ГЕОФИЗИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ В ГЕОЛОГИИ

ГЕОФИЗИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ В ГЕОЛОГИИ
Рабочая программа курса
для студентов геологических специальностей ГГФ НГУ
Объем (лекции, семинары) – 72 часа.
Полевая практика (группа*54) – 96 часов.
1. ВВЕДЕНИЕ
(4 часа).
Предмет и методология разведочной геофизики. Место геофизики в комплексе наук о
Земле и геологическом производстве. Классификация геофизических методов по
используемым полям, свойствам горных пород и по областям геологического применения.
Типичные геологические задачи разведочной геофизики, соответствующие им структурные
модели среды, подходы к их решению.
2. ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ГОРНЫХ ПОРОД
(16 часов).
Элементы квантовой физики твердого тела и определяющие факторы физических
свойств горных пород.
Магнитные свойства горных пород: определяющие факторы и закономерности. Виды
намагниченности горных пород и руд.
Электрические свойства горных пород: определяющие факторы и закономерности.
Электрические модели нефтегазоносных структур.
Плотность горных пород: определяющие факторы и закономерности. Плотностные
модели литосферы; плотность мантии и ядра Земли.
Упругие свойства горных пород: системы упругих параметров; определяющие факторы
и закономерности. Скорости сейсмических волн в литосфере, скоростные модели осадочных
бассейнов.
Радиоактивные и тепловые свойства горных пород: определяющие факторы и
закономерности. Тепловые модели литосферы.
Взаимосвязи между физическими свойствами горных пород и комплексные физические
модели геологических объектов.
3. ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ РАЗВЕДОЧНОЙ ГЕОФИЗИКИ
(36 часов).
Гравиразведка и магниторазведка.
(10 час.)
Общие черты и различия гравиразведки и магниторазведки.
Гравитационное поле Земли: гравитационные потенциал и его производные;
нормальное гравитационное поле; аномалии силы тяжести, их виды, геологический смысл;
вариации гравитационного поля.
Магнитное поле Земли: его элементы, структура, вариации; магнитные аномалии.
Принципы палеомагнитологии.
Гравитационные измерения: динамические и статические методы гравиметрии, типы
приборов, их сравнительная характеристика, измерения силы тяжести на море.
Магнитные измерения, типы магнитометров, их сравнительная характеристика.
Методика гравиметрической и магнитной съемок. Спутниковые магнитные измерения.
Основы геологической интерпретации гравитационных и магнитных аномалий.
Содержание интерпретации; прямые и обратные задачи; проблема некорректности
обратных задач.
Разделение полей.
Оценки параметров тел простой формы; гармонические моменты; методы подбора тел
сложной формы.
Геологическое истолкование результатов интерпретации гравитационных и магнитных
аномалий.
Электроразведка
(8 час.)
Электромагнитные поля: постоянные, гармонические, нестационарные.
Классификация методов электроразведки по типам полей, измерительным схемам,
геологическим задачам.
Физические модели и принципы интерпретации данных электроразведки методами
зондирования и профилирования.
Методы сопротивлений: вертикальное и дипольные электрические зондирования,
электропрофилирование: задачи, методика измерений и интерпретации, геологические
результаты; каротаж сопротивлений.
Электромагнитные зондирования, их принципы, задачи, геологические результаты;
индукционные методы каротажа.
Радиоволновые методы: задачи, методика, результаты.
Сейсморазведка
(14 час.)
Задачи и методы сейсморазведки, модели среды.
Сейсмические волны: поля времен и годографы волн, отражение и преломление, волны
в многослойных средах, элементы динамики.
Классификация методов сейсморазведки по типам волн, системам наблюдений,
геологическим задачам.
Методика сейсморазведки: системы наблюдений; возбуждение и регистрация волн;
выделение и корреляция волн; признаки головных, рефрагированных и отраженных волн;
принципы первичной обработки.
Методы отраженных волн, задачи, многократные системы наблюдений (МОВ-ОГТ),
принципы обработки и интерпретации, сейсмостратиграфия, глубинные разрезы, некоторые
геологические результаты.
Методы преломленных волн: задачи, методика наблюдений и интерпретации,
некоторые геологические результаты.
Принципы и возможности многоволновой сейсморазведки.
Сейсмические методы прогнозирования геологического разреза, прямых поисков
залежей нефти и газа.
Глубинные сейсмические зондирования: задачи, системы наблюдений, дискретная
корреляция опорных волн, принципы построения глубинных сейсмических разрезов, их
геологическое истолкование
Принципы и методы ядерной геофизики
(2 час.)
Радиоактивные семейства; задачи и методы полевой ядерной геофизики и каротажа;
методы радиометрии и спектрометрии; основные геологические результаты.
Комплексирование геофизических методов
(2 час.)
Цели и принципы комплексирования; физико-геологические модели объектов;
рациональный комплекс геофизических методов; подходы к комплексной интерпретации
геофизических данных.
4. РЕГИОНАЛЬНЫЕ ГЕОФИЗИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
(8 часов).
Изучение глубинной структуры и динамики земной коры и верхней мантии: целевая
установка исследований, содержание задач, модели среды, комплекс методов исследования,
основные геологические результаты.
Геодинамические модели литосферы и тектоника плит.
Тектоническое районирование фундамента платформ и дна океанов; прогноз
внутренней структуры нефтегазоносных бассейнов: постановки задач, комплексы
геофизических методов, принципы интерпретации, главные результаты.
5. ГЕОФИЗИКА ПРИ ПОИСКАХ И РАЗВЕДКЕ МПИ
(8 часов).
Поиски нефтегазоносных структур: их типы, физические модели, специфика комплекса
геофизических методов для поисков структур разных типов - поднятий в осадочном чехле
платформ, соляных куполов, рифовых массивов. Методы сейсморазведки как основа
комплекса. Наземно-скважинные наблюдения: их принципы и возможности. Роль
электромагнитных методов и гравиразведке в комплексе при поисках структур разных
типов. Геофизические методы в прямых поисках неструктурных нефтяных и газовых
залежей.
Поиски рудоконтролирующих структур и залежей: железных руд, полиметаллов,
бокситов. Поиски месторождений угля. Поиски кимберлитов. Моделирование структур и
залежей по геофизическим данным. Поиски подземных вод.
Геофизические методы контроля разработки залежей полезных ископаемых: газа,
нефти, железных руд.
Примечание:
По разделам 4 и 5 студенты самостоятельно составляют учебные проекты (рефераты):
постановка геофизических работ для решения типичной геологической задачи из
предлагаемого списка.
ЛИТЕРАТУРА
Учебники
1- Знаменский В.В. Общий курс полевой геофизики. М.: Недра, 1989.
2- Вахромеев Г.С. Введение в разведочную геофизику. М.: Недра, 1988.
3- Бондаренко В.М., Демура Г.В., Ларионов А.М. Общий курс геофизических методов
разведки. М.:Недра, 1986.
4- Шарма П. Геофизические методы в региональной геологии. М.: Мир,1989.
5- Знаменский В.В., Жданов М.С., Петров Л.П. Геофизические методы разведки и
исследования скважин. М.: Недра, 1991
6- Хмелевской В.К. Краткий курс разведочной геофизики. М.:МГУ, 1979.
7- Кири П., Брукс М. Введение в геофизическую разведку. М.: Мир, 1988.
8- Геофизические методы разведки (ред. В.П.- Захаров). Л.: Недра, 1982.
9- Тархов А.Г., Бондаренко В.М., Никитин А.А. Комплексирование геофизических
методов. М.: Недра, 1982.
Справочники
1. Физические свойства горных пород и полезных ископаемых (петрофизика). М.:
Недра, 1984.
2. Гравиразведка. М.: Недра, 1990.
3. Магниторазведка. М.: Недра, 1990.
4. Электроразведка. М.: Недра, 1989 (в 2 книгах).
5. Сейсморазведка. М.: Недра, 1989 (в 2 книгах).
Методические пособия
1. Ладынин А.В. Петрофизика. НГУ, 2000.
2. Ладынин А.В. Гравиразведка и магниторазведка. НГУ, 1997.
3. Ладынин А.В. Геологическая интерпретация гравитационных и магнитных
аномалий. НГУ, 1995.
4. Ладынин А.В. Электроразведка.Ч.1 и 2. НГУ, 1996.
5. Куликов В.М. Сейсморазведка. Ч.1 и 2. НГУ, 1993.
6. Ладынин А.В. Краткий толковый словарь геофизических терминов. НГУ, 1999.
Задание на самостоятельную работу
по курсу "Геофизические методы исследований"
Составить реферат (с элементами проекта)
"Геофизические методы (решения типовой геологической задачи)"
Содержание реферата:
1. Обоснование выбора задачи, объекта изучения, смысла применения геофизических
методов.
2. Геологическая ситуация: общая характеристика тектонической позиции района,
литология, структура, принципиальная модель среды, ориентировочные параметры
объектов.
3. Физические свойства горных пород, соотношения между свойствами.
4. Обоснование выбора комплекса геофизических методов, их соподчинение,
конкретные задачи главного и вспомогательных методов. Предварительная оценка
возможных геофизических проявлений объектов.
5. Обоснование методики геофизических работ: выбора структуры сети, масштаба
съемки, точности измерений; обоснование выбора аппаратуры. Принципы обработки и
интерпретации геофизических данных.
6. Ожидаемые результаты, способы оценки их качества, их геологическое истолкование;
рекомендации дальнейших исследований.
Примечание: можно использовать данные конкретных геофизических исследований или
сконструировать правдоподобную геофизическую модель.
Список задач:
Исследование (поиски) ...
1) глубинного строения и динамики верхней мантии;
2) структуры и динамики океанической литосферы;
3) структуры и динамики континентальной литосферы;
4) строения земной коры и верхней мантии платформенных областей;
5) тектонического районирования фундамента платформ;
6) строения и динамики континентальных рифтовых зон;
7) геологического картирования интрузивных массивов;
8) платформенных нефтегазоносных структур;
9) залежей нефти и газа;
10) соляных куполов и приуроченных к ним залежей нефти;
11) нефтегазоносных рифовых массивов;
12) прямых поисков залежей нефти и газа;
13) контроля разработки газовых месторождений;
14) железорудных месторождений;
15) полиметаллических месторождений;
16) месторождений угля;
17) кимберлитовых трубок.
(выбор конкретных районов – свободный)
Составил профессор кафедры геофизики А.В. Ладынин
2005 г.