Upgraded map of Bouguer anomalies of Lithuania based on GIS techniques

Abstract

The presently used Bouguer anomaly map of Lithuania is based on gravity field mapping of 1958-1961. The constant density 2,30 g/cm³ between the Earth’s surface and reference level (sea level) was employed to calculate Bouguer anomalies. The digital model of the gravity field compiled at the Lithuanian Geological Survey in 1997 also incorporates the same value. The extensive drilling data show, however, that lithology of the upper layers represented by the Quaternary glacial and interglacial deposits overlying the Prequatemary sediments of different composition is highly complex. Accordingly, the density profile also varies drastically across the country, even at the local scale. It significantly reduces the accuracy of the calculated gravity anomalies. The new method based on application of GIS techniques is proposed for more correct evaluation of the reduction densities. The density map was derived from 13,222 borehole data stored at the digital database “Geolis” of Lithuanian Geological Survey. Density map was calculated using Mapinfo software. The lower densities were obtained for most of the Lithuanian territory. The newly obtained values were automatically assigned to the gravity sites and the upgraded Bouguer anomaly map was re-compiled. The general shape of the map is rather similar to that of the old version. However, the difference between the local anomalies of the new and the old models attains 0,5-3 mGal that is rather considerable. The proposed technique can be applied in other regions. Also, the new Bouguer anomaly map allows recalculation of other geoparameters (eg geoid map).

Article in Lithuanian.

Bouguer anomalijų žemėlapio patikslinimas GIS priemonėmis

Santrauka. Gravitacinio lauko variacijas geriausiai atspindi Bouguer anomalijų žemėlapis, kuri sudarant, be kitų parametrų, labai svarbu žinoti tarpinio sluoksnio, t. y. sluoksnio, esančio tarp Žemes paviršiaus ir jūros lygio, tankį. Pagal priimtą metodiką Lietuvos Bouguer anomalijų žemėlapis sudarytas įvedus pastovų 2,30 g/cm³ tankį. Tačiau geologiniai tyrimai rodo, kad viršutiniams sluoksniams būdingas labai ryškus uolienų sudėties ir atitinkamai tankio kitimas, todėl dabar naudojamas gravitacinio lauko žemėlapis nėra visai tikslus. Anomalijų laisvajame ore ir aukšči_u koreliacija rodo, kad vidutinis tarpinio sluoksnio tankis yra gerokai mažesnis (mažesnis nei 2,24 g/cm³). Straipsnyje pateikiama nauja tarpinio sluoksnio tankiu įvertinimo, taikant GIS technologijas, metodika. Pagal iš 13 222 gręžinių gautą informaciją sudarytas detalus tankių žemėlapis. Šie duomenys automatiškai pervesti į gravitacinius stebėjimo taškus, atitinkamai perskaičiuotas Bouguer anomalijų žemėlapis. Masių deficitas, palyginti su ankstesniu tarpinio sluoksnio modeliu, kinta nuo +10 000 kg/m² Šiaures Lietuvos centrinėje dalyje iki –30 000 kg/m² — –50 000 kg/m² didžiojoje Lietuvos dalyje. Atitinkamai gerokai pakoreguotos ir Bouguer anomalijų reikšmes. Skirtumas siekia net 2–3 mGal Baltijos aukštumose, 0,5–1 mGal Žemaitijos aukštumose ir –0,5 mGal Šiaures Lietuvos centrinėje dalyje. Siūloma metodika galima plačiai taikyti ir kituose regionuose tikslinant gravitacinio lauko žemėlapius. Be to, tai leidžia koreguoti ir kitus gravitacinio lauko žemėlapius (pvz., nustatant geoidą).

Raktažodžiai: Bouguer anomalija, gravitacinis laukas, GIS, tarpinio sluoksnio tankis.

First published online: 03 Aug 2012

Keyword : Bouguer anomaly, gravitational field, GIS, density of the interlayer