Полевая геофизика (стр. 5 )

Краткое изложение программного материала с методическими

указаниями студенту

Модуль «Введение в геофизику, гравиразведка».

Комплексная цель модуля:

Получение слушателями системы знаний о геофизике, как науке, занимающейся фундаментальными и прикладными исследованиями Земли, о гравитационном поле Земли, методах (дистанционных, наземных (полевых) и подземных (скважинных и шахтных)) и средствах его изучения 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:

Тема №1. Предмет геофизики. Основные понятия и определения. Структура разделов, содержательная часть модулей.

Предмет геофизики. Естественные и искусственные геофизические поля. Структура разведочной геофизики по направлениям и видам работ и используемым геофизическим полям. Содержание полного цикла геофизических исследований. Прямая и обратная геофизические задачи. Полевая геофизика, как информационно-измерительный тракт. Понятия о геофизическом и геологическом разрезах и их трансформации. Тенденции изменения геофизических параметров. Типовая классификация горных пород для изучения физических показателей.

Тема №2. Краткая теория гравитационного поля и его изучение в гравиметрии и гравиразведке.

Основные понятия и определения гравиразведки. Краткая теория гравитационного поля. Закон Ньютона. Формулы гравитационного потенциала и напряженности поля. Параметр силы тяжести. Нормальное и аномальное поле. Уровенная поверхность. Геоид. Поправки за свободный воздух, промежуточный слой, рельеф. Формула аномалии Буге. Вторые производные силы тяжести, их нормальные значения. Дифференциация горных пород по плотности и методы ее измерения. Общая характеристика плотности основных минералов, горных пород и руд. Физические принципы построения чувствительных систем для изучения поля силы тяжести. Гравиметры. Гравитационные вариометры и градиентометры.

Тема№3. Методика гравиразведки и ее применение для поисков и разведки полезных ископаемых и в др. областях геологии.

Методика гравиразведки, включая наземные, морские и подземные съемки. Опорная и рядовая сеть. Аналитические методы решения прямых и обратных задач гравитационного поля для тел простой геометрической формы. Использование ЭВМ. Качественная и количественная интерпретация данных гравиразведки и геологическое истолкование гравитационных аномалий. Применение гравиразведки для региональных съемок, при поисках и разведке полезных ископаемых, в геоэкологии, инженерной геологии и др.

Список рекомендуемой учебно-методической литературы.

Основная:

Геофизика: учебник /Под ред. . - М.: КДУ, 2007. – С. 9-41. Геофизические методы исследования. (Под редакцией ). Учебное пособие. – М.: Недра, 1988. – С. 3-28. Знаменский курс полевой геофизики. Учебник. – М.: Недра, 1989. – С – 3-77.

Дополнительная:

1.        Федынский геофизика. Учебное пособие. – М.: Недра, 1967. – 6-42, 98-123.

2.        Огильви инженерной геофизики: Учеб. для вузов /Под редакцией . – М.: Недра, 1990. – С. 4-26.

3.        , ,   Экологическая геофизика: Учеб. Пособие. – М.: Изд-во МГУ, 2000. – С. 83-84.

3. Задания, обеспечивающие достижение студентом комплексной цели модуля.

3.1. Проектные задания к модулю:

1) Дать определение геофизики, как фундаментальной и прикладной науки.

2) Объяснить сущность возникновения естественных и создания искусственных геофизических полей.

3) Составить схему структуры разведочной геофизики.

4) Объяснить содержание полного цикла геофизических исследований.

5) Объяснить содержание прямой и обратной геофизических задач.

6) Составить логическую схему полевой геофизики, как информационно-измерительного тракта.

7) Дать определения геофизического и геологического разрезов и их трансформации.

8) Составить типовую классификацию горных пород для изучения физических показателей.

9) Перечислить и объяснить тенденции изменения геофизических параметров.

10) Объяснитьгравитационнуюя постоянную – физическую константу в формуле закона Ньютона.

11) Дать толкование Земному сфероиду.

12) Дать определение эквипотенциальной или уровенной поверхности.

13) Объяснить значимость вторых производных потенциала силы тяжести.

14) Составить картину нормального гравитационного поля и объяснить необходимость его учета при анализе аномального поля.

15) Объяснить с какой целью вводятся поправки за высоту и за плотность промежуточного слоя и с какой знак при этом имеет поправка за рельеф местности.

16) Предложить методику наблюдений для обнаружения геологических объектов правильной геометрической формы - последовательность и порядок измерения силы тяжести  на пунктах (рядовых и опорных) гравиметрической сети, позволяющей учитывать смещение нуль-пункта гравиметра.

17) Выполнить построениие палетки Гамбурцева – графического чертежа для вычисления притяжения двухмерных тел произвольной формы. Показать применение палетки для решения прямых задач и пути компьютерного решения задания.

18) Составить типовые модели геологических сред с включением натурных и техногенных объектов, характеризующихся избыточной плотностью, как разностью плотностей вмещающих пород и пород структуры, создающих гравитационную аномалию.

19) Написать реферат о принципах» работы» гравиметров, их типах и конструктивных особенностях, включая современные разработки.

3.2. Тематика лабораторных занятий:

Лабораторная работа №1 (4 часа). Тема: определение плотности горных пород на образцах.

Параметр плотности и ее физическая сущность. Единицы измерения. Устройство денситометра. Методические указания к выполнению работы (метрологический контроль прибора, измерения на контрольных эталонах, измерения плотности образцов).

ЛИТЕРАТУРА

Основная:

1. Фоменко физических свойств горных пород по образцам: Практикум по курсу "Петрофизика" Юж.-Рос. гос. техн. ун-т. – Новочеркасск: ЮРГТУ, 1999. С. 3-9.

Дополнительная:

1. Петрофизика: Справочник. В трех книгах. Книга вторая. Техника и методика исследований. /Под ред. , . – м.: Недра, 1992. – С. 5-11.

Лабораторная работа №2 (6 часов). Тема: интерпретация данных гравиразведки с помощью палетки Гамбурцева.

Сущность палеточного способа интерпретации в ручном и компьютерном вариантах. Формулы для расчета палетки. Описание построения палетки. Создание модельного и натурного геологических разрезов. Выполнение интерпретации. Изучение программы «ZOND», компьютерное отображение модели и построение теоретической кривой приращения силы тяжести. Содержание отчета. Контрольные вопросы.

ЛИТЕРАТУРА

Основная:

1. , , Лыхин геофизических данных. Учебное пособие. – М.: Из-во МГГА, 1993. С. 82-83.

Дополнительная:

1. Практикум по курсу "Геофизические методы" /Сост.: , ; Юж.-Рос. гос. техн. ун-т. – Новочеркасск: ЮРГТУ, 2001. С. 17-22.

Модуль «Магниторазведка»

Комплексная цель модуля:

Получение слушателями системы знаний о магнитном поле Земли, методах (дистанционных, наземных (полевых) и подземных (скважинных и шахтных)) и средствах его изучения 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:

Тема №1. Краткая теория геомагнитного поля и его изучение в магнитометрии и магниторазведке.

Основные понятия и определения магниторазведки. Краткая теория геомагнитного поля (закон Кулона для точечных магнитных масс). Совокупное магнитное поле, формулы потенциала и напряженности. Происхождение магнитного поля Земли и его вариации. Элементы геомагнитного поля. Магнитные свойства природных объектов, включая горные породы. Природа диа-, пара-, и ферромагнетизма. Тенденции изменения магнитной восприимчивости в твердой, жидкой и газообразной фазах, у кристаллических (магматических и метаморфических) и осадочных (терригенных и хемогенных) пород.

Тема №2. Методика магниторазведки и ее применение для региональных съемок, поисков и разведки полезных ископаемых.

Методика и технология магниторазведочных работ. Полевая магнитная съемка. Система измерений. Магниторазведочная аппаратура. Устройство, принципы работы и типовые блок-схемы магнитометров. Представление результатов (формирование таблиц, первичная обработка данных, определение погрешностей наблюдений, построение план-графиков и карт, включая использование современных компьютерных программ). Аналитические способы решения прямой и обратной задачи магниторазведки. Типовые графики над объектами простой геометрической формы. Численные способы решения обратной задачи магниторазведки для объектов сложного геологического строения. Особенности аномального магнитного поля над разными геологическими и техногенными объектами. Место магниторазведки в комплексе геологоразведочных работ. Примеры использования результатов магниторазведки в комплексе с другими методами при решения геологических задач.

Список рекомендуемой учебно-методической литературы.

Основная:

Геофизика: учебник /Под ред. . - М.: КДУ, 2007. – С. 42-627. Знаменский курс полевой геофизики. Учебник. – М.: Недра, 1989. – С. 81-99, 105-131.

Дополнительная:

1. Федынский геофизика. Учебное пособие. – М.: Недра, 1967. – 219-278.

2. Геофизические методы исследования. (Под редакцией ). Учебное пособие. – М.: Недра, 1988. – С. 43-75.

3. и др. Петрофизика: Учебник для вузов. – Томск: Из-во Том. Ун-та, 1997. - С. 81-147.