Введение к работе
Актуальность работы. В последнее время интенсивно вовлекаются в хозяйственный оборот страны богатые природные ресурсы Севера, в том числе нефть и газ. Для освоения этих богатств целесообразно применять в первую очередь наиболее мобильные и наименее дорогие методы полевой геофизики - гравиразведку и магниторазведку. Геолого-экономическая эффективность применения этих методов зависит от совершенствования существующих и создания новых более надежных математических методов обработки и интерпретации наблюдаемых данных.
В районах развития многолетнемерзлых пород одним из путей повышения эффективности детальных высокоточных гравитационных и магнитных съемок при существующей аппаратуре является изучение и более надежный учет основных помех в геофизических полях этих районов - влияние сезонных явлений и неоднородностей криолитозоны, особенно в условиях Якутии.
Научной проблемой, решаемой в настоящей работе, является разработка методики изучения, подавления, учета и интерпретации этих помех. Она решается с использованием аппарата спектрального анализа аномалий, который благодаря простоте и универсальности широко применяется в современной геофизике.
Из-за своей актуальности рассматриваемая проблема входит в число основных научных направлений разведочных работ на нефть, газ и другие полезные ископаемые. Поэтому ее решение имеет важное значение для народного хозяйства страны.
Большой вклад в решение отдельных вопросов этой проблемы внесли В.И.Аронов, К.В.Гладкий, В.И.Глазнев, Ф.М.Гольцман, В.М.Гордин, Г.Б.Калинина, В.Н.Луговенко, А.А.Никитин, С.А.Серкеров, В.Н.Стра-юв, А.Л.Харитонов и другие. Из исследователей, внесших вклад в
-2-изучении криолитозоны применением потенциальных полей следует отметить А.Н.Боголюбова, В.М.Калинина, В.И.Костицына, A.M.Лобанова, В.С.Матвеева, Б.А.Матушкина, В.С.Якупова, за рубежом W.J.Soott, J.A.Hunter, P.V.Sellmann и ряд других. _
Цель и задачи работы. Целью исследования явилась разработка методики изучения и учета влияний сезонных явлений и неоднороднос-тей криолитозоны на потенциальные поля при детальных геофизических исследованиях.
В соответствии с поставленной целью автором решается ряд конкретных задач, основными из которых являются :
-
Исследование закономерности изменения плотности и магнитных свойств рыхлых горных пород при замерзании-оттаивании. Моделирование гравитационных и магнитных полей от основных типов неоднород-ностей криолитозоны.
-
Изучение и определение основных закономерностей сезонных и годовых вариаций потенциальных полей криолитозоны;
-
Разработка способов подавления и учета влияний неодно-родностей криолитозоны при высокоточных гравиметрических и магнитометрических работах.
-
Разработка способов интерпретации аномалий от основных типов неоднородностей криолитозоны.
-
Опробование разработанных способов на модельных и практических материалах гравитационных и магнитных полей в условиях развития многолетнемерзлых пород.
Научная новизна. В диссертации получены следующие результаты, обладающие научной новизной :
1. Разработаны теоретические и технологические схемы исследований процессов изменения плотности и намагниченности рыхлых горных пород при замерзании-оттаивании (теоретическое, физическое и
етрофизическое моделирования). Установлен факт изменения намагни-ешюсти мерзлых горных пород.
-
Исследованием наблюденных аномалий и моделированием уста-овлены интенсивность и характер изменения гравитационных и маг-итных аномалий от основных типов неоднородностей криолитозоны, а акже их энергетических характеристик вдоль профиля и по площади.
-
Теоретически и экспериментально исследованы сезонные вариа-ии гравитационного и магнитного полей криолитозоны, обусловленные учением, осадкой грунтов и замерзанием-оттаиванием деятельного лоя. Установлены закономерности их изменения.
-
Предложен способ определения оптимальной глубины помещения атчиков магнитовариационных станций в скважину при режимных ста-ионарных работах на криолитозоне.
-
Разработаны способы подавления и учета влияний неоднороднос-зй криолитозоны при высокоточных гравимагнитометрических съемках.
-
Разработаны способы интерпретации, основанные на применении заимно-обратных функций нормированных значений гравитационных магнитных) аномалий.
Практическая ценность работы. Разработанная в диссертации ме-эдика изучения, подавления, учета и интерпретации аномалий от не-пнородностей криолитозоны позволяет повысить эффективность приме-зния методов потенциальных полей в районах развития многолетно-зрзлых пород. Кроме того, учет сезонных и годовых вариаций грави-згнитного поля криолитозоны дает возможность повысить точность и эстоверность режимных обсерваторных наблюдений за вариациями градационного и магнитного полей, в частности для поискав предвест-жов землетрясений, и решения инженерно-геокриологических задач.
Внедрение. Результаты основных исследований использованы в іучно-исследовательской работе Проблемной научно-исследователь-
- 4 -ской лаборатории по изучению предвестников землетрясений Якутского госуниверситета (ПНШІЗ ЯГУ) по теме ГКНТ и АН СССР "Создать макет автоматизированной системы сбора, передачи и обрабарш геофизической информации для прогноза землетрясений, работающей при низких температурах до -50 градусов С и испытание ее на прогностических полигонах Шной Якутии" (* гос.регистрации 01840083798) и рекомендованы к применению при проведении высокоточных гравиметрических и магнитометрических съемок в ПГО "Якутскгеология".
Апробация работы. Основные положения диссертации .докладывались на II, ш региональных научно-практических конференциях по петрофизике (Красноярск, 1985, 1988), VI, YII, VIII республиканских конференциях молодых ученых и ._специалистов ( Якутск, 1986, 1988, 1990), XII конференции молодых научных сотрудников по геологии и геофизике Восточной Сибири (Иркутск,1986), VII конференции научной молодежи по вопросам геокриологии (Якутск,1986), республиканской научно-технической конференции "Новые методы и направления при поисках и разведке полезных ископаемых" (Якутск, 1986), хііі конференции молодых ученых ИГиРГИ (Москва, 1990), научда-техничес-кой конференции "Построение ФГМ и системный подход при истолковании результатов геофизических исследований" (Пермь, 1990), Всесоюзной конференции молодых ученых и специалистов (Красный Курган, 1991 ), научно - технических конференциях "Геологические исследования и охрана окружающей среды на Западном Урале" (Пермь, 1991) и "Совершенствование методов поисков, разведки и разработки нефтяных и газовых месторождений" (Пермь, 1991).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 14 печатных работ.
Объеи и структура диссертации. Работа изложена на 150 страницах машинописного текста, состоит из введения, 5 глав и заключения. Текст содержит 13 таблиц, иллюстрации представлены 82 рисун-
- 5 -ками. Указатель литературы содержит перечень 142 работ.
Работа выполнена на кафедре полевой геофизики ГАНГ им.И.М.Губкина. Автор выражает глубокую благодарность ,за научное руководство работой проф.С.А.Серкерову, а также проф.А.К.Урупову и доц.О.В.Витвицкому за поддержку.
Автор искренне благодарен к.г.-м.н.Л.А.Защинскому и коллективу кафедры геофизических методов разведки ЯГУ за помощь в работе.