 |
|
Основные термины и понятия
1. Абсолютная высота – расстояние по вертикали от любой точки поверхности Земли до уровня океана. А.в. точек, лежащих выше этого уровня, считается положительной, ниже – отрицательной.
2. Акватория – водная поверхность.
3. Аномалией силы тяжести называется отклонение наблюденного значения силы тяжести от нормального значения силы тяжести в данной точке.
4. Аномалия в свободном воздухе – это аномалия силы тяжести с введенной поправкой за высоту.
5. Аномалия Буге – это аномалия силы тяжести, вычисленная путем введения поправок за нормальное поле, за высоту и промежуточный слой.
6. Астазирование – повышение чувствительности.
7. Вариация – изменение гравитационного поля во времени.
8. Гал – единица измерения ускорения силы тяжести 1 см/сек2).
9. Геоид – фигура, ограниченная уровнем невозмущенной воды в океанах и продолженная под континентами как уровенная поверхность.
10. Гравиметрия (от лат. grav – тяжелый и греч. metrew – измерять) наука об измерении величин, характеризующих земное поле силы тяжести.
11. Гравиметрический пункт – точка на земной поверхности, в которой определено ускорение силы тяжести g и его местонахождение, т.е. географические координаты (широта φ, долгота l) и высота h над уровнем моря.
12. Гравиметрическая съемка – совокупность гравиметрических наблюдений в данном районе.
13. Гравитационная разведка – метод разведочной геофизики, основанный на изучении поля силы тяжести на поверхности Земли или вблизи от нее.
14. Градиент гравитационного поля – изменение ускорения силы тяжести в пространстве (1 этвеш – 0.1 мГал на расстоянии 1 км).
15. Недропользователь – организация или лицо, получившее государственную лицензию на производство работ.
16. Интерполяция – построение гравиметрического поля между точками наблюдения.
17. Интерпретация – извлечение геологической информации из геофизических данных.
18. Карта аномалий силы тяжести – графическое изображение результатов гравитационных измерений на изучаемой площади в виде изоаномал.
19. Коэффициент пористости образца – отношение объема пор к его объему.
20. Карта батиметрическая – дает изображение подводного рельефа при помощи линий равных глубин – изобат и отметок глубин.
21. Нормальное значение силы тяжести – это значение силы тяжести на уровенной поверхности теоретической Земли.
22. Нелинейность отсчетной шкалы – это переменное соотношение между изменениями отсчета и силы тяжести.
23. Лицензия – официальный документ, разрешающий на определенных условиях конкретную деятельность в течении установленного срока.
24. Редукция (лат. reduction – снижение) – введение некоторых поправок в значения силы тяжести.
25. Сила тяжести – это сила, с которой всякое тело притягивается к Земле.
26. Чувствительность гравиметра – число делений окулярной шкалы микроскопа приходящееся на изменение Δg = 1 мГал.
I. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
§ 1. Гравиметрическая разведка является одним из геофизических методов, применяющихся при геологоразведочных работах для изучения геологического строения изучаемой территории, поисков и разведки месторождений полезных ископаемых. Она основана на исследовании поля ускорения силы тяжести на поверхности земли, под землёй, под водой и в воздухе. Для сведения применяемая аппаратура для выполнения гравиметрических исследований в Республике Казахстан приведена в Приложении I, 1.
Гравиразведка может использоваться как самостоятельно, так и в комплексе с другими геофизическими, геологическими и геохимическими методами на всех стадиях геологоразведочных работ. Гравиразведка, как правило, является методом, опережающим исследования другими геологическими и геофизическими работами, является более дешевым и используется для привлечения целенаправленного вложения инвестиций.
Кроме решения геологических задач гравиметрические исследования проводят с целью изучения фигуры Земли в геодезии, а также при решении ряда других научных и народнохозяйственных задач.
§ 2. Физической основой гравиметрической разведки является различие плотности пород различного возраста и состава, рудных и нерудных полезных ископаемых. При гравиметрической съёмке измеряются плотности пород, выполняются измерения ускорения силы тяжести, выделяются аномалии гравитационного поля, проводится их геологическая интерпретация.
§ 3. Эффективность применения гравиметрической разведки определяется физико-геологическими условиями залегания изучаемого объекта, его свойствами, точностью и детальностью гравиметрической съёмки, фоном помех, изученностью района исследований геологическими и геофизическими методами, точностью исключения или учета влияния помех (рельеф местности, аномальный вертикальный градиент, рыхлые породы, кора выветривания, негоризонтальность поверхности и т.п).
§ 4. Благоприятными физико-геологическими условиями для применения гравиразведки являются:
- наличие разности плотности изучаемых геологических объектов и вмещающих или контактирующих сред;
- небольшое, не более 2-3, количество однородных плотностных комплексов, с разницей в плотностях не менее 0.05 – 0.10 г/см³;
- небольшое число, не более 3-5, аномалиеобразующих объектов;
- отсутствие вблизи изучаемых тел других объектов, гравитационное влияние которых является помехой;
- наличие плотностных границ внутри геологических сред по латерали и вертикали;
- достаточно большие размеры тел и небольшая по сравнению с ними глубина их залегания, простая геологическая форма и т. п.;
- отсутствие нелинейного регионального фона.
§ 5. Помехами в гравиразведке являются:
- пересеченный рельеф местности;
- погребенный рельеф коренных пород;
- плотностные неоднородности верхней части разреза;
- наличие возмущающих источников-помех на различных глубинах, создающих аномалии, коррелирующиеся с исследуемыми.
§ 6. Гравиразведка применяется при региональных и детальных геологических исследованиях, а также при инженерно-геологических изысканиях. Как правило, региональные исследования предшествуют детальным.
Региональная гравиразведка– мелкомасштабная съемка (масштаб 1:100 000 и мельче) применяется для решения следующих основных геологических задач:
- тектоническое и литолого-петрографическое районирование крупных регионов при геологическом картировании и составлении прогнозных и металлогенических карт;
- исследование складчатых областей, кристаллических щитов и массивов, поднятий фундамента, депрессий, областей накопления мощных толщ осадочных отложений, платформ, глубинных разломов земной коры;
- картирование геологических зон и крупных структур (в пределах структурных элементов I и II порядков) с целью выделения участков для проведения детальных работ геологическими и геофизическими методами.
При решении перечисленных задач предпочтительно, а иногда необходимо, применение гравиметрической разведки в комплексе с магниторазведкой, сейсморазведкой, сейсмологическими исследованиями и некоторыми модификациями электроразведки, космодешифрированием, с гамма-спектрометрией, металлометрией и т. п.
В настоящее время мелкомасштабная съёмка масштаба 1:200 000 на территории Казахстана полностью завершена.
Детальная гравиразведка – среднемасштабная съёмка (масштаб 1:25 000 – 1:50 000) применяется для решения поисковых (поисковая съёмка) геологических задач:
- изучение тектонического строения нефтегазоносных территорий для последующего проведения работ другими геологическими и геофизическими методами;
- изучение тектонического строения и геолого-геофизическое картирование кристаллического фундамента для выявления участков, перспективных на черные, цветные и редкие металлы.
Разведочная гравиразведка – крупномасштабная съёмка (масштаб 1: 10 000 и крупнее) применяется для решения разведочных геологических задач:
- прослеживание залежей полезных ископаемых и пород, вмещающих и контролирующих полезные ископаемые;
- выявление локальных структурных форм, благоприятных для скопления полезных ископаемых;
- определение формы, размеров, элементов залегания исследуемых объектов, их литолого-петрофизическое расчленение и т. п.
- прямые поиски месторождений полезных ископаемых.
§ 7. При инженерно-геологических изысканиях гравиразведка используется для решения следующих задач:
- выявление структурно-тектонических особенностей района или участка;
- изучение рельефа поверхности коренных пород, распространения зон выветривания и разрушения горных пород;
- выявление и прослеживание зон повышенной трещиноватости, тектонических нарушений и дроблений, крутопадающих образований различного петрографического состава;
- изучение глубины залегания и распространения участков закарстованных горных пород, выявление карстовых полостей;
- установление местоположения заброшенных подземных горных выработок, катакомб, подземных ходов, остатков и частей сооружений.
§ 8. В зависимости от условий проведения работ выделяют следующие виды гравиметрических съёмок: наземные, подземные, скважинные, морские (донные, набортные, мелководные), аэрогравиметрические.
Примечание: Вариометрические и градиентометрические съемки из-за низкой точности измерения вторых производных потенциала и высокой стоимости работ в настоящее время не проводятся. Наблюдения с высокоточными гравиметрами CG Autograv и определением высот и координат навигационной системой GPS с последующим пересчетом во вторые производные потенциала в несколько раз превышают точность вариометрических и градиентометрических измерений.
§ 9. В зависимости от формы гравиметрической сети съемка может быть площадной, профильной и маршрутной.
Площадная съемка может быть равномерной, если расстояния между пунктами наблюдений по профилю и между профилями одинаковы, и неравномерной, если расстояния между пунктами наблюдений по профилю и между профилями неодинаковы. Соотношения расстояний между пунктами по профилю и между профилями должны быть в пределах 1:1 – 1:4. Площадная съемка дает наиболее полную и достоверную характеристику гравитационного поля исследуемого района.
Профильной называется съемка, результаты которой из-за взаимной удаленности отдельных линий измерений позволяют получать изменения аномалий силы тяжести лишь вдоль этих линий. При профильных съемках наблюдения могут быть выполнены как по серии прямолинейных параллельных, или непараллельных профилей, так и по одиночным профилям.
Маршрутная съемка проводится по непрямолинейным профилям, проходящим по долинам рек, ручьев, дорогам и т.п. При маршрутной съемке пункты наблюдения располагаются произвольно на площади съемки, но при этом выдерживается средняя плотность наблюдений (количество пунктов на 1 кв. км.).
§ 10. Гравиметрические съёмки масштаба 1: 25 000 – 1: 100 000 проводятся полистно в масштабе съёмки. Водоемы (озера, водохранилища, реки, морские акватории), расположенные на площади работ, в обязательном порядке покрываются съемкой того же масштаба и той же точности.
Крупномасштабные съёмки масштаба 1:10 000 – 1: 5 000 проводятся в рамках того же масштаба, или на масштаб крупнее, соответственно 1:5 000, 1:2 000.
Отступление от § 10 «Методического руководства» разрешается только по согласованию с Уполномоченным органом Комитета геологии и недропользования.
§ 11. Для увязки съёмок выполняются наблюдения для зарамочного обрамления полосой два шага съемки в масштабе карты вдоль всего контура площади работ.
§ 12. Все гравиметрические работы проводятся в масштабах отчетных карт и графиков, установленных таблицей 1 (а, б). В таблице приведены также соотношения между масштабом отчётных карт и графиков, сечением изоаномал, точностью определения аномальных и наблюденных значений силы тяжести, густоты сети пунктов наблюдений для равнинных и горных районов.
Примечание: Гравиметрические исследования за счет инвестиций на лицензионных площадях проводятся без соблюдения требований «Методического руководства» и выполняются согласно контракта и проекта, заключенных между Недропользователем и Организацией-исполнителем и проверенных в «СГП».
Таблица 1
а) ДЛЯ РАВНИННЫХ РАЙОНОВ:
| Масштаб отчетных карт и графиков | Сечение изоаномал, мГал | Точность определения ускорения силы тяжести в редукции Буге, мГал | Точность определения наблюденных значений уско-рения силы тя-жести, мГал | Полная погрешность интерполя-ции, мГал | Точность определения высот, м | Точность определения координат пунктов, м | Густота сети | ||
| Число пунктов на 1 кв. км. | Расстояние между пунк-тами при наб-людениях по профилю, м | Сеть съемки (разные варианты), м | |||||||
| 1:200 000 | ±0.8 | ±0.4 | ±1.0 | ±2.5 | ±100 | 0.0625-0.25 | 1000 – 2000 | 2000х2000; 4000х1000; 8000х2000 | |
| 1:100 000 | ±0.4 | ±0.3 | ±0.5 | ±1.2 | ±80 | 0.25 – 1.00 | 500 – 1000 | 1000х1000; 2000х500; 4000х1000 | |
| 0.5 | ±0.2 | ±0.15 | ±0.35 | ±0.70 | ±80 | 0.25 – 1.0 | 500 – 1000 | 1000х1000; 2000х500; 4000х1000 | |
| 1:50 000 | 0.50 | ±0.20 | ±0.15 | ±0.35 | ±0.70 | ±40 | 1 – 25 | 100 – 500 | 2000х500; 500х500; 400х100 |
| 0.25 | ±0.10 | ±0.07 | ±0.20 | ±0.35 | ±40 | 4 – 100 | 50 – 250 | 500х500; 1000х250; 200х50 | |
| 1:25 000 | 0.25 | ±0.10 | ±0.06 | ±0.20 | ±0.35 | ±20 | 4 – 100 | 50 – 250 | 250х250; 1000х250; 200х50 |
| 0.20 | ±0.08 | ±0.06 | ±0.15 | ±0.25 | ±20 | 4 – 100 | 50 – 250 | 250х250; 1000х250; 200х50 | |
| 1:10 000 | 0.20 | ±0.08 | ±0.06 | ±0.15 | ±0.20 | ±8 | 25 – 625 | 20 – 100 | 100х100; 400х100; 80х20 |
| 0.10 | ±0.04 | ±0.03 | ±0.07 | ±0.10 | ±8 | 25 – 625 | 20 – 100 | 100х100; 400х100; 80х20 | |
| 1:5 000 | 0.10 | ±0.04 | ±0.03 | ±0.07 | ±0.10 | ±4 | 100 – 2500 | 10 – 50 | 50х50; 200х50; 40х10 |
| 0.05 | ±0.02 | ±0.015 | ±0.03 | ±0.05 | ±4 | 400 – 10 000 | 5 – 25 | 50х50; 200х50; 20х5 | |
| 1:2 000 | 0.05 | ±0.02 | ±0.015 | ±0.03 | ±0.05 | ±2 | 625 – 62 500 | 2 – 20 | 20х20; 80х20; 8х2 |
Продолжение таблицы 1
б) ДЛЯ ГОРНЫХ РАЙОНОВ:
| Масштаб отчетных карт и графиков | Сечение изоаномал, мГал | Точность определения ускорения силы тяжести в редукции Буге, мГал | Точность определения наблюденных значений уско-рения силы тя-жести, мГал | Полная погрешность интерполя-ции, мГал | Точность определения высот, м | Точность определения координат пунктов, м | Густота сети | ||
| Число пунктов на 1 кв. км. | Расстояние между пунк-тами при наб-людениях по профилю, м | Сеть съемки (разные варианты), м | |||||||
| 1:200 000 | ±1.0 | ±0.40 | ±1.5 | ±3.0 | ±100 | 0.0625-0.25 | 1000 – 2000 | 4000х1000; 2000х2000; 8000х2000 | |
| 1:100 000 | ±0.50 | ±0.25 | ±0.70 | ±1.80 | ±100 | 0.25 – 1.0 | 500 – 1000 | 1000х1000;4000х1000; 2000х500 | |
| 1:50 000 | ±0.50 | ±0.25 | ±0.70 | ±1.60 | ±50 | 1.0 – 25 | 100 – 500 | 500х500; 2000х500; 400x100 | |
| 0.50 | ±0.25 | ±0.12 | ±0.35 | ±0.90 | ±50 | 4 – 100 | 50 – 250 | 500х500; 1000х250; 200x50 | |
| 1:25 000 | 0.50 | ±0.25 | ±0.12 | ±0.35 | ±0.90 | ±25 | 4 – 100 | 50 – 250 | 250х250; 1000x250; 200x50 |
| 0.25 | ±0.12 | ±0.06 | ±0.20 | ±0.45 | ±25 | 4 – 625 | 20 – 100 | 250х250; 1000x250; 80x20 | |
| 1:10 000 | 0.20 | ±0.10 | ±0.06 | ±0.15 | ±0.25 | ±10 | 25 – 625 | 20 – 100 | 100х100; 400x100; 80x20 |
| 1:5 000 | 0.10 | ±0.05 | ±0.03 | ±0.07 | ±0.12 | ±5 | 100 – 2 500 | 10 – 50 | 50х50; 200x50; 40x10 |
 |
Под горными понимаются районы с резкими формами рельефа, с углами наклона более 6° при наличии относительных превышений 400 метров и более в радиусе 5 километров.
Приведенные в таблице 1 точности не учитывают точности определения ускорения силы тяжести в исходных опорных пунктах.
§ 13. Полный цикл гравиразведочных работ делится на следующие этапы:
1. проектно-сметный;
2. организационный;
3. полевой;
4. ликвидационный;
5. камеральный.
§ 14. Координацию и регулирование отношений в области гравиметрических исследований на территории Республики Казахстан осуществляет Уполномоченный орган Комитета геологии и недропользования Министерства энергетики и минеральных ресурсов Республики Казахстан через специализированное гравиметрическое предприятие («СГП»).
Уполномоченный орган имеет право в процессе проведения всеми недропользователями гравиметрических и сопутствующих им топографо-геодезических работ осуществлять проверку выполнения технических и методических проектных условий, использования и соблюдения правил хранения режимных гравиметрических материалов и в случае выявления нарушений и отклонений от технических, методических и проектных условий приостанавливать и запрещать проведение работ до устранения выявленных нарушений.