Գրավիմետրիկ մեթոդ երկրաբանական հետազոտություններում
Երկրաբանական հետազոտությունը բնական պաշարների, ինչպիսիք են հանքանյութերը, նավթը և բնական գազը, որոնման և վերլուծության գործընթաց է: Երկրաբանական հետազոտություններում հաճախ օգտագործվող մեթոդներից մեկը գրավիմետրիկ մեթոդն է: Այս մեթոդը հիմնված է Երկրի գրավիտացիոն դաշտի տատանումների չափման սկզբունքի վրա՝ ստորգետնյա երկրաբանական կառուցվածքները բացահայտելու համար : Այս հոդվածում մենք մանրամասն կքննարկենք գրավիմետրիկ մեթոդը, դրա շրջանակը, աշխատանքի եղանակը, ինչպես նաև դրա առավելություններն ու սահմանափակումները երկրաբանական հետազոտություններում:
Գրավիմետրիկ մեթոդի հիմնական սկզբունքները
Գրավիմետրիկ մեթոդը հիմնված է այն սկզբունքի վրա , որ Երկրի գրավիտացիոն դաշտը տատանվում է՝ կախված մակերևույթի տակ գտնվող նյութերի խտությունից։ Խտության այս տարբերությունը ազդում է մակերևույթում զգացվող գրավիտացիոն ուժի վրա։ Գրավիտացիոն ուժի տատանումները չափելով ՝ մենք կարող ենք պատկերացում կազմել դրա նյութերի մակերևույթի տակ գտնվող կառուցվածքի և կազմի մասին։
Նյուտոնի ձգողականության օրենքը
Գրավիմետրիայի հիմնարար մեթոդը Նյուտոնի համընդհանուր ձգողականության օրենքն է, որը նշում է, որ երկու մարմինների միջև ձգողականության ուժը համեմատական է նրանց զանգվածների արտադրյալին և հակադարձ համեմատական է նրանց միջև հեռավորության քառակուսուն։ Այս հավասարումը կարող է արտահայտվել հետևյալ կերպ.
\[ F = G \frac{m_1 \cdot m_2}{r^2} \]
Որտեղ՝
– \( F \)-ն ձգողականության ուժն է,
– \( G \)-ն գրավիտացիոն հաստատունն է,
– \(m_1 \)-ը և \(m_2 \)-ը երկու մարմինների զանգվածներն են, և
– \(r\)-ը երկու մարմինների զանգվածի կենտրոնների միջև հեռավորությունն է։
Գրավիմետրիկ մեթոդների համատեքստում մենք չափում ենք \(F\) ուժը՝ Երկրի մակերևույթի տակ զանգվածի (կամ խտության) բաշխման մասին տեղեկատվություն ստանալու համար։
Գրավիմետրիկ մեթոդների կիրառումը հետազոտություններում
Չափման գործիքներ և ընթացակարգեր
Գրավիմետրիկ չափումները կատարվում են գրավիմետր կոչվող սարքի միջոցով: Գրավիմետրը բարձր զգայունության սարք է, որը կարող է չափել գրավիտացիոն դաշտի փոքր փոփոխությունները: Չափումները սովորաբար կատարվում են ուսումնասիրության տարածքում տարածված մի շարք կետերում՝ գրավիտացիոն անոմալիաների քարտեզ ստանալու համար:
Գրավիմետրիկ հետազոտության ընդհանուր քայլերը ներառում են.
1. Պլանավորում և նախապատրաստում. Որոշեք հետազոտության տարածքը և նախագծեք չափման կետերի ցանց: Այս կետերը կընդգրկեն ամբողջ տարածքը՝ դրանց միջև համապատասխան հեռավորությամբ:
2. Դաշտի չափում. Յուրաքանչյուր կետում ցուցմունքներ վերցնելու համար օգտագործվում է գրավիմետր: Այս սարքը պետք է ճշգրիտ հարթեցվի և հաճախակի վերակարգավորվի՝ ճշգրտությունն ապահովելու համար:
3. Տվյալների ուղղում. Հավաքված տվյալները պետք է ուղղվեն՝ բացառելու համար անցանկալի ազդեցությունները, ինչպիսիք են լուսնի և արևի պատճառով գրավիտացիոն մակընթացությունները, մակերևույթի բարձրությունը և տեղագրության պատճառով առաջացած տեղական տատանումները։
4. Տվյալների վերլուծություն. Ուղղված տվյալները այնուհետև քարտեզագրվում են ուրվագծերի, որոնք ցույց են տալիս գրավիտացիոն դաշտի տատանումները: Արդյունքում ստացված գրավիտացիոն անոմալիաները կարող են օգտագործվել ստորգետնյա երկրաբանական կառուցվածքները մեկնաբանելու համար:
Գրավիտացիոն անոմալիաների մեկնաբանություն
Գրավիտացիոն անոմալիան Երկրի միատարր մակերևույթի վրա սպասվող գրավիտացիոն արժեքից շեղում է: Գրավիտացիոն անոմալիաների մեկնաբանությունը օգնում է երկրաբաններին բացահայտել ստորգետնյա երկրաբանական առանձնահատկությունները, ինչպիսիք են նստվածքային ավազանները, ստորգետնյա հրաբուխները, բեկվածքները և մագմատիկ ներխուժումները:
Կիրառման օրինակներ
1. Նավթի և գազի հետախուզում. Նստվածքային ավազանի կառուցվածքները, որոնք հաճախ դառնում են ածխաջրածնի կուտակման վայրեր, հաճախ ունեն բացասական գրավիտացիոն անոմալիաներ (քանի որ նստվածքները սովորաբար ունեն ավելի ցածր խտություն, քան ավելի հին, ավելի խիտ ապարները):
2. Հանքարդյունաբերություն. Հանքանյութերի հանքավայրերը հաճախ կապված են մագմատիկ ներխուժումների կամ այլ երկրաբանական կառուցվածքների հետ, որոնք կարող են ապահովել դրական գրավիտացիոն անոմալիաներ (քանի որ հանքային ապարները սովորաբար ավելի խիտ են):
3. Տեկտոնական կառուցվածքի որոշում. Գրավիտացիոն անոմալիաները կարող են օգտագործվել բեկվածքների, ապարների խորությունների և տարածքի երկրաբանական պատմությունը և հողի կայունությունը հասկանալու համար կարևոր այլ տեկտոնական կառուցվածքային տարրերի քարտեզագրման համար։
Գրավիմետրիկ մեթոդի առավելություններն ու թերությունները
Քելեբիհան
1. Ոչ ինվազիվ. Գրավիմետրիկ մեթոդը ոչ ինվազիվ է, ինչը նշանակում է, որ տվյալներ ստանալու համար չի պահանջում հորատում կամ ներթափանցում երկրի մեջ։
2. Լայն ծածկույթ. Կարող է համեմատաբար արագ ծածկել մեծ տարածքներ՝ համեմատած այլ հետազոտական մեթոդների հետ։
3. Արդյունավետ ծախսարդյունավետություն. Սկզբնական սարքավորումները ձեռք բերելուց հետո գրավիմետրիկ հետազոտությունները, որպես կանոն, ավելի էժան են, քան այլ երկրաֆիզիկական մեթոդները:
4. Խորը արձագանք. Կարող է հայտնաբերել երկրաբանական առանձնահատկությունները մեծ մասշտաբով և զգալի խորություններում։
Բացակայություն
1. Ցածր լուծաչափ. ուղղահայաց և հորիզոնական լուծաչափի առումով այնքան ճշգրիտ չէ, որքան այլ մեթոդները, ինչպիսին է սեյսմիկը։
2. Մեկնաբանության երկիմաստություն. Գրավիտացիոն անոմալիաները կարող են ունենալ մեկից ավելի մեկնաբանություն: Օրինակ, խտության տարբերություններից առաջացած անոմալիաները կարող են առաջանալ տարբեր կառուցվածքների կողմից, ինչը պահանջում է լրացուցիչ տվյալներ՝ ճիշտ մեկնաբանությունը հաստատելու համար:
3. Խանգարման նկատմամբ զգայունություն. Գրավիմետրիկ տվյալները կարող են խաթարվել բազմաթիվ արտաքին գործոնների կողմից, ինչպիսիք են շրջակա միջավայրի աղմուկը (երթևեկություն, մարդկային գործունեություն) և բնական երևույթները (մակընթացություններ, տեղագրական տատանումներ):
Եզրակացություն
Գրավիմետրիկ մեթոդը հզոր գործիք է երկրաբանական հետազոտություններում, որը թույլ է տալիս գիտնականներին հայտնաբերել և քարտեզագրել ստորգետնյա կառուցվածքները՝ հիմնվելով գրավիտացիոն դաշտի տատանումների վրա: Չնայած այն ունի որոշ սահմանափակումներ, դրա առավելությունները, ինչպիսիք են լայն ծածկույթը և ծախսարդյունավետությունը, այն դարձնում են խիստ օգտակար մեթոդ բնական ռեսուրսների հետազոտություններում : Տեխնոլոգիական առաջընթացի և տվյալների վերլուծության տեխնիկայի կատարելագործման հետ մեկտեղ, կանխատեսվում է, որ գրավիմետրիկ մեթոդների օգտագործումը կշարունակի աճել և նպաստել երկրաբանության և բնական ռեսուրսների ոլորտում կարևոր հայտնագործություններին:
