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Geofísica y Prospección Geofísica GRAVIMETRIA CONCEPTOS BÁSICOS

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  • Geofsica y Prospeccin Geofsica

    GRAVIMETRIA

    CONCEPTOS BSICOS

  • Geofsica aplicada - GRAVIMETRIA

    INDICE

    Introduccin. Historia. Datos bsicos.

    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

  • METODOS GRAVIMTRICOS ALGO DE HISTORIA

    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.

  • Mtodos gravimtricos 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.

  • METODOS GRAVIMTRICOS CONCEPTOS BSICOS

  • METODOS GRAVIMTRICOS CONCEPTOS BSICOS

  • METODOS GRAVIMTRICOS CONCEPTOS BSICOS

    DIAPIRO 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.

  • METODOS GRAVIMTRICOS CONCEPTOS BSICOS

    Isostasia

  • METODOS GRAVIMTRICOS 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.

  • METODOS GRAVIMTRICOS MICROGRAVIMETRA

    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.

  • METODOS GRAVIMTRICOS ANOMALA VERSUS PROFUNDIDAD

  • METODOS GRAVIMTRICOS APLICACIONES

    Aplicaciones 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

  • METODOS GRAVIMTRICOS DATOS GENERALES

    Valor de K 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

    ' :Newton deLey

    R

    MMKF

  • METODOS GRAVIMTRICOS UNIDADES

    UNIDADES

    De gravedad: Gal = 1 cm/s2

    1 m/s2 = 100 gal

    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

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

  • METODOS GRAVIMTRICOS CAMPO GRAVITATORIO TERRESTRE

    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

  • METODOS GRAVIMTRICOS 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.

    Geoide

    Superficie terica de los mares en equilibrio a travs de supuestos

    canales en toda la tierra, teniendo en cuenta los valores reales de g.

  • METODOS GRAVIMTRICOS 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

  • METODOS GRAVIMTRICOS ESFEROIDE Y GEOIDE

  • METODOS GRAVIMTRICOS ESFEROIDE Y GEOIDE

  • METODOS GRAVIMTRICOS g EN FUNCIN DE LA LATITUD

    .

  • METODOS GRAVIMTRICOS g EN FUNCIN DE LA LATITUD

    g en el esferoide, en funcin de la latitud, f

    Frmula de 1930: g0 = 978,049(1+0,0052884 sen

    2 f 0,0000059 sen4 2f) cm/s2

    Actualmente: g0 = 978,031846(1+0,005278895 sen

    2 f 0,000023462 sen4 2f) cm/s2

    O esta otra

    g0 = 978,0318 (1+0,0053024 sen2 f 0,0000059 sen4 2f) cm/s2

    f = latitud en grados decimales

  • METODOS GRAVIMTRICOS 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 + sen

    2 - 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 ))

  • METODOS GRAVIMTRICOS MEDICIONES

    Mediciones de la gravedad

    Absoluta:

    Pndulo

    Cada libre

    Balanza de torsin

    Superconductor

    Relativa:

    Gravmetro (estable o inestable)

    Derivada de la gravedad:

    Balanza de torsin

  • METODOS GRAVIMTRICOS APARATOS DE MEDIDA

    Pndulo

    T = 2 p [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

    24

    T

    lg

  • METODOS GRAVIMTRICOS APARATOS DE MEDIDA Gravmetro absoluto por caida libre A-10

    Cada libre La 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.

  • METODOS GRAVIMTRICOS APARATOS DE MEDIDA Gravmetro absoluto FG-5

  • METODOS GRAVIMTRICOS APARATOS DE MEDIDA Gravmetro absoluto FG-5

  • METODOS GRAVIMTRICOS APARATOS DE MEDIDA Gravmetro absoluto por caida libre A-10

    Reloj de Rubidio, laser de He-Ne.

    Determinacin absoluta del valor de la aceleracin de la gravedad.

    Establecimiento Red de Primer Orden.

    Establecimiento de densificacin bases de calibracin.

    Intercomparaciones Internacionales de gravmetros absolutos.

    Determinacin de las variaciones temporales de la gravedad.

  • GRAVMETRO A 10

  • METODOS GRAVIMTRICOS APARATOS DE MEDIDA Gravmetro absoluto FG5-L

  • METODOS GRAVIMTRICOS APARATOS DE MEDIDA Gravmetro absoluto FG-5

  • METODOS GRAVIMTRICOS APARATOS DE MEDIDA HISTORICOS

    Balanzas

    Balanza de Etvs: dos pesas iguales situadas a alturas diferentes, unidas por un tubo de aluminio suspendido de un hilo

    de 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

  • METODOS GRAVIMTRICOS APARATOS DE MEDIDA

  • METODOS GRAVIMTRICOS APARATOS DE MEDIDA

    Aparatos de medida

    Gravmetros 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 micra

    Ejemplos de gravmetros estables:

    Gravmetro GULF.

    Gravmetro de HARTLEY.

  • METODOS GRAVIMTRICOS APARATOS DE MEDIDA

    Aparatos de medida

    Gravmetros inestables

    La 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 Y derivados o similares a estos

  • METODOS GRAVIMTRICOS APARATOS DE MEDIDA

    Caractersticas generales

    Precisin necesaria del orden de 0,01 mgal. Los equipos modernos llegan a escalas de lectura de 0,001 mgal e inferiores. Pero los errores 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.

  • METODOS GRAVIMTRICOS CAMPAA

    Tomas de datos. Planteamiento de la campaa

    Puntos a considerar: Red de bases. Iteraciones. (a, ab, abc, abcd, bcde, cdef, defg,

    efgh, etc)

    Correccin de la deriva instrumental y de mareas. Retorno al punto base (cada hora, por ejemplo).

    Calibracin del gravmetro (laboratorio). Topografa (cotas puntos de medida. Tolerancia vertical, 4 cm.). Cartografa disponible (reducciones, latitud). Tolerancias admisibles. Sensibilidad del aparato. Densidad de los terrenos. Y, como siempre y fundamental, conocimientos geolgicos

    previos disponibles, concretados en un modelo a confirmar o modificar.

  • METODOS GRAVIMTRICOS CAMPAA

    Tomas de datos propiamente dicha Verificacin de las condiciones de independencia de la

    medida respecto a los factores ambientales; presin atmosfrica, temperatura, shocks, campo magntico, etc.

    Resolver el comportamiento de la deriva del gravmetro.

    Calibracin de los mecanismos de medida del tiempo y longitud en los gravmetros absolutos.

    Calibracin de los gravmetros de muelle dentro del rango de los valores de la gravedad que van a ser observados.

    Comparacin de las medidas de diferentes instrumentos mediante mediciones paralelas de la gravedad.

  • METODOS GRAVIMTRICOS CORRECCIONES

    Correcciones a las medidas de campo Se trata de llevar al geoide las medidas obtenidas en el campo, para tener una superficie de referencia y determinar las anomalas

    Las 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.)-

  • METODOS GRAVIMTRICOS Ejemplo de iteraciones

  • METODOS GRAVIMTRICOS CORRECCIN POR LATITUD

    Latitud f (variacin de la fuerza centrfuga):

    CL = 0,811sen 2f mgal/km

    Se puede sustituir por la aplicacin a cada punto

    del valor de g0 obtenido por frmula de g en funcin de f.

    En general no es necesaria esta correccin en prospeccin

    minera.

    En el tratamiento de los datos puede venir incluida esta

    correccin-

  • METODOS GRAVIMTRICOS CORRECCIN DE AIRE LIBRE

    Aire libre o de Fayre

    Corresponde solamente al efecto altura.

  • METODOS GRAVIMTRICOS CORRECCIN DE AIRE LIBRE

    Aire libre o de Fayre.

    Corresponde solamente al efecto altura: 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 que

    sumarla a la medida obtenida en el gravmetro

  • METODOS GRAVIMTRICOS CORRECCIN DE AIRE LIBRE

    Aire libre o de Fayre.

    Desarrollo de la anterior frmula. Otro valor de g

    Dgalt = 2 f Mtierra/(rtierra)3 h = h 0,3083 mgal/m

    donde

    f = constante de gravitacin = 6,67 10-8 cm3g-1s-2,

    Mtierra = 5,977 1027g (6,14. 1027 gramos)

    rtierra = 6367,5 km

    h = altura sndm

  • METODOS GRAVIMTRICOS CORRECIN DE BOUGUER

    Correcciones a las medidas de campo

    Bouguer. Corresponde al efecto de una masa de altura uniforme, h, y una densidad d.

    Se considera una densidad uniforme, salvo en mediciones especiales, o

    con variaciones sustanciales de densidad.

  • METODOS GRAVIMTRICOS CORRECIN DE BOUGUER

    Bouguer

    Densidad uniforme Masa de altura uniforme, h, y una densidad uniforme d

    CB = 2 p. K. dh mgal/m

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

    CB = 0,1119 h mgal 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.

  • METODOS GRAVIMTRICOS CORRECIN DE BOUGUER

  • METODOS GRAVIMTRICOS CORRECIN DE BOUGUER

    Bouguer.

    Varias densidades

    CB = 0,04191 (d1 a1 + d2 a2 + d3 a3 +... +... + di ai)

    Donde:

    d1 a di = densidades de los estratos 1 a i.

    a1 a ai = alturas (potencias) de los estratos 1 a i.

  • METODOS GRAVIMTRICOS DETERMINACIN DE LA DENSIDAD

    Densidad. Determinacin por Nettleton

  • 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.

  • METODOS GRAVIMTRICOS DETERMINACIN DE LA DENSIDAD

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

    d = d0 + [S(CgB0i -CgB) (ai - a)] /[2 p f (S(ai - a)2)] ,

    Donde: d = densidad buscada.

    d0 = densidad estimada para el rea en consideracin.

    f = constante de gravitacin = 6,6710-8 cm3g-1s-2 S = 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.

  • METODOS GRAVIMTRICOS CORRECCIONES

    Correcciones a las medidas de campo

    Se 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 mgal

    Para una densidad uniforme de 2,67

    Es 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 = 102 mgal.

  • METODOS GRAVIMTRICOS CORRECCIONES

    Topogrfica. CT

    Programas 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

  • METODOS GRAVIMTRICOS CORRECCIONES

    Mareas. VD Poco importante, del orden de hasta 2,4 mm/s2, no suele considerarse.

    Se parte de tablas o de un gravmetro estacionario tarado.

    Deriva instrumental. VI Referencia 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.

  • METODOS GRAVIMTRICOS ANOMALIAS

    Anomala de Bouguer Trabajamos con anomalas, en este caso la anomala de Bouguer.

    Es la diferencia entre la gravedad medida reducida al geoide y la que

    tericamente corresponde al punto de medicin:

    Anomala de Bouguer: Dg

    Dg = gmedida + CF CB + CT + VD + Dl g0

    El mapa de Bouguer es la representacin de los puntos con igual Dg

    Puede ser en forma de curvas de nivel (isolneas) o en secciones.

    La separacin entre curvas depende de la escala, sensibilidad del aparato, tolerancias de las mediciones, etc.

    Estas caractersticas deben estar definidas en el programa de la campaa.

  • METODOS GRAVIMTRICOS MAPA DE ANOMALIAS

    Mapa de Anomalas de Bouguer

    Anomala de Bouguer = Anomala regional + Anomala residual

    La 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 uniforme

    Basamento 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.

  • METODOS GRAVIMTRICOS ANOMALIA RESIDUAL

    Clculo de la anomala residual

    Mtodos

    1.- Grficos:

    Suavizacin de curvas isoanmalas. Sencillo, rpido.

    Suavizacin de perfiles. Similar al de las curvas.

    Dan una idea rpida. Inconveniente: posible subjetividad

    2.- Analticos

    Medias aritmticas.

    Mnimos cuadrados: Ajuste de la AR a una recta:

    AR = Mx + Ny + C

    Mtodo de Griffin.

    Mtodo de Saxov y Nygaard

    Mtodo de las segundas derivadas: d2g/dz2

    En cualquier caso: aplicacin de programas informticos.

  • METODOS GRAVIMTRICOS MAPA DE ANOMALIAS

    Anomala de Bouguer

  • METODOS GRAVIMTRICOS MAPA DE ANOMALIAS

    Mapa de Anomalas de Bouguer (secciones)

  • METODOS GRAVIMTRICOS ANOMALIA RESIDUAL

    Clculo de la anomala residual

    Medias aritmticas:

    Se divide el campo en cuadrados que contengan varios

    puntos de registro y se atribuye al centro del cuadrado,

    como valor residual la media aritmtica de las medidas

    tomadas.

  • METODOS GRAVIMTRICOS ANOMALIA RESIDUAL

    Clculo de la anomala residual Mnimos cuadrados:

    Ajusta la anomala residual a una recta, segn la frmula:

    AR = Mx + Ny + C

    Los coeficientes M, N y C se calculan para que la diferencia (anomala

    residual) entre los datos (anomala de Bouguer) y la recta (anomala

    regional) sea mnima.

  • METODOS GRAVIMTRICOS ANOMALIA RESIDUAL

    Clculo de la anomala residual Griffin:

    Integral a lo largo de una circunferencia de radio arbitrario de todos los valores de la gravedad.

    En realidad media aritmtica de un nmero finito de datos, (polgono en lugar de circunferencia) que es la regional en el centro del crculo.

    Depende del radio. Vlido en simetra circular.

  • METODOS GRAVIMTRICOS ANOMALIA RESIDUAL

    Clculo de la anomala residual

    Mtodo de Saxov y Nygaard

    Similar al Griffin, pero con dos crculos concntricos

    En la prctica los crculos se sustituyen por polgonos, con vrtices en los crculos. Se aplica la frmula:

    La anomala se considera como que corresponde al centro de los

    crculos

    2222111211

    12

    111rgrgrg

    nrgrgrg

    nrrA mnR

  • METODOS GRAVIMTRICOS ANOMALIA RESIDUAL

    Clculo de la anomala residual Segundas derivadas

    Resalta los cambios bruscos de la gravedad.

    Elimina efectos de capas profundas: decrecen con las potencias de la profundidad

    Necesita de mediciones suficientes y precisas: atencin a las correcciones topogrficas

    Todo un estudio matemtico, aplicable tambin al mtodo magntico (hay bibliografa).

    Dos mtodos clsicos: Rosenbach y Elkins.

  • METODOS GRAVIMTRICOS MAPA DE ANOMALIAS

    Resultado de la investigacin (antes de la interpretacin):

    Mapa de Anomalas de Bouguer (isolneas)

  • METODOS GRAVIMTRICOS INTERPRETACIN

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

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

    Importante:

    Apurar el conocimiento geolgico previo Apurar el filtrado de los datos: anomalas residuales, hiptesis diversas sobre el yacimiento, etc.

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

  • METODOS GRAVIMTRICOS INTERPRETACIN

    Interpretacin 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.

  • METODOS GRAVIMTRICOS CONTINUACION DEL CAMPO

    Continuacin del campo gravimtrico

    Trata de trasladar los valores observados, trasladando

    por clculo, los valores obtenidos:

    1.- En profundidad: por ejemplo, a la cota donde se

    estima que se encuentra la masa anmala. Se resalta la

    anomala residual.

    2.- Hacia arriba: por ejemplo, a una altura significativa se

    atenuara la anomala residual, pero se filtran pequeas

    variaciones muy locales de la gravedad.

  • GRAVIMETRO

    LACOSTE-ROSBERG

  • GRAVIMETRO SUPERCONDUCTOR

    Sensibilidad: Hasta 1 nanogal, es decir 10-12

    partes de la gravedad en la superficie terrestre. Escala de registros en 0,1 gal.

    Afectada por las variaciones de presin atmosfrica.

    nica parte mvil: esfera de niobio, de 2,5 cm. , levitando en un campo magntico, creado por espiras superconductoras a una temperatura de 4,2 K.

    Las variaciones de g obligan a una variacin del campo magntico, lineal en relacin con la corriente que lo crea, que puede medirse y dar el valor de la variacin de g.

    Aplicacin en sismografa de alta resolucin: movimientos del magma, vulcanologa terremotos silenciosos, tectnica de placas, etc.

  • GRAVIMETRO SUPERCONDUCTOR

  • METODOS GRAVIMTRICOS MAPA DE ANOMALIAS

  • MTODO

    GEOFSICO

    Propiedad

    fsica

    dependiente

    Exploracin de

    hidrocarburos

    (carbn, gas,

    petr leo)

    Estudios

    geolgicos

    regionales

    (> 100Km2)

    Desarro llo y

    exploracin

    de

    depsitos

    minerales

    Geotecnia e

    ingeniera

    Hidro-

    geologa

    Deteccin

    de

    cavidades

    Lixiviados y

    penachos de

    contaminacin

    Localizacin

    de objetos

    metlicos

    Gravimetra Densidad

    MagnetometraSusceptibilidad

    magntica

    Ssmica de

    refraccin

    M odelo

    elstico,

    densidad

    Ssmica de

    reflexin

    M odelo

    elstico,

    densidad

    Elctricos (SEV,

    Tomografas

    geoelctricas)Resistividad

    elctrica

    Potencial

    espontneoDiferencias de

    potencial

    Polarizacin

    inducida

    Resistividad y

    capacidad

    elctrica

    Electromagne-

    tismo Conductividad

    EM-VLF Conductividad

    EM-GeoradarPermitividad y

    conductividad

    Magneto-

    telricoResistividad

    elctrica

    Mtodo ms adecuado

    Mtodo secundario y complemetario

    Inservible

    Mtodo que puede ser utilizado aunque no es muy recomendado

    APLICACIONES GEOFSICAS

  • METODOS GRAVIMTRICOS CONCEPTOS BSICOS

    Aplicaciones de la gravimetra. Campo gravitatorio terrestre. Geoide. Esferoide. Aparatos de medida. Gravmetros. Planteamiento de una campaa gravimtrica. Toma de datos. Correcciones: aire libre, Bouguer, topogrfica, deriva instrumental,

    mareas, isosttica.

    Reduccin de la gravedad al geoide. Anomalas. Anomala de Bouguer. Regional. Residual.

    Interpretacin de las anomalas. Continuacin del campo. Microgravimetra Ventajas e inconvenientes del mtodo gravimtrico.