Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Применение дисперсионной теории для решения структурных задач гравиразведки

ВАК РФ 04.00.12, Геофизические методы поисков и разведки месторождений полезных ископаемых

Автореферат диссертации по теме "Применение дисперсионной теории для решения структурных задач гравиразведки"

Комитет по геологии и использованию недр при Правительстве Вэссийской Федерации

Научно-производственное государственное предприятие по геофизическим работам на нефть и газ "Нефтвгеофизпка"

Всесоюзный научно-исследовательский институт геофизических методов разведки (ВНШгзофизика)

На правах рукописи УдК 550.ВЗ1.053:'°Т.3

ФУГС Валентина Константиновна

ПРШЕНЕЕ1КЕ ДИЗПЕГСЮШЮЙ ТЕОРИИ ДЛЯ РЕШЕНИЯ СТРУКТУРНЫХ ЗАДАЧ ГРАВИРАЗВЕДКИ

Специальность 04.00.12 - геофизические методы поисков и разрядки месторождений полезшие ископаемых

Автореферат диссортпции на соискание ученой степени кандидата технических наук

_ Т<"|Оч

Работа гь-полтна з Белорусском научно-исследосательсяои геологоразведочном института ПО Ееларусьгеология

нзучн'Л руководитель - доктор геологс-г.мнералогических наук-,

пр&'вссор Г. Í". ¡{а ратаев

Скшгальные оппоненты - доктор технических наук В.А.Болдырева

- кандидат геолого-линаралогкческих наук К.К.Папоиников

Еедугая организация научно-исс^едосатэльсккЯ институт

"Зарубекгеология"

Защита'состоится п$гп ТС^г. в •/О часов

на заседании Специализированного совзта Д 07Т.С6.С1 по защите диссертация на соискание степени доктора наук при Бсасопзнок научно-исследовательском институту геофизических методов разведя 'ВНЛИГооСизики) по адресу: ТОТССС, г.Москш, ул.Чернышевского, С дисеертаиие1 можно ознакомится в библиотеке института.

Автореферат разослан *Ц " йаГМ^Ц 1С 5 4ода.

Стзиа на автореферат в дзух зкаамплярах, заверенных печатью учреждения, просин прислать ученому секретаре.

Учены* смретарь Спо1Г.:ализиооганного сосата, гандияат технических наук

Н.П.Чииов

, V >■ •11 • _ ( ., л ,

'•' "' '? ' ХАРАКТЕРИСТИКА РАБ01Н ¿Ко^.О ---- —

.Актуальность iet.ii. К структуршгм задачам геофизики обычно :носят задача построения структурных границ я осадочном чэхлс. '•льефа поверхности кристаллического фундамента гдуйиншх, гро-ец а зегдюй коро, характеризующих ее ололстость, а такие задо-I оценки физических характерно! ш: на этих границах. Наиболее лно теоротичзски эти задачи сформулирована в грагиразвэдке, ,е на основании теории потенциала получоно нелшейноа кнюграль-е ураглоние, свягнЕаэдео вертикальную производную граютацгон-го потенциала с контактной поверхность«,;. Исследования охого

□елонкя В 001101:70 НрНМСИОШШ ОГО ДЛИ НзуЧОНМЯ роолг.ник гсги'мго-

»¿изичоских обмлаоъ поашлнст хшгфабшшиаь пцучноо^о'л.'ог.л:--з ыетодщш кошлекскрошшш гсофиэичзскгас даишх для ролсиэд руктурнух задач, Иоо70цу нзлотнке наших продлэншшИ и ро^улми-в комплексной шпернратацга: геофнзпчзоккз полей ведется отно-сельно гравпразвздко, :сотя развиваешА в работе подход гзхв:*& сь обоснован и относительно либого другого геофизическою поля.

о^фоктпвность непосредственного нрткнения тоорптитсск.сх резо-шН интегрального соотношения "вертикальная производная п<шпи-11Ш0Г0 нотснцпдлп - гэнтшлнш! поиорхиооть" для ИрП1СТКЧ002<0'г«> :трос1пш стру!яур!и:>: гршшц невелика нз«за существенного Vсс1>-отстбля тсорст:1';ес^;;с ¡«цсипЛ реальной гоолого~гоо1;::пг.чг::ктЛ с/лу л: с одной сторон;; - кончину илыюсть облаоти онрэд'.-лемнл исо.'Л-¡'лх фушвди.бошлксчноси. недолов интогрцрогелиы, нило^ац-Л потенциал прлшс.-.спля, точнач функциональная сатзь; ^ Д]£то*1 -¡фетность точек наблэденкУ, ограниченность обтаотсЛ ¡штогрлро-ня, потенциал сил:: тяжести, мшо>тлстбош!ость возмугдпщк хоров . В сля:ш с аиал, на ряду

с класпчесшш подходом, развивается корреляционно - статистические методики построения структурных границ но наблздсиным ано-калияи силы тякести, учитывающие особенности проведения геофизических съемок, а такче информацию о пеиалдих возмущаяцлх физике геологических факторах. Одним из ведувдх недостатков существулц; статистических лииеШшх и нелинейных методик является субъективный выбор вода преобразования наблздешшх геофизических величии, включаемых в .модель: искусственное разделение солей, поллно.-.-ко.-пая аппроксимация, аналитические продолжения нолей, преобразова-Ш1я с иомпцью элементарных функции и т.п. 1ло нередко приводит к потерз полезной информации, затрудняет содержательную шперпр: тацшэ модели и результатов ее применения.

Отп трудности удается избегать путем введешш специального нелинейного условно-вероятностного преобразования геофизических поле!! в. функции их условних математических оащаний, едпногс для всех включаемых в модель Еелпчин. Анализ таких нелинейных мс деле;! осуществляется с помощью теории дисперсионных функция, обобщающей теории корреляциошшх функций на нелинейный случай, Введение в рассшсрешю функций услов!шх математических оглща-нпЗ геофизически!-; полей и обращении к теории дисперсионных функций обеспечили созданио стройной теории и технологии реас идя задач структурной геологии а геофизшеи, повысили надегшоезт нрогиозноэтеценок и геологическую эффективность геофизических исследований.

Б данной работе описывается теория построения нелинейшх и тегральких статистических моделей "структурная поверхность -грг штационное поле" на основе теории" дисперсионных функций и фуш ций условных математических о.'лщаиий геофизических полой, супос: венно отрагл^хда реальные гсолого-геофязическио су.тупции. Дает-

■

сл характеристика методшси, слгорптмов и технологи;) процесса шяглеппя, матепатичоского описания законсмарностей и пспладс«-сапкя нх.ддя прогнознпз оценок глубин залегания структурах гс-рпзонтов, г.зл'дядсте.п слоев, их физических и геологических сео!!-21 б по ком.'иексу геофизических поле:]. Приведет конкретнее селения разнообразных задач структурно;! геологии и геофизики для разных геологических регионов в елояних физико-геологических условиях.

Настоящая работа является"нелпнеПкоЦ" развитием идеи и доходов корреляционной геологической интерпретации комплекса геофизических палей, изложенных ранее в ряде работ Г.И.Каратаева, в а ом числе в соавторстве с диссертантом.

Цели раббти - разработать методику построения нелинейных статистических . моделей "структурная поверхность - гравитационное ¡юле" на основе теории дисперсиошшх функции и фуш'диП условиях математических озддшшй, обеспечивающую пошщеште геологической сффэктпвностц гравпраэведкп при решении струглурниз задач в рззведочноД и регионально!! геолог гл.

Основние задачи работы,

1. Сформулировать и изучить свойства нелинейной мзде ли,;•' . "структурная поверхность - гравитационное поле" на основа вгедо-иия нелинейного статистического преобразования гравитационного ноля - фунпши его условного математического онэдания.

2. Разработать методику, алгоритму и программы для ОНЛ построения ииллиейгшх ¡-юдолей "струэтурная поверхность с гравитационное ноле".

3. последовать яффектиыгость "структурная поверхность - гравитационное поле" в условиях сло-лшх по структуре и разнообразна иопмущагскх факторов средн.

4, Нрклашзь разра^-озаншю (.методы ц програмш нелинейно;! кизорпратацтпг иаблэдсшюго поля с илм тяжести для реаешм ксн-кразшх структурных цодач разведочной п регионально!! геологии в сложад ф1зико»геалогичоск:п: условиях, в раз них геологически регкогюх.

Оагаичгскп:! г.улешал и вшгаа. я сто г..;. Оактичаский гоологг-геофнзкческиЗ материал йпл предоставлен автору заинтересовавши 1шучн<жрроизводс»всшшг.а оргашшацпя?.и для рошенш с помощью р. рабазшгаомоЛ келшюНиоЯ кезодики конкретшх геологических задач, Иасазаб от одлЗ: 5С03 до 1:500000. Объем - от 2 до 12 ка гсофкзачзоюж полой к их характеристик на каэду?э задачу. Идол нслшшйлаго ¿тслокта-гврошпостпого преобразования гравизапшсюго полл и зиор;ш дисперсионных иутц:циГ! при инзер презацки гразятсциошшх аномальных полаП била предложена нау ¡шм руководителем, профессором Г.И.КаратаеЕши Воя разработка МОЯ щол согласно сформулпровагаым выгаз задачам выполнена ев юром.

Научная -кончена /пп&И:!, ГлзраЗозепг. новая, гелогпчгсш о фшиваея шзодика киерлразаф.-и наблвдоиного томмьюта ас оали зяЕесзн в аспекте ноезроаня?; езруктуршх поверхиоозей к оцаккя илласгиохайслссл я ссовдлс фкзшя-геолосичэокюс усло1 Геоаопгчоокая оф^екинтоезб доказано на примерах ьпзерпрозацш: гравизецаогаюго поля в различных гсолсгичосшас региоиоз, при рапешп! !сак разведоч:ш>:, зак и региональных задач геологии.

Ооновзше зощщаег.тиэ пояснения. Агтор защЕцаак раэраЗозе» 1гут) 1Ш на основа зеорни дисперсионных функций и нелинейного от зисзического прсоо'разованкя гравитационного поля методику и прсграмио-катсдазичеокиЗ комплекс эТйск1>5И!ого репения отруз ных задач гравиразведка в смхшапс <&азщго-геологичсских условл!

резко шракошшм рельефом струкхуркнх гря;а:ц оущестЕзшши т шипом :.:cua»'';ux факторов, а та;:.:с геологические результата, ■лучешгепо ото:) ::етод:п:о з разных регионах.

Достоверности. получошшх ноучлс-гл^одэтссжк л геологлчее-[X результатов контролируется разнообразном ревенных геолог;:-icieix зплач, сло-:'.чос11яф:1з:::;о-геолсг::':сс1сп: условий osr.Jicoii ¡строения конкретных моделей "структургля повср":гооа?)& ~ грп-яащюнкое ноле".

Практическая ..ценность .рг,join» lía ссносо рлзра'гОтачгюП илодп» i построения Ha.'nuíaüiriM :.г-!одоraíl "сгруглурпоя посерхноеть «» гра-пационнсз поле" создана програ^ап^а^еглзичес:^!! onexetn

, коюрая oíeciic'iiiBacT эффохаипагЯ оаерамэшЯ когяло:> 2ia а!гсл::з иа&тзздгсгсго гражгсепгеппого поля с дз'тшлт геологе« :оф::затсс:аг:а даш»кз " прогноз злачена;?} гдуй::н гэлегопяя струк-/рнпх границ л клсцдашсЗ пзуюоьзге слоев в ало::лих флз'лко-гео-ггачееках услогшгг- Вполкепсо «сюром прогнозное сцепки глуоиц злегаиля погерлюсхи :.!о>:орогл~1ча п Белсрусско«ПрлсГал111Пскот: згпопз, срозшшой поверхности рпфеПсгих отло::-с;ыЗ р. Гэубчано-хххяхЯ зоне Сибирской платформ, фрачского ксфмпорепзктта-210 горизонта на ИизсгаксИ илецади Тпуапсь-Печерско;] ирокшгща, тшхз игдностп золи иглих скоростей на Хо;лопека:' площади эсера I'pac::.;..;pcicoro :фая хспользораш сооттглтгузцдгл геологе--20,¿¡iic::40cias.ui организациями ярп реиенчл чекогшчеекпх задач ля научного обоснования iio:ig;cod мссюровдсниД полезных ucuonae^

jx,

Пубдисашт и огшобйцгл рпботц. По тс:,:о диссортацкн опуй.чгпег • шю 12 статей и Геофизической лгдаело, в трудах Бол1П1Г?И, ¡!hqt:i~ ута геофизики All Укралш, л монографии "Глуб::пдсз стрсенле и :з!ш.ща cc.'.stux недр терр::тор;:л Белоруссии" (1'йтск, Паута и тех« :пм 1ЭЭ1). Осноише раздели доссертощи докладывались и обсуг-ались на Всесоюзных се:лшарах ил.Д.Г.Успенского и шеолах-

ссшшп]их "Теории н арактика шиорарепщпн ноюнцпольапх

полол". ЛГ.енинакан. (-17.09.ГУ; Чернипт, ,">-27.1:4.(9;

Ялта, 23-30.1Т.(9; Москва, 14-И..12.!с-т.г.).

Структура и оаъои работа. Диссортшрш ооотоит из введения,

четырех глав и заключения. Текст работ г; обцнм объемом 17&

§

шшшониошх страниц, соаровоадаезся 20-ю риоуаютл:: и списком литературы, насчитывающим 40 наишновшшИ.

Диссертация отражает резулыарц исследовании автора, шпол неннне в отделе штсиатичеоких доходов исследований в геологии и геофизики Белорусского научно-исследовательского геологоразведочного института, и связана с научными республиканскими проблемами "Недра" и ".Йтлас" и о проблемой 0.50. Л научао-тех-аичсскоЯ программа ГЫГГ "Определи!ь перспектива аефтегазоаоо ноет и рудоносаооаи основных районов СССР на осаове кошлек саого изучения глубинного строения зешо!! коры глубокими и све глубокил! скв&лгнами и геолого-геофшшческшш методами".

Научное руководство осуществлялось профессором Г.И.Кара-ыешм. В форцулнровг.е ряда геологических задач интерпретации результатов обработки данных аа ОШ ва-лую роль играли В.Г. Лзаров, В.Г.Бэсшгьев, В.И.Талецин, М.В.Г«а1веенко, Л.С.Русец-кая, Л.В.Супрун, В.А.Брущеако, С.Т. Трифсик. Всеш им автор шра>1ает глубосу» признательность и искреанш благодарность.

-9-

Основное содержание работы

Во Введении дана постановка задачи поетросггяя структурно >верхностой по аномальному г.о;зэ силы тяжести.

Рееенно структурных задач грзвнразподкг; выполняется либо на :hobg нолиноиного уравнения тс оря;: потенциала Опельсон H. ii. ,1936)

I. fa** eff fïÇS&XrJl—■

-tP 'i-0

слассический подход), либо с пемоп^ю статистически:: моделей вида ¡ымэратейна

tir) =r j рС^)^С^(б)]^ {2)

'»о

ш Вольтера

''frj^^i {Я (Н-,-V ... (3)

их различных, в том числа ликейнкх,модификаций. В формулах (I) - (3) (означено: j ''vCrJ - искомая структурная поверхность;

= ¿X.J z) ; некоторая горизонтальная плоскость, относи-!льно которой вводится аномальная плотность &J слоя bfejJjjS)- ^(Sj^^) — bo X^C^j ~ наблюденное или тран&Тормирован->е аномальное поле силы т/дести; pCC^j j рк. - вз-

Функцнн, характеризующие общность ^¿^j и ^ О") X -

У \

)Pi

п

ч.

;кая априори задаваемая функция; - гравитационная постоянная.

Классическим путем шли игагао выдающиеся учение, имеется боль->е количество решения уравнения (I) относительно В последние

>ды сирокое практическое применение получили разработки Е.Г.Бул.^з, И.Кобрунопа, В.И.Старостснко, В.Н.Страхова и их учеников. Несмотря I большие достоинства г.того подхода, тем нэ менее при практическом вменении решений уравнения (П относительно Сг) кнтерпрета->р сталкивается с необходимостью как выделения из наблядгиного по: силы т/гхести тор, составляющей, которая обусловлена искомой грани-

цей , так и априорного задания аномальной плотности, а также

других характеристик контактной поверхности. Получение этой информации сопряжено -с немалыми трудностями и требует учета данных, получен ных другими геофизическими методами и бурением.

Исследованиями статистических моделей вида (2), (31 занимались и занимается ведущие геофизики Г.И.Каратаев, В.А.Болдырева, М.С.Жданов, В.И.Шрайбкан и их ученики. Показано, что для применения этих соотношений при построении структурных границ необходимо априори задать либо вид функции в (2), либо степень полинома в (3). Весовые функции в (2) и (3) определяются обычно по критерию Гаусса цутем подстановки в эти уравнения вместо значений из-

вестных на некоторой »талонной области .Поэтому (г)

является условным математическим ожиданием

случайной функция Н, оптимальным по критерии минимума среднего квадрата ошибки

Нелинейные модели (2), (3) обладают тем недостатком, что вид функции ^ в (2) и степень полинома в (3) вводятся субъективно. И поэтому исследование этих уравнений с общетеоретических позиций затр нено. На наш взгляд, представляя наблюденное поле силы тяжести ^ и глубины залегания искомой поверхности реализациями неких сл}

чайных функций соответственно

&&) ж НС*-)

, модно построить единую статистическую кэяянейнуо в общем случае модель, если воспользоваться естественным для статистических подходов преобразованием фут ций и в функции их условных математических ожиданий:

~ ин6 = М ГМ] .

Если при этом иметь в виду, что исследователи дополнительно известн< информация о мешающих факторах $ М/ду&Ъ

общее уравнение статистической модели связи С^, ) будет иметь

о 0

вид

уЧ ;

М - ( р* С' *) У +

С-' Л>

едлагаемыэ автомодель (4) н взаимная модель (5) статистического исания связи ^ ) обладают следующими достоинства»«. Во-пер-х, подынтегральные функции имеют конкретный вероятностио-статксти-ский смысл и могут быть определены непосредственно по наблюденным иным (объективность). Во-вторых, анализ этих соотношений ыокот быть уществлен на основании единой теории дисперсионных функотй, сбоб-йщей теорию корреляционных Функций на нелинейный случай. В-треть-, поскольку уравнения (4), (51 линейны относительно функций услов-х математических ожиданий, то при построении последних по наблюден-м данным анализ соотношений (4), (5) можно выполнить с помощью рошо обеспеченной вычислительными конструкциями теории корреляцион-х функций. В-четвертых, теоретическая нелинейность связи Ь' и ^ гласно (I) в той или иной степени сглаживается учетом в (4) и (5) формации о мешающих Факторах. 3 диссертации рассматривается этот, атлетический подход.

Глапд Т^ "Статистические структурно-гравитациснныз модели" едлагаемые выше модели (4), (5) анализируются с позиций теории сперсионных функций. Здесь рассмотрены различные варианты построил функций условных математических ожиданий: не только относитель-конкретных значений ^ , но и относительно интервалов,

ктороп признаков. Описаны методы оценки степени нелинейности свя-({и , й^ приведен способ оценки размеров области интегрировал , подробно рассмотрены способы определения в (4) и (5) опти-

/а

•.дальних восоеых функци;; как непосредственно по заданны.! галичанам и I? с поыощъя дисперсионных функций, так и по нх функциям условных математических ожиданий с поиощья корреляционных функ ций.

На основании теоретических положений описаны конкретные метода ки построения автомодели и взоишой модели по дискретным даянш о

ФУНКЦИЯХ

J ^ к/

I Со) =

I — О * г!

(6)

(?)

где и~ (Г^ ,о.) _ средние значения Функций условных математических ожиданий на окружностях радиуса с центром п точке ^

Построение автомодели (б) начинается с расчета а ксддой точко ^ по данным в пределах ее окрестности функции условного мате-

матического ожидания гравитационного поля Щ^&С'У'^ и мешающих фа;»оров (Ф) • Затем на эталонной области ^ в точках , где заданы значения ^ С**^) искомой структурной границы, форм

Т <

рувтея уравнения погрешностей путем подстановки в (6) вместо значений и средних значений соответствующих функций услс

них математических ожиданий. Эти уравнения далее подвергаются анал; зу по критерию Гаузса, я в результате отыскиваются оптимальные г с; еле минимума средней квадратичной озибки дискретные значения весов! функций з автомодели (б).

Надежность подели оценивается по соотношении <[) ~ ^ ~ где - ошибка модели, £ - дисперсия значений ^ на ,041 Взаимная статистическая модель основана на применении функции условного математического ожидания (Г/^) ~ МС Н (^ДУ ¿4]] .

3 Для еэ построения сначала в уравнении (7) вместо

используются значения ^(^у 5У • На основании этого по е>лпо оп

шному алгоритму автомодели строится модель 'L ='-(àQ ■.

) неГ(на области R* дается прогноз искомой структурной грзяици \тем устанавливается возмущающий зффак? границ» --/7 а подях 4jr (-fi соответственно j ^fù J . Находятся разности

шсывая связь ыеяду этими геяичккаки лг?нзГятл.5 иитограяышм урявиэ-

;еы, по критерия Гаусса наГдом параметру гееэвггс фук.:;ил :î дгцнч (V t л

югноз значений D . Тогда оценкой глу^лн залоглния

•руктурной границы будет величина Î^Jj W <= R .

:иведена методика оценки гравитационной значимости физкко-геологн-•ских факторов с псмощыэ взаимной дисперсионно я Зутшкя.

3_Главе_2 "Про гр аммно- алгоритм:* ча с ни й комплекс постросшл и 1ализа статистических моделей "структурная поверхность-гравптащ-'он-ie полз" рассматривается математическая структура и технология роения структурных задач гравиразгедки. Оплскзается создрнний аэтсрсм юграымно-математический комплекс J>TS<SBO , вклэтгкгпнп следуз-:а основное алгоритму: построения функций условных математических ¡иданий,вычисления дисперсионных и корреляционных функция, опенки еп?ни нелинейности связи функций, нестроения аито- и азаемной мели Л, описнсавцих ссягь гравитгляошого поля, глубин залегания руктурной поверхности и функции мсиахмцих факторов, прогноза. -г.;слоте значений глубин залегания структурных границ, по авто- и взаимной делкм, построения секторов г е о л о г о-ге сft ■ ! э ич е с : : их признаков в тоа-.X наблвдения, разбиения векторов признаков на группы однородности оценки принадлежности данного вектора признаков я той или иной угша, оценки значимости гэолого-г^офизнческих факторов и г-згнчин.

В диссертации приведены ехемн функционирования сис.темк2)1 S6EO целом и схема построений азто- и ззаиииоЯ модглей. Kpov:e того, опа-на Файловая структуре организации данинх з ЭВМ: тип, вид информации,

информационное согласование» каталог данных.

В Главе 3 освещаются результаты исследований алгоритмов и программ дисперсионной идентификации, выполненные на сложных геофизических моделях, таких, когда классические методы решения основного уравнения (I) ие могут быть применены для построения рельефа структурно границы, так как гравитационное поле от этой границы существенно искажено помехами в той же частотной области. Показаны преимущество нелинейной модели над линейной, важность учета информации о мешающих Факторах и способность статистической нелинейной методики достичь удовлетворительной точности построения рельефа структурных границ в условиях его резкой выраженности.

Глава 4: Геологические примеры построения структурно-гравитационных моделей в сложных условиях на основе дисперсионной идентификации.. В этой главе описываются результаты применения программно-математической системы DIS 6-ЕО для решения конкретных

геологических задач в различных регионах, в разных масштабах.

Построение поверхности Мохоровичича в Белорусско-

Прибалтийском регионе. Эта задача возникла в cbî зи с международным проектом Европроба, который предусматривает проведение комплекса геолого-геофизических исследований по 100-километровому коридору вдоль геотрансекта, соединяющему Уральскую и Мюнхенскую сверхглубокие скважины и проходящему через Белоруссию. В связи с этим на территорию Белорусско-Прибалтийского региона группой белорусских, украинских и литовских геофизиков дана прогнозная оценка глубинного строения земной коры и в первую очередь глубин залегания поверхности Мохоровичича (Мохо), прогноп которых окончательно выполнялся с помощью системы DI S&CO.

Территория Белорусско-Прибалтийского региона слабо и.неравномерно изучена глубинным сейсмическим зондированием оцин профиль ГСЗ на северо-западе региона и три близко расположенных проФи-

ля ГСЗ-ОГТ через Припятский прогиб на юге региона. Имеются, кроме того, точечные оценки в Подляссно-Брестской впадино и в центральной гаоти Белорусской антеклизы. С Украинского щита до центра Припятско-прогиба протягивается профиль ГСЗ, почти совпадающий с профилями ХЗ-ОГТ. На севере Белоруссии оценки мощности коры сделаны по обменяем волнам от землетрясений. Земная кора региона существенно неоднородна по типам земной коры, что обуславливает нелинейность свяэой гравитационного поля с мощностью коры. Однако районирование территории региона по типам земной коры дает возможность строить функции условных математических ожиданий относительно векторов признаков,характеризующих каждый тип коры по комплексу геолого-геофизических сарактеристик, тем самым будет учитываться неоднородность проявления физико-геологических возмущающих факторов прн переходе от типа к титу. Важным обстоятельством глубинного строения земной коры региона твляится закономерные изменения глубин залегания поверхности Мохо в »волюционном ряду типос норы. Это позволяет расширить множество эталонных данных путем задания для каждого блока региона интервала веро-ттной глубинности границы Мохо по установленному (на основании райо-«рования) для данного блока типу коры.

Анализ гравитационного и магнитного поля Украинского щита и Белорусско-Прибалтийского региона, выполненный Р.А.Апирубите, И.В.Дан-<езичем, Г.Я.Емельяновым, Г.И.Каратаевым, И.К.Пкзкевич, показал, что региональные магнитные аномалии хоропо отражают главные формы рельефа поверхности Мохо:положительным аномалиям соответствуют Епади.ш в зельефе Мохо, а отрицательным - поднятия. Региональное гравитацкон-ме поле в целом плохо коррелирует с рельефом Мохо, относительно луч-пе только для Припятского прогиба. Наблюденное гравитационное поло сорошо коррелирует с наблюдении«, магнитным полем, в особенности в 1рмбалтийских районах, но относительно слабо с рельефом поверхности кристаллического фундамента и с тепловым потоком.

В целом исследователи прими к выводу, что основными возмущаю-

цкмк гравитедконкоа подо физико-геологическими факторами являются: рельеф и внутренняя плотностная нооднородность кристаллического фундамента, плотноетнал неоднородность осадочной toj-^i, рельеф и бинность поверхности LSoxo, плотностная неоднородность нижней част; земной коры, структурно-плотностныо неоднородности, проявляющиеся при переходе от блоков с одним типом кори к блокам с другим типом коры. На основание этого можно сформулировать комплекс информации мешающих факторах в моделе "поверхность Мохо - гравитационное пелг плотностныо неоднородности внутри осадочного чехла (их влияние моя но в той или иной степени участь средней плотностью пород осадочнс чехла, тепловым потоком или непосредственным заданием глубин наибе лее гравитационно-активной структурной границы), возмущающее возде ствио кристаллического фундамента (информация о нем содержится в наблюденной аномальном магнитном поле), глубинные плотностные из-одкородности (о них мозно судить по региональным магнитны« аномаяк пм), сущзстсенные структурно-плотностныо различия блоков с разными типами земной коры (это влияние мокно смягчить на основании схемы типизации земной коры). Все эти величины были включены в модель "г вэрхность Ыохо-гравитацконное поле".

В процессе построения этой модели с помощь» системы было установлено, что наибольшой информативностью в оценке глубин залегания поверхности мохо обладает региональное магнитное пола, ого вклад до 5(Уй. На втором месте - наблюденное поле силы тягости (2b-30i), на третьем - гравитационное влияние рельефа поверхности кристаллического фундамента (около 20'£). Доля остальных величин -нз более 5!?. Поэтому окончательно рельеф поверхности Мохо строился по этим трем величинам, по картам масштаба 1:Ь (V 'ХК; и 1:1 jJO 00

Нелинейная модель "поверхность !.!охо - гравитационное поле" дл территории Белорусско-Прибалтийского региона характеризуется слецу ц'лггл параметрами: ошибка определения глубин 2.7км, козМициент кмо »•остренной интегральной связи O.bV, качество (надежность) модели -

-/734-0.99. Для срзвнения заметим, что линейная интегральная модель

зет соответственно следующие значения втих параметров: 5.6км,

14, 0.19.

В работе представлена схема прогнозных глубин залегания поверх -:ти Мохо Белорусско-Прибалтийского региона. Рельеф этой грашпды члохо коррелирует с крупными тектоническими элементами. Так, Оршан-зй впадина в рельефе Мохо соответствует крупная впадина на глубина <м. Западная часть Белорусской антеклизы характеризуется отнеемте-ю приподнятые залеганием границы Мохо на глубинах 45-46кы. Еалтий-1Я синоклиза в рельефе Мохо расчленена на несколько глубоких впа-î с амплитудой 5-Юкм и более, со средней глубиной залегания 50-55тш.

В отличие от ранее строящихся схем на данной схеме наблюдается гкая зональность в позедении рельефа поверхности Нсхо, ее больсая ,-бинность.

Построение и анализ структурной карты эрозионной поверхности Ьвя в Юрубчено-Тохомскойзоне Сибирской платформы.Характернкми зтами строения рифейского комплекса в зтом региокэ являются: бло->ое строение, сложная внутриблоковая структура, высокая степень ¡лопированности на границах блоков, проявление магматизма основно-и кислого состава. По данным бурения (31 скважина), материалам îcmo- и электроразведки традиционным геологическим подходом В.Г. ¡ильевым (ВСО ВНИИГеофизика) была построена первая структурная >та эрозионной поверхности рифея в 1990 г. На основании этой карим бил дан прогноз зон попиленной трещиноватости в связи с оценкой те газоносности рифейских отложений. Тем самым показана практичес-I значимость данной структурной карты.

По заданию ECO ВНИИГеофи:жка нам было предложено уточнить струйную карту В.Г.Васильева на основе построения нелинейной структур-грапитишюкнай модели. В силу того, что природа наблюденного по-с*.';•!; -I я-ч'счи в длнно!.- ра-лоно не нзучена, сначо".а был пповеден

рьнтериетка, позтроапнш па данны:.'. сейсио-, электро-, грани-, ы&г-наторадьэдки в uacsTf.sc! 1:100 ООО. Наибольшую гпфорнатиькэсть п'стр турио-гравм'ациошгогд йслзито показали сеКешчйскко карты изэхрон ос бикского (Б) и усольет-о (У) горизонтов, карта разностей времен пр хода сейсмических волн для усольского горизонта и горизонта, отоаде ствляакого с эрозионной поверхность» рифея, а такке корреляционная карта между последними. Отмечено, что геофизические характеристики, носящие интегральный характер (такие, как средняя скорость сзйсмиче кю; волн по разрэзу, суммарная 1ф0д0льнал электрическая проводимое! и др.) пвлявтеп слабо информативными.

Нелинейная структурно-гравитационная ыодоль была построена г.о дшмш бурения 31-ой сквакины по вьеэ приведенному комплексу геофизических характеристик. Ео ошибка 12.8м; коэффициент множественной интегральной корреляции равен 0.96; нсдззность модели при разбросе ©талонных значений глубин 47.2ы составила 0.93, что соотвзтстгуот вссыда високсцу уроьнэ значимости. Для сравнения: онолоигаые параметры яклэЯяоа «оделя соответственно рагны 43.Зн, 0.45, 0.20.

По кзлнкеГаюй модели построена прогнозная структурная карта (1 диссертации ока приведена) эрозионной поверхности ркфойсккх отлсг.сл Сопоставляя'ее с картой В.Г.Васильева, выявляется следующее. Обь?»й характер поведения рельефа на обеих картах неплохо согласуется. Та вздеязнныэ В.Г.Васильевым Юрубчзнское и Вэдрзссвское локальные под нятия подтворадаэтея и комплексом Ы В ^еО . в вго-оалкдн

и с:.аой частях района обо карты отражает пэгрукенио поверхности рп фа{,сккх о?лог.йш;й. Однако карта, построенная на основа системы Р 1&&£0 , более детальна, н оти детали отличи;- от построен В.Г.Есскльеьа, и ето свидетельствует о том, что количественный ана лиг наблюденного пол;; силы т/жести в комплекса с другими геолого-г Физическими дакнули позволяет извлечь значительно более детальную информации с глубинном строение, Кюу б че н о-Тохо мс к о й зоны, нежели тр дкционный качественный анализ.

Нзученио рельефа Иранского нефтегоренэктивного горизонта лзоаской площади Тшамо-Печоракой провинции по гра?итациоикоуу полу. э зоданга ПО Печоргесфизика нообходт-э было, используя Нигевскуа погдцъ как эталонную, дать прогнозную оценку глубин залегания гЬрьн-ксго горизонта на смадаой Плотской площади. Сеобакностями гэологи-эского строения Ниоэвской площади лзлпотсп распространенна в е-э рздояая трзх $31Г1Я:' еэ«М-эг.ой гг'-ЗпкоэтдноЯ ч р-'фо-

знкоЯ. При о-;ои :: пзнт^гыоа г-йзг:? т'лог^д;: ггауро-уни юг.аз'.г.'ч яубоховодноЯ фэц?гл, а зляздн" з и восточнее се распрострепсгаз скг.-ала рпфогенная, а эатг» пэлъфогая фавяп. Соотзэтствохно зздтг ссбл наблпдрннсо поле сила тяазсти: характер поля э зптдпэй п яястоккоП -.стя.-с по >.:ср1олоп:л и н^теисапнсст:! псчти одштксз, но огп'Г':'" э? злл з нейтральной ?:асти площади.

На Ьггесско» площади по даикш! бурения ч сэЯгчорзоаодка по Фрглт-кому горизонту г"_!лвлсна группа локаяыасс пэдгтя'шй о гиплятудой 25-5м, вродстаэлязскх кбфтепзрсяестнэадЗ иитгрзе.

В с?1уктурко-грави?ащ{си«!уа' модель иранского гор:1зо>:тс, вкяючоио абявдэнпос аномальное кагиитноэ поло. Ланзйяая «одогь для НнзевскоЗ я^здк сказалась с ставкой» сопзус-рпузй с глп-ттудзчл. локалышх МоляпзЗДая ае г.оде-ль характеризуется гог-нлнзм:5; о-кЗка цзнта глубкн -чалегаиил гсри^оига ссетллдят 26-;. гзггх?гпг-1—

¡:т кнеязптзэгсгой яктзгрсльиоЗ корролягп5 гагой 0,07, :'пд?-лес?ь одэлу 0.97. (>;д?ая таэт-з риэш» удозккгсадрптслупг??, нг, Нлзяязхэа ао^здн по к-злкногяоп •■одели прзгпоонгя оцзмка гдубкп залегакнл. раненого гсрпгс!Г?а (а диссертации прнгздпна. соо?св?стаугп:ал кг-рта).

Сопоставляя прогнозный рэяьеф с рельефом, построс*аа<м ко сой-мдческим данным геофизикшет ПО Пччзрпгзсфнзика, иаходчи ;*• ебщ^ы до-ольно хоропее согласие мёзду ними. Вояьямкстьо локаль:плх поднятий «к пли иначе отражаются на прогнозной касте как в «идо рэзких кзао-енкй изогипс, так и замкнутыми изолиниям:!. А вот з некоторых отно-ительно крупных формах имогтея и несогласия. В цзлом сделан вывод

-2с-

об удовлетворительном согласии эталонных и прогнозных глубин зале ния франского горизонта и возможности использования построенной н линейной модели для прогнозной оценки этого горизонта на соседней Ижемской площади.

Оценка мощности зоны малых скоростей ВЧР на Холминской площа, Красноярского края по гравитационному полю. При проведении сейсмо разведочных работ на Холминской площади возник вопрос о введении статических поправок для учета влияния скоростной неоднородности верхней части разреза (ВЧР) и рельефа земной поверхности. Основан зоны малых скоростей (ЗМС) является трапповая формация высокоплот и высокоскоростных долеритов. Разроз ЗМС выполнен перемежающимися по латерали четвертичными, перскими отложениями и туфами, характе зующимися низкой плотностью и скоростью сейсмических волн. Распре ление физических свойств ВЧР создает благоприятные условия для пр менения гравиразведки. Тем но менее четкой^видимой на глаз связи блюденных аномалий силы тяжести с мощностью и неоднородностью ЗМС наблюдается. В связи с этим ВСО ВНИИГеофизика предложила попытать выявить эти связи с помощью системы ¿г-О п0 одному

гравиметрических профилей в масштабе 1:50 ООО.

Учитывая возможную петрофизическу» неоднородность долеритово основания в модель "мощность ЗМС-гравитационное поле" было включе наблюденное магнитное поле. Линейное решение дало ошибку 51м, коз циент множественной интегральной корреляции 0.44, а надежность мо ли 0.21. При этом вклад в модель гравитационного поля составляет магнитного поля - 11%. Слабый вклад магнитного поля свидетельству о том, что неоднородность долеритового основания не является суще венным мешающим фактором. По-видимому, значительная ошибка линейь1 модели обусловлена литологической неоднородностью З.Х. Это зна1 что связь мощности ЗМС с гравитационным и магнитным поляки носит линейный характер. В связи с этим была построена нолинС-ная моце/ для которой получено: ошибка опенки мощности раг.пл ког

- z i —

;hi цноаествешюй интегральной корреляции - 0.8G, качготво 1сли 0.83.

Oía дпгашо свидетельствуют,что но Холмянокой плоздди не-

шШшш joтодами по гравитационному и магнитному полю мояно

гь с удовлетворительной точностью прогнозную оценку иоэдостп i

ЗАКЛЮЧЕН Б.

Подводя етогд изложенному, заметки, преядо ::сэго, что звэ-ше нелинейного статистического преобразования гравитащгсн-•о поля, получение л анализ функции его условного математичзс»» •о онвдшшя и обращение к теории дисиерсиошЕхх функции поогс.™-построить нелинейную модель "структурная погархнооть - гравтг.*» ншоз иоле", уияиваадуто иззлянчивость флэпко«госло1Ичсс1ск: едтв'здо: ф^ср^д по площади. Это, с привлечением информации ¡еяшхдах факторах, обеспечила высокую н&деняоеть нелинейной ста-; лпчзской '.«одели для прогноза по гравитационному пата глубин гегшшя нско'лнх отруктурных границ и мсдиостей геологических )ев.

ювнио результаты исследований и.гокио сум.пфовать оледувднл шзем:

¡ьедеио и исследовано ношо полииойноо »¡«образованно гранит пригонного поля на основа условных вероятностей - функция уолов» ;ого математического ожидания;

¡фондировала нелпноШшя статистическая ьэддоль "структурная юверхнооть - гравитационное поло";

зозработшщ иетоднгл построения нелинеШшх о i рукт урно-гравит а-тонных аьто- п взаимной моделей па основа теории дисперсисн-uix и корреляцион;шх функций;

чгдработан програшло-гатематичесшй комплекс М$ГтЕО построены и анализа нелннеШмх структурно-гравлтац:.юнних алто - и £за~

к:.;иоН моделей и прогноза по нп?л глубин залегания структурных поверхностен и мощностей слоев в гсологпческогл разрезе;

- реиена группа ' структурах оадач гравиразведка в различных геологичесгагх регионах со сло;.аш:.4 флзшсо-гсологичос-

услов^в.'.и: з Еелоруссг.о-Ппицал'шЛс^ом региона цостроенлгРа11!1 I'oxo, в ;)py64o::o-To:co:.;cuoii зоно Слблрслол илат'.;ор:.п построена структурная карта ррозпошюн поверхности рпфепекпх отлокешп!, па HnceEcitoii плоэддн Tixr.:aJio-IIa uopci:oii провинции дана прогнозная оценка глубин залегания франского нсфтсиеропекпшшго гаризонта, на Холмгаской площади севера Красноярского края поглсана возможность оцени: по гравдтацпопппому пола ммоэдости зона малых скоростей ШР в услов:1ях существенной литологичсско;! неоднородности;

- разработан ряд алгоритмов, ¡кездх самостоятельное значение: оцеш значимости возмулаыцнх геолого-!зефпзичеекпх факторов, построе-ц::я вогдоров признаков, характеризующих ва;£юйШ1е свойства геофизически no-ioii н геологических даншх е оггпссностн точки наблюдения, объекта, плоаадп, разбиения объектов на грушш однородности но их векторам признаков и оцешш принаддолюсти данного объема то;! или иной группе.

Основше положения диссертации опубликовать^. в работах:

1. Методшса формирования задания операционной системе ЛПС "Ппшшть" на реиенпе конкретно:! задачи прогноза нсфтсгсзоносности и комплекс программ система. Г.оточ'-П'.а и аБтопатнзнровоппая система прогноза нефтегазоноотсоти Лрцшпь, Пшшп, БелЗЕГГРП, I9UQ. C.I3I-IL0 (соавтору З.А.Брудаисо, Л.Н.Лысенко н др.).

2. Вопроси методики поископ п оценю! нефтсперснег.тг'шостн ло-иупек неантишвшолыюго сиза но прочешпм co''icr'!:4e'vj7i разреза:.!

( на пр:п,-аре Восточно-Эютуповичсноп плоцяди Пртштского прогиба).

пематические метода и ЭН.1 при nonoicax полезных иокоппошх в ¡CP. Цинка, Бел1 ПЯТИ, I9Ü2. G.IG-33 (соавторы Л.И.Лобомсин, Л.Каратаев).

3. Соврсмошшо дохода отатстичиокого анализа магнитного ля/'Исоледованил региональных магнитных аномалий платформен-х областей. Kaes. Наукова думка, ISX34. С.С8-75 (соамори Г.И. paiаев, И.К.Пашкевич).

4. Методика комплекс просалил геофизических полой в ыыого-рном фазовом пространстве их хоррелящюнно-спектралышх приэ-ков^Вояросн построения автоматизированной системы обработки далекса геолого-геофпэических данных. Минск, ЕелШЯТИ, 1984. 37-105 (соавтору Г.И.Каратаев, Г.П.Еыельянов и др.).

5. Комплексирование геофизических полеа на основе корреля-«шого анализа. Геофизлчсокий ¿туркал, 1984, т.о, 1¡ о O.II-I9 »апоры Г.Н.Каратаев, И.К.Паякезлч).

G. Система управления базо!! геолого-геофлзических данных ¡егат" ^Вопросы геолого-математического анализа данных при сках полезных ископаемых БССР, ,'íukck, Бел1ИГРЛ, I98J. с.146-

(соавторл Л.И.Лобовгсш, З.А.Бруленко, Н.Г.Маркова).

7. Систе:.яые средства формирования геолого-математнческих елей ре,-зеже информационна* аналитических задач системы Гео-

ч

орм. //Документальный и фактогра^гческие базы данных в ыевду-эдно.1 системе Геоинформ. Москва, ЗС1С, 1987. с.08-00 (ооав-1 Г.И.Каратаев, Л.И.Лобовкин, И.П.1^кец).

8. Колкчсст^ешшЗ сравнительный анализ геологических объектов, лематические методы сравнительного анализа геологических обь->в. Минск, БслППГРИ, 1993, с.З-П.

9. СравшислыиЛ анализ и адели^асация геофизических полей ■^логических вел1'ч:гн с по.чо:;ы.-. д'.'.саорслоншх функций, //1,1 а-

1 ......р то,гч ерслл-сльпого u-U'.z.^n геологнчеоюис объек-

-гч-

тов.Шшок, БогИИГРИ, 1990. о.11-23 (соавтор Г.И.Коро1аоь).

10. Вопросы методики оценки озелени общности и различия

\

влияния возглуцавдих факторов по поведению геолого-геофизиче о] Ееллчик. // Натематсчоскпе методы сравнительного анализа гео< логических объектов. ?.1инок, БолНЖРИ, 19Э0. 0.44-58 (ооавтор Г.И. Каратаев).

11. Об оценке мщноези слоев . // Математические методы сравнительного анализа геологических объектов. Минск, БелНМГР! 1990. с.67-71.

12. Корреляционные методы гошлексиромонич гоофизичеоких полей о геологическими допинга. // Глубинное строош:о и динамика земных иедр территории Белоруссии, Мшок, Наука и техш! ка, 1991. с.119-133 (соавторы Г.И.Каратасв, Н.К.11ашкевич).

Подписано в печать 5ЛСЛ2. ' ормат Г0х(4 :/тС. Уол.пвч.л. Уч.-нзд.л. 1,Т2. Бумага писчая, 'иппк НО. ^якав 42.

Ротапринт г-лчН1ТРК. 22СТТ4, К/нгск, Старобипиоовслий тракт, V