Геофизическая аномалия

(a. Geophysical anomaly. н. Geophysikalische Anomalie. ф. Anomalie geophysique. и. Anomalie geofisica) - отклонение значений физ. Поля Земли от нормального, обусловленное различием физ. Свойств г. П. И неоднородностью её состава и строения. По Г. А. Изучают внутр. Строение Земли и земной коры, особенно её верх. Части, проводят поиск и разведку м-ний п. И., решают гидрогеол. И инж. Задачи.Различают естеств. Нормальные поля (магнитное, гравитационное и геотермическое) и искусственно возбуждаемые (напр., электрич. Поля постоянных токов). В последнем случае нормальным считают поле заданного источника в однородной среде.При решении задач разведочной геофизики (малые размеры изучаемых неоднородностей) однородная среда отождествляется с полупространством (часть пространства, расположенная ниже поверхности Земли).

Естественные нормальные поля описываются нек-рыми аналитич. Выражениями, при этом исходят из предположения, что Земля является однородным шаром или сфероидом. Напр., для магнитного и гравитационного полей нормальное поле описывается определ. Кол-вом членов разложения по сферич. Функциям, коэфф. К-рых определяются по данным наземных или спутниковых наблюдений на всей земной поверхности или в околоземном пространстве.Любое аномальное поле представляет собой суперпозицию аномалий разл. Порядков. В зависимости от их размеров выделяют материковые, региональные (площадь тыс. И десятки тыс. Км2) и локальные (до тыс. Км2) аномалии. При изучении локальных аномалий, имеющих наибольшее значение для Разведочной геофизики, за нормальное поле принимается сумма нормального поля Земли и материковых и региональных аномалий.

Осн. Задача при изучении аномального поля состоит в обнаружении и выделении Г. А., связанных с изучаемыми объектами, и в разделении аномального поля на составляющие разл. Природы. При этом применяются методы матем. Фильтрации, основанные на использовании моделей источников полей, аналитич. Свойств полей и особенностей морфологии и структуры поля.После выделения отд. Аномалий и разделения поля на составляющие разл. Природы осуществляется физ.-геол. Интерпретация Г. А. Она включает установление геол. Природы аномалий (напр., Г. А., связанные с м-ниями п. И., - рудные, нефтяные и др. Структурные - характеризующие геол. Структуры, тектонич. Нарушения, контакты пород. Глубинные - определяемые строением земной коры и Земли в целом), количеств.

Описание источников аномалий. Геол. Природа Г. А. Наиболее надёжно определяется при комплексных геофиз. Исследованиях. Осн. Методы нахождения количеств. Характеристик источников аномалий - определение обобщённых или интегральных характеристик источников. Методы подбора, состоящие в построении матем. Модели источников, параметры к-рых характеризуют форму и размеры изучаемых объектов и т.п. И соответствуют изучаемым объектам. Количеств. Характеристики источников определяются обычно с невысокой точностью. Повышение точности достигается за счёт привлечения дополнит. Информации (геол.-геофиз. Данных, результатов геол. Съёмки, данных бурения и т.п.). Трудности выделения аномалий и нахождения количеств. Характеристик их источников определяются гл.

Обр. Влиянием помех, к-рые подразделяются на случайные, обычно устраняемые спец. Приёмами обработки наблюдений полей, и неслучайные - методами разделения полей. Понятия аномалии и помехи тесно связаны между собой. В общем случае под помехами понимаются все те изменения полей, к-рые не связаны с изучаемым объектом.Г. А. Считается достоверной или надёжной, если её амплитуда в 2-3 раза превосходит среднеквадратич. Уровень помех не менее чем в трёх соседних точках наблюдения. При большом числе аномальных точек это требование снижается, и в общем случае достоверность оценивается по величине отношения аномалии и помехи, равного для некоррелир. Помех отношению энергии аномалии (т.е. Суммы квадратов её амплитудных значений) к дисперсии помех.Наиболее изученными являются нормальные Гравитационное поле земли, Геомагнитное поле и геотермич.

Поле. В наблюдённые значения силы тяжести при Гравиметрической разведке вводится поправка, учитывающая высоту точки наблюдения над уровнем моря (аномалия Фая), а также и действие масс, расположенных между уровнем океана и физ. Поверхностью Земли (плотность масс принимают равной ПЃ = 2670 кг/м3) - аномалия Буге. Если учитывается рельеф, то аномалии Буге иногда называют также топографическими. При проведении наблюдений силы тяжести в горн. Выработках аномалиями Буге наз. Также аномалии силы тяжести, в к-рые введены поправки, учитывающие влияние пустых камер, выработок, зон обрушения пород и т.д. (см. Подземная геофизика). Аномалии, полученные после введения поправок за изостатич. Уравновешенность разл. Блоков земной коры, наз.

Изостатическими (см. Изостазия). При высокоточных измерениях вводят поправки за притяжение Луны и Солнца, к-рое изменяется во времени (поправки за лунно-солнечные вариации). Локальные аномалии силы тяжести обычно имеют величину от долей мгал до десятков мгал (1 гал - 0,01 м/с2), региональные - десятки и сотни мгал.Нормальное магнитное поле изменяется во времени в связи с явлением зап. Дрейфа сев. Магнитного полюса и поэтому периодически рассчитывается для определ. Эпох (годов), при этом в другие годы вводятся соответств. Поправки. На поверхности Земли наблюдается 6 материковых (мировых) аномалий, наиболее интенсивной из к-рых является Восточно-Азиатская (величина аномалии для вертикальной составляющей магнитного поля равна 13,5 А/м для эпохи 1950).

Локальные аномалии, изучаемые, напр., Магнитной разведкой, имеют интенсивность от 10-104 гамм, региональные - 103 - 105 гамм (1 гамма = 7,96В·* 10-4 А/м). Уникальной локальной аномалией (ок. 100 А/м) является КМА, связанная с железистыми кварцитами.Под нормальным полем в геотермич. Методах разведки понимается установившееся геотермич. Поле в однородной толще г. П. При отсутствии в них источников тепла и кондуктивном (без массопереноса) характере теплопередачи. Нормальное поле задаётся линейной зависимостью изменения темп-ры с глубиной. В терморазведке, кроме поля темп-ры, изучают также поля Геотермического градиента и плотности Теплового потока, выделяя региональные и локальные аномалии. При этом региональные аномалии обычно изучают путём анализа полей градиента и плотности теплового потока, локальные - путём анализа поля темп-ры.

Примером региональной аномалии, характеризующейся пониженным значением плотности теплового потока до 0,03 Вт/м2, является КМА. Локальные аномалии темп-ры для нефтегазовых м-ний достигают неск. Градусов, для рудных залежей - в осн. Десятые доли градуса.В горн. Деле на основе анализа и интерпретации Г. А. Изучаются особенности геол. Строения окрестностей горн. Выработок и скважин, а также массивов пород, залегающих между горн. Выработками, скважинами и дневной поверхностью. Это позволяет решать задачи поисков и разведки п. И., техн. Обслуживания действующих горнодоб. Предприятий, инж. Геологии и гидрогеологии. Так, по магнитным аномалиям фиксируются залежи сильномагнитных руд (магнетита), расположенные в стороне от горн. Выработки, по аномалиям ускорения силы тяжести при Гравитационном каротаже выделяются рудные залежи с избыточной плотностью, определяются их форма и размеры.

По аномалиям поглощения радиоволн (при Радиоволновых методах разведки) обнаруживаются рудные зоны п. И., характеризующиеся по сравнению с вмещающими породами пониженным сопротивлением. По аномалиям поглощения сейсмич. Волн проводится выявление подземных полостей и зон обрушения, по термич. Аномалиям обнаруживают очаги подземных пожаров, вызванных, напр., самовозгоранием сульфидных руд. Аномалиями высокой проводимости при Электрической разведке фиксируются рудные тела, направление и скорость движения подземного водного потока.Литература. Заборовский А. И., Электроразведка, М., 1963. Андреев Б. A., Клушин И. Г., Геологическое истолкование гравитационных аномалий, Л., 1965. (Тархов А. Г., Бондаренко В. М., Коваленко В. Ф.), Подземная геофизика, М., 1973.

Tархов А. Г., Бондаренко В. М., Никитин A. A., Принципы комплексирования в разведочной геофизике, М., 1977. Логачев A. A., Захаров В. П., Магниторазведка, 5 изд., Л., 1979.В. Н. Страхов, А. А. Никитин..