Subjects

The history of gravity survey, physical principles, densities of rocks, measurement of gravity, potential field theory, gravity attraction of simple geometrical shapes and complex shapes, gravity field of the Earth, theoretical gravity formulas, gravity corrections, gravity anomalies, regional-residual separation, interpretation, examples of gravity surveys.

Last update: Blecha Vratislav, RNDr., CSc. (21.04.2021)

Historie gravimetrického průzkumu, fyzikální principy, hustoty hornin, měření gravitace, teorie potenciálového pole, gravitační účinky těles geometrického tvaru, gravitační pole Země, gravitační anomálie, separace anomálií; interpretace, praktické příklady.

Last update: Blecha Vratislav, RNDr., CSc. (21.04.2021)

LaFehr, T.R., Nabighian, M.N.: Fundamentals of Gravity Exploration, SEG, 2012.

Fairhead, D.J.: Advances in Gravity and Magnetic Processing and Interpretation, EAGE Publications, 2016.

Blakely, R.J.: Potential Theory in Gravity and Magnetic Applications, Cambridge University Press, 1996.

Lowrie, W., Fichtner, A.: Fundamentals of Geophysics, 3rd edition, Cambridge University Press, 2020.

Last update: Blecha Vratislav, RNDr., CSc. (21.04.2021)

Zápočet je udělen za bezchybně vypracované a odevzdané protokoly ze cvičení. Zkouška z předmětu je písemná a ústní.

Last update: Blecha Vratislav, RNDr., CSc. (21.04.2021)

1. Historical introduction (first gravity surveys; historical instruments, references)

2. Fundamental principles (Newton low of gravity; gravity acceleration and centrifugal acceleration; contributions of the Earth's layers to gravity; physical units used in gravity surveys)

3. Measurement of gravity (absolute measurements; relative measurements; precision of field measurements)

4. Theory of gravity field (intensity; potential; principle of superposition; gravity attraction and gradients 3D- mass distributions; gravity attraction and gradients 2D- mass distributions)

5.1 Gravity attraction of simple geometrical shapes (mass point and sphere; horizontal line and cylinder; horizontal rod; vertical rod; vertical cylinder, ring, infinite horizontal slab; rectangular prism; vertical sheet; horizontal sheet; vertical semiinfinite slab)

5.2 Gravity attraction of complex shapes (2D mass distributions homogeneous; 2D mass distributions inhomogeneous; 2.5D a 2.75D mass distributions)

6. Gravity field of the Earth (gravity and spherical Earth; geoid and reference elipsoid; formulas for calculating of theoretical gravity field)

7. Gravity corrections and gravity anomalies (tides; drift; latitude correction, gravity anomaly; free air correction, free air anomaly; Bouguer slab correction, Bouguer anomaly; terrain correction and complete Bouguer anomaly; isostasy, isostatic correction, isostatic anomaly)

8. Densities of rocks (definition of different types of rock densities; laboratory measurements; determination of densities from gravity measurements; densities of rocks and Earth’s layers)

9. Acquisition and processing of gravity data (preliminary modeling, check and ajusting of gravity meter constants, measurements of altitudes of gravity stations, error of measurements)

10. Interpretation of measurements (ambiguity of interpretation; qualitative interpretation; regional - residual separation; transformations; guantitative interpretation; modeling)

11. Practical examples of gravity surveys

Last update: Blecha Vratislav, RNDr., CSc. (21.04.2021)

1. Úvod (první průzkumné gravimetrické práce; historické přístroje pro měření tíže, studijní literatura)

2. Fyzikální základy (Newtonův gravitační zákon; tíže a gravitace; změny tíže způsobené geologickými příčinami; jednotky používané v gravimetrii)

3. Měření tíže (absolutní měření; relativní měření; přesnost terénních měření)

4. Teorie gravitačního pole (intenzita; potenciál; princip superpozice; gravitační účinek a jeho derivace - tělesa 3D; gravitační účinek a jeho derivace - tělesa 2D)

5.1 Gravitační účinky těles jednoduchého geometrického tvaru (hmotný bod a koule; horizontální přímka a kruhový válec; horizontální úsečka; vertikální úsečka a polopřímka; vertikální válec, prstenec, nekonečná deska; pravoúhlý hranol; vertikální deska; pruh horizontální roviny a polorovina; vertikální stupeň)

5.2 Gravitační účinky těles nepravidelného geometrického tvaru (tělesa 2D homogenní; tělesa 2D s proměnnou hustotou; tělesa 2.5D a 2.75D)

6. Tíhové pole Země (tíže a sférická Země; geoid, referenční elipsoid; vzorce pro výpočet normální tíže)

7. Tíhové opravy a tíhové anomálie (slapové účinky; chod gravimetru; oprava na zeměpisnou šířku, tíhová anomálie; oprava na výšku bodu měření, anomálie z volného vzduchu - Fayeova; Bouguerova redukce a Bouguerova anomálie; topokorekce a úplná Bouguerova anomálie; izostatická oprava a izostatické anomálie)

8. Hustoty hornin (druhy hustot určované u hornin; laboratorní měření; určování hustot z tíhových měření; hustoty hornin a hustota vnitřních vrstev Země)

9. Terénní práce a zpracování naměřených dat (předběžné modelování, příprava gravimetru před měřením, volba sítě měření, měření výšek gravimetrických bodů, chyba měření)

10. Interpretace výsledků měření (nejednoznačnost interpretace; kvalitativní interpretace, přehled separačních metod; kvantitativní interpretace; modelování)

11. Přehled a použití gravimetrie (praktické příklady gravimetrického výzkumu a průzkumu)

Last update: Blecha Vratislav, RNDr., CSc. (21.04.2021)