Astronet > Geofizicheskie metody issledovaniya zemnoi kory. Chast' 1

po tekstam po klyuchevym slovam v glossarii po saitam perevod po katalogu

Geofizicheskie metody issledovaniya zemnoi kory

1.2. Normal'noe znachenie sily tyazhesti, redukcii, anomalii sily tyazhesti i plotnost' gornyh porod

1.2.1. Normal'noe znachenie sily tyazhesti.

Normal'nym znacheniem sily tyazhesti ( $\gamma_{0}$ ) nazyvaetsya sila tyazhesti, obuslovlennaya sutochnym vrasheniem i prityazheniem Zemli, v predpolozhenii, chto ona sostoit iz odnorodnyh po plotnosti koncentricheskih sloev.

Prinimaya Zemlyu za sferoid, Klero poluchil sleduyushuyu priblizhennuyu formulu dlya ee rascheta:

${\gamma }_{0} ={g_e} (1+\beta {\sin }^{2} \varphi ),$

gde $g_e$ - sila tyazhesti na ekvatore; $\varphi$ - geograficheskaya shirota punkta nablyudeniya; $\beta$ - koefficient, zavisyashii ot uglovoi skorosti vrasheniya i szhatiya sferoida.

Odnako Zemlya - geoid, i normal'nye znacheniya sily tyazhesti dlya ego poverhnosti rasschityvayutsya po formule:

${\gamma }_{o} ={g_e} (1+\beta {\sin }^{2} \varphi -{\beta }_{1} {\sin }^{2} 2\varphi +{\beta }_{2} {\cos }^{2} \varphi\cos 2\lambda )$ (1.4)

gde $\lambda$ - geograficheskaya dolgota tochki nablyudeniya.

Koefficienty $\beta$ , $\beta_1$ i $\beta_2$ zavisyat ot formy Zemli, ee uglovoi skorosti vrasheniya, raspredeleniya mass. Po mnogochislennym izmereniyam mozhno opredelit' eti neizvestnye koefficienty. V nastoyashee vremya ispol'zuetsya formula, v kotoroi koefficienty ravny: $\beta = 0,0053024$ , $\beta_1 = 0,0000059$ , $\beta_2 = 0$ i g_e=978,013 Gal.

Sostavleny special'nye tablicy, po kotorym legko opredelit' velichinu $\gamma_{0}$ dlya lyuboi tochki zemnoi poverhnosti. Izmeriv g_n v kakoi-to tochke i vychtya $\gamma_{0}$ , poluchim anomaliyu sily tyazhesti.

Takim obrazom, geoid yavlyaetsya poverhnost'yu otnosimosti, po otnosheniyu k kotoroi rasschityvayutsya anomalii.

1.2.2. Redukcii sily tyazhesti.

V nablyudennye znacheniya sily tyazhesti vvodyatsya popravki (redukcii). Vvedenie popravok neobhodimo potomu, chto normal'nye znacheniya otnosyatsya k poverhnosti geoida, kotoraya sovpadaet s urovnem okeana, a izmerennye znacheniya otnosyatsya k deistvitel'noi (real'noi) zemnoi poverhnosti. Dlya togo, chtoby vse nablyudeniya sily tyazhesti byli sopostavimy, ih privodyat k odnoi poverhnosti - urovnyu geoida, t.e. kak by opuskayut tochku nablyudeniya na etot uroven'. Eto osushestvlyaetsya putem vvedeniya popravok za vysotu, za prityazhenie promezhutochnogo sloya i okruzhayushii rel'ef. Popravki nazyvayutsya redukciyami.

Osnovnymi iz nih yavlyayutsya: popravka za vysotu, za prityazhenie promezhutochnogo sloya, za rel'ef.

Dlya privedeniya izmerennogo znacheniya $g_n$ k urovnyu okeana vvodyat popravku za vysotu ( $\Delta g$ ). Etu popravku nazyvayut popravkoi za "svobodnyi vozduh" ili popravkoi Faya. Formula dlya rascheta popravki za vysotu imeet vid: $\Delta g_1=0,3086H$ , gde $\Delta g_1$ v milligalah, a $H$ (vysota nad urovnem morya) v metrah. Eta popravka dolzhna pribavlyat'sya k izmerennoi sile tyazhesti, esli tochka nablyudenii nahoditsya vyshe urovnya geoida, i vychitat'sya, esli nizhe.

Pri vvedenii popravki za prityazhenie promezhutochnogo sloya ( $\Delta g_2$ ) vychislyaetsya prityazhenie mass sloem mezhdu urovnem okeana i dannoi tochkoi. Dlya rascheta etoi popravki ispol'zuyut formulu prityazheniya ploskoparallel'noi plastiny, kotoraya imeet vid: $\Delta g_2=-0,0419 \sigma H \hbox{mGal}$ , gde $H$ - absolyutnaya vysota tochki nablyudeniya v m, a $\sigma$ - srednyaya plotnost' porod v etom sloe v g/sm³. Popravka imeet znak, protivopolozhnyi znaku popravki za svobodnyi vozduh.

Dlya ucheta bokovogo prityazheniya rel'efa mestnosti, okruzhayushego punkt nablyudeniya, pri s'emke v gornyh raionah vvodyatsya topograficheskie popravki ( $\Delta g_3$ ). Imeetsya neskol'ko sposobov ucheta takih popravok, kotorye vsegda polozhitel'ny.

Pri regional'nyh issledovaniyah sushi i okeanov inogda ispol'zuyut special'no rasschityvaemye izostaticheskie redukcii, kotorye harakterizuyut otklonenie ot sushestvuyushego v celom gidrostaticheskogo ravnovesiya Zemli. Schitaetsya, chto v verhnei obolochke, nazyvaemoi litosferoi moshnost'yu 100-200 km, takoe ravnovesie dostigaetsya v osnovnom posredstvom uprugogo izgiba. Glubzhe, v tak nazyvaemoi astenosfere s bolee nizkoi vyazkost'yu, ravnovesie dostigaetsya gorizontal'nymi techeniyami. Ot etih faktorov zavisit gidrostaticheskoe ravnovesie. V ryade raionov s intensivnymi izostaticheskimi anomaliyami ono narusheno.

1.2.3. Anomalii sily tyazhesti.

Anomalii sily tyazhesti rasschityvayutsya po raznym formulam. V geodezicheskoi gravimetrii pod anomaliei sily tyazhesti ponimayut raznost' mezhdu nablyudennym znacheniem ( $g_n$ $) i normal'nym ( $\gamma_{0}$ ) s uchetom popravki Faya, ona rasschityvaetsya po formule $\Delta g_f\approx g_N-\gamma_{0} +\Delta g_{1}$ i nazyvaetsya anomaliei Faya. Osnovnoi anomaliei v gravirazvedke yavlyaetsya anomaliya Buge:

$\Delta {g}_B ={g}_n -{\gamma }_{o} +\Delta {g}_{1} +\Delta {g}_{2} +\Delta {g}_{3} ={g}_n -{g}_{teor},$ (1.5)

v kotoruyu vvodyatsya vse popravki. Pod $g_{teor}$ ponimaetsya summarnaya popravka v nablyudennye znacheniya, kotoraya mozhet byt' opredelena do provedeniya rabot, poskol'ku v nei imeyutsya lish' topograficheskie koordinaty tochek nablyudeniya ( $\varphi, N$ ). Ee rasschityvayut s pomosh'yu EVM.

1.2.4. Plotnost' gornyh porod.

Dlya postanovki gravirazvedki i osobenno istolkovaniya rezul'tatov neobhodimo znat' plotnost' gornyh porod - $\sigma$ , ibo eto edinstvennyi fizicheskii parametr, na kotorom baziruetsya gravirazvedka.

Plotnost'yu porody (ili ob'emnym vesom) nazyvaetsya massa ( $m$ ) edinicy ob'ema porody ( $V$ ) $\sigma = m/V$ . Plotnost' izmeryayut v g/sm³. Obychno plotnost' opredelyaetsya dlya obrazcov, vzyatyh iz estestvennyh obnazhenii, skvazhin i gornyh vyrabotok. Naibolee prostym sposobom opredeleniya plotnosti obrazca yavlyaetsya vzveshivanie obrazca v vozduhe ( $m$ ), i v vode ( $m'$ ) i zatem raschet $\sigma$ . Na etom principe postroen naibolee rasprostranennyi i prostoi pribor dlya izmereniya plotnosti - densitometr, pozvolyayushii opredelyat' $\sigma$ s tochnost'yu do 0,01 g/sm³.

Dlya dostovernosti i predstavitel'nosti izmereniya sleduet proizvodit' na bol'shom kolichestve obrazcov (do 50 shtuk). Po mnogokratnym izmereniyam plotnosti obrazcov odnogo i togo zhe litologicheskogo kompleksa stroyatsya variacionnaya krivaya ili grafik zavisimosti znachenii $\sigma$ ot kolichestva obrazcov, obladayushih dannoi plotnost'yu. Maksimum etoi krivoi harakterizuet naibolee veroyatnoe znachenie plotnosti dlya dannoi porody. Sushestvuyut gravimetricheskie i drugie geofizicheskie sposoby polevyh i skvazhinnyh opredelenii plotnosti.

Plotnost' gornyh porod i rud zavisit ot himiko-mineralogicheskogo sostava, t.e. ob'emnoi plotnosti tverdyh zeren, poristosti i sostava zapolnitelya por (voda, rastvory, neft', gaz). Plotnost' izverzhennyh i metamorficheskih porod opredelyaetsya v osnovnom mineralogicheskim sostavom i uvelichivaetsya pri perehode ot porod kislyh k osnovnym i ul'traosnovnym. Dlya osadochnyh porod plotnost' opredelyaetsya prezhde vsego poristost'yu, vodonasyshennost'yu i v men'shei stepeni sostavom. Odnako ona sil'no zavisit ot konsolidacii osadkov, ot ih vozrasta i glubiny zaleganiya, s uvelicheniem kotoryh ona rastet. Primery plotnosti dany v tablice 1.1.

T a b l i c a 1.1

Poroda	Plotnost' (g/sm³)
Neft'	0,8 -1,0
Ugol'	1,0
Voda	1,1 - 2
Pochva	1,13 - 2,0
Pesok	1,4 - 2
Glina	2 - 2,2
Peschanik	1,8 - 2,8
Izvestnyak	2,3 - 3,0
Sol'	2,1 - 2,4
Granit	2,4 - 2,9
Gneisy	2,6 - 2,9
Gabbro	2,8 - 3,1
Bazal't	2,7 - 3,3
Peridotit	2,8 - 3,4
Mednyi kolchedan	4,1 - 4,3
Magnetit, gematit	4,9 - 5,2
Plotnost' verhnih chastei zemnoi kory (srednyaya)	2,67
Srednyaya plotnost' Zemli	5,52
Plotnost' yadra Zemli	12

Nazad| Vpered

Publikacii s klyuchevymi slovami: geofizika - Zemlya - zemnaya kora Publikacii so slovami: geofizika - Zemlya - zemnaya kora
Sm. takzhe: Zamerzshie puzyri metana v ozere Baikal Zemlya iz mezhplanetnogo prostranstva Zahod Zemli s "Oriona" Protivosumerechnye luchi i festival' planet Voshod Zemli: video Udarnyi krater Manikuagan: vid iz kosmosa Zemlya i Luna: vid s drugoi storony Vse publikacii na tu zhe temu >>

Mneniya chitatelei [5]

Versiya dlya pechati

Astrometriya - Astronomicheskie instrumenty - Astronomicheskoe obrazovanie - Astrofizika - Istoriya astronomii - Kosmonavtika, issledovanie kosmosa - Lyubitel'skaya astronomiya - Planety i Solnechnaya sistema - Solnce