Геофизическая интерпретация

Для того, чтобы результаты геофизических исследований можно было бы использовать в гидрогеологический практике, их подвергают обработке и интерпретации. Интерпретация состоит как из геофизической, так и геологической, гидрогеологической. Эту интерпретацию ещё называют геологическим истолкованием. Геофизическая интерпретация (ГФИ) предполагает выполнение трёх видов построений: 1) составлением карт и графиков, иллюстрирующих наблюдаемые геофизические поля; 2) составлением разного рода структурных карт и карт изопахит, характеризующих расчленение геологической среды на основные геологические комплексы; 3) оформлением карт (и разрезов), отображающих послойные изменения геофизических параметров, слагающих гидрогеологические структуры. Обработка материалов наземных и скважинных наблюдений идёт параллельно.

При геофизической интерпретации производят расчленение геологической среды на отдельные абстрактные физические тела, ограниченные определёнными геометрическими поверхностями и характеризующимися некоторыми физическими параметрами. При этом решаются лишь немногие гидрогеологические задачи, например, проследить в разрезе основные маркирующие поверхности. При гидрогеологической интерпретации физические поля трансформируются в в гидрогеологические (пласты, горизонты, и т.п.) с наделением их конкретными гидрогеологическими параметрами, определяющими как геометрию среды, так и её водно-физическими свойства. В отдельных случаях по геофизическим данным можно непосредственно наблюдать некоторые гидрогеологические процессы, например фильтрацию подземных вод.

В соответствии с задачами региональных исследований гидрогеологическая интерпретация охватывает все направления исследований, включающих гидрогеологическую стратификацию разреза, изучение гидрогеохимических, гидрогеотермических и гидрогеокриологических условий и предполагает непрерывное прослеживание границ. Детальность и точность геофизических исследований, как правило, ниже гидрогеологических. Однако при взаимной увязке гидрогеологических и геофизических данных конечные результаты характеризуются большой достоверностью, поскольку геофизические материалы способствуют надёжной интерполяции и экстраполяции показателей, полученных по редкой сети гидрогеологических скважин. Успешному решению задач способствует стадийность исследований – от обзорных масштабов к мелким и далее к средним. Чем меньше масштаб результативных карт, тем больше глубинность геофизических исследований.

Анализ геофизических данных позволяет также делать заключение об особенностях гидрогеологических условий в геологическом прошлом, обеспечивая палеогидрогеологические реконструкции. Например, можно выявить преобразование состава значительных толщ пород в зоне гидрогеологически активных, длительно существовавших разломов или других разновидностей гидрогеологических «окон». Проведение с помощью геофизических методов режимных наблюдений дают возможность осуществлять контроль за резкими изменениями гидрогеологических характеристик.

Таким образом, геофизические исследования помогают создать практически непрерывную в пространстве и времени более полную гидрогеологическую характеристику, а интерпретация геофизических материалов гидрогеологиче5ских исследований выполняется в соответствии особыми принципами, на которых остановимся ниже.

Последовательность применения приёмов интерпретации. Поскольку с помощью геофизических методов можно фиксировать физические и химические свойства воды и изучать геологическое строение среды, в которой движутся подземные воды, представляется целесообразным последовательно выполнять приёмы интерпретации, исследовать по геофизическим данным всю совокупность природных факторов, решающим образом влияющих на гидрогеологические условия.

При решении гидрогеологических задач геофизическими методами рекомендуется:

а) исследовать особенности складчатой и разломной тектоники;

б) определять литолого-петрографический состав пород;

в) изучать физическое состояние пород, дифференцируя их по степени трещиноватости, литификации, мерзлотному состоянию и т.п.;

г) качественно сопоставить аномалии полей или выявленных параметров (σ, к, ρ, ν, λ и т,п.) с особенностями гидрогеологических характеристик и определить региональные изменения физических свойств пород;

д) выявить парные и многомерные корреляционные связи физических параметров пород с гидрогеологическими и на основе этого количественно оценить последние; в особо благоприятных случаях – выполнить прямые определения гидрогеологических характеристик по геофизическим наблюдениям;

е) выполнить на базе факторного анализа операции по распознаванию геологического образа при решении наиболее сложных гидрогеологических задач;

ж) осуществить по данным геофизической, гидрогеологической информации моделирование (физическое, аналоговое или математическое) гидрогеологических полей.

При региональных исследованиях важное значение приобретает послойное изучение физических параметров пород разреза, позволяющее определять многие гидрогеологические характеристики по площади.

Физические свойства пород можно изучать различными способами по материалам параметрических наблюдений у скважин, по данным каротажа и т. п. Наиболее обширную информацию даёт интерпретация наземных геофизических наблюдений, охватывающих всю исследуемую территорию.

При интерпретации данных геофизических методов большое значение имеет знание глубин, что позволяет резко повысить надёжность оценки геофизических параметров.

При гидрогеологической интерпретации изучают главным образом корреляционные связи между гидрогеологическими и геофизическими параметрами. Количественные соотношения между параметрами могут быть установлены эмпирическим или расчётно-экспериментальным методами (Д.Л. Галин, 1989), при этом второй – более эффективный.

При установлении рассматриваемых связей необходимо пользоваться «истинными» геофизическими параметрами4 использование кажущихся величин значительно снижает возможности геофизических методов.

Наиболее чёткие корреляционные связи удаётся установить для рыхлых песчано-глинистых пород (А.А. Огильви, 1990; Д.Л. Галин, 1989).

На заключительном этапе гидрогеологической интерпретации необходима увязка всех характеристик (гидрохимической, гидродинамической, геотермической, и геокриологической) гидрогеологических структур. Такая «увязка» достигается только в результате комплексной интерпретации.

Достоверность интерпретации определяется полнотой исходной информации, сложностью геолого-геофизических условий, совершенством интерпретации и некоторыми другими факторами. Достоверность интерпретации может быть оценена путём сравнения их с результатами исследований в аналогичных условиях тем же комплексом методов либо путём анализа результатов, полученных в контрольных скважинах. Достоверность геофизической информации может быть проконтролирована получением удовлетворительных результатов при моделировании, например, фильтрационного потока по геофизическим данным.

Наличие огромного массива исходных данных, потребность в изучении сложных связей многих показателей, необходимость выявления слабых аномалий на фоне помех требует использование математического аппарата с привлечением ЭВМ.

Применение математических методов при интерпретации выражается в детерминированном решении прямых и обратных задач геофизики с использованием статистических приёмов; регрессивного анализа, методик идентификационного направления. Методики идентификационного направления включают распознавание геологического образа по качественным и количественным признакам. К этим же методикам относят построение разного рода карт в изолиниях с элементами прогноза и проведения тренд-анализа и представления в некоторую количественную модель. Ранее уже отмечалось, что интерпретация состоит из геофизической интерпретации и геологического, гидрогеологического истолкования.

Основными материалами гидрогеологической интерпретации геофизических данных (ГГИ ГФД) являются карты электрической напряженности магнитотеллурического поля, эпицентров слабых землетрясений, гравитационных и магнитных аномалий, естественной радиоактивности пород, теплового потока и температуры пород (на определённом срезе).

При построении карт изменений геофизических параметров обычно используют результаты скважинных наблюдений, являющихся опорными, но охватывающими незначительную часть территории, и наземные, освещающими практически весь бассейн.

Одним из наиболее трудоёмких работ является изучение параметров геоэлектрического разреза. Основным источником информации служат кривые ВЭЗ. Рассмотрим технологию интерпретации данных электроразведки: ВЭЗ и ЭП.

Дата добавления: 2014-01-07