Анализ геофизической информации.

Анализ выполняется в два этапа. На первом производится разносторонняя оценка особенностей геофизического материала и его классификация, служащие основой для районирования исследуемой территории по особенностям геофизических полей и физических параметров. На втором этапе исследуется геологическая природа аномалий. Классификацию начинают с выделения наиболее сложных и крупных элементов аномальных полей, двигаясь от общего к частному.

Районированию могут быть подвергнуты исходные и трансформированные гравитационное, магнитное и электрические поля; электроразведочные кривые; поля физических параметров: электропроводимостей, скоростей распространения волн – средних, пластовых, граничных и пр.

Вначале выполняется пометодное районирование, а затем – комплексное, при котором совместно рассматриваются результаты пометодного. Районирование по особенностям естественных геофизических полей производят с использованием определенных формализованных признаков: знака аномалий, их интенсивности, степени возмущенности поля, формы и размеров аномалий, их пространственных соотношений.

Знак аномалии несет информацию о составе возмущающих тел и характере их строения. Например, фиксируемые на землях юго-востока Европейской части СССР (между Уралом, Волгой и Эмбой) минимумы силы тяжести однозначно отвечают солянокупольным структурам, а максимумы силы тяжести в пределах Средне-Русской равнины – выступам в рельефе глубоко погруженных и перекрытых осадочными образованиями древних кристаллических пород.

Интенсивность аномалий в значительной степени определяется глубиной залегания возмущающих объектов и контрастностью свойств СВК, слагающих разрез. Высокоамплитудные пикообразные аномалии соответствуют неглубоким и контрастным телам; широкие, плавные - геологическим структурам, лежащим на большой глубине.

Возмущенность поля также зависит от глубины погружения и вещественного состава аномалеобразующих геологических факторов. Обычно она оценивается по величине дисперсии поля.

По форме аномалий существенно различаются геофизические поля, отвечающие регионам с выровненным – “платформенным” и горноскладчатым погребенным рельефом магматических пород фундамента. В первом случае наблюдается характерный мозаичный рисунок поля, во втором - фиксируются линейно-вытянутые полосовые аномалии.

Для каждого из перечисленных признаков, по которому производится районирование, обычно стараются найти некоторую эквивалентную числовую характеристику, то есть подобрать определенную количественную, чаще всего, статистическую, оценку данного качественного признака. Например, показателем мозаичности или пестроты, а также степени возмущенности аномального поля может служить величина среднеквадратичного отклонения аномалий в экстремальных точках от значений среднего уровня (фоновых значений) напряженности:

где X_i - экстремальные значения аномалий в точках

- средний уровень поля;

В соответствующей лабораторной работе студенту предоставится возможность ближе познакомиться с наиболее часто востребуемыми в практике интерпретации статистическими свойствами (характеристиками) геофизических полей и параметров и выполнить подсчет этих характеристик с помощью компьютерных программ, объединенных в пакет “Статистика”. Исходные данные взяты из материалов договорных исследований, проводившихся авторами в 2000-2002гг, а также из учебного пособия, выпущенного в 1986 году.

Сопоставив результаты пометодного районирования, то есть, проведя комплексное районирование, дополнив его вычислением ряда вспомогательных карт (например, карт коэффициентов корреляции аномалий Δg ΔТ и т.п.) переходят ко второму этапу анализа – установлению геологической природы выявленных аномалий. Этот этап является наиболее трудным и ответственным, поскольку от него зависит успешное решение геологической задачи в целом.

Приемы выяснения геологической природы геофизических аномалий основываются или на непосредственном сопоставлении аномалий с некоторыми уже известными к моменту проведения геофизических работ (априорными) геологическими данными, или реализуют схемы подбора согласованной ФГМ с использованием аппарата решения прямых задач.

Возможность и целесообразность непосредственного сопоставления обоснованы тем, что районирование геофизических полей, по существу, представляет собой как бы косвенное геологическое районирование, так как вся практика геолого-поисковых работ свидетельствует о соответствии разнообразным геологическим структурам специфических геофизических полей. Поэтому нередко между аномалиями в определенных полях и их геологическими источниками фиксируются характерные соотношения, помогающие дать практически однозначное решение задачи геологического истолкования при самом небольшом объеме априорной информации. В частности, известно несколько типов таких соотношений для гравитационных и магнитных аномалий; два из них показаны на рис.3.1.

Выявление геологической природы аномалий Δg и ΔТ обычно осуществляется, как отмечено в гл. 2 непосредственным их сопоставлением с результатами электроразведочных или сейсморазведочных структурных построений. При благоприятных условиях материалы сейсморазведки могут также служить эталоном для геологического истолкования электроразведочных аномалий. В свою очередь, определить природу сейсмических аномалий (т.е. отождествить отражающие или преломляющие горизонты на временном разрезе с определенными геологическими границами) и поставить в соответствие интервалам с различным рисунком волнового поля определенные геологические тела удается только на основе их увязки с данными бурения глубоких скважин, ВСП и каротажными материалами. Пример выявления природы геофизических аномалий на основе подбора согласованной ФГМ приведен на рис.3.2.

Согласованная ФГМ, как уже говорилось, предполагает единство, непротиворечивость трактовки аномалий, наблюдаемых в различных геофизических полях, т.е. удовлетворительное их объяснение одной и той же “картинкой” строения разреза. Процедуры согласования заключаются в решении прямых задач по исходной модели для каждого из геофизических методов и в последовательном уточнении (подборе) ФГМ, расчетные поля от которой отвечают наблюденным.

При этом элементы (факторы) модели, по которым проводится согласование, предварительно ранжируют, как отмечено в п.2.3, по уровню их значимости или, проще говоря, по степени общности. То есть выделяют те элементы (рельеф кристаллического фундамента, кровля солянокупольной толщи и пр.), которые участвуют в формировании аномалии во всех полях и тем самым являются критериальными, в отношении достигаемой моделированием степени согласованности. Указанные элементы определяются как факторы первого уровня значимости. Затем, выполняются элементы, проявляющиеся не во всех полях (факторы второго уровня), то есть согласуемые лишь частично и т.д. Правильный подбор модели позволяет объяснить ситуацию даже в случае явной несхожести сопоставляемых аномалий, как то имеет место на рис.3.2, где представлены результаты анализа гравитационного и магнитного поля над Ярейюским антиклинальным поднятием Тимано-Печорской нефтегазоносной провинции.