Физико-геологическое моделирование

Физико-геологическое моделирование используется для оценки возможностей комплексных геофизических исследований [Тархов А. Г. и др., 1982]. 1. Оценка сравнительной эффективности геофизических методов. Сравнительную эффективность выявления аномалосоздающих объектов теми или иными геофизическими методами можно получить с помощью математического и физического моделирования. Суть его сводится к расчету аномалий над типичными физико-геологическими или физико-геолого-гидрогеологическими моделями (ФГМ или ФГГМ), которыми с той или иной степенью приближения аппроксимируют реальные геологические образования. Под такими моделями понимаются возмущающие тела простой геометрической формы (шар, цилиндр, столб, пласты, контакты и др.) с определенными размерами и глубиной залегания (геометрией) и отличием физических свойств от свойств окружающей среды (физикой). Для них можно рассчитать аномалии (при математическом моделировании) или получить их (при физическом моделировании). Один и тот же геологический объект (например, горизонтально-слоистая среда, антиклинальная складка, сброс, кимберлитовая трубка, изометрическая полиметаллическая рудная залежь и т. д.) может для разных геофизических методов аппроксимироваться сходными или несколько различающимися ФГМ (или ФГГМ). При выявлении аномалий руководствуются правилом " трех сигм и трех точек " . Согласно этому правилу, аномалии считаются надежными, если они по амплитуде превышают, а по протяженности прослеживаются более чем на трех точках профиля. В целом эффективность того или иного геофизического метода определяется: природой или способом создания поля, контрастностью физических свойств разведываемого объекта и окружающей среды, соотношением вертикальной мощности (размеров) и глубины залегания, наличием сверху экранирующих горизонтов с резко контрастными свойствами, а также неоднородностью вмещающей среды и поверхностных отложений, создающих геологические помехи, интенсивностью природных и промышленных помех, точностью съемок, влияющих на величину , и другими факторами. Физико-математическое моделирование и расчет отношений аномалия/помеха (  или  ) можно проводить на разных стадиях геолого-геофизических работ. На стадии проектирования работ, пользуясь априорными данными предыдущих геолого-геофизических работ, можно оценить разрешающую способность, а значит, эффективность обнаружения искомого объекта разными геофизическими методами и выбрать из них для проведения работ 2-3 наиболее подходящих. На стадии поисковых работ, построив графики и карты  или  для всех используемых методов, можно более достоверно выявить местоположение разведываемых объектов. На стадии разведки по данным количественной интерпретации ФГМ для разных методов можно уточнить глубину залегания, размеры, физические свойства объекта, по которым оценить его геолого-гидрогеологические параметры и целенаправленно поставить разведочное бурение. 2. Решение прямых и обратных геофизических задач для разных классов ФГМ. Сущность теории геофизики в общем плане сводится к математическому или физическому моделированию прямых и обратных задач для разных классов ФГМ (или ФГГМ). Наиболее распространенным классом ФГМ являются одномерные модели, в которых физические свойства меняются в одном направлении, например, с глубиной. Это типично для горизонтально-слоистых сред или сред, залегающих с углами наклона меньше 10 . Основными методами изучения таких разрезов является сейсморазведка методами отраженных (МОВ) и преломленных (МПВ) волн и электромагнитные зондирования (ЭМЗ). Двумерные модели (наклонно-слоистые пласты, среды с вытянутыми структурами, тектонические нарушения, линзообразные залежи твердых ископаемых и др.) изучаются как этими же методами (МОВ, МПВ, ЭМЗ), так и методами гравиразведки, магниторазведки, электромагнитного профилирования (ЭМП), терморазведки, ядерной геофизики. Трехмерные модели (штокообразные, изометрические залежи полезных ископаемых и др.) изучаются методами гравиразведки, магниторазведки, электромагнитного профилирования, ядерной геофизики. ФГМ и ФГГМ бывают априорными и интерпретационными. По мере повышения детальности работ, расширения числа методов и в ходе комплексной интерпретации представления о виде и параметрах ФГМ и ФГГМ меняются, уточняются. Сами модели становятся основой для построения окончательных геолого-геофизических разрезов и карт.