- •1. Предмет и методы полевой геофизики
- •2. Гравиразведка
- •2.1. Сила притяжения и ее потенциал
- •2.2. Сила тяжести на поверхности Земли
- •Практическое задание № 1
- •2.3. Вторые производные потенциала силы тяжести и их физический смысл
- •Единицы измерения в гравиразведке
- •2.4. Изменение силы тяжести внутри Земли
- •2.5. Изменения гравитационного поля во времени
- •2.6. Нормальное поле силы тяжести
- •Нормальные значения вторых производных потенциала.
- •2.7. Методы измерений ускорения силы тяжести и устройство гравиметров
- •2.7.1. Классификация методов измерений
- •2.7.2. Динамические методы измерений силы тяжести
- •2.7.3. Статические методы измерений силы тяжести
- •Общее устройство кварцевых астазированных гравиметров.
- •Чувствительная система гравиметра.
- •Подготовка гравиметров к работе
- •2.8. Методика гравиметрической съемки
- •2.8.1. Общие положения
- •2.8.2. Опорная сеть
- •2.8.3. Рядовая сеть
- •2.8.4. Методика топо-геодезического обеспечения гравиметрических работ
- •2.9. Камеральная обработка данных съемки
- •2.9.1. Первичная обработка данных
- •9.2.2. Окончательная обработка
- •1. Поправка за высоту точки стояния прибора.
- •3. Поправка за влияние окружающего рельефа
- •2.10. Решение прямой и обратной задач гравиразведки
- •2.10.1. Способы решения прямой задачи.
- •2.10.2. Способы решения обратной задачи.
- •Практическое задание № 3
- •2.10.3. Построение контактной поверхности
- •Практическое задание № 4
- •Контрольные вопросы
- •3. Магниторазведка
- •3.1. Магнитное поле земли
- •3.1.1. Дипольное поле Земли и элементы вектора геомагнитного поля
- •3.1.2. Магнитосфера и радиационные пояса Земли
- •3.1.3. Структура геомагнитного поля
- •3.1.4. Вариации геомагнитного поля
- •3.1.5. Нормальное магнитное поле
- •3.1.6. Генеральная магнитная съемка и магнитные карты
- •Практическое задание № 5
- •3.1.7. Природа магнитного поля Земли
- •3.1.8. Элементы вектора Та
- •3.1.10. Условия и область применения магниторазведки
- •3.2. Магнетизм горных пород
- •3.2.1. Магнитные свойства минералов
- •3.2.2. Магнитные свойства горных пород
- •3.2.3. Палеомагнетизм и археомагнетизм
- •3.3. Способы измерения магнитногополя
- •3.3.1. Классификация способов измерений магнитного поля
- •3.3.2. Оптико-механические магнитометры.
- •3.3.3. Феррозондовые магнитометры.
- •Протонные магнитометры.
- •Квантовые магнитометры.
- •3.3.6. Индукционные и криогенные магнитометры.
- •3.4. Методика полевых работ и обработка полевых данных
- •3.4.1. Методика полевых магнитных съемок
- •3.4.2. Обработка данных магнитной съемки
- •3.5. Различие и взаимосвязь гравитационных и магнитных аномалий
- •3.5.1. Особенности гравитационных и магнитных аномалий
- •3.5.2. Определение величины и направления вектора намагничения геологических тел по наблюденным гравимагнитным аномалиям
- •Практическое задание № 6
- •Контрольные вопросы
- •4. Электрические методы разведки
- •4.1. Физико-геологические основы и классификация методов электроразведки
- •Метод сопротивлений
- •4.2.1. Нормальные поля точечных и дипольных источников
- •4.2.2. Электрическое профилирование (эп).
- •Над вертикальным пластом. Установка (в см) а2в6m2n.
- •4.2.3.Вертикальные электрические зондирования
- •Практическое задание № 7
- •Факторы, определяющие электрические свойства горных пород
- •Методы электрохимической поляризации
- •Метод естественного электрического поля
- •- Медный стержень; 2 – пробка; 3 – резиновая прокладка; 4 – пластмассовый корпус; 5 – пористый сосуд.
- •Практическое задание № 8
- •4.3.2. Метод вызванной поляризации
- •Электромагнитные и магнитотеллурические методы
- •Общие принципы электромагнитных зондирований.
- •Дистанционные и частотные зондирования
- •Магнитотеллурическое зондирование
- •Контрольные вопросы.
- •5.1.2. Устойчивое и подвижное радиоактивное равновесие
- •5.1.3. Единицы измерения радиоактивных величин.
- •5.2. Способы регистрации радиоактивных излучений
- •5.2.1. Газонаполненные детекторы излучения
- •5.2.2. Сцинтилляционные счетчики
- •5.2.3. Полупроводниковые счетчики
- •5.3. Основы полевой гамма-спектрометрии
- •5.3.1. Принцип раздельного определения u(Rа), Тh, к.
- •5.3.2. Факторы, влияющие на результаты γ-спектрометрии
- •5.3.3. Обработка и интерпретация материалов аэрогамма-съемки
- •5.3.4. Характеристика аэрогамма-спектральных аномалий
- •Контрольные вопросы.
- •6. ТерМические методы разведки
- •6.1. Физико-геологические основы терморазведки
- •6.1.1. Тепловые и оптические свойства горных пород.
- •6.1.2. Принципы теории терморазведки
- •6.1.3. Тепловое поле Земли
- •6.2. Аппаратура для геотермических исследований
- •6.3. Методика работ и области применения терморазведки
- •Контрольные вопросы
- •7. Возможности методов полевой геофизики при поисках нефтегазовых месторождений
- •7.1. Применение гравиразведки
- •1.Локальные структуры тектонического типа.
- •2.Локальные структуры аккумулятивного типа
- •7.2. Применение магниторазведки
- •7.2.1. Отражение месторождений углеводородов в региональном магнитом поле
- •7.2.2. Возможности магниторазведки при поисках залежей углеводородов.
- •Применение электроразведки для поисков нефтеперспективных объектов
- •7.3.1. Геоэлектрическая модель залежи углеводородов
- •7.3.2. Применение методов электроразведки для поисков нефтегазовых структур
- •Комплексирование методов полевой геофизики для поисков нефтеперспективных объектов
- •7.4.1. Физико-геологические модели залежей углеводородов
- •7.4.2. Комплексирование геофизических методов при нефтегазопоисковых работах.
- •Практическое задание № 9
- •Справочные сведения к выполнению работы.
- •4. Контрольные вопросы.
- •Литература
3.1.3. Структура геомагнитного поля
При изучении геомагнитного поля принято считать, что вектор фактического поля в любой точке, расположенной около поверхности Земли, представляет собой геометрическую сумму ряда векторов, создаваемых разными источниками, а именно, принимают
= , (3.6)
где Тд - вектор поля однородно намагниченного шара, Тм- вектор материковых аномалий, Те - вектор поля внешних источников, Та - вектор поля намагниченных геологических тел, Т - вектор поля вариаций во времени.
На рис. 3.5 представлена мировая магнитная карта - карта изодинам Т-модуля полного вектора фактического поля эпохи (см. ниже) 1980 г.
Поскольку поле однородно намагниченного шара совпадает с полем диполя, его называют дипольным.
Точки пересечения воображаемой магнитной оси диполя с дневной поверхностью Земли принято называть геомагнитными полюсами. В отличие от них полюсы фактического магнитного поля названы магнитными. Координаты точек, в которых располагались магнитные и геомагнитные полюсы в 1970 году, приведены в табл. 3.2 (по Г.И. Гринкевичу, 2001).
Координаты полюсов магнитного поля Земли в 1970 г.
Таблица 3.2.
-
Магнитные полюсы
Широта
Долгота
Северный
Южный
75,0±0,50 северная
66,5±0,50 южная
99±10 западная
140±10 восточная
Геомагнитные полюсы
Северный
Южный
780 31I северная
780 31I южная
700 0 I западная
1090 59I восточная
Рнс. 3.5. Карта изодинам Т-модуля вектора фактического поля эпохи 1980 года. Отметки изодинам в мкТл (П. Шарма, 1989 г..)
Сравнивая координаты, можно убедиться, что соответствующие магнитные и геомагнитные полюсы удалены друг от друга на значительные расстояния (более 35° большого круга). Иными словами, фактическое поле и поле диполя совпадают далеко не полностью.
Уклонения фактического поля Т от поля диполя Тд, охватывающие участки поверхности Земли, соизмеримые с площадями отдельных материков, называют материковыми аномалиями, или материковым недипольным полем Тм.
На рис. 3.6 представлена карта изодинам недипольного поля. Привлекают внимание три интенсивные материковые аномалии (Восточно-Азиатская, Африканская и Юга Атлантического океана), где поле к центру аномалии увеличивается, и три области, где поле к центру ослабевает. Вся территория России расположена в пределах одной из них - Восточно-Азиатской с центром на западной границе Якутии.
Поле диполя и материковые аномалии обусловлены внутренними причинами, т.е. источниками, находящимися внутри Земли. Можно предположить, что материковые аномалии создаются мощными источниками, залегающими на значительной глубине, порядка половины радиуса Земли.
Поле Те , связанное с внешними источниками, создается, по-видимому, токами в ионосфере. По интенсивности оно является слабым, достигающим нескольких процентов дипольного поля.
Рис. 3.6. Карта изодинам материкового или недипольного поля эпохи 1980 г. Изодинамы в мкТл. (По Гринкевичу, 2001).
Источниками аномального поля Та являются намагниченные геологические тела, залегающие в верхней части земной коры в пределах так называемого магнитоактивного слоя. Поле Та является основным объектом исследований в магниторазведке.
Под полем вариаций Т понимают составляющую, изменяющуюся со временем. Амплитуда вариаций определяется отклонением поля от его среднегодового значения.
Сумму полей
Тд + Тм + Те = Тгл (3.7)
называют главным полем. Иногда вектором Те пренебрегают из-за его малости, тогда
Тгл = Тд + Тм (3.8)