4.4.5. Особенности обработки и интерпретация наземных и аквальных геофизических материалов. Полевые и аквальные геофизические материалы содержат количественные значения тех или иных физических параметров поля, сведения об их изменениях в пространстве и во времени, полученные с определенной технической и методической погрешностью. Эти данные

112

часто осложнены помехами (которые, кстати, могут представлять самостоятельный интерес):

• - природными (вариации полей вследствие разной космической, солнечной и земной активности, неоднородности поверхностных геологических образований, наложения аномальных физических полей от геологических неоднородностей или полезных ископаемых, расположенных на разных глубинах);
• - техногенными (электромагнитными, тепловыми, упругими, радиоактивными).

Выделение из наблюденных полей, осложненных множеством помех, нормальных и получение аномальных полей - сложная техническая и вычислительная проблема. Она решается в ходе обработки, как правило компьютерной, материалов с помощью разных физико-математических приемов выделения полезной информации на фоне помех и трансформации ее в разнообразные аномальные параметры.

Графики (кривые), карты графиков, карты и разрезы аномальных или трансформированных параметров поля, т.е. изменений их в горизонтальном и вертикальном направлениях, подвергаются физико-математической, как правило компьютерной, интерпретации. Она сводится к решению обратной задачи геофизики, т.е. к определению по аномальным параметрам поля геометрических и физических характеристик образующих аномалии объектов. Чаще всего решение обратной задачи проводится способом сравнения, когда геофизические данные (графики, кривые, разрезы и карты аномальных параметров поля) сравниваются с аналогичными данными, теоретически рассчитанными на компьютере. Такие расчеты аномалий над заданными моделями, т.е. объектами с известными геометрией и физическими свойствами (математическое моделирование), проводятся по полученным в теории геофизических методов формулам и называются решением прямой задачи геофизики. В ходе компьютерного решения обратной задачи последовательно меняются геометрические и физические характеристики моделей объектов до совпадения расчетных материалов с полученными аномальными. В процессе таких итерационных сравнений автоматически или в результате диалога человек-компьютер вводится дополнительная информация о конкретных геолого-геофизических условиях района исследований. Характеристики (параметры) совпавшей теоретической модели переносятся на реальный, изучаемый геолого-геофизический разрез.

В результате интерпретации геофизических материалов получаются геолого-геофизические разрезы и карты по опорным

113

Рис. 4.7. Геоэлекгрический разрез по профилю д. Александровка - с. Беляево (Калужская область), построенный по данным всех методов ЭМЗ:
1 - нерасчлененная толща Q-С₁; 2 - глины С₁; 3 - известняки D₃; 4 - пески D₂; 5 - фундамент Аr-Рr₁; 6 - удельное сопротивление, Ом · м; 7 - точки ЭМЗ

горизонтам, т.е. толщам пород, хорошо выдержанным по простиранию и имеющим достаточно устойчивые физические характеристики. Разрезы и карты чаще бывают пометодными: плотностными, магнитными, геоэлектрическими, глубинными сейсмическими (скоростными). При их построении по горизонтали откладываются точки записи, или пункты местности, для которых выполнена количественная интерпретация, по вертикали вниз - глубины, окаю которых записываются численные величины физических свойств горных пород (плотности, магнитной восприимчивости, удельного электрического сопротивления или

114

скорости распространения упругих волн). Особый интерес представляют геолого-геофизические разрезы, полученные в результате комплексирования геофизических методов с учетом данных опорного бурения. Характеризуя выявленные толщи или слои набором физических свойств слагающих их горных пород, можно оценить экологическую загрязненность и т.д., учитывать геометрические параметры выявленных аномальных объектов. На рис. 4.7 изображен геоэлектрический разрез, построенный по данным разных методов ЭМЗ вдоль профиля д. Александровка - с. Беляево (Калужская область). Кривые ЭМЗ, приведенные на рис. 4.2, относятся к точке между 5-м и 6-м км на рис. 4.7. Представленный геоэлектрический разрез отличается от реального геологического разреза тем, что на нем выделены электрические горизонты с примерно одинаковыми УЭС. Они объединяют мощные литолого-стратиграфические толщи разреза, а не отдельные слои, которые выделяются на геологических образцах по данным бурения и ГИС. По спаду ветви кривой МТЗ (см. рис. 4.2) на глубине 150 - 200 км выделяется проводящая мантия (астеносфера).

На рис. 4.8 приведен геолого-геофизический разрез, построенный по данным сейсморазведки МПВ и электроразведки методами ВЭЗ и ВЭЗ-ВП, на котором по физическим свойствам (V_Г, ρ и η) проведено литологическое расчленение, выявлены кровля увлажненных суглинков (капиллярная кайма) и уровень грунтовых вод (7 и 2), поверхность разрушенных и плотных известняков (3 и 4).

Поскольку обратная задача геофизики, т.е. определение параметров объекта по созданному им аномальному физическому полю, в принципе, неоднозначна, то для достоверности интерпретации

Рис. 4.8. Геолого-геофизический разрез по данным сейсморазведки и электроразведки (обозначения в тексте)

115

надо учитывать все известные априори геолого-геофизические сведения, т.е. комллексировать методы, а геологическое истолкование результатов лучше проводить геофизикам и геологам совместно. Геофизика обеспечивает геологам, в том числе геоэкологам, широкое использование математического аппарата. Это достигается как всей технологией геофизических работ, так и широким внедрением электронных вычислительных машин для математического моделирования, при проведении которого осуществляется аппроксимация (приближенная замена) реальных геологических объектов упрощенными физико-геологическими моделями, для которых аномалии можно рассчитывать. В результате геологические объекты и их свойства становятся численно охарактеризованными, а известно, что успехи любой науки зависят от уровня использования математики.

116