МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«НАЦИОНАЛЬНЫЙ МИНЕРАЛЬНО-СЫРЬЕВОЙ УНИВЕРСИТЕТ «ГОРНЫЙ»
Согласовано | Утверждаю | |
Руководитель ООП по специальности 130102 декан ГРФ проф. | Зав. кафедрой ГФХМР проф. |
ПРОГРАММА учебной дисциплинЫ
«геотермические методы»
Направление подготовки: 130102 Технологии геологической разведки
Специализация:
«Геофизические методы поисков и разведки месторождений полезных ископаемых»
Квалификация (степень) выпускника: специалист
Форма обучения: очная
Составитель: ассистент кафедры ГФХМР
САНКТ-ПЕТЕРБУРГ
2012
Составитель: асс.
Научный редактор: проф.
геотермические методы
1. Цель и задачи дисциплины
Тепловое поле Земли энергетически является одним из важнейших физических полей, определяющих как историю геологического развития планеты, так и особенности формирования месторождений полезных ископаемых. Исследование теплового поля Земли геотермическими методами имеет большое значение при изучении геологического строения районов, при поисках и разведке месторождений полезных ископаемых, для обоснования технологии бурения глубоких и сверхглубоких скважин, извлечения ряда полезных ископаемых, использования тепла Земли, решении задач инженерной геологии и экологии.
Целью курса является подготовка выпускников-геофизиков к самостоятельному обоснованному применению и использованию геотермических методов для решения конкретных геологических и других задач.
Задачи преподавания дисциплины – дать основные сведения о теоретических основах геотермических методов, методике работ и использовании результатов при изучении геологического строения районов, при поисках, разведке и эксплуатации месторождений полезных ископаемых и при решении других задач.
2. Место дисциплины в структуре ООП
Курс «Геотермические методы» входит в состав вариативной части профессионального цикла дисциплин специализаций для подготовки специалистов по специальности «Технологии геологической разведки» и изучается студентами специализации «Геофизические методы поисков и разведки месторождений полезных ископаемых» в течение 1 семестра после прохождения курсов «Геология», «Химия» и большей части курсов «Математика (общий курс)» и «Физика».
Для освоения «Геотермические методы» студент должен обладать устойчивыми знаниями по химии, физике и математике в рамках школьной программы и изучить перечисленные выше дисциплины.
3. Требования к результатам освоения дисциплины
Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих компетенций:
а) общекультурных:
- представление современной картины мира на основе целостной системы естественнонаучных и математических знаний, способность ориентироваться в ценностях бытия, жизни, культуры (ОК-1);
- обобщение, анализ, восприятие информации, способность поставить цели и выбрать пути ее достижения (ОК-2);
- стремление к саморазвитию, повышению своей квалификации и мастерства (ОК-9);
б) профессиональных, в том числе
б1) общепрофессиональных
- самостоятельное принятие решения в рамках своей профессиональной компетенции, готовность работать над междисциплинарными проектами (ПК-6);
б2) в области научно-исследовательской деятельности
- наличие высокой теоретической и математической подготовки, а также подготовки по теоретическим, методическим и алгоритмическим основам создания новейших технологических процессов геологической разведки, позволяющим быстро реализовывать научные достижения, использовать современный аппарат математического моделирования при решении прикладных научных задач (ПК-24);
- способность выполнять наукоемкие разработки в области создания новых технологий геологической разведки, включая моделирование систем и процессов, автоматизацию научных исследований (ПК-28).
В результате освоения дисциплины «Геотермические методы» студент должен:
Знать:
· знать физико-геологические основы геотермических методов, методику и технику работ, приемы интерпретации данных, области применения;
· уметь самостоятельно выбрать необходимую в конкретных условиях методику работ, выполнить обработку и интерпретацию данных;
Уметь:
- самостоятельно выбирать необходимый комплекс методов и методику работ для решения конкретной геологической задачи;
- выполнять интерпретацию полученных данных.
Иметь представление:
о физико-математической теории геотермических методов, основных ее результатах и путях их использования.
4. Объём дисциплины и виды учебной работы
Общая трудоёмкость учебной дисциплины составляет 4 зачётные единицы.
Вид учебной работы | Всего часов | Семестры |
4 | ||
Всего | 102 | 102 |
Аудиторные занятия: в том числе | 51 | 51 |
Лекции | 34 | 34 |
Практические занятия (ПЗ), в том числе в интерактивной форме: | 5 | 5 |
Семинары (С) | ||
Лабораторные работы (ЛР) | 17 | 1 |
Самостоятельная работа: в том числе | 51 | 51 |
Курсовой проект (работа) | 34 | 34 |
Расчетно-графические работы | 0 | 0 |
Реферат | 0 | 0 |
Другие виды самостоятельной работы | ||
Работа с литературой | 17 | 17 |
Вид промежуточной аттестации (зачёт, экзамен) | зачёт | зачёт |
Общая трудоёмкость час зач. ед. | 102 | 102 |
3 | 3 |
5. Содержание дисциплины
5.1. Содержание разделов дисциплины
№ п/п | Наименование раздела дисциплины | Содержание раздела |
1 | 2 | 3 |
1 | Основы теории геотермических методов. | Основные геотермические параметры, методы их определения и расчетов. Геотермический градиент. Использование геотермии для расчленения геологических разрезов. Терминология. Основные физические понятия геотермии (температура, теплопроводность, конвекция, тепловое излучение, тепломассоперенос). Первое и второе начала термодинамики, энтропия. Метод характеристических функций в термодинамике. Фазовые переходы первого и второго рода. Классическая теория теплоёмкости твёрдого тела. Теплоёмкость твёрдого тела. Теплопроводность горных пород. Носители тепловой энергии. Дифференциальное уравнение конвективной теплопроводности. Теплопередача. Аномалии теплового поля. Понятие фонового и нормального полей. Стационарное геотермическое поле. Аномалии складчатых структур, локальных неоднородностей, радиоактивных тел. Нестационарные геотермические поля. Скважинные геотермические исследования. Техника и методика работ. Связь геотермических и других геофизических параметров. Методика геотермических исследований на континентах и на акваториях. Методы расчета глубинных температур. Использование источников гидротермального тепла. |
3 | Виды геотермических исследований. | Скважинные геотермические исследования. Техника и методика работ. Решаемые геологические, технические, инженерно-геологические и другие задачи. Наземные геотермические методы. Техника и методика работ. Обработка результатов. Решаемые задачи и области применения. Морские геотермические методы. Техника и методика работ. Решаемые задачи и области применения. Воздушные и космические геотермические методы. Физические основы. Техника и методика работ. Обработка и интерпретация результатов. Решаемые задачи и области применения. |
5.2 Разделы дисциплины и междисциплинарные связи с обеспечиваемыми (последующими) дисциплинами
№ п/п | Наименование обеспечиваемой (последующей) дисциплины | Номера разделов данной дисциплины, необходимых для изучения обеспечиваемой (последующей) дисциплины | ||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | ||
1. | Электроразведка | + | ||||
2. | Геофизические исследования скважин | + | + | |||
3. | Комплексирование геофизических методов | + | + | + | + |
5.3. Разделы дисциплин и виды занятий
№ п/п | Наименование раздела дисциплины | Лекц. | Лаб. Зан. | Семин. | СРС* | Всего час. |
1. | Теоретические основы геотермии. | 4 | 2 | 4 | 10 | |
2. | Физико-химические процессы, связанные с тепломассопереносом | 4 | 2 | 4 | 10 | |
3. | Основные геотермические параметры, методы их определения и расчетов. Геотермический градиент. Использование геотермии для расчленения геологических разрезов. | 14 | 4 | 5 | 23 | |
4. | Скажинные геотермические исследования. Техника и методика работ. | 6 | 3 | 4 | 13 | |
5. | Методика геотермических исследований на континентах и на акваториях. Методы расчета глубинных температур | 6 | 6 | 34 | 46 |
Примечание: СРС – самостоятельная работа студентов
6. Лабораторный практикум:
№ п/п | № раздела дисциплины | Тематика лабораторных работ | Трудо-емкость (час.) |
1. | 1-2 | Изучение и анализ геотермических карт | 2 |
2. | Знакомство с методикой измерения теплового потока | 2 | |
3. | 3 | Изучение аппаратуры для геотермических исследований | 3 |
4. | Построение геотермограмм | 2 | |
5. | Термограмма и теплопроводность по скважине Т-1(Тепловая – СПБ). Радиоактивность в горных породах. Теплогенерация по разрезу СКВ. Т-1 | 2 | |
6. | 4-5 | Определение геотермического градиента и плотности теплового потока по СКВ. Т-1. геологическая колонка СКВ. Т-1 | 2 |
7. | Тепловое моделирование и расчёт тепловой модели района Санкт-Петербурга. Прикладной значение геотермии - использование внутриземного тепла (естественные и искусственные коллекторы - Hot dry Rock) | 6 |
7. Практические занятия (семинары): Не предусмотрены учебным планом.
8. Примерная тематика курсовых проектов (работ):
1. Рассчитать, изобразить графически и проанализировать распределение концентрации подвижных форм металлов в струйном ореоле нефтегазовой залежи при заданных геологических и физико-химических параметрах.
2. Обосновать решаемые задачи, методику полевых работ и интерпретацию данных при применении геоэлектрохимических методов для поисков полезных ископаемых (указанных преподавателем в заданном регионе).
Например, «Применение геоэлектрохимических методов при поисках месторождений углеводородов на территории Прикаспийской НГП», «Применение геоэлектрохимических методов для поисков золота на территории Канады», «Возможности применения геоэлектрохимических методов при поисках кимберлитов на территории Австралии».
9. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины:
ЛИТЕРАТУРА
Основная
Позднее 1991 года не издавалась.
Дополнительная
1. А. Геотермия / Л: Недра, 1972.
2. и др. Тепловой режим и радиоактивность Земли / Л: Недра, 1979.
3. И, Морская геотермическая съемка / Л:Недра, 1979.
4. Внутреннее строение Земли и планет / М: Наука, 1983.
5. Шилин аэросъемка при излучении природных ресурсов / Л: Гидрометеоиздат, 1980.
6. Б., , Полевая геотермическая съемка / Киев: Наукова думка, 1974.
в) программное обеспечение: Microsoft Office, Surfer
г) базы данных, информационно-справочные и поисковые системы: ресурсы Интернет.
10. Материально-техническое обеспечение дисциплины:
Лаборатория радиометрии, геохимии и петрофизики (ауд. 4507), оснащенная полярографом с вращающимся графитовым электродом, двухкоординатными самописцами, потенциостатом, моделями рудных тел с электронной проводимостью.
Междисциплинарная лаборатория магниторазведки и гравиразведки, оснащенная мультимедийным оборудованием (ауд. 4509). Компьютерно-аналитический класс информационного анализа геофизической информации, оснащенный персональными компьютерами в количестве 12 шт., лазерным принтером HP LaserJet (ауд. 4505).
11. Методические рекомендации по организации изучения дисциплины:
Разработчик:
Ассистент кафедры ГФХМР
