Исследование пространственного распределения естественной силы тяжести широко проводится в связи с разведкой на нефть и газ, а также при изучении рисуры и строения Земли. Гравиметрическая съемка достаточно производительна и недорога, но при условии, что высоты, на которых размещены гравиметрические пункты, определены заранее.
Приборы для гравиметрической съемки относятся к трем основным типам: маятниковые, гравиметры и градиентометры (крутильные весы). Маятники имеют постоянную длину, что позволяет увязывать изменение периода их колебаний с различной величиной силы тяжести. Во многих современных приборах в качестве маятника используется быстро качающийся стержень или катушка, колебания которых сравнивают с колебаниями известной частоты и вычисляют значение силы тяжести с точностью до 10-6 доли гравитационного поля Земли. С помощью гравиметров измеряют непосредственное влияние силы тяжести на грузик, подвешенный к чувствительной пружине. То или иное удлинение пружины обусловлено изменением вертикальной напряженности гравитационного поля. Оптические или электрические методы, используемые для регистрации удлинения пружины, позволяют повысить точность измерения примерно до 10-8 доли гравитационного поля Земли. С помощью крутильных весов измеряют градиент, а не абсолютную величину силы тяжести. Два небольших грузика прикрепляются к концам стержня определенной длины. Стержень, подвешенный на кварцевой нити, начинает крутиться, когда сила тяжести, действующая на каждый грузик, неодинакова.
Геологическая эффективность гравиметрической съемки зависит в первую очередь от правильного введения многочисленных поправок на высоту, широту, рельеф, региональные геологические условия, а также от верной интерпретации гравитационных аномалий, остающихся неопределенными после внесения поправок. Теоретически интерпретация, выполненная только на основе гравиметрических измерений, неоднозначна. Если имеются дополнительные данные, например, о плотности пород, можно судить о наличии таких геологических проявлений, как сбросы, складки и интрузии. В несложных геологических условиях получают довольно точные количественные результаты, например данные о мощности аллювиальных отложений (рис. 6.6).
Рис. 6.6. Схематический поперечный профиль контакта аллювий — коренное ложе, иллюстрирующий влияние принимаемой избыточной плотности на интерпретацию гравиметрических данных.
График в верхнем правом углу показывает соотношение между избыточной плотностью и мощностью горизонтального слоя неограниченного простирания, вызывающего гравитационную аномалию в 1 мгл, что соответствует ускорению в 10-3 см/сек2, или примерно 0,000001 величины ускорения гравитационного поля Земли. 1 — поверхность земли; 2 — положение контакта, соответствующее плотности аллювия в 2,0 г/см3 при избыточной плотности 0,7 г/см3; .3 — положение контакта, соответствующее плотности аллювия в 2,3 г/см3 при избыточной плотности 0,4 г/см3.
Основной практический недостаток гравиметрического метода заключается в том, что с его помощью трудно обнаружить мелкие детали геологического строения. Поэтому этот метод мало используется в детальных гидрогеологических исследованиях и с успехом применяется при картировании крупных погребенных долин.
