Základy aplikovanej geofyziky. gravimetria magnetometria geoelektrika seizmika karotáž rádiometria seizmológia

HTML
DOWNLOAD

Μέγεθος: px

Εμφάνιση ξεκινά από τη σελίδα:

Download "Základy aplikovanej geofyziky. gravimetria magnetometria geoelektrika seizmika karotáž rádiometria seizmológia"

Κύνθια Μαλαξός
8 χρόνια πριν
Προβολές:

1 Základy aplikovanej geofyziky gravimetria magnetometria geoelektrika seizmika karotáž rádiometria seizmológia

2 GRAVIMETRIA Obsah prednášky: ujasnene si základných pojmov trošku z histórie jednotky meranie tiažového zrýchlenia (gravimetre) spracovanie meraní (Bouguerove anomálie) interpretácia príklady využitia gravimetrie

3 GRAVIMETRIA Meranie, vyhodnocovanie a interpretácia tiažových meraní

4 UJASNENIE SI ZÁKLADNÝCH POJMOV hodnota g (tiažového zrýchlenia) je...? je táto hodnota konštantná? a) pre rôzne telesá v tom istom bode? b) pre rôzne telesá v rôznych bodoch? anomálie tiažového poľa Zeme (zo satelitných meraní)

5 UJASNENIE SI ZÁKLADNÝCH POJMOV je vlastne rozdiel medzi gravitačným a tiažovým zrýchlením? (alebo ide o synonymum?) gravitačné - čistá príťažlivosť Zeme tiažové (merané) výsledok vektorového súčtu gravitačného a odstredivého zrýchlenia Zeme (pomer odstredivého a gravitačného zrýchlenia Zeme je veľmi malý 0.005)

6 GRAVIMETRIA trošku z histórie... Galileo Galilei Isaac Newton ( ) ( ) Pierre Simon Laplace ( ) Pierre Bouguer ( )

7 meranie v gravimetrii používané jednotky v gravimetrii systém SI: m s -2 používané sú násobky: 1 µm s -2 = 10-6 m s -2 v anglosaskej literatúre: 1 mgal = 10 µm s -2 1 mgal = 10-5 m s -2 1 Gal = 10-2 m s -2 1 µgal = mgal

predstava o presnosti dnešných gravimetrických meraní g = 9.

8 predstava o presnosti dnešných gravimetrických meraní g = m/s 2 úroveň mgal úroveň µgal súčasné prístroje merajú s presnosťou 0.01 do mgal = 10 do 1 µgal 8 dutiny oblasť mikrogravimetrie

9 jednotky pre hustotu systém SI: kg m -3 používané sú násobky: 1 g cm -3 = 1 kg dm -3 = 1 Mg m -3 = = 1000 kg m -3 (priemerná hustota vrchnej časti zemskej kôry na základe gravimetrie 2.67 g cm -3 )

10 meranie v gravimetrii prístroje na meranie tiažového zrýchlenia sa nazývajú gravimetre

absolútne gravimetre relatívne gravimetre laboratórne, terénne, vyššia presnosť: nižšia presnosť: 0.

11 absolútne gravimetre relatívne gravimetre laboratórne, terénne, vyššia presnosť: nižšia presnosť: mgal, mgal, voľný pád, pružinový systém pomalšie rýchlejšie Micro-g FG-5 Scintrex CG-5

12 relatívny (pružinový) gravimeterr meranie manuálne starší systém 1 torzné vlákno 2 astazujúca (zvýrazňujúca) pružina 3 rozsahová pružina 4 meracia pružina 5 - vahadlo

13 relatívny (pružinový) gravimeterr novší systém meranie automatické

14 meranie v gravimetrii musí sa odstraňovať tzv. chod prístroja spôsobený: otrasmi, zmenami teploty a tlaku, slapovými účinkami Slnka a Mesiaca

meranie v gravimetrii výsledkom meraní a opravy o chod je hodnota relatívneho tiažového zrýchlenia g, ktoré sa prepočítava na jeho absolútnu

15 meranie v gravimetrii výsledkom meraní a opravy o chod je hodnota relatívneho tiažového zrýchlenia g, ktoré sa prepočítava na jeho absolútnu hodnotu g v aplikovanej gravimetrii (na geologické účely) sa však nevyhodnocuje priamo zrýchlenie g, ale sa počítajú tzv. ÚPLNÉ BOUGUEROVE ANOMÁLIE (ÚBA)

16 spracovanie v gravimetrii (tvorba ÚBA) od tiažového účinku celej (reálnej ) Zeme... P(h,ϕ,λ) m n.m.

17 spracovanie v gravimetrii (tvorba ÚBA)... sa odpočíta tiažový účinok teoretickej Zeme... P(h,ϕ,λ) 0 m n.m.

18 spracovanie v gravimetrii (tvorba ÚBA) účinok teoretickej Zeme sa skladá z účinku referenčného elipsoidu a... P(h,ϕ,λ) 0 m n.m.

19 spracovanie v gravimetrii (tvorba ÚBA) účinok teoretickej Zeme sa skladá z účinku referenčného elipsoidu a sférickej dosky... P(h,ϕ,λ) 0 m n.m.

20 spracovanie v gravimetrii (tvorba ÚBA) účinok teoretickej Zeme sa skladá z účinku referen. elipsoidu a sférickej dosky a topografie P(h,ϕ,λ) 0 m n.m.

21 spracovanie v gravimetrii (tvorba ÚBA) g B = UBA = g g n h hρ B + T g meraná tiaž (opravená o chod a prepočítaná na absolútnu hodnotu) g n normálne pole (účinok elipsoidu) h nadmorská výška bodu merania ρ tzv. korekčná (redukčná) hustota (často 2.67 g.cm -3 ) h korekcia vo voľnom vzduchu (tzv. Fayeova) hρ Bouguerova korekcia (účinok rovinnej dosky) B Bullardov člen ( ohýba rovinnú dosku) T topokorekcie (do vzdialenosti km od bodu)

22 spracovanie v gravimetrii (tvorba ÚBA) anomália NUBA = g g n h hρ sa nazýva ako tzv. neúplná Bouguerova anomália anomália g Fay = g g n h sa nazýva ako tzv. Fayeova (odstránený vplyv výšok)

23 prejav hustotných nehomogenít v poli ÚBA P(h,ϕ,λ) m n.m.

24 prejav hustotných nehomogenít v poli ÚBA P(h,ϕ,λ) 0 m n.m.

25 prejav hustotných nehomogenít v poli ÚBA P(h,ϕ,λ) m n.m.

26 prejav hustotných nehomogenít v poli ÚBA P(h,ϕ,λ) 0 m n.m.

27 prejav hustotných nehomogenít v poli ÚBA P(h,ϕ,λ) m n.m.

28 prejav hustotných nehomogenít v poli ÚBA P(h,ϕ,λ) 0 m n.m.

29 prejav hustotných nehomogenít v poli ÚBA P(h,ϕ,λ) m n.m. výsledkom je prejav anomálnych hustotných nehomogenít v zemskej kôre (až vo vrchnom plášti)

30 Praktické ukážky (výhod) výpočtu ÚBA: - vymapovanie priebehu kanalizačného zberača, Bratislava, Gagarinova ul. - vymapovanie rozsahu maarového telesa, Pinciná, Lučenec súčasný maar, Nemecko výplň maarového telesa

31 kanalizačný zberač, Gagarinova ul., BA g rez(mgal) m.n.m namodelované teleso kanála Gagarinova ulica Modelovanie tiažového účinku kanalizačného zberača Profil č. 1 M 1:100 metráž (m) reliéf terénu

32 kanalizačný zberač, Gagarinova ul., BA g rez(mgal) m.n.m namodelované teleso kanála Gagarinova ulica Modelovanie tiažového účinku kanalizačného zberača Profil č. 1 M 1:100 nameraná tiaž chod metráž (m) reliéf terénu

33 kanalizačný zberač, Gagarinova ul., BA g rez(mgal) Gagarinova ulica Modelovanie tiažového účinku kanalizačného zberača Profil č. 1 M 1:100 nameraná tiaž chod - odstránený m.n.m metráž (m) namodelované teleso kanála reliéf terénu

34 kanalizačný zberač, Gagarinova ul., BA g rez(mgal) Gagarinova ulica Modelovanie tiažového účinku kanalizačného zberača Profil č. 1 M 1:100 Fayova anomália - odstránenie vplyvu nadm. výšok m.n.m metráž (m) namodelované teleso kanála reliéf terénu

35 kanalizačný zberač, Gagarinova ul., BA 0.15 Gagarinova ulica Modelovanie tiažového účinku kanalizačného zberača Profil č. 1 M 1:100 g rez(mgal) 0.10 výsledok - Bouguerova anomália 0.05 m.n.m metráž (m) namodelované teleso kanála reliéf terénu

36 maarová štruktúra, Pinciná pri Lučenci nadmorské výšky

maarová štruktúra, Pinciná pri Lučenci merané tiažové zrýchlenie g 48.37 48.37 48.36 48.37 48.37 19.76 19.77 19.77 19.78 19.78 19.79 891.00 890.00 889.

37 maarová štruktúra, Pinciná pri Lučenci merané tiažové zrýchlenie g

maarová štruktúra, Pinciná pri Lučenci tzv. Fayeove anomálie (odstránený hlavný vplyv výšok) 19.76 48.37 48.37 48.36 48.37 48.37 48.36 19.76 19.77 19.77 19.78 19.

38 maarová štruktúra, Pinciná pri Lučenci tzv. Fayeove anomálie (odstránený hlavný vplyv výšok)

maarová štruktúra, Pinciná pri Lučenci Úplné Bouguerove Anomálie (odstránené všetky negeologické vplyvy ) 48.37 48.37 48.36 48.37 48.37 48.36 19.

39 maarová štruktúra, Pinciná pri Lučenci Úplné Bouguerove Anomálie (odstránené všetky negeologické vplyvy )

40 mapa ÚBA - SR

interpretácia v gravimetrii INTERPRETÁCIA kvalitatívna/kvantitatívna kvalitatívna opisuje kvalitatívne pole ÚBA (znížené hodnoty = znížené hustoty objektov alebo vplyv geometrie telies, zvýšené.

41 interpretácia v gravimetrii INTERPRETÁCIA kvalitatívna/kvantitatívna kvalitatívna opisuje kvalitatívne pole ÚBA (znížené hodnoty = znížené hustoty objektov alebo vplyv geometrie telies, zvýšené... naopak) kvantitatívna určuje hĺbkové, rozmenrové, tvarové a hustotné parametre študovaných geologických objektov dôležité pojmy: a) priama úloha pri zadaných parametroch telies vypočítať ich gravitačný účinok (tzv. modelovanie) b) obrátená úloha opačná úloha (náročnejšia)

42 INTERPRETÁCIA kvalitatívna priebeh gravitačného účinku (ÚBA) nad zlomom (poklesom)

43 INTERPRETÁCIA kvalitatívna príklad: úplné Bouguerove anomálie z oblasti Mŕtveho mora (sedimenty mora sú ľahšie ako okolie)

44 INTERPRETÁCIA metódy polovičnej šírky jednoduchý príklad Bouguerova anomália prejavu soľného diapíru,lokalita Lousiana príbrežná oblasť) (Nettleton, 1976) y_local [m] dg rez z polovičnej šírky odpichnutej anomálie je možné odhadnúť vrchný okraj soľného diapíru (cvičenie) dg rez. [m] x_local [m] x_pf [m]

45 INTERPRETÁCIA modelovanie pole ÚBA gravitačný účinok modelu 3D model soľnej štruktúry

46 INTERPRETÁCIA modelovanie výsledok hustotného modelovania profil z Európskej platformy cez Západné Karpaty do Panónskej oblasti, model siaha až do hĺbky 170 km

47 využitie gravimetrie - v regionálnej a štruktúrnej geológii - v ložiskovom a ropnom prieskume - detekcia dutín (inžiniersky, environmentálny prieskum, archeológia,...) - atď. (hustotné nehomogenity)

48 Cheopsova pyramída, Egypt francúzsky mikrogravimetrický projekt

49 Cheopsova pyramída, Egypt francúzsky mikrograv. projekt štruktúra pyramídy merané priestory odhad. chyba: 2-10 µgal veľká galéria samotné meranie kráľovská komnata

50 Cheopsova pyramída, Egypt francúzsky mikrograv. projekt tvorba Bouguerovej anomálie - odstránenie gravitačných účinkov známych štruktúr známe dutiny model hustotného rozvrstvenia pyramídy

51 Cheopsova pyramída, Egypt francúzsky mikrograv. projekt hlavný výsledok: výsledky zistenie dominantnej negatívnej anomálie v západnej časti prístupovej chodby do královninej pohrebnej miestnosti overenie anomálie: 3 vrty dosiahli po 2.1 m dutinu vyplnenú pieskom, (modelovaný objem dosahuje až 40 m -3 )

52 Ďakujem za pozornosť.

Σχετικά έγγραφα

kroky výpočtu Bouguerovej anomálie (tzv. korekcie/redukcie) Úvodné poznámky:

kroky výpočtu Bouguerovej anomálie (tzv. korekcie/redukcie) Úvodné poznámky: Úvodné poznámky: Bouguerove anomálie cieľom ich výpočtu je odstrániť z meraného g všetky negeologické prejavy (odstredivé zrýchlenie, vplyv výšky a topografie) jedine vtedy sa môžu prejaviť efekty hustotných