Bài giảng địa vật lý chương 2 ts đặng hoài trung

THĂM DỊ TRỌNG LỰC NỘI DUNG TRÌNH BÀY Cơ sở lý thuyết trường trọng lực Dị thường trọng lực loại hiệu chỉnh Phân tích minh giải tài liệu trọng lực Phạm vi ứng dụng 2.1.1 Định luật vạn vật hấp dẫn 𝑚1 𝑚2 𝐹=𝐺 𝑟2 G (hằng số hấp dẫn) = (6,673 ± 0,003).10-11 m3/kgs2 2.1.2 Trọng lực ➢ Lực hấp dẫn Trái Đất tác dụng lên vật khối lượng m 𝐹Ԧℎ𝑑 𝑑𝑚 = −𝐺 න 𝑟Ԧ 𝑟 Ω ➢ Lực ly tâm tự quay Trái Đất 𝐹𝐿𝑇 = 𝑚𝜔2 𝑟 ➢ Trọng lực: 𝑃 = 𝐹Ԧℎ𝑑 + 𝐹Ԧ𝐿𝑇 Bài tập: Giá trị gia tốc trọng trường phụ thuộc vào lực ly tâm tự quay Trái Đất quanh trục lực hấp dẫn (ảnh hưởng khoảng cách đến tâm Trái Đất mật độ vật chất bên mặt đất điểm quan sát) Do vậy, để tính tốn thay đổi mật độ vật chất (liên quan đến tồn khống sản có ích), nhà địa vật lý lấy giá trị gia tốc trọng trường đo mặt đất trừ giá trị trọng lực bình thường (lý tưởng phụ thuộc lực ly tâm lực hấp dẫn với điều kiện xem Trái Đất hình cầu đồng nhất) Hãy giúp nhà địa vật lý tính tốn giá trị trọng lực bình thường Hà Nội (có vĩ độ vào khoảng 210 Bắc) đơn vị Gal (1 Gal = cm/s2) Cho Trái Đất hình cầu đồng nhất, có bán kính trung bình 6370 km, khối lượng Trái Đất MTĐ = 6.1024 kg, thời gian trung bình Trái Đất quay hết vịng 86164 giây số hấp dẫn G = 6,67.10-11 N.m2/kg2 2.1.3 Thế trọng lực 𝑊 𝑥, 𝑦, 𝑧 = 𝑉 𝑥, 𝑦, 𝑧 + 𝑄(𝑥, 𝑦) 𝛿𝑑Ω 2 𝑊 𝑥, 𝑦, 𝑧 = 𝐺 න + 𝜔 𝑥 + 𝑦2 𝑟 Ω ❑ Có thể nhận W trọng lực dạng gần cách đưa công thức dạng chuỗi hàm cầu ∞ 𝑛 𝐺𝑀 𝑅 𝑊 𝜌, 𝜑, 𝜆 = 1+෍ ෍ 𝜌 𝜌 𝑛=2 𝑚=0 𝜔2 𝜌2 + 𝑛 𝐶𝑛𝑚 𝑐𝑜𝑠𝑚𝜆 + 𝑆𝑛𝑚 𝑠𝑖𝑛𝑚𝜆 𝑃𝑛𝑚 𝑠𝑖𝑛𝜑 − 𝑃2 𝑠𝑖𝑛𝜑 2.1.3 Geoid spheroid ➢ Phương trình mặt đẳng thế: 𝑊 𝜌, 𝜑, 𝜆 = 𝐶 ➢ Trọng lực có giá trị đạo hàm W theo phương pháp tuyến n 𝜕𝑊 𝑔=− 𝜕𝑛 a) Geoid ➢ Nếu mặt đẳng xác định số C0 trùng với mặt đại dương khơng có sóng, dòng chảy kéo dài tiếp tục vào lục địa gọi mặt GEOID ➢ Geoid mặt có hình dạng phức tạp bất đồng bên địa hình phức tạp bề mặt Trái Đất gây nên ➢ Dạng geoid xem dạng Trái Đất ➢ Geoid xác định qua qua dị thường trọng lực ➢ Trong trắc địa toàn cầu, nhiệm vụ xác định hình thể Trái Đất xem tốn xác định mặt geoid b) Ellipsoid ➢ Để giải tốn trắc địa, người ta xem TĐ có dạng ellipsoid TĐ có hình dạng đơn giản gọi TĐ bình thường ➢ Khai triển phương trình geoid xác đến đại lượng bậc 1, ta phương trình ellipsoid gần hay spheroid ➢ Nếu giả thiết Trái đất khối chất lỏng quay trạng thái hoàn toàn cân đẳng tĩnh lý thuyết Newton, độ dẹt TĐ bằng: 𝑅−𝜌 𝛼= = 𝑅 299,5 2.3.2 Bài tốn ngược ➢ Là tốn tìm phân bố dị khối đất vào biết trước trường hấp dẫn ➢ Trong ĐVL thăm dò, người ta chủ yếu giải toán ngược ➢ Nguyên tắc toán ngược phải tách trường quan tâm cách loại trừ ảnh hưởng trường dị vật lân cận gây ➢ Việc giải thích tài liệu trọng lực thường phép biến đổi trường với mục đích làm bật dị thường trọng lực quan sát Cuối trình giải thích định tính định lượng Các phương pháp biến đổi trường ➢ Biến đổi trường lên cao trung bình hóa: loại trường địa phương, làm bậc trường khu vực ➢ Biến đổi trường xuống biến đổi trường sang đạo hàm bậc cao nhằm bậc trường địa phương ➢ Đem trường nguyên thủy chưa biến đổi trừ trường khu vực phương pháp để nhận trường địa phương Bản đồ dị thường trọng lực Bouguer Sơ đồ đứt gãy kết NAS dị thường trọng lực Bouguer