PAINOVOIMAMITTAUKSET LÄNSI-LAPISSA VUONNA 1976

Transkriptio

1 Q19/27/76/1 Länsi-Lappi S. Elo Geol~inen tutkimuslaitos Geofysiikan osasto t. PANOVOMAMTTAUKSET LÄNS-LAPSSA VUONNA 1976

2 - 1 - JOHDANTO Rautaruukki Oy ja geologinen tutkimuslaitos solmivat sopimuksen, jonka mukaisesti geologisen tutkimuslaitoksen toimesta suoritettiin painovoimamittauksia Länsi-Lapissa noin 1400 km 2 :n laajuisella alueella ( kuva 1 ) siten että painovoimapisteide~ keskimääräinen etäisyys, mikäli mahdollista, oli noin 1 km. Pääosa kenttätöistä tehtiin maalis- ja huhtikuussa helikopteria kulkuneuvona käyttäen. Mittaustulosten ja näitä täydentävien geodeettisen laitoksen ja Rautaruukki Oy:n havaintojen perusteella laadittiin kaksi mittausalueen kattavaa samaarvokäyräkarttaa, joista toisessa ( Q21.1/27/76/1 ) on esitetty Bouguer-anomalia ennen topografista korjausta ja toisessa ( Q21.1/27/76/2 ) Bouguer-anomalia topografisen korjauksen jälkeen. Karttojen lisäksi geologinen tutkimuslaitos luovuttaa Rautaruukki Oy:lle listan havaintopisteistä. Kuva 1. Kartoitettu alue.

3 - 2 - KENTTÄTYÖT HELKOPTERMTTAUKSET Mittaussuunnitelma perustui Geodeettisen laitoksen usean vuoden kokemuksiin helikopterimittauksista ( P. Lehmuskosken raportit "Painovoimanmittausretki " ja "Painovoiman mittausretki " ynnä henkilökohtaiset keskustelut ) sekä tutkimuslaitoksen omiin kokemuksiin Koitelaisen työmaalla Mittausryhmään 'kuuluivat työnjohtaja Aimo Karhu, havainnoitsija ~~rkku Korppinen ja allekirjoittanut geologisesta tutkimuslai.. toksesta sekä ohjaaja Raimo Kunttu ja mekaanikko Pertti Lehtinen Helikopteripalvelu Oy:stä. Helikopteri oli Helikopteripalvelu Oy:n 1+4 paikkainen Agusta Bell 206A Jet Ranger, tunnus OH-HE. Tämän helikopterin kaasuturbiinin teho on n. 317 hv, tyhjäpaino n. 850 kg, nostokyky n. 500 kg, matkanopeus kellukkeilla varustettuna n. 150 km/t ( ilman kellukkeita n. 190 km/t ), lentoaika matkanopeudella n. 3 tuntia ( mittausaika painovoimamittauksissa 1 km:n pistevälillä n. 4 tuntia) ja pienin laskeutumisalue n m 2 Helikop-. teri oli varustettu kellukkeilla. Helikopteripalvelun huoltoautossa oli radio, jolla saatiin tarvittaessa yhteys helikopteriin tämän ollessa ilmassa km:n säteellä. Käytettävissä oli myös tutkimuslaitoksen farmariauto. Helikopteria säilytettiin ja huollettiin Rautaruukki Oy:n Hannukaisen tukikohdassa, missä retkikunta myös ruokaili. Majoitus oli järjestetty Volmari Vaattovaaran taloon Muonionjoen varteen. Lisäksi helikopterin tankkauspisteitä valittiin sopivasti eri puolilta mittausaluetta mittausten edistymisen mukaan.

4 -3 - Koska helikopteri oli aikaisempina vuosina käytettyjä tehokkaampi päädyttiin koemittauksen jälkeen seuraavaan työnjakoon. Mittauslennoille osallistuivat ohjaaja Raimo Kuntun lisäksi allekirjoittanut,joka vastasi suunnistuksesta, Aimo Karhu, joka vastasi gravimetrauksosta, ja Markku Korppinen, joka vastasi barometrihavainnoista. Helikopterin laskeuduttua mittauspaikalle ja käydessä tyhjää gravimetri ja barometri luettiin samanaikaisesti helikopterin eri puolilla lumijaloilla varustettujen tasausalustojen päällä mahdollisimman tarkasti samalla korkeudella. Gravimetri, joka oli tutkimuslaitoksen Worden Standard Master SN931, luettiin kolmesti, ja kukin kolmesta barometrista kerran. Barometreista kaksi oli lainassa Geodeettiselta laitokselta ja yksi oli tutkimuslaitoksen oma. öuunnistuskarttoina käytettiin 1:20000 topografisia karttoja ja 1:10000 keskeneräisiä peruskarttoja. Mittauksissa kertyi lentoaikaa 64 t 25 min ( koemittaus mukaanlukien ). Uusia painovoimapisteitä tehtiin yhteensä 1169 kpl. Lisäksi virhearviota varten havaintoja toistettiin 15 pisteellä. Mittauksia tuli näin 18.4 per lentotunti. Suurin päiväsaalis oli 118 pistettä, ja parhaalla mittauslenkillä kertyi 22 pistettä per lentotunti ( 68 pistettä yhteensä ). Tulosta on pidettävä tyydyttävänä ottaen huomioon että retkikunta toimi tässä kokoonpanossa ensimmäistä kertaa ja että parina päivänä paikalliset sumualueet pahasti häiritsivät mittausta. Painovoimamittausten runkopisteet sidottiin GSN71-järjestelmään Geodeettisen laitoksen 1 lk:n pisteiden ( Pello) ja ( Muonio ) kautta. AUTOMTTAUKSET Painovoimapisteverkkoa täydennettiin automittauksilla kesäkuussa. Mittausryhmään kuuluivat työnjohtaja Aimo Karhu ja havainnoitsija Markku Korppinen. Mittaukset suoritet~iin tutkimuslaitoksen Worden Standard Master SN931 -gravimetrilla ja kolmella Thommen-baromet-

5 - 4 - rilla. Uusia painovoimapisteitä mitattiin 61 kpl, joista myös tehtiin pisteselostus. TULOSTENKÄSTTELY Havaintopisteiden korkeudet laskettiin barometrihavaintojen perusteella. Lukemille tehtiin lämpötila- ja käyntikorjaukset. Käyntiin sisältyivät ilmanpaineen mmjtokset, ja se oletettiin lineaariseksi ajan suhteen sidontapisteiden välillä, joina käytettiin vaaittuja korkeuskiintopisteitä ja desimetripisteitä. Missä näitä ei ollut riittävästi verrattiin useita barometrikprkeuksia topografiselta kartalta arvioituihin korkeuksiin ja pyrittiin minimoimaan näiden välinen ristiriita. Kullekin painovoimahavainnolle laskettiin käyntikorjaus, leveysastereduktio, yhdistetty ilma- ja Bouguer-reduktio ja topografinen korjaus. Gravimetrin käynti oletettiin lineaariseksi a,jan suhteen sidontapisteiden välillä. Normaalipainovoima laskettiin v kansainvälisellä painovoimakaavalla, josta AG:n v päätöksen mukaisesti vähennettiin mgal. Yhdistetyssä ilmaja Bouguer-reduktiossa ( Bouguer-laatan tiheys 2.67 g/cm 3 ) käytettiin kerrointa ( kun korkeusero metreissä kerrotaan mainitulla kertoimella saadaan reduktio milligaleissa ). Topografinen korjaus laskettiin tutkimuslaitoksen geofysiikan osastolla laaditun, hajapisteiden käsittelyyn sopivan laskuohjelman avulla likipitäen samalla tarkkuudella ja eräissä tilanteissa jopa tarkemmin kuin mihin olisi päästy käsityöllä Hammerin taulukoita ja 1:20000 topografisia karttoja käyttäen. Verrattaessa viimeksimainitulla tavalla saatuja korjauksia ohjelmalla laskettuihin ovat suurimmat erot yleensä olleet pienempiä kuin joko 15% tai 0.2 mgal. Korjaus kattaa kunkin havaintopisteen ympäristön 18.8 km:n säteellä. Helikopterilla mitattujen ja edellä selostetulla tavalla määritettyjen korkeuksien avulla samalle tasolle redukoitujen painovoima-arvojen keskivirhe on 15 tarkistusmittauksen perusteella

6 - 5 - noin 0.35 mgal. Keskivirheen päätekijät ovat korkeudenmäärityksen epätarkkuus, gravimetrin käynnin huomioimatta jääneet äkilliset ja vähittäiset poikkeamat lineaarisesta käynnistä sekä gravimetrin lukemien epätarkkuudet. Geologisen tutkimuslaitoksen omia havaintoja täydentävät geodeettisen laitoksen ja Rautaruukki Oy:n havainnot, joista kartoitetulle alueelle kuuluville laskettiin topografiset korjaukset. Oheisissa liitteissä sama-arvokäyräkarttojen laadinnassa käytetyt tiedot on listattu viitenä eri ryhmänä: (A) geologisen tutkimuslaitoksen havainnot ( 1230 kpl ), (B) geodeettisen laitoksen havainnot joille on laskettu topografinen korjaus ( 69 kpl ), (C) Rautaruukki Oy:n havainnot joille on laskettu topografinen korjaus ( 421 kpl ), (D) geodeettisen laitoksen havainnot joille ei ole laskettu topografista korjausta ( 120 kpl ) ja (E) Rautaruukki Oy:n havainnot joille ei ole laskettu topografista korjausta ( 8 kpl )0 Kussakin ryhmässä pisteet on lajiteltu ensisijaisesti koodiluvun ja toissijaisesti x-koordinaatin mukaan nousevaan järjestykseen. Koodiluvun ensimmäinen numero ilmaisee koordinaattikaistan, kolme seuravaa x-koordinaatin kolme ensimmäistä numeroa ja kaksi viimeistä y-koordinaatin kaksi ensimmäistä numeroa. Seuraava tilasto kattaa ryhmät A, B.ja C Havaintoja 1720 kpl Keskiarvo 242 Keskihajonta 52 Pienin arvo 154 Suurin arvo 718 Korkeus merenpinnasta ( m ) Topografinen korjaus ( mgal ) Bouguer-anomalia topografisen korsen jälkeen ( mgal )

7 - 6 - Sama-arvokäyräkartat laadittiin tutkimuslaitoksen HP3000-tietokonejärjestelmään sijoitetun California Computer Productsyhtiön General Purpose ContouringProgram -ohjelmiston avulla ja piirrettiin Calcomp-rumpupiirturilla. lnterpolointiparametrit, jotka vaikuttavat huomattavasti sama-arvokäyrien kulkuun, on pyritty valitsemaan kartoituksen luonnetta vastaaviksi. LTTEET Painovoimapisteiden listaukset A, B, G, D ja E Painovoimakartat mittakaavassa 1: ( Q21.1/27/76/1 ja 2 ) liitteinä F ja G. Painovoimakartat ovat OU mal ja RO mal kartta-arkistoissa.

8 LTE A GEOLOGSEN TUTKMUSLATOKSEN HAVANNOT koodiluku x-koordinaatti ( km ), peruskoordinaatisto, kaista 2 y~koordinaatti ( km ), " " korkeus merenpinnasta ( m ), N 60 -järjestelmä korkeuden mittaustapa , normaalipainovoima ( mgal ), AG67, edestä 98 pois mitattu painovoima ( mgal ), GSN71, edestä 98 pois, ~,r Bouguer-anomalia ( mgal ), ennen topografista korjausta Bouguer-anomalia ( mgal ), topografisen korjauksen jälkeen Hupmautus: korkeudenmittaustapa 1 = vaaitus 4 = karttakorkeus 5 = barometrimittaus

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

31

32

33

34

35

36

37

38

39

40

41

42

43

44 liite F > GEOLOG NEN TUTKMUSLRTOS GEOFYSKRN OSRS TO , L ~-"---'L--"--"----' ! , 2714, , _---l' ---_--=2_73-=----.1,J 2732, Q21.1/27/76/1 66 U - --'

45 -_._... _ " ~-- -' ~-----'------'-'----'~\\~-'--:'f":= ~ :.. PR 1!'~ 0 VO MRK R~ T T R, H NS T TR L H 1 L. Rfr~ 1T~ '-', 1 BOLJGUER - RN,nMR Ui L... R T 1, TOPOGR RFNE N KORJRUS TEHTY KRY,'~RVRL 7520 r MGAL HAVANTOPSTE T M TTRKRR VR 1 : O-. -,, KM 5 "-", ---r-'-""t - ---,.. KAR T TRPER USTUU GEOLOGSEN GEOOEETT EN TUTKMUSLRTOKS,, " T. EN JR, RRUTRRULKt'\, SEN L. R T0 '''S f\ OY:N HRVR NTO H N.. TTYY RR POR TTT" KRRTTR L!,,' 1 1 ' Q1~!27/76/1, t 7500 r i,.../ ( i _ Gr_'OLO"'"LJ " "\J FN _ T... T'l'TK'-1 M:S' 'u~ '- R ~TTOC, u " -- - K"N ocnhc-o lj _ "FOFYS.ll H ui u,! ' l_ 470. Q21. 1/27 /76/2 480 ~-----_._ ,2714,2723, 2731, 2732~ 27:.. 4:..:....1:... --=~-----~~ 661 J