ДНІПРОПЕТРОВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНИВЕРСИТЕТ

ГЕОЛОГО-ГЕОГРАФІЧНИЙ ФАКУЛЬТЕТ

КАФЕДРА ГЕОЛОГІЇ ТА ГІДРОГЕОЛОГІЇ

Конспект лекцій з навчальної дисціпліни “основи геофізики”

ВСТУП

Геофізика (або геофізичні методи розвідки) - це методи дослідження земної кори і розвідки корисних копалин, засновані на вивченні різних фізи­чних полів Землі, природних або створених штучно. До природних (пасивних) фізичних полів Землі відносять гравітаційне (поле тяжіння), магнітне, електричне, сей­смічне (поле пружних коливань в результаті землетрусів) і термічне. До штучних (активних) відносять наступні фізичні поля: електричне, електромагнітне, сейсмічне (поле пружних коливань, викликаних штучним шляхом за допомогою вибухів або ударів), термічне (поле нагріву і охолодження). Кожне фізичне поле визначається своїми параметрами. Вивченням походження, структури, інтенсивності і розпо­ділу різних фізичних полів (і їх параметрів) у твер­дій оболонці землі займається геофізика літосфери, в рідкій оболонці - геофізика гідросфери, в повітряній оболонці - геофі­зика атмосфери і космосу. Розвідувальна геофізика є розділом геофізики літосфе­ри, проте вона використовує дані сусідніх споріднених наук - геофізики гідросфери і атмосфери. Принципова можливість проведення геологічної роз­відки на основі вивчення різних фізичних полів Землі визначається тим, що розподіл параметрів полів на поверх­ні або в глибині Землі, в морі, океані або у повітряній обо­лонці залежить не тільки від загальної будови Землі і навколоземного простору і походження полів, але також і від змі­нення різних фізичних властивостей гірських порід Відмінність гірських порід і відповідно їх фізичних властивостей приводить до утворення додаткових особливостей у характері і струк­турі полів Землі - аномалій.

Залежно від цілого ряду фізико-геологічних чинників одна і та ж порода може характеризуватися різними властивостями і, навпаки, різні породи можуть не відрізнятися за деякими властивостями. Параметри фізичного поля однозначно залежать від властивостей і розмірів геологічних об'єктів, іншими словами, рішення пря­мої задачі геофізики, тобто визначення параметрів поля по відомих властивостях і розмірах геологічних тіл, виконується однозначно. Разом з тим один і той же розподіл параметрів фізичного поля може відповідати різним співвідношенням фізичних властивостей і розмірів геологічних об'єктів. Іншими словами, рішення зворотної задачі геофізики, т. е визначення розмірів геологічних об'єктів і властивостей порід як правило, неоднозначно, і інтерпретація даних геофізики з достатньою точністю може бути виконаний із залученням додаткових джерел отримані відомості про властивості порід, що залягають на глибині (наприклад, за даними геофізичних вимірювань у свердловинах або на зразках). Більшій однозначності інтерпретації в певних умовах можна добитися комплексним вивченням. Розвідувальна геофізика (як і взагалі геофізика) знаходиться на стику найрізноманітніших наук. Предметом її вивчення є земна кора з верхньою, переважно осадовою, обо­лонкою потужністю до 10 - 15 км і кристалічне підґрунтя з потужністю 5 км під глибокими океанами і до 70 км у геосинклінальних гірських областях. Оскільки земна кора є предметом вивчення і інших наук, то розвідувальна геофізика базується на цих науках і в той же час дає їм всіляку інформацію. А для таких прикладних розділів геології, як пошук нафти, газу і інших корисних копалин, інженерна геологія, гідрогеологія і т.д. є одним з економічних і важливих методів досліджень, які дозволяють змінювати сам характер геологорозвідувальних робіт.

Теорія розвідувальної геофізики ґрунтується на фізико-мате­матичних науках, привносячи в геологію, що була до недавнього часу наукою описової, елементи точних наук. Методика і апаратура розвідувальної геофізики базуються на різних фізичних методах досліджень з широким залученням меха­ніки, електроніки, автоматики.

Таким чином, знаходячись на стику різних наук і збагативши ними, розвідувальна геофізика, завдяки своєму великому промисловому і економічному значенню, диференціюється і розвивається як в області фізико-математичної теорії так і в методиці, техніці спостережень і інтерпретації. Це і дозволяє вважати розвідувальну геофізику самостійною науково-прикладною дисципліною.

По видах фізичних полів Землі, що вивчаються, розвідувальна гео­фізика підрозділяється на гравіметричну (гравітаційну) розвідку, або гравірозвідку; розвідку магнітометричну (магнітну) або магніторозвідку; електричну розвідку або елек­тророзвідку; сейсмічну розвідку або сейсморозвідку; геотер­мічну розвідку (термометрію) і радіоактивну розвідку (ядерну геофізику). Радіоактивна розвідка знаходиться на межі геофізики і геохімії, і хоча вона застосовується в комплексі з геофізикою але теорія її базується в основному на радіохімії. З цієї причини в даній роботі звернуто увагу тільки на деякі питання ядерної геофізики.

По місцю проведення робіт методи розвідувальної геофізики підрозділяються на наземні, морські, повітряні, підземні (роботи у гірських виробленнях) і свердловини. Гео­фізичні методи свердловин (каротаж свердловин) іноді виділяють з геофізики у так звану промислову геофізику.

По вирішуваним геологічні задачі розвідувальну геофізику можна підрозділити на глибинну, структурну і нафтову, руд­ну, інженерно-гідрогеологічну.

Ефективність розвідувальної геофізики в рішенні тієї або іншої задачі визначається правильним вибором методу (або комплексу методів), раціональної і високоякісної методи­кою проведення робіт, але і правильністю як геофізичної інтерпретації так і геологічного тлумачення результатів.

Складнощі геофізичної інтерпретації пояснюються як не­однозначністю рішення зворотної задачі, так іноді і набли­женістю самого рішення. Тому з декількох можливих варіантів інтерпретації необхідно вибрати найбільш достовір­ні що можна зробити, якщо використовувати всі відомості про фізи­чні властивості порід району досліджень, про їх літологію, тектонічну будову, гідрогеологічні умови.