Введение к работе
Актуальность теми. Основные направления экономического к социального развития СССР предусматривают, в частности, обеспечение ускоренного развит.ія работ по геологическому изучению территории страны, увеличение запасов минеральных ресурсов, в первую очередь топливно-энергетических, развитие более быстрыми темпами прогрессивных видов геофизических и геохимических исследований недр.
К таким прогрессивным методам геофизических исследований недр'относятся отдельные методы полевой геофизики и, в частности, гравиразведка и магниторазведка. Развитие этих методов и повышение геолого-экономической эффективности их применения является актуальной народнохозяйственной задачей, а её решение в значительной степени зависит от совершенствования существующих и создания новых более надежных математических методов обработки и интерпретации наблюдаемых данных.
Научной проблемой, решаемой в настоящей работе, является разработка помехоустойчивых методов анализа и интерпретации наблюдаемых суммарных гравитационных и магнитных аномалий при минимуме априорной информации, доставляемой другими, часто дорогостоящим геолого-геофизическими методами. Она решается с использованием математического аппарата корреляционной теории сигналов. Благодаря простоте и универсальности используемый математический аппарат нашел широкое применение в современной геофизике, причем его роль в научных исследованиях непрерывно возрастает. Именно этим и объясняется большое количество работ, основанных на его применении, в которых разрабатываются различные методы анализа и иктепретации гравитационных и магнитных Чноналий.
Из-за своей актуальности рассматриваемая проблема входит в число основных научных направлений разведочных работ на нефть, газ и другие полезные ископаемые. Поэтому её решение и внедрение имеет ваяное значение для народного хозяйства СССР. Немаловажное значение тлеет она и для народного хозяйства Алглрской Народной Демократической Республики.
Различные стороны этой проблемы в разные годы привлекали и привлекают внимание многих исследователей. Большой вклад в решение отдельных её вопросов внесли В.И.Аронов, К.В.Гладкий, В.ИГла-знев, Ф.М.Гольцман, В.Ц.Гордин, Т.Б.Калинина, В.Н.Луговенко, В.Р.иелихов, А.А.Никитин, С.А.Серкеров», В.Н.Страхов, А.Л.Харитонов и ряд других исследователей.
Цель и задачи работы. Целью исследований явилась разработка новых помехоустойчивых способов анализа и интерпретации гравитационных и магнитных аномалий, основанных на совместной интерпретации значений исходной аномалии и её производных.
Б соответствии с поставленной целью'автором решаются ряд конкретных задач, основными из которых являются:
-
Разработка корреляционной теории совместного анализа значений исходных гравитационных и магнитных аномалий и их производных (горизонтальных и вертикальных) первого и второго порядков.
-
Определение соотношений связи и выражений взаимных энергетических спектров и взаимных корреляционных функций исходной аномалии и её производных первого и второго порядков для случаев наиболее применяющихся на практике тел правильной формы.
-
Разработка новых способов анализа и'интерпретации потенциальных полей, основанных на совместном использовании значений исходного элемента поля и её производных.
4. Опробование полученных способов анализа и интепретацгаї на примерах гравитационных и магнитных аномалий районов Аляир-ской Сахари и некоторых других.
Научная новизна работа. В процессе выполненных исследований получены результаты, обладающие научной новизной:
I. Разработаны основные положения корреляционной теории совместной интерпретации значений исходной аномалии и её производных (горизонтальных и вертикальных) первого и второго порядков;
2/. Получены выражения взаимных энергетических спектров, взаимных корреляционных функций для аномалий силы тяяести или магнитных аномалий и их производных от наиболее применявшихся на практике тел правильной формы;
-
На основе разработанной теории созданы новые способы анализа и интерпретации, заключающиеся в совместном использовании значений исходной гравитационной или магнитной аномалии и её производных;
-
Разработанные способы опробованы на практических материалах гравитационных и магнитных аномалий в районах Центральной
и Юго-Западной частей Ллкирской Сахары и некоторых других райо-ной. В частности, проведено районирование участков Ыуйдир и Ахнет по значениям аномалий, определена форма и параметры аномальные источников в пределах некоторых из выделенных при районировании зон площадей, определены основные закономерности изменения глубины і« залегания и др.
Практическая ценность работы заключается в совершенствовании методики анализа и интерпретации гразитационных и магаитных аномалий, в частности в привлечении к интерпретации аномалий в
/
условиях минимума априорной информации значений их горизонтальных и вертикальных производных, что повышает надежность получаемых данных, в разработке способов интерпретации, обладающих новыми возможностями - например, позводяпцих легко определить форму аномальных источников; в применении более устойчивых энергетических характеристик аномалий, определяемых как некоторые их интегральные характеристики, суммированием подинтегральных выражений на интервале существования аномалий. Из-за этого суммирования способы интерпретации становятся помехоустойчивыми. В конечном итоге все это обеспечивает повышение эффективности гравиразведки- и магниторазведки при пои-сках/нефтегазоперспективных объектов. Применение разработанных способов позволило определить основные черты геологического строения отдельных районов участков Муйдир и Ахнет Центральной и Dro-Запад-ной частей Алжирской Сахары.
Основные положения, защищаемые -* в диссертационной работе
-
Разработанная теория совместной интерпретации значений исходной аномалии и ее производных первых двух порядков, гравитационных и магнитных аномалий, основанная на применении их взаимных энергетических спектров и взаимных корреляционных функций.
-
Разработанные способы совместного анализа и интерпретации значений исходной аномалии и ее производных.
-
Полученные новые результаты, уточняющие основные черты геологического строения районов Ыуйдир и Ахнет Алжирской Сахары.
Апробация работы и публикации Основные научные и практические результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались в отделе разведки Алжирской Нефтяной компании СОНАТРАК (г.Алжир, 1989, 1990), на кафедре разведочной геофизики Алжирского института нефти ( г. Бумедрес, 1989 год.
1990), в лаборатории аномального магнитного поля ИЗМИРАН (г.Троицк Московской области, 1989), на кафедре полевой геофизики ИНГ им.И.М.Губкина.
По теме диссертации опубликованы 3 работы.
Объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав и заключения и содержит 173 страниц машинописного текста, 41 рисунок, 9 таблиц. Список литературы включает 85 наименований.
Работа выполнена на кафедре полевой геофизики 1МНГ им.И.М. Губкина. Автор выражает глубокую благодарность за научное руководство работой проф.С.А.Серкерову, а также проф.А.К.Урупову, доц.О.В.Витвицкому, аспирантам кафедры П.С.Васильеву и А.Бузех за консультации, постоянное внимание и поддержку в работе.