Основы геофизики.
Вопросы ко второму модулю
Геологический факультет МГУ, кафедра геофизических методов исследования земной коры, тел. 939-57-66.
Автор - проф. Хмелевской Виктор Казимирович (электроразведка), Попов Михаил Геогргиевич (грави- и магниторазведка), Степанов Павел Юрьевич (сейсмика)
Курс читается в 8 семестре для студентов специальности 011300 √ геохимия и для специальности экологическая геология.
Объем курса - 48 часов лекций.
Форма контроля. 3 контрольные работы с собеседованием; курс завершается зачетом.
Аннотация. Цель курса геофизики - дать общие фундаментальные знания о всех геофизических методах исследований, понимание исходных физических законов, лежащих в основе их теории, получить представление об основах Физики Земли, прикладной геофизики и геофизических исследованиях в скважинах; приобрести навыки использования геофизики при изучении геохимических наук на старших курсах. Задачи курса: дать студентам физико-математические и петрофизические основы всех геофизических методов, изложить принципы устройства аппаратуры и приемы выполнения аэрокосмических, полевых, аквальных и подземных работ и геофизических исследований скважин; рассмотреть подходы к решению прямых и обратных задач, качественной и количественной интерпретации геофизических материалов; познакомить с результатами и практическим применением геофизических исследований.
Содержание курса.
1. Введение.
1.1. Геофизика - наука о физических явлениях и процессах на Земле. Место геофизики среди других наук о Земле.
1.2. Физика Земли. Предмет, методы, задачи исследований.
1.3. Геофизические методы исследования, или прикладная (разведочная) геофизика. Предмет, методы исследования, их классификация и связь с математикой, физикой, геофизикой, геологией и геохимией. Петрофизика.
2. Гравитационная разведка.
2.1. Определение и сущность гравитационной разведки. Понятие силы тяжести, потенциала, его производных, уровненной поверхности, геоида, нормальных и аномальных значений, плотностной неоднородности горных пород.
2.2. Методика и техника гравиразведки. Съемка с гравиметрами и вариометрами.
2.3. Принципы аналитических методов решения прямых и обратных задач гравиразведки. Качественная, количественная интерпретация и геологическое истолкование гравитационных аномалий.
2.4. Области применения гравиразведки. Гравитационное поле Земли материков и океанов. Применение гравиразведки для региональных съемок, поисков нефтегазоносных структур, при поисках и разведке различных полезных ископаемых.
3. Магнитная разведка.
3.1. Определение и сущность магнитной разведки. Магнитное поле Земли, его строение, происхождение, вариации. Нормальное и аномальное магнитные поля и связь последнего с магнитными свойствами горных пород. Палеомагнитные свойства.
3.2. Методика и техника магнитных съемок: воздушной, морской и наземной.
3.3. Принципы решения прямых и обратных задач, качественной и количественной интерпретации в магниторазведке.
3.4. Области применения магниторазведки. Общая магнитная съемка Земли м палеомагнитные исследования. Применение магниторазведки для выяснения внутреннего строения Земли, земной коры, при региональных и структурных исследованиях, при геологической съемке. Прямые поиски и разведка железорудных и других месторождений полезных ископаемых.
4. Электрическая разведка.
4.1. Определение, сущность и классификация методов электроразведки. Общие сведения об изучаемых в электроразведке полях (естественных и искусственных, постоянных и переменных, установившихся и неустановившихся) и электромагнитные свойства горных пород и руд.
4.2. Методы электромагнитных зондирований (ЭМЗ): вертикальных (ВЭЗ) и дипольных (ДЗ), магнитотеллурических (МТЗ), частотных (ЧЗ), становлением поля (ЗС).
4.3. Методы электромагнитного профилирования (ЭМП): естественным полем (ЕП), сопротивлений (ЭП), вызванной поляризации (ВП), низкочастотные (НЧМ) и высокочастотные (ВЧМ).
4.4. Геоэлектрохимические методы. Контактный и бесконтактный способы поляризационных кривых (КСПК, БСПК). Метод частичного извлечения металлов (ЧИМ).
5. Сейсмическая разведка.
5.1. Определение и сущность сейсморазведки. Классификация методов сейсморазведки и ее физико-геологические основы.
5.2. Типы сейсмических волн, продольные, поперечные волны. Отражение, преломление, дифракция, рефракция упругих волн. Сейсмические среды, границы и скорости упругих волн.
5.3. Принципы устройства сейсморазведочной аппаратуры. Организация полевых работ по сейсморазведке. Годографы волн. Временные разрезы.
5.4. Метод отраженных волн (МОВ) и метод общей глубинной точки (МОГТ).
5.5. Метод преломленных волн (МПВ) и проходящих волн - вертикальное сейсмическое профилирование (ВСП).
5.6. Применение сейсморазведки в региональной геологии, при изучении осадочного чехла, поисках и разведке нефтегазоносных структур. Особенности рудной и инженерной сейсморазведки.
5.7. Сейсмоэлектрические методы. Пьезоэлектрический метод (ПЭМ) и метод сейсмоэлектрических потенциалов (МСЭП).
6. Ядерная геофизика.
6.1. Общая характеристика методов ядерной геофизики, радиоактивность руд, горных пород, природных вод, почвенного воздуха и атмосферы. Нейтронные и гамма-лучевые свойства пород.
6.2. Аппаратура и методика аэрогаммарадиометрических, аэрогаммаспектрометрических, а также наземных, автомобильных, пешеходных и глубинных гамма-съемок. Эманационная съемка.
6.3. Ядерно-физические методы исследования горных пород и их поэлементного анализа в лабораторных и полевых условиях.
6.4. Нейтронные методы. Гамма-гамма методы. Рентгенорадиометрический метод. Комплексирование ядерно-физических и геохимических методов.
7. Термическая разведка.
7.1. Общая характеристика разных методов терморазведки и теплового поля Земли, его цикличных изменений.
7.2. Региональный и локальный тепловые потоки в земной коре, их источники, связь с глубинным строением и термическими свойствами горных пород.
7.3. Аппаратура и методика для геотермических исследований (воздушных, полевых, морских).
7.4. Региональные, поисково-разведочные и инженерно-гидрологические термические исследования.
8. Геофизические методы исследования скважин.
8.1. Классификация методов геофизических исследований в скважинах (ГИС). Аппаратура для скважинных геофизических исследований (каротажные станции).
8.2. Электрические методы исследования скважин. (ПС, КС, БКЗ, ВП, ИК, ДК и др.).
8.3. Ядерные исследования в скважинах (ГК, НГК, ННК и др.).
8.4. Термический, сейсмоакустический, магнитный, гравитационный методы исследования скважин.
8.5. Методы контроля технического состояния скважин. Кавернометрия. Инклинометрия. Прострелочно-взрывные работы в скважинах.
8.6. Геологическое истолкование результатов комплексных скважинных геофизических исследований. Литологическое расчленение разрезов и оценка водно-физических свойств среды.
9. Основы физики Земли.
9.1. Особенности строения Земли. Сейсмичность, вулканизм, глобальные гравитационные и магнитные поля, палеомагнетизм, электромагнитные и тепловые поля.
9.2. Строение Земли по данным сейсмологии и больших взрывов. Скоростные модели строения Земли.
9.3. Гравитационное поле и фигура Земли. Понятие изостазии, вязкости Земли, данные об ее плотностной неоднородности.
9.4. Геомагнитное, электромагнитное и тепловое поля Земли и получение информации об ее магнитной, электрической и тепловой неоднородности.
9.5. Геофизические модели Земли. Распределение по глубине физических свойств. Реологические свойства вещества Земли.
9.6. Геофизические представления об источниках энергии Земли, геофизической эволюции Земли и ее связь с геологическими процессами.
10. Прикладные геологические задачи, решаемые с помощью геофизических методов исследования.
10.1. Классификация геофизических методов по решаемым геологическим задачам. Принципы комплексирования геофизических, геохимических и геологических методов изучения недр.
10.2. Региональные, глубинные, структурные и поисково-картировочные геофизические исследования. Их роль при изучении строения Земли, земной коры, фундамента, осадочного чехла при геологическом картировании.
10.3. Поиски и разведка месторождений полезных ископаемых (нефти и газа, рудных, нерудных полезных ископаемых и угля) с помощью геофизических методов.
10.4. Инженерная геофизика. Изучение геологической среды с инженерно-геологическими, мерзлотно-гляциологическими, гидрогеологическими, экологическими целями.
Литература.
1. Геофизические методы исследований. / Ред. В.К.Хмелевской. М., Недра, 1988.
2. Филиппов Е.М. Геофизические поля в познании планеты. Киев, Наукова Думка, 1991
Статья
Обсуждение