- •Федеральное агентство по образованию
- •Модуль 1. Введение в экологическую геофизику. Грави-, магнито-, электро- и сесморазведка
- •Раздел 1-а – Введение в геофизику
- •По физическим свойствам геологического объекта
- •Для магматических и метаморфических пород
- •Раздел 1-б - Гравиразведка
- •Породообразующих минералов
- •В виде план – графиков
- •Раздел 1-в - Магниторазведка
- •Магнитного поля у диамагнетиков
- •Магнитного поля у парамагнетиков
- •Магнитного поля у ферро-, ферри- и антиферромагнетиков
- •Магниторазведочная аппаратура
- •Раздел 1-г- Электроразведка
- •Характеристика электрических свойств горных пород
- •И диэлектрической проницаемости (ε) у минералов групп различной литологической принадлежности
- •У кристаллических пород
- •Для одноименных по степени преобразования осадочных пород
- •Метод естественного постоянного электрического поля (еп)
- •Над стальной трубой Методы электроразведки на основе искусственного постоянного электрического поля
- •Электроразведочная установка
- •Электропрофилирование (эп)
- •Приемной линии
- •Над синклиналью и антиклиналью
- •Методы на основе неустановившегося электрического поля
- •Раздел 1-д - Сейсморазведка.
- •У кристаллических пород
- •Осадочных терригенных породах, в зависимости от стадий их преобразования
- •Дования скважин и комплексирование геофизических методов
- •Раздел 2-а - Ядерная геофизика
- •1) Слаборадиоактивные кварц, калиевые полевые шпаты,
- •2) Нормальная и биотит,
- •4) Высокорадиоактивные сфен, ортит, монацит,
- •Раздел 2-б - Терморазведка
- •Породообразующих минералов
- •Современные технологии терморазведки
- •Поисково-разведочные геотермические работы
- •Области применения терморазведки
- •Раздел 2-в- Геофизические исследования скважин
- •Каротаж на основе естественных и искусственно вызванных электромагнитных полей
- •Каротаж на основе полей естественной и наведенной (искусственной) радиоактивности
- •Каротаж на основе сейсмоакустических полей
- •В нефтяной скважине (Западная Сибирь)
- •В разрезе нефтегазовой скважины (Западная Сибирь)
- •Данные для построения фактических кривых зондирования
- •Результаты количественной интерпретации данных бкз
- •Раздел 2-г – Комплексирование геофизических методов
- •1 Увлажненные наносы, 2 – граниты, 3 – зона трещиноватости, 4 – глыбовые песчаники, 5 – глины
Модуль 1. Введение в экологическую геофизику. Грави-, магнито-, электро- и сесморазведка
Комплексная цель
Получение слушателями системы знаний о геофизике, как науке, занимающейся фундаментальными и прикладными исследованиями Земли, и разделах разведочной геофизики: грави-, магнито-, электро- и сесморазведки для возможной дальнейшей работы в полевых экспедициях, научных лабораториях, вычислительных центрах при проведении научно-исследовательских и производственных геологических работ, включая основные приемы качественной и количественной интерпретации полевых наблюдений и их геологическое истолкование.
Содержание модуля
Раздел 1-а – Введение в геофизику
ТЕМА: Предмет геофизики. Основные понятия и определения. Структура разделов, содержательная часть модулей.
Геофизика - совокупность прикладных наук относящихся к изучению распределения в земной коре геофизических полей с целью поисков, оценки и разведки месторождений полезных ископаемых. Структуру разведочной геофизики по направлениям, видам работ и используемым геофизическим полям можно отобразить схемой (рис. 1).
|
|
Разведочная геофизика |
|
|
|
|
|
|
|
По направлению работ |
|
По видам работ |
|
По используемым геофизическим полям |
|
|
|
|
|
Полевая геофизика
Скважинная геофизика (меж и околоскваженное пространство)
Подземная геофизика (шахтная)
Геофизическое исследование скважин (каротаж или ГИС)
Аэрогеофизика
Аквагеофизика |
|
Структурная геофизика
Нефтяная геофизика
Угольная геофизика
Рудная геофизика
Инженерно-геологическая и гидрогеологическая геофизика
Экологическая геофизика |
|
Гравитационная разведка
Сейсмоакустическая разведка
Магнитная разведка Электромагнитная разведка
Радиационная разведка
Тепловая разведка |
|
| |||
|
| |||
|
| |||
|
| |||
|
| |||
|
| |||
|
| |||
|
|
Рис. 1 Классификационная схема разведочной геофизики
Под геофизическим полем следует понимать материальную среду, в которой определенным образом распределяются физические потоки. То есть поле испытывает в земной коре деформации (усиление или ослабление) в зависимости от физических свойств геологических объектов. Поскольку геологическая среда является гетерогенной (неоднородной), то деформация геофизических полей происходит повсеместно и задача разведочной геофизики, а, следовательно и всех еёприкладных разделов, исследовать особенности аномальных значений поля, приуроченных к тем или иным геологическим, геоэкологическим и другим объектам.
Цель применения методов геофизики – получить над исследуемым объектом аномалию и в последующем выполнить истолкование этой аномалии. Этот процесс достаточно сложный. Поэтому система знаний геофизики требуют изучения таких наук как физика, геология (литология, геохимия, структурная геология), математика, информатика, радиотехника и радиоэлектроника. Обязательное знание закономерностей изучения физических свойств пород (петрофизика).
Полный цикл геофизических исследований включает:
Полевые геофизические наблюдения, цель которых зарегистрировать сигналы геофизических полей с соответствующей аппаратурой;
Получение сведений и проведения измерений физических свойств горных пород;
Решение прямой геофизической задачи (физическое или математическое моделирование);
Решение обратной геофизической задачи с целью получения геофизического разреза или геофизической карты;
Трансформацию геофизического разреза в геологический посредством петрофизических связей.
Прямая геофизическая задача - это получение теоретической кривой (графика) над объектом заданной геометрической формы с конкретными физическими параметрами. Задача решается путем математического или физического моделирования.
Обратная геофизическая задача - это интерпретация результатов полевых измерений с целью получения полного представления о геологических свойствах, геометрической форме и физических параметрах изучаемого объекта. Задача решается путем сопоставления полевой (наблюдённой кривой) с теоретическими кривыми (метод подбора). При неоднозначности решения требуется привлечение дополнительных геолого-геофизических данных.
Как правило, регистрируемые геофизические параметры являются интегральными показателями изучаемой среды, где наибольший вклад в суммарное аномальное поле выполняют те объекты, которые наиболее контрастны по физическим свойствам и соответственно являются большими по геометрическим размерам.
Выявление таких локальных объектов производят специальными интерпретационными приёмами. Наиболее простой способ заключается в вычитании из аномального поля нормального поля. Считается, что вмещающая объект геологическая среда является нормальным полем и аномалию создает только исследуемый локальный объект. Прикладную геофизику в целом и любой ее раздел можно представить как информационно-измерительный тракт (Рис 2).
Структура геофизического поля в соответствии с его определением формируется физическими процессами относящихся к действию гравитационных и магнитных масс, электрофизических и электродинамических процессов и т.д. Принято различать нормальное и аномальное поля. Нормальное поле в идеальном случае это поле в однородной изотропной среде т.е. в природном объекте, где изменение физических свойств во всех направлениях одинаково, например: вода, песок. В реальных геологических средах под нормальным полем понимают поле вне аномального (изучаемого) объекта, например, интрузивное образование в осадочных отложениях, где осадочные отложения являются объектом, формирующим нормальное поле, а интрузивное - аномальное поле. Пример отображения в геофизическом поле контрастного по физическим свойствам, то есть аномального, геологического объекта показан на рис 3.
Рис. 2 Схема процесса эколого-геофизических работ
Рис 3. Пример отображения в геофизическом поле контрастного