В монографии излагаются физико-математические основы и методика применения метода тектонофизического анализа поля силы тяжести, который позволяет изучать напряжённо-деформированное состояние геологической среды. Рассмотрены результаты применения этого метода для изучения деформационной характеристики Берёзовского золоторудного и Ново-Шемурского медноколчеданного месторождений и Тагило-Кушвинского железорудного района, для прогнозной оценки Полетаевской и Увельской площадей на Южном Урале, а также для оценки динамического состояния и сейсмичности территории Екатеринбургского мегаполиса.

Монография предназначена для студентов, магистрантов и аспирантов, обучающихся по основной образовательной программе высшего профессионального образования по направлению подготовки 130102.65 «Технология геологической разведки» специализации «Геофизические методы поисков и разведки месторождений полезных ископаемых», занимающихся вопросами прогнозирования месторождений полезных ископаемых гравиметрическим способом

Учебное пособие составлено кандидатом геолого-минералогических наук, доцентом В.И. Кузьминым в соответствии с требованиями Государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования и программами курсов «Гравиметрия» и «Геодезическая гравиметрия» для студентов геодезических специальностей всех форм обучения.

Издание содержит теоретическую часть, в которой изложены вопросы теории гравитационного метода, устройства, поверок и исследования гравиметров, методики проведения гравиметрических измерений на местности, их последующей обработки, оценки точности, вычисления аномалий силы тяжести и построения гравиметрических карт, а также практикум, состоящий из восьми лабораторных работ.

Рекомендовано к изданию Ученым советом Института геодезии и менеджмента СГГА.

В пособии приведена обобщенная технология регионально-зонального прогнозирования материнских толщ и зон нефтегазонакопления на базе комплексирования данных гравиметрии и геотермии. Многолетний опыт исследований представлен примерами прогноза нефтегазоносности малоизученных осадочных бассейнов пришельфовой части и межгорных впадин Дальневосточного региона и зон нефтенакопления центральной части Западной Сибири. Развитие методологии исследований основано на выявлении соотношения идентификации, отражающей процессы нафтидогенеза, и интерпретации математических моделей, описывающих распределение плотности и температурный режим недр.

Предназначено для студентов старших курсов, аспирантов и преподавателей университетов, может быть полезно широкому кругу геофизиков, геологов и научных работников.

В работе выполнен критический анализ существующих стандартов редуцирования полевых гравиметрических данных. Показано, что повышение точности современных гравиметрических съемок требует пересмотра стандартных процедур редуцирования наблюденных значений силы тяжести. Предложены новые формулы для вычисления нормального гравитационного поля и его вертикального градиента, которые базируются на современных данных о фигуре Земли. Показаны ошибки, обусловленные заменой реального сферического промежуточного слоя плоскопараллельным. Обосновано использование эллипсоидальных высот при обработке гравиметрических данных. Для определения поправок за влияние рельефа местности разработана технология, базирующаяся на прогрессивных методах подготовки первичной картографической информации и на современном математическом аппарате, которая позволяет получать результат с априорно заданной точностью. На практических примерах обработки полевых гравиметрических данных в различных геоморфологических условиях показаны ошибки устаревших процедур редуцирования, которые многократно превосходят точность полевых данных и соизмеримы с гравитационными эффектами искомых геологических объектов. 

Издание предназначено для геофизиков и геологов производственных и научно-исследовательских организаций, преподавателей, аспирантов и студентов старших курсов геофизической и геологической специальностей.

Построены оптимальные методы приближения потенциальных полей. Построены оптимальные численные методы решения прямых задач гравиразведки. Исследованы итерационные методы решения обратных задач гравиметрии в линейной и нелинейной постановках. Исследованы приближенные методы продолжения потенциальных полей. Построены оптимальные методы вычисления трансформаций потенциальных полей.

Приводится систематизированное углубленное изложение математических и вычислительных аспектов интерпретации гравитационного поля. Основное внимание уделено обратным задачам построения региональных гравитационных моделей. В частности, рассматриваются различные способы параметризации и впервые приводятся границы устойчивости обратных задач гравиметрии, которые дают представление о том, при какой детальности интерпретации соответствующий вычислительный процесс будет устойчивым. По всем рассмотренным задачам проведены вычислительные эксперименты, результаты которых отражены в книге и согласуются с полученными теоретическими оценками.

Для научных работников в области прикладной математики и геофизики, а также аспирантов и студентов старших курсов соответствующих специальностей.

Даны основные понятия о поле силы тяжести и его роли в геодезии, изложены принципиальные основы гравиметрического метода определения поверхности и внешнего гравитационного поля Земли. Рассмотрена также роль гравитационного поля в задачах прикладной геодезии.

Для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлению «Геодезия» для всех специальностей.

В 1960-1980 годы благодаря работам Б.А. Андреева, В.М. Березкина, К.Е. Веселова, А.К. Маловичко, Е.А. Мудрецовой, Л.Д. Немцова, З.М. Слепака и многих других сформировалось направление гравиразведки, получившее название «высокоточная» или «детальная» гравиразведка. Если ранее возможности гравиметрического метода ограничивались тектоническим районированием территорий, картированием крупных структур и соляных куполов, созданием геофизической основы при геологическом картировании, то детальная гравиразведка стала претендовать на решение принципиально новых геологических задач, связанных с выделением и интерпретацией малоинтенсивных аномалий.

Рассмотрены теория геофизических полей, их основные свойства, виды потенциалов притяжения и магнитных. Приведены интегральные теоремы и уравнения теории потенциала (формулы Остроградского-Гаусса, Грина, Пуассона, Лапласа). Описаны свойства гармонической и сферической функций, решения фундаментальных задач теории (Дирихле, Неймана), ряды, полученные при разложении гравитационных и магнитных потенциалов по сферическим функциям. Показано применение этих рядов при определении фигуры Земли, нормальных значений силы тяжести, изучении магнитного поля.

Для студентов вузов, обучающихся по специальности «Геофизические методы поисков и разведки»

Для многих наук о Земле (геологии, геофизики, геодезии, горной механики и др.) общепризнана актуальность проблем «Геодинамика» и «Современные движения земной коры». Важная роль в решении указанных проблем принадлежит геодезии. Как отмечал известный ученый-геолог В. Е. Хаин [1], «…геодезические методы являются основными при изучении современных тектонических движений и деформаций». Л. П. Пеллинен [2] основной научной задачей геодезии назвал «… определение фигуры и внешнего гравитационного поля Земли и их изменений во времени». Методами геодезии и гравиметрии [3] изучаются изменения во времени параметров гравитационного поля и фигуры Земли, ее поверхности, а при изучении глубинных геодинамических процессов большое значение имеет не только геодезическая гравиметрия, но и прикладная, в том числе, разведочная. <...>