 |
|
Принципы абсолютных и относительных измерений силы тяжести.
Плотность горных пород и руд (общая характеристика и закономерности изменения), избыточная плотность, единицы измерения, избыточная масса.
Плотностью породы (σ) (или объемным весом) называется масса (m) единицы объема породы (V) σ = m/V. Плотность измеряют в г/см3. Обычно плотность определяется для образцов, взятых из естественных обнажений, скважин и горных выработок.
Осн фактором для эффективного применения гравиразв явлся не абсолютное знач плотностей пород, а только разность их, назся избыточной плотностью. Чем больше будет разница в плотностях между породами и изучаемыми объектами, тем лучше результаты можно получить результаты от применения гравиразведки.
Плотность горных пород и руд зависит от химико-минералогического состава, т.е. объемной плотности твердых зерен, пористости и состава заполнителя пор (вода, растворы, нефть, газ). Плотность изверженных и метаморфических пород определяется в основном минералогическим составом и увеличивается при переходе от пород кислых к основным и ультраосновным. Для осадочных пород плотность определяется прежде всего пористостью, водонасыщенностью и в меньшей степени составом. Однако она сильно зависит от консолидации осадков, от их возраста и глубины залегания, с увеличением которых она растет. Считается, что всякая г п состоит из твердой, жидкой и газообразной фазы и плотностью ее явлся среднее отношение массы всех фаз к к общему объему породы, занимаемому отдельными фазами, т.е.
Ϭ=(m1+m2+m3)/(v1+v2+v3)=∑m/v∑ (1)
Кофф влажности породы назся отношение массы воды в породе к массе твердого вещества в ней, т. Е. к=m1/m2
А коэфф пористости назся отношение объема пор к общ объему, т.е. kп=(v2+v3)/(v1+v2+v3). К выражается в %
Учитывая что масса жидкой и газообразной фазы, в сравнении с массой твердой фазы незначительна, за объемную плотность породы часто принимают отношение массы одной твердой фазы к общ объему породы, т.е. ϭоб=m/(v1+v2+v3). Однако при большой пористости и влажности пород объемная плотность должна вычислся по фле (1).
Под аномалией Fт считается разность между значениями Fт полученных из наблюдений и вычисленных по формуле для нормального поля.
Аномалия вычисленная с учетом поправки Фая, называется аномалией Фая (аномалия силы тяжести в свободном воздухе):
∆gф = gизм – γо + 0,3086*h
γ0 — нормальное значение ускорения силы тяжести, мгл. H — абс. отметка пункта наблюдений, м.
Основной аномалией в гравиразведке является аномалия Буге (отражает неоднородности плотности пород в верхней части Земли):
ΔgБуге = g + 0,3086 H —0,0419 σΝ + δgрельеф — γ0
где g — измеренное значение ускорения силы тяжести, мгл; γ — нормальное значение ускорения силы тяжести, мгл; H — абс. отметка пункта наблюдений, м; σ — плотность промежуточного слоя (слоя г. п., залегающего между ур. м. и уровнем наблюдения), г/см3; δgрельеф — поправка на рельеф окружающей местности. Наиболее широко используются в гравиразведке, при геол. картировании, поисках и разведке м-ний полезных ископаемых.
Принципы абсолютных и относительных измерений силы тяжести.
Материальная точка, расположенная в земле или на ее повти, испытывает воздействие силы притяжения земли и центробежной силы, вызванной вращением земли, а также силы притяжения других небесных тел. Совокупность этих тел представляет собой гравитац поле земли. Мерой гравит поля явлся напряженность (сила, действующая на массу, равную единице), края в гравиметрии назся силой тяжести g.
Основным измеряемым параметром в гравиразведке является ускорение силы тяжести g, которое определяется либо абсолютно, либо относительно.
Относительные измерения-определяют приращение (разность) Fт в данном пункте, относительно другого, в котором Fтуже известна.
Идея этого метода состоит в том, что на ряде пунктов проводят наблюдения с одним и тем же маятником неизменной приведенной длины и из этих наблюдений находят или отношение, или разность силы тяжести в пунктах наблюдения.
Пусть мы имеем маятник с привед длиной l-неизвестна. Определим период колеб Т1 этого маятника в пункте с известным знач силы тяжести g1. После найдем Т2 маятника в пункте с неизв знач силы тяжести g2, T1=√(l/g1); T2= √(l/g2). И g2=g1(T12/T22).
Абсолютные -определяют полную величину Fт в точке наблюдения. Для определения Абсолютного знач силы тяжести наиб часто применяют методы, основанные на использовании оборотного маятника и свободного падения тела.
Абсол знач силы тяжести необходимо знать, хотя бы в одной точке. В наст время таким пунктом явлся Потсдамский геодезич инт. К этому пункту отнесены все гравиметрич съемки мира. g=(981274+-3)10-5 m/c2.
Для измерения силы тяжести можно использовать любые физические явления,
которые зависят от нее: качание маятника, растяжение пружин с грузом, падение тел в
пустоте. Методы измерения силы тяжести подразделяют на динамические, в которых
наблюдают движение груза в поле тяжести, и статические, в которых измеряют растя-
жение упругого элемента с грузом. Определения могут быть абсолютными и отно-
сительными. К абсолютным относятся такие методы, в которых на каждой точке по-
лучают абсолютное, полное значение gнабл . К относительным методам относят методы,
в которых на каждой точке определяют приращения или разности по отношению к не-
которой исходной точке ?gнабл . В гравиразведке для абсолютных измерений использу-
ют маятниковые приборы, а для относительных — маятниковые приборы и гравимет-
ры.