного виявлення структур електророзвідкою їх амплітуди повинні
бути не менше 10% від глибини залягання цих структур,
а сейсморозвідкою – 1 2%.
18. Комплексна інтерпретація даних польової і свердловинної геофізики
дає змогу виявляти літолого-петрографічний склад порід фундаменту і осадового
чохла, а також їх відносний вік (звісно, у між свердловинному просторі).

13.

Питання на Колоквіум Іа:
1. Які геологічні завдання вирішуються при регіональних, пошукових та
розвідувальних (детальних) геофізичних дослідженнях?
2. Етапи вирішення геологічних завдань геофізичними методами.
3. У чому полягає і на чому базується геологічна інтерпретація геофізичних даних?
4. У чому полягає особливість (складність) проблеми геологічного розшифрування
геофізичних матеріалів?
5. Сутність прямого та зворотного зв’язку між геологічними гіпотезами та
результатами інтерпретації геофізичних матеріалів.
6. Які умови повинні виконуватись для найбільш вдалої геологічної інтерпретації
даних польової геофізики?
7. Який, зазвичай, характер зв’язку між геофізичними аномаліями та геологічними
об’єктами?
8. З чого складається геофізична характеристика конкретного району досліджень?
Питання на Колоквіум Іб:
9. Назвіть залежності, постулати, які використовуються для геологічного тлумачення
результатів гравірозвідки і магніторозвідки.
10. Назвіть залежності, постулати, які використовуються для геологічного
тлумачення результатів електророзвідки і сейсморозвідки.

14.

Колоквіум-1а:
1-варіант 1. Які геологічні завдання вирішуються при регіональних, пошукових
та розвідувальних (детальних) геофізичних дослідженнях?
6. Які умови повинні виконуватись для найбільш вдалої геологічної
інтерпретації даних польової геофізики?
2-варіант 3. У чому полягає і на чому базується геологічна інтерпретація
геофізичних даних?
5. Сутність прямого та зворотного зв’язку між геологічними
гіпотезами та результатами інтерпретації геофізичних матеріалів.
3-варіант 7. Який, зазвичай, характер зв’язку між геофізичними аномаліями та
геологічними об’єктами?
8. З чого може складатися геофізична характеристика конкретного
району досліджень?
4-варіант 2. Етапи вирішення геологічних завдань геофізичними методами.
4. У чому полягає особливість (складність) проблеми геологічного
розшифрування геофізичних матеріалів?

15.

Колоквіум-1б:
1-варіант 9. Назвіть залежності, постулати, які використовуються для
геологічного тлумачення результатів гравірозвідки і
магніторозвідки.
2-варіант 10. Назвіть залежності, постулати, які використовуються для
геологічного тлумачення результатів електророзвідки і
сейсморозвідки.