Эти работы выполняют для решения следующих задач: 1) изучение геологического строения районов месторождений. 2) поиски комплексов пород, с которыми связаны месторождения железных руд. 3) поиски залежей богатых руд среди вмещающих пород и их предварительное исследование. Кроме того, в последнее время получают развитие гравиметрические работы в подземных выработках. В области Курской магнитной аномалии развиты породы двух комплексов: 1) сильно метаморфизованные и сильно дислоцированные породы докембрийского основания с высокой плотностью от 2,6 до 3,8 г/см3 ; 2) осадочные породы палеозойского, мезозойского и кай­нозойского возраста с плотностью от 1,6 до 2.4 г/см3. Осадочные породы залегают на докембрийских трансгрессивно и почти гори­зонтально. Мощность осадочного комплекса изменяется от 35 м в центральной части бассейна до 550 м в южной.

Докембрийский комплекс пород разделяется на: а) нижний отдел, представленный биотитовыми гнейсами с плотностью 2,7 г/см3, слюдяными и хлоритовыми сланцами (2,6), б) средний отдел — желе­зистые кварциты с плотностью (3,3), амфиболовые (3,1), хлоритовые и биотитовые сланцы (2,68); в) верхний отдел — биотитовые (2,68) и известковистые сланцы, известняки (2,65) и доломиты (2,05). С железистыми кварцитами с содержанием железа 30—35% и плот­ностью 3,2—3.7 г/см3 среднего отдела связаны богатые железные руды с содержанием железа 50—60% и плотностью 3,3—1,0 г/см3. Богатые руды приурочены к зоне древнего выветривания железистых кварцитов и представлены мартитовыми и сидерит-мартитовыми рудами. Они залегают на железистых кварцитах в виде горизонталь­ных пластообразных и линзовидных залежей с вертикальной мощ­ностью от 40 до 350 м.

На Курской магнитной аномалии проводятся комплексные геофи­зические работы (магниторазведочные, гравиразведочные, сейсморазведочные, электроразведочные). На рис. 13 приведен профиль через Лебединское месторождение в Старооскольском районе и геолого-гравиметрический разрез. По кривой силы тяжести WZ в средней части профиля выделяется свита плотных пород. Падение близко к вертикальному. По кривой градиента силы тяжести удается расчленить эту свиту на отдельные пласты с плотностью от 2,7 до 3,9 г/см3. Таких пластов выделено 23.

Рис. 13 Пример гравиметрических работ на Курской магнитной аномалии.

При расчленении свиты был применен способ интерпретации. Теоретическая кривая WXZT в основном совпадает с наблюденной кривой градиента.

В левой части разреза по профилю на участке 1,4 км выделяется глубокий минимум градиента силы тяжести до 200 этвеш, а на участке 2,5 км — максимум. В этом интервале выделена первая мощ­ная пачка пластов с повышенной плотностью — от 3,2 до 3,9 г/см3. Наиболее плотные пласты выделены на участке 1,4—1,6 км. В ин­тервале от 2 до 3 км кривая градиента имеет сложный вид, и здесь выделено три пласта с плотностью 3,7—3,9 г/см3. Бурение скважины на гравитационном репере 2,24 км над первым из этих трех пластов выявило залежь богатых железных руд. Залежь выделена по гравиметрическим данным в трех местах, там, где она залегает на головах железистых кварцитов. Кривая градиента силы тяжести имеет минимум на участке пункта 2,9 км и максимум на участке пункта 3,5 км. Здесь при интерпретации было выделено два пласта с повышенной плотностью до 3,9 г/см3. Скважина, заданная на гравитационном репере 3,2 км над пластом с плотностью 3,7—3,9 г/см3, вскрыла вторую залежь богатых железных руд с максимальной мощностью 49 м. Далее по профилю была выделена еще одна зона, в которой развиты породы с повышенной плотностью (3,7—3,9 г/см3 ) на участке 4 км. Над залежами богатых руд наблюдаются магнитные аномалии слабой интенсивности, поглощение упругих колебаний и осложнение волновой картины при сейсморазведке. Таким образом, гравитационный метод в таких условиях может с успехом решать задачи детального геологического картирования пород кристаллического фундамента под мощной толщей рыхлых отложений и задачи поисков залежей богатых железных руд (в комплексе с другими геофизическими методами).

На рис. 14 приведен профиль через залежь богатых руд по простиранию Лучковской полосы в Белгородском районе KMA. Возрастание силы тяжести при движении по профилю к югу связывают с погружением замка синклинальной складки и с увеличением мощности толщи железистых кварцитов III , залегающей на подстилающих породах IV. Локальные минимумы силы тяжести приурочены к зонам уменьшения мощности толщи III. Оказывается, что над этими зонами рудное тело II имеет максимальную мощность и отмечается минимумами ZA. Мощность толщи покрывающих осадочных пород I достигает 500 м. Рудное тело разведано семнадцатью буровыми скважинами. [1] 3. ГЕОДЕЗИЧЕСКИЕ РАБОТЫ ПРИ ВАРИОМЕТРИЧЕСКОЙ СЪЁМКЕ

3.1 Поправки в наблюденные значения производных

Наблюденные значения вторых производных обусловлены непостоянством силы тяжести в объёме, занимаемом чувствительным элементом, которое в основном вызвано тремя причинами:

- изменением силы тяжести в нормальном гравитационном поле.

- влиянием рельефа

- влиянием внутренних аномальных масс.

Нормальные значения вторых производных находятся по формулам:

Uxz=8,11sin2φE

Uxy=0, Uyz=0 (3.1)

UΔ=10,25cos2φE

Поправка за рельеф учитывает влияние масс, расположенных выше и ниже уровенной поверхности точки наблюдения, на вторые производные. Для вычисления поправки за рельеф вокруг пункта наблюдений необходимо выполнить нивелирование в радиусе 50 м и с точностью до 1 см.

Для уменьшения влияния рельефа при наблюдениях с вариометрами и градиентометрами прибор устанавливают на ровных площадках или при необходимости искуственно выравнивают рельеф вблизи пункта наблюдений.

Из-за сильного влияния близких масс положение коромысла фиксируют на фотографическую пластинку в отсутствие наблюдателя. Например: при нахождении человека массой m=80 кг на расстоянии r2=1 м от вариометра, неоднородность поля притяжения составит 5 Э. (3.2)

G=2/3∙10-7г-1см3с-2; M=80∙103г

GM=5∙10-9с-2=5 Э (3.2)

3.2 Требования к точности координат гравиметрических пунктов.

Пространственные координаты гравиметрических пунктов нужны для вычисления аномалий силы тяжести и вторых производных, составления каталогов пунктов на карты и для геологической интерпретации результатов измерений. Установим требования к точности определения координат.

Для определения погрешностей плановых координат можно исходить из масштаба карты. Если графическая точность нанесения пункта на карту равна 0,2—0,4 мм, то для масштаба 1:10 000 погрешность плановых координат должна быть не больше 4 м.

Точность определения высот гравиметрических пунктов определяют на основании формулы (3.3). При погрешностях аномалии в 0,01 мГал высоты нужно определять с точностью 5 см. Точность привязки гравиметрических пунктов в зависимости от точности аномалий силы тяжести и масштаба карты установлена Инструкцией по гравиметрической разведке, 1975 г. (табл. 1).