Способы учета влияний рельефа

Аномалия силы тяжести Дg-разность между наблюденным значением силы тяжести и ее нормальным значением г в одной и той же точке физической поверхности Земли в одно и то же время. Однако нормальные значения силы тяжести рассчитаны только для поверхности сфероида (г0), а измерения проводят в точках, не соответствующих им. Поэтому вычисляют г в точках наблюдения или определяют полное значение силы тяжести г0 в точке с теми же горизонтальными координатами, но на поверхности сфероида. Таким образом, Дg=g-г=go-гп (3.1.3);

В пределах небольших перепадов высот считают, что г0 постоянно изменяется с высотой. С увеличением высоты на 1 м значение г0 уменьшается на 0,3 086м/с.Аномалия в свободном воздухе будет:

Дg=g-г0+0,3 086Н (3.1.4);

Где Н-высота точки наблюдения в метрах, (0,3 086Н)-поправка за высоту.

Редукция Буге учитывает не только поправку за высоту, но и притяжение промежуточного слоя (между поверхностью Земли и поверхностью геоида). Гравитационное притяжение такого слоя 0,419уH, где у-средняя плотность пород слоя, Н-мощность слоя, равная высоте точки наблюдения.

Аномалия в редукции Буге будет:

Дg=g-г0+(0,3086−0,0419)З (3.1.5);

Поправка за рельеф учитывает, что верхняя граница промежуточного слоя не является плоской. Расчет поправки обычно ведется на ЭВМ. Поправка за рельеф в радиусе до 30 км всегда положительна по знаку. Это обьясняется тем, что массы, расположенные выше точки наблюдения, уменьшают значение силы тяжести, а впадины рельефа оказались как бы искусственно заполнены породами при введении поправки за притяжение промежуточного слоя и эффект этих несуществующих пород был вычтен.

Обе поправки вводятся с одним и тем же значением плотности. При обработке съемок масштаба 1:50 000 и мельче вычисляют аномалии силы тяжести при двух значениях плотности пород промежуточного слоя -2,3 и 2,67 г/см3, получая 2 карты аномалии силы тяжести.

При морских и подземных гравиметрических работах точки наблюдения могут оказаться ниже поверхности геоида, например, когда измерения производятся на дне моря. В этих случаях применяют редукцию Прея:

(-0,3086+2*0,1 419уВ)0,0001р (3.1.6);

где уВ-плотность морской воды, принимают равной 1,03 г/см3;р-глубина точки измерения.

Учет вариаций силы тяжести.

Сила тяжести не постоянна как вследствие геологических и геофизических процессов, протекающих в Земле и приводящих к перераспределению масс внутри ее, так и по причине изменения положения Земли относительно Луны и Солнца, а также других небесных тел. Поэтому необходимо оценить порядок величины изменения силы тяжести.

Изменения силы тяжести делятся на периодические (вращение Земли вокруг своей оси, изменяется положение точки наблюдения относительно Солнца, Луны), и непериодические (вековые), создаваемые геологическими и геофизическими процессами, протекающими в Земле.

О сущности вековых вариаций силы тяжести говорят на основании теоретических предположений и некоторых косвенных наблюдений. Неотектонические движения вызывают значительные изменения высоты отдельных точек земной поверхности. Изменение высоты точки наблюдения на 1 м приводит к изменению силы тяжести на 0,2 мГл. Внутри Земли перемещения масс также обуславливают значительные вариации силы тяжести.

Периодические изменения силы тяжести вызываются изменением положения Земли относительно Луны и, менее, Солнца. Считая, что центр тяжести Земли в течение суток испытывает постоянное притяжение, периодические изменения силы тяжести, вызванные Луной, будем определять как разность значений силы тяжести на поверхности и в центре Земли. Приняв Мл за массу Луны, r1 и r за расстояние ее центра тяжести от пункта наблюдений В и от центра тяжести Земли, z1 и zзенитные расстояния центра луны для пункта наблюдений и для центра Земли, R-радиус-вектор из центра Земли О в пункт наблюдений В, можно записать:

Дg=kMrR (3cos z-1)/r (3.1.7);

Аналогичная формула может быть записана и для Солнца. Определим численное значение коэффициента М (R/r) для Луны и Солнца. Известно что масса Луны Мл=Мз.81,6;

масса Солнца Мс=332 000Мз.Для определения численных значений силы тяжести необходимо вычислить для данного момента времени зенитные расстояния z Луны и Солнца по формулам:

cos z=cosцcosт+sinцcosт (t-a) (3.1.8);

где ц-географическая широта пункта наблюдения;а-прямое восхождение;у-склонение Солнца (Луны) в момент наблюдения;t-момент наблюдения. Величины, а и у берутся из астрономического ежегодника. Для учета лунно-суточных вариаций составлены специальные таблицы, по которым получают величины поправок Дg по известному в данный момент времени зенитному расстоянию z.

Проверка гравитационных аномалий также осуществлялась в два этапа — разбраковки и заверки. Разбраковка осуществлялась ортогональными профилями с шагом наблюдений равным 50 м. Для заверки подтверждённых и перспективных аномалий создавалась топооснова по сети 100×50 м или 50×50 м (для аномалии № БВ-72) если размер аномалии был соизмерим с сетью наблюдений 100×50 м. На профилях выполнялось техническое нивелирование с погрешностью не превышающей ±10 см и гравиметрические наблюдения шагом 50 м. Гравиметрические наблюдения и нивелирование выполнялись в условном уровне от центральной точки.

По результатам площадных гравимагнитных наблюдений намечались расчётные профили, наблюдения на которых выполнялись по двукратной методике шагом 50 м с опорой на центральную точку, выбранную при площадной съёмке. Точность площадной съёмки и гравиметрических наблюдений на расчетных профилях определялась контрольными наблюдениями, объём которых составил 4.6%. Погрешность площадной съёмки и наблюдений на расчетных профилях не превышает ±0.04 мГл при проектной ±0.04 мГл [1].

Плановая привязка осуществлялась по топокартам масштаба 1:10 000, погрешность которой не превышает ±10 мГл. Концы расчётных профилей и центр аномалий закреплялись столбами [см прил 3].