Clase 1- Gravimetria

METODO GRAVIMETRICO

UNIVERSIDAD NACIONAL DE CORDOBAUNIVERSIDAD NACIONAL DE CORDOBA

Dr.Victor A. Rinaldi

Universidad Nacional de Cordoba, CONICET, Argentina

MATERIAL BIBLIOGRAFICOUTILIZADO EN LA PRESENTACIN

Cursos de Geofsica de la Universidad Politecnica de Catalua (ESP) Curso de Geofsica aplicada del Swiss Federal Institute of Technology of

Zurich (Suiza) Curso de Introduccin a la Geofsica Aplicada de la Universidad de

Wisconsin (USA). Textos y Bibiografa Oficiales de la Ctedra Material aportado por el Docente

Geofsica De Prospeccin Aplicada (UNC)

INDICE Introduccin. Gravedad. Geoide. Esferoide. Aparatos de medida. Gravmetros. Toma de datos. Reduccin de la gravedad al geoide. Anomalas. Anomala de Bouguer.

Regional. Residual. Interpretacin de las anomalas. Conclusiones


FUERZA GRAVITACIONAL


EVOLUCION HISTORICA Primera medicin de la gravedad por Galileo. Valores entre 5 y 6

m/s2 1797. Cavendish determina el valor de K con una balanza de

torsin: 6,754.10-11 Nm2/kg2. 1888. Primera balanza de torsin de Etvs para prospeccin. 1917. Utilizacin de esta balanza para prospeccin geolgica. 1918. Utilizacin del gravmetro. 1919. Determinacin de un domo salino en Hungra. Aos veinte: generalizacin de ambos equipos, ms el pndulo en

prospeccin del petrleo. Aos treinta: generalizacin del gravmetro, junto con el pndulo Actualmente, en prospeccin:

Gravmetro, con equipos cada vez ms ligeros, fiables y fciles de manejar.

Tratamiento informtico de datos. Programas de software ms o menos adaptados y potentes.

Redes gravimtricas, establecidas con gravmetros de alta precisin

Microgravimetra.


CONCEPTOS FUNDAMENTALES El objeto principal de la gravimetra es medir

anomalas en el campo gravitatorio de la Tierra causadas por cambios de densidad entre distintos materiales.

Los datos de campo deben ser corregidos respecto a puntos de referencia de gravedad conocida.

La correcciones sern respecto a la latitud, altura topogrfica, posicin geogrfica, mareas, cercana a grandes masas de roca, basamento. En alta sensibilidad, presin atmosfrica, hidratacin del terreno, etc.

Tres campos de actuacin: Gravimetra clsica. Investigacin geolgica y minera. Microgravimetra. Gravimetra local. Geotecnia. Sismologa. Gravimetra de alta sensibilidad.


CONCEPTOS FUNDAMENTALES

Mtodo Pasivo: se determinan variaciones de un campo existente.

El campo medido proviene de muchas profundidades y no puede ser atribuido directamente a un solo punto.

Las contribuciones de cada profundidad son difcilmente diferenciables.

El campo medido no es el absoluto sino variaciones de un punto a otro.

Las mediciones dependen de la variacin lateral de la densidad de masa.






CONCEPTOS FUNDAMENTALESDIAPIRO SALINO

La densidad de la sal es del orden de 2,15; la de las rocas encajantes, del orden de 2,5. Aunque la diferencia no es muy grande, el diapiro digno de explotacin ha de ser de grandes dimensiones, lo que origina una anomala de la gravedad detectable. Y se ha utilizado.

Otra aplicacin es en la determinacin de cavidades abiertas por disolucin y no accesibles por sonar.

Aplicable en antiguas explotaciones de las que no hay registros. Podra, en casos especiales, servir para ver su evolucin (prevencin hundimientos), mediante la tcnica de microgravimetra.



Isostasia

Discutir teoria de Airy y PrattGeofsica De Prospeccin

Aplicada (UNC)


Isostasia

Discutir teoria de Airy y PrattGeofsica De Prospeccin

Aplicada (UNC)

ANOMALA VERSUS PROFUNDIDAD


ANOMALA VERSUS PROFUNDIDAD


Ejemplo de deteccin de cavidades mediante gravimetra

Los colores azules representan zonas de menor gravedad desvelando la forma y la localizacin de la cavidad.


MICROGRAVIMETRA

Tcnica aplicada al estudio de pequeas variaciones de la gravedad en pequeas distancias.Puede permitir detectar cavidades prximas a la superficie y su posible evolucin. En el grfico siguiente se pueden intuir las limitaciones. Por ejemplo, para una esfera, con diferencia de densidad de 1 g/cc, el lmite est en una relacin de profundidad a dimetro de 2.

Ordenadas amplitud normalizada. Abscisas profundidad/dimetro. Cuerpo: esfera de 10 m de . Contraste de densidades: 1.000 Kg./m3. 1mm/s2 = 10-6 m/s2 = 10-4 cm/s2 = 10-4 gal = 102 mgal.


APLICACIONESAplicaciones generales del mtodo gravimtrico

Deteccin por exceso de masa: sulfuros masivos, diques etc.

Deteccin por falta de masa: carbn, depsito de sal, potasa, cavidades y huecos subterrneos, etc.

Evaluacin de depsitos masivos Cartografa geolgica regional: cuencas, grabens,

etc. Morfologa del basamento, estructuras Estudio de variaciones en aguas subterrneas Subsidencia. Isostasia


LEY DE NEWTON FUERZA GRAVITACIONAL

Valor de G 66,72. 10-9 (M-1 L3 T-2) (6,67 10-8cm3g-1s-2 = 6,67 10-11Nm2/kg2)

Masa de la tierra, 6,14. 1027 gramos Radio de la tierra, 6.370 km. Densidad media, 5,65 Densidad media de la corteza terrestre, 2,67 Densidad rocas superficiales, de 1,8 a 3,5

2

' RMMGF =


UNIDADESDe gravedad:

Gal = 1 cm/s2 (Galileo)1 m/s2 = 100 gal

1 g.u. (gravity unit) = 0.1 mGal

De gradiente de gravedad:1mgal/km = 10-8s-2

1E Etvs) = 10-9s-2

Valores de g:980 cm/s2 = 980 gal = 9,8 m/s2

978 cm/s2 = 9,8 m/s2, en el ecuador 983 cm/s2 = 9,8 m/s2, en los polos


ESFEROIDE Y GEOIDE

Esferoide normal Superficie terica suponiendo una tierra pastosa, formada por capas concntricas homogneas, sometidas a las fuerzas de la gravedad y centrfuga. Es un elipsoide que aproxima el nivel promedio de los mares y con la tierra por encima eliminada.

GeoideSuperficie terica de los mares en equilibrio a travs de supuestos canales en toda la tierra, teniendo en cuenta los valores reales de g. (nivel real de los mares en cada punto de la tierra)


ESFEROIDE


GEOIDE


ESFEROIDE Y GEOIDE

Diferencia geoide y esferoide: La tierra no est formada por capas homogneas Efectos de zonas con ms masa y con menos. Isostasia. No es significativa a nivel de prospeccin gravimtrica


ESFEROIDE Y GEOIDE


GEOIDE


GEOIDE


CAMPO GRAVITATORIO TERRESTRE

Resultado de dos fuerzas: gravedad y centrfuga. La influencia de otros astros (mareas) es mucho menor.Como se ve el vector g medido no pasa necesariamente por el centro de la tierra


CAMPO GRAVITATORIO TERRESTRE


g EN FUNCIN DE LA LATITUD

.


g EN FUNCIN DE LA LATITUD fTodas las formulas siguientes definen el

esferoide de referencia!!.Frmula de 1930:

g0 = 978,049(1+0,0052884 sen2 f 0,0000059 sen4 2f) cm/s2

Actualmente:g0 = 978,031846(1+0,005278895 sen2 f 0,000023462 sen4 2f)

cm/s2

O esta otrag0 = 978,0318 (1+0,0053024 sen2 f 0,0000059 sen4 2f) cm/s2

f = latitud en grados decimalesEl valor de la gravedad obtenida mediante estas relaciones es la que se

observara a nivel de mar en un planeta tierra de forma esferoidal (forma actual) y distribucin de densidad uniforme. La densidad puede variar en profundidad pero no lateralmente,


g EN FUNCIN DE LA LATITUD Frmula de Helmert 1901:

978.030*(1+0.005302 sen2 - 0.000007 sen22 ) Formula de Bowie 1917

978.039*(1+0.005294 sen2 - 0.000007 sen2 2) Formula de Cassinis o Internacional 1930

978.049*(1+0.0052884 sen2 - 0.0000059 sen22 ) Formula de la gravedad normal GRS67

978.0318*(1+0.0053024 sen2 - 0.0000059 sen22 )

- En la forma cerrada de Somigliana (1929): 978.03184558*(1+0.00193166338321* sen2 ) / ((1-0.00669460532856* sen2 )^ (1/2))

Formula de la gravedad normal GRS80

- Con precisin de 0.1 mgal = 1 m s-2: e (1 + sen2 - 1 sen22 ) = 9.780327 (1 + 0.0053024 sen2 -

0.0000058 sen2 2 ) m s-2

- Con precisin de 0.1 gal = 1 n m s-2: 9.7803267715*(1+0.0052790414*sen2 +0.0000232718* ( sen4)+0.0000001262* ( sen6 )+0.0000000007* ( sen8 ))


POTENCIAL GRAVITATORIO


RmGdr

rmGFdU

R1

21 ===

m1

m2=1 r

R

Es el trabajo necesario para mover la masa m2 de valor unitario desde el infinito hasta una distancia R en un campo gravitacional generado por la presencia de m1.

Superficie equipotencial es aquella cuyos puntos poseen el mismo valor de potencial, por lo que no se requiere trabajo en mover una masa por dicha superficie

P

O2r

GmrUg ==

m = masa de la tierra

ANOMALIA GRAVITACIONAL


=R

z dVrzGg 3

dM

gz r

g

==VM

z rdVG

rdMGg coscos 22

dzdydxdV =

En coordenadas Cartesianas

222 )()()( zzyyxxr ++=

DENSIDAD DE LOS GEOMATERIALES


Vm=

Variaciones de densidad lateral resulta en cambios de la constante gravitacional (anomalas) de campo medida

FACTORES QUE AFECTAN LA DENSIDAD


SEDIMENTOS: Composicin mineralgica, porosidad, saturacin.

ROCAS SEDIMENTARIAS: Composicin, Edad, Profundidad (compactacin), Cementacin, Porosidad, Fluido en los poros.

ROCAS IGNEAS: Composicin (espec. Contenido de silicio), Tamao de los Cristales, Fracturacin (relac. Con la porosidad).

ROCAS METAMORFICAS: Composicin (espec. Contenido de silicio), Grado de metamorfismo, Fracturacin (relac. Con la porosidad).

Porosidad y saturacin son las variables ms importantes para la prospeccin superficial

ALGUNAS OBSERVACIONES SOBRE LA DENSIDAD


Los sedimentos no consolidados muestran densidades marcadamente menores a cualquier tipo de rocas.

Las rocas sedimentarias poseen una amplia variacin de densidades.

Os sulfuros elevan notablemente las densidades de las rocas.

Las rocas gneas son en general ms densas que las sedimentarias.

Existe un general un aumento de la densidad con la profundidad de enterramiento de la roca.

TABLA DE DENSIDADES


MEDICION DE g GRAVEDAD ABSOLUTA Y RELATIVASe requieren mediciones (1 mGal)Instrumentos de elevada precisin 0,05 Y 0,01 mGal.


MEDICION DE g GRAVEDAD ABSOLUTA


MEDICIONES DE LA GRAVEDAD

Absoluta: Pndulo Cada libre Balanza de torsin Superconductor

Relativa: Gravmetro (estable o inestable)

Derivada de la gravedad: Balanza de torsin


MEDICION DE gPndulo

T = 2 [Qc/ (m g h)]1/2] , Donde

Qc = momento de inercia del eje de rotacin c m = masa total del pndulo h = distancia desde el centro de gravedad al centro de

rotacin. g = aceleracin de gravedad.

Utilizado inicialmente, fue desplazado en la investigacin en cuanto apareci el gravmetro.

2

24T

lg =


MEDICION DE gCada libre Gravmetro Absoluto A-10La cada libre, determinada por v igual a raz de 2gh, o mejor x = x0 + vt + 1/2gt2., t en millonsimas de segundo

Se deja caer una masa en una cmara de vaco, en una longitud de 7 cm.El A-10, y otros modelos con el mismo principio, usa lser, interfermetro, dispositivo de gran periodo de inercia y un reloj atmico para determinar de forma ajustada la posicin en la cada libre de la masa y su aceleracin debida a la gravedad.La aceleracin se calcula directamente de los datos de la trayectoria.Su precisin de unos 10 mgal.


Gravmetro absoluto FG-5


Gravmetro absoluto FG-5


GRAVMETRO ABSOLUTO FG-5


GRAVMETRO A 10


GRAVIMETRO ABSOLUTO FG5-L


APARATOS DE MEDIDA HISTORICOSBalanzas

Balanza de Etvs: dos pesas iguales situadas a alturas diferentes, unidas por un tubo de aluminio suspendido de un hilode torsin. Si el campo gravitatorio est distorsionado, la resultante tendr componentes horizontales, (gradiente horizontal) que originarn un giro en la balanza.

Balanza de Cavendish: difiere de la de Etvs en la disposicin de las pesas.

Variante de la balanza de torsin estndar Balanza de barra inclinada


APARATOS DE MEDIDA ACTUALES


Gravmetros Estables

APARATOS DE MEDIDAGravmetros estables:

dg = K.dl/m

Con un muelle simple es difcil de alcanzar precisiones: un dg de 1 mgal correspondera a un dl de una micraEjemplos de gravmetros estables: Gravmetro GULF. Gravmetro de HARTLEY.


APARATOS DE MEDIDA ACTUALES


Gravmetros Inestables

APARATOS DE MEDIDAGravmetros inestablesLa deformacin se manifiesta por la salida de un punto de equilibrio, con lo que se amplia

Ejemplos Gravmetro de THYSSEN Gravmetro de La Coste-Romberg Gravmetro de Worden


APARATOS DE MEDIDA


APARATOS DE MEDIDA


APARATOS DE MEDIDACaractersticas generales

Precisin necesaria del orden de 0,01 mgal. Los equipos modernos llegan a escalas de lectura de 0,001 mgal e inferiores. Pero loserrores de medidas repetidas con el mismo aparato y en el mismo sitio, indican diferencias de 0.005 mgal (los ltimos aparatos electrnicos estn entre 0,002 y 0,003 mgal). Los gravmetros de muy alta precisin se ven afectados por diferencias de densidad (presin) atmosfrica, humedad del terreno, etc.

Con deriva instrumental mnima. Estable. Robusto y cmodo de transportar. Fcil manejo. Posibilidad de recogida digital de datos.

1mm/s2 = 10-6 m/s2 = 10-4 cm/s2 = 10-4 gal = 102 mgal.


CORRECCIONES DE gCaractersticas Generales


METODOS GRAVIMTRICOS Ejemplo de iteraciones


CORRECCIONES DE g

Al hacer correcciones a las lecturas, se pretende que cualquier anomala gravimtrica que se obtenga de la exploracin, se deba a cambios de la densidad del subsuelo, por debajo del nivel de referencia.

Todos los datos de gravedad se reducen a la altura de un plano de referencia que puede o no estar al nivel del mar, llamado Plano Datum.


CORRECCIONES DE gSe trata de llevar al geoide las medidas obtenidas en el campo, para tener una superficie de referencia y determinar las anomalasLas correcciones son por: LATITUD. No es estrictamente un llevar al geoide. Correccin por la fuerza centrfuga, mayor en el ecuador (menor gravedad) y cero en el polo, y por la variacin del radio de la tierra, menor en los polos, luego mayor gravedad. ALTURA GEOMTRICA (cota del punto). Aire libre o Fayre. A mayor altura (mayor radio) menos gravedad. MASA ENTRE EL PUNTO Y EL GEOIDE. (Bouguer). Altura no vacia. Correccin en funcin de la altura y de la densidad de los terrenos que ocupan esta altura. TOPOGRAFA CIRCUNDANTE. Los terrenos aumentan el valor medido de la gravedad; la falta de terrenos hacen que el valor medido sea menor del que le correspondera. MAREAS. Efectos de la atraccin lunar y solar. Correccin por comparacin con las medidas en un punto base, junto con las de la deriva del instrumento. Ver tambin Longman, I. M., Journal of Geophysical Resarch, Volume 64, n 12: Formulas for Computing the tidal Acelerations due to the Moon and Sun. Decembre 1959 DERIVA DEL INSTRUMENTO. En mediciones de gran sensibilidad, filtro de aceleraciones ssmicas, presin atmosfrica, hidratacin del terreno (lluvia / sequa, etc.)-


CORRECCIN POR LATITUDLatitud (Esferoide fuerza centrfuga):

CL = 0,811sen 2 (mgal/km) . x

es la latitud de la base o estacin de base conocida y x distancia (direccion de latitud) de la base a la estacin de medicin.

go = 978.049*(1+0.0052884 sen2 - 0.0000059 sen22 )

En general 10 m de variacin en latitud produce una correccion de 0,01 mGal (precision de nuestros equpos).En el tratamiento de los datos puede venir incluida esta correccin.


CORRECCIN DE AIRE LIBRE O DE FAYRE

Corresponde solamente al efecto altura snm.


CORRECCIN DE AIRE LIBREVariacin de g con la altura h:

Donde: G = constante de gravitacin = 6,67 10-8 cm3g-1s-2, Mtierra = 5,977 1027g (6,14. 1027 gramos) rtierra = 6367,5 km h = altura snm


)21()21()()( 22 R

hgRh

RMG

hRMGg o =+=

)2(Rhggg oo =

CORRECCIN DE AIRE LIBRECorresponde solamente al efecto altura respecto al nivel de mar (esferoide): variacin de R y su efecto sobre la gravedad.

CF = -2g/R mgal/m

Para una altura sobre el nivel del esferoide (nivel del mar), h

CF = 0,3086. h

Como al nivel del mar la gravedad es mayor, esta correccin hay quesumarla a la medida obtenida en el gravmetro.

Generalmente se requiere una exactitud en h de 5 cm


CORRECIN DE BOUGUERBouguer. Corrige el efecto de la masa de altura uniforme, h, y una densidad .

Se considera una densidad uniforme y un estrato horizontal infinito. Salvo en mediciones especiales, o con variaciones sustanciales de densidad se requiere modificar este criterio.


CORRECIN DE BOUGUER

Densidad uniformeMasa de altura uniforme, h, y una densidad uniforme

Para una densidad media de la corteza de 2,67:

Este efecto aumenta la gravedad medida, luego hay que restarla del valor obtenido en el gravmetro.La aplicacin del valor de 2,67 es una simplificacin; los terrenos sedimentarios tienen 2,3. Si hay variaciones de densidad en el rea investigada, es necesario considerarlos.Si la densidad a considerar es distinta de 2,67, basta una transformacin a esa densidad. Geofsica De Prospeccin

Aplicada (UNC)

)(2 mGalhGCB =

)(1119,0 mGalhCB =

CORRECIN DE BOUGUER

DISTRIBUCION VERTICAL DE MASAS


)(.......)..........(2 2211 mGalhhGC rrB ++=

METODOS GRAVIMTRICOS DETERMINACIN DE LA DENSIDAD

Hay varios mtodos clsicos para determinar la densidad: Nettleton:

valores corregidos muy prximos en un perfiles simulacin con varias densidades se adopta el que sale segn una recta.

Francs: tres valores en todos los perfiles, se hace una recta en cada perfil, se ve que densidad sale y se considera la media.

JUNG ha transferido el mtodo grfico de NETTLETON a una frmula matemtica.

Por procedimientos informticos (hay varios programas) se pueden hacer clculos ms aproximados de las densidades.


DETERMINACIN DE LA DENSIDADDensidad. Determinacin por Nettleton


DETERMINACIN DE LA DENSIDADJUNG ha transferido el mtodo grfico de NETTLETON a una frmula matemtica:

d = d0 + [ (CgB0i -CgB) (ai - a)] /[2 G ((ai - a)2)] ,Donde:

d = densidad buscada. d0 = densidad estimada para el rea en consideracin. G = constante de gravitacin = 6,6710-8 cm3g-1s-2 = suma de i=1 hasta n. CgB0i = anomala de Bouguer correspondiente a la estacin de observacin i. ai = altura de la estacin de observacin i CgB = promedio aritmtico de las anomalas de Bouguer de todas las

estaciones de observacin del perfil a = promedio aritmtico de las alturas correspondientes a todas las

estaciones de observacin del perfil.


UNIFICACION DE CORRECCIONESSe pueden agrupar las dos correcciones, altura y Bouguer en una:

Altura, CF = 0,3086 h Bouguer, CB = 0,1119 h

Ch = CF CB = 0,1967 h mgalPara una densidad uniforme de 2,67Es decir, del orden de 0,20 mgal por m, 0,002 mgal por cm, 20 nm/s2, por cm.

1mm/s2 = 10-6 m/s2 = 10-4 cm/s2 = 10-4 gal = 102mgal.


CORRECCION TOPOGRAFICA

Topogrfica CT

Las plantillas se superponen a un plano topogrfico. A cada sector se le atribuye una cota media, con la densidad correspondiente (hay tablas). A medida que nos alejamos del punto la influencia de la topografa es menor


CORRECCION TOPOGRAFICA

Topogrfica CTProgramas informticos partiendo de la cartografa digital. (GIS)Plantillas (histrico) .

Las plantillas se superponen a un plano topogrfico. A cada sector se le atribuye una cota media, con la densidad correspondiente (hay tablas). A medida que nos alejamos del punto la influencia de la topografa es menor


CORRECCIONES DIURNASMareas. VDPoco importante, del orden de hasta 2,4 mm/s2, no suele considerarse. Se parte de tablas o de un gravmetro estacionario tarado.Deriva instrumental. VIReferencia a una red de bases, iteraciones y correccin posterior.Gravmetros con menor deriva. Isosttica. Solo se considera si se investigan reas muy grandes. En cualquier caso considerar que se debe trabajar con programas informticos donde estn integradas las tablas, consideradas las iteraciones, etc.


CORRECCIONES DIURNASMAREAS

Marea: Rotacin relativa de la tierra, sol y luna.Geofsica De Prospeccin

Aplicada (UNC)

CORRECCIONES DIURNASDERIVA instrumental

Deriva Instrumental: Cambios ambientales (P, T) y creep del resorte del instrumento


CORRECCIONES DIURNASDERIVA instrumental

Deriva Instrumental: Cambios ambientales (P, T) y creep del resorte del instrumento


CORRECCIONES DIURNASDERIVA instrumental; Correccin

Mtodo grfico.Todos valores observados durante el recorrido de un da, incluyendo las estaciones en donde se ha vuelto a hacer lecturas, se colocan en un grfico g vs t. La curvatura que representa la variacin temporal de las lecturas para una misma estacin, es la curva de deriva, y respecto de ella se hacen las correcciones.Mtodo analtico.Mediante un ajuste numrico, la deriva puede reducirse al mnimo. Para la cual se usa:

DF : Divisin final o de cierre de una serie de medidasDI : Divisin inicial de una serie de medidasHI : Hora de inicio de la serie.HC : Hora de cierre de la serie.H : Hora de lectura en la estacin a la que se Aplica a la correccinD : Divisin de la Estacin que se est corrigiendo.,


( ) DHHHHDDcorregidaDiv I

IC

IF +=.

DISEO DE LA PROSPECCIN


PROSPECCIN


Ubicacin del punto de medicin con precisin menor a 10 m

Precisin en la elevacin de los puntos menor a 1 cm (utilizar dGPS).

Lecturas de gravedad se realizan frecuentemente empleando loops de ida-vuelta a la base.



ASPECTOS GENERALESPara definir la ubicacin, largo y separacin entre los perfiles, as como el espaciado de estaciones dentro de cada uno de ellos, se deben considerar factores, tanto de tipo geolgico, como geofsico y econmico. Mientras mayor sea la densidad de los puntos de observacin, mayor ser la cantidad de la informacin de los rasgos del subsuelo obtenida.No se puede esperar que las observaciones geofsicas suministren informacin acerca de los rasgos cuya profundidad de emplazamiento sea mucho menor que la distancia entre estaciones. S< H profundidad del cuerpo.Es conveniente disponer los perfiles en forma paralela entre s y en direcciones perpendiculares a los ejes de las estructuras geolgicas conocidas o supuestas.La distancia entre perfiles, depender de la longitud de la anomala medible en superficie.Separaciones Tpicas: Estudios regionales km o 10 km; Estructuras, ingeniera, ambiental 10 m a 100 m; Arqueologa < de 10 m.La lectura a lo largo de los perfiles se hacen en ciclos cerrados, para minimizar y corregir el efecto de la deriva instrumental.



INFORMACION REQUERIDA DE CADA ESTACINIdentificacin de la Estacin y del Perfil correspondiente.

Lectura del Gravmetro.

Hora en que se realiz la lectura.

Medicin de la altura desde el suelo a la plataforma del instrumento.

Agregar a los registros observaciones de terreno, que puedan facilitar la rpida ubicacin de la Estacin o dar una idea del tipo de roca presente en los afloramientos.

PERSONAL REQUERIDOUn chofer, que adems sirve como ayudante.

Un operador del gravmetro.

ANOMALIA DE BOUGUER


Anomala de Bouguer nula: Significa que la densidad de las rocas por debajo del nivel del mar, vara con la profundidad exactamente lo mismo en todas partes.

Anomala de Bouguer distinta de cero: Puede indicar un exceso o un dficit local de la densidad por debajo del, nivel del mar, o puede indicar que densidad real por encima del nivel del mar es distinta de la que se ha supuesto al elegir la constante para hacer la correccin de Bouguer.

)(mGalgCCCgg oBFTobsB += m

ANOMALIA DE AIRE LIBRE


Ya que no necesita correccin de Bouguer ni topogrfica. Este tipo de mapa se emplea en prospecciones marinas

)(mGalgCgg oFobsB =

A NIVEL DE MAR LA ANOMALIA DE BOUGUER RESULTA

DETERMINACIN DE LA DENSIDADDensidad. Determinacin por Nettleton. Cuando la anomala de

Bouguer no es afectada por la densidad


ANOMALIA DE BOUGUER


El mapa de Bouguer muestra la suma de todos los efectos debidos a todas las masas presentes tanto en profundidad como en superficie. Es decir, el mapa de Bouguer mostrara la suma de los efectos debido a :

las rocas sedimentarias prximas.al basamento gneo.al magma en el interior de la Tierra.

Los efectos de: las masa anmalas muy profundas, las masas montaosas muy lejanas, no incluido en la correccin topogrfica, estn muy atenuados y producen variaciones amplias en las curvas isoanmalas.

Los efectos de: las estructuras sedimentarias prximas estn muy resaltados, y producen variaciones agudas y fuertes en las curvas isoanmalas.

Resumen: Las variaciones amplias sern debido a contrastes de densidad profundos o lejanos, generalmente en el basamento. Las variaciones rpidas sern debido a contrastes de densidad prximos.

MAPA DE ANOMALIA DE BOUGUER


Anomala de Bouguer = Anomala regional + Anomala residualLa anomala de Bouguer es la suma de los efectos de:

Anomala residual, (variaciones rpidas) debida a:Masas aisladas de densidad diferente

Anomala regional, (variaciones suaves) debida a:Masas con densidad uniformeBasamento lejano. Magma interno. Isostasia.Topografa situada fuera de la correccin topogrfica

Es el resultado preliminar de la investigacin, antes de la interpretacin.Se expresa en mgal o en ug: 1 ug = 0,1 mgal.

MAPA DE ANOMALIA DE BOUGUER


MAPA DE ANOMALIA DE BOUGUERSEPARACION DE LAS COMPONENTES RESIDUAL Y REGIONAL


MAPA DE ANOMALIA DE BOUGUERCALCULO DE LA COMPONENTE RESIDUAL

Mtodos1.- Grficos:

Suavizacin de curvas isoanmalas. Sencillo, rpido.Suavizacin de perfiles. Similar al de las curvas. Dan una idea rpida. Inconveniente: posible subjetividad

2.- AnalticosMedias aritmticas. Mnimos cuadrados: Ajuste de la AR a una recta:

AR = Mx + Ny + CMtodo de Griffin.Mtodo de Saxov y NygaardMtodo de las segundas derivadas: d2g/dz2

En cualquier caso: aplicacin de programas informticos


MAPA DE ANOMALIA DE BOUGUERCALCULO DE LA COMPONENTE RESIDUAL

Mtodo Grficos Suavizacin de curvas isoanmalas.


INTERPRETACION DE LOS MAPAS

1.- Cualitativa: relacin con las estructuras: anticlinal, sinclinal, domos, batolitos, etc.

2.- Cuantitativa: determinacin de volumen, masa y profundidad.Importante:

Conocimiento geolgico previo

Filtrado de los datos: anomalas residuales, hiptesis diversas sobre el yacimiento, etc.

Ajuste de modelos: formas, tamaos, densidades, profundidades, etc., hasta alcanzar el que se ajusta ms a los conocimientos que se tienen del sitio.


INTERPRETACION DE LOS MAPASINTERPRETACIN CUANTITATIVA

Objetivo, determinar profundidad, geometra, masa.

Estructuras geolgicas. Masas mineras. Microgravimetra.Metodologa: Programas informticos: Geosoft, Magixxl, MagixW Simulacin de cuerpos diversos: esferas, cilindros,

capas, semicapas, combinaciones diferentes, masas irregulares.

Diversas hiptesis iniciales. Iteraciones, con mayor o menor grado de aproximacin.

Confirmacin posterior con otros medios.Geofsica De Prospeccin

Aplicada (UNC)

INTERPRETACION DE LOS MAPASCONSIDERACIONES

Considerar una estructura de la anomala 2D o 3D. Si la longitud de la anomalia es mayos a 2 veces su ancho, asumir 2D.

Ambigedad: La misma observacin puede ser ajustada por un numero infinito de estructuras de anomalas.

Clculo Directo: calcular el efecto de la anomala utilizando formulas para profundidades y geometras sencillas (cilindro, esfera, etc.)

Modelo Inverso: Obtener una estructura de anomala que ajuste a las mediciones con restricciones.


ANOMALIA GRAVITACIONALCALCULO DIRECTO


=R

z dVrzGg 3

dM

gz r

g

==VM

z rdVG

rdMGg coscos 22

dzdydxdV =

En coordenadas Cartesianas

222 )()()( zayaxr ++=

ANOMALIA GRAVITACIONALForma Irregular


ANOMALIA GRAVITACIONALForma Irregular


INTERPRETACION DE LOS MAPASCLCULO DIRECTO


maxgg

Amax/2

z

-3 -2 -1 1 2 3

x1/2

Amax

INTERPRETACION DE LOS MAPASOtras Geometras


INTERPRETACION DE LOS MAPASOtras Geometras


INTERPRETACION DE LOS MAPASINTERPRETACIN INDIRECTA

1) Construccin de un modelo fsico-geolgico2) Clculo de la curva anmala de respuesta3) Comparacin de la curva terica y medida4) Ajuste del modelo para mejorar las concordancia con la medicin


INTERPRETACION DE LOS MAPASINTERPRETACIN INDIRECTA


INTERPRETACION DE LOS MAPASSOLUCIN PARA UNA COLUMNA 2D


maxgg

Amax/2

z

-3 -2 -1 1 2 3

x1/2

Amax

r1

r2

P

=

1

2ln2rrbGgz

b

INTERPRETACION DE LOS MAPASSOLUCIN PARA UNA INCLUSION COMPUESTA POR

COLUMNAS 2D


P

=

1

2ln2rrbGgz

i=0 i=1 i=n

=

i i

iiiz r

rbGg)()(ln2

1

2


COLUMNAS 2D



COLUMNAS 2D


INTERPRETACION DE LOS MAPASMULTIPLICIDAD DE LA SOLUCIN


INTERPRETACION DE LOS MAPASMULTIPLICIDAD DE LA SOLUCIN


INTERPRETACION DE LOS MAPASINVERSION AUTOMATICA

Esta solucin se justifica con el uso de modelos fsicos 3D 1. Se propone un modelo fsico inicial2. Se calcula la influencia gravitacional de la anomala en superficie.3. Se evala una funcin error:

4. Siendo n el numero de datos (estaciones de registros)


( )=

=n

icalcobs iiggF

1

CONCLUSIONESVentajas

1. Es el nico mtodo que permite describir variaciones de densidades de los materiales.

2. No se requiere una fuerza energizante externa.

3. Utilizable en ambientes urbanos.


CONCLUSIONESDesventajas

1. Mtodo caro

2. Adquisicin de datos y mediciones resulta relativamente compleja.

3. Procesamiento de los datos es tambin complejo.

4. Resolucion espacial muy limitada

5. Muy sensible a admitir numerosas soluciones.


Clase 1- Gravimetria

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