Исследования земной гравитации и магнитных полей являются одними из старейших методов определения природы и процессов на Земле.
Несмотря на разработку все большего числа дополнительных методов исследования, некоторые из которых имеют лучшее подземное разрешение, гравитационные и магнитные методы по-прежнему играют важную, зачастую решающую роль в широком спектре наземных исследований.
В отличие от нескольких доступных текстов по конкретным темам, касающимся гравитации и магнетики, эта книга представляет собой общий современный источник информации о принципах, практике и применении гравитационных и магнитных методов исследования Земли.
Хотя эти аспекты гравитационных и магнитных методов хорошо обоснованы широко описанными и принятыми принципами, они постоянно совершенствуются на практике и получают более широкое понимание.
Постоянные улучшения являются результатом усовершенствованной технологии получения, обработки и интерпретации данных, ставшей возможной в значительной степени благодаря увеличению вычислительной мощности и новым технологиям.
Особое внимание в гравитационно-магнитной разведке уделяется картографированию высокочувствительных аномалий на оконечностях спектров как коротких, так и длинных волн, повышению вертикального и горизонтального разрешения отдельных источников аномалий и изучению временных изменений в гравитационном и магнитном полях Земли, позволяющих получить новые представления о земных процессах.
Ученые надеются, что эта книга, задающая ориентир в наших современных знаниях о гравитационных и магнитных исследованиях, будет способствовать дальнейшему развитию этих методов и применений.
В данной книге описаны теория и практика гравитационных и магнитных методов, применяемых при изучении недр.
В книге рассматриваются методы от планирования и организации съемок до анализа и интерпретации наблюдений с помощью цифровых вычислений, включающих как физические, так и геологические принципы.
История вопроса в дополнительных главах, с которыми можно ознакомиться на соответствующем веб-сайте, иллюстрирует преимущества и ограничения этих методов в различных областях применения, включая приповерхностное проектирование и археологические исследования, изучение минеральных и энергетических ресурсов и изучение земной коры и подкоры.
В заключительной главе этой книги приводится краткая информация об этих приложениях.
Это представление гравитационных и магнитных методов существенно отличается от существующих книг.
Например, в нем учитывается быстро растущая доступность результатов измерений подповерхностных, наземных, морских, воздушных и спутниковых измерений, проводимых в эпоху картографии в огромных объемах в современном информационном веке.
Кроме того, разрабатываются стратегии совместного использования этих месторождений аномалий для решения задач недропользования.
В нем также описываются новейшие стандарты и методы приведения гравитационных и магнитных данных в полезную форму, а также современные приборы для наблюдения как абсолютного, так и относительного суммарного поля и векторных компонентов.
В книге подчеркиваются практические процедуры и применения, а также физические свойства и геологические принципы, ограничивающие анализ недр под действием гравитационных и магнитных полей.
В ней описаны все основные современные темы гравитационных и магнитных методов, которые могут представлять общий интерес.
Подчеркиваются более общие описательные материалы и процедуры и дается ссылка на альтернативные процедуры или подходы.
Тем не менее, многочисленные вычислительные и интерпретационные процедуры, описанные в геофизической литературе, которые могут иметь более ограниченное применение, не включены из-за нехватки места.
Там, где это возможно, дается краткое описание примеров этих методов и приводится соответствующая литература, которая поможет заинтересованным читателям получить дополнительную информацию.
Вычисления уравнений ограничиваются уравнениями, представляющими общий интерес, и детали многих процедур не включены в описания.
Поэтому читателю настоящего текста необходимо будет широко использовать многочисленные ссылки, приводимые для более подробного и всеобъемлющего рассмотрения специализированных тем.
Книга может служить университетским курсам по исследованию и общей геофизике Земли, гравитационной разведке и магнитной разведке на продвинутом уровне бакалавриата и начинающего аспиранта.
Он использует математику до базовых дифференциальных уравнений и включает их, но разрабатывает методы простых цифровых массивных операций с минимальным использованием скрытых и сложных обозначений из интегрального и дифференциального вычислений.
Таким образом, эта книга гораздо более ориентирована на вычисления, чем большинство предыдущих работ, поскольку читатель может легко внедрить и изучить аналитические результаты с помощью электронных вычислений.
В книге используются единообразные аббревиатуры и термины.
Книга является не только учебником, но и справочником для практиков, то есть для профессиональных геофизиков, геологов, инженеров и других ученых, имеющих ограниченный опыт применения гравитационных и магнитных методов для решения проблем недр.
Особенно полезными в этом отношении являются дополнительные материалы по истории болезни, которые содержат обширные списки литературы.
Объяснение гравитационных и магнитных методов вместе с историей болезни также облегчит усилия руководителей проектов по разработке оптимальных стратегий применения геофизических методов для решения проблем недр.
Таким образом, книга предназначена для широкого круга читателей - от продвинутых студентов и начинающих аспирантов в области наук о Земле и планете и инженерных наук до профессиональных геологов и инженеров в академических, правительственных и промышленных кругах.