Директор ИПР
___________
«___» ____________2016 г.
БАЗОВАЯ РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ
ОСНОВЫ ГЕОФИЗИЧЕСКИХ МЕТОДОВ ИССЛЕДОВАНИЙ
СПЕЦИАЛЬНОСТЬ ООП 21.05.03 Технология геологической разведки
СПЕЦИАЛИЗАЦИИ 1. Геофизические методы поисков и разведки МПИ; 2.Геофизические методы исследования скважин; 3. Технология и техника разведки МПИ
КВАЛИФИКАЦИЯ (СТЕПЕНЬ): горный инженер – геофизик, горный инженер – буровик
БАЗОВЫЙ УЧЕБНЫЙ ПЛАН ПРИЕМА 2016 г.
КУРС 3; СЕМЕСТР 5;
КОЛИЧЕСТВО КРЕДИТОВ: 3
ВИДЫ УЧЕБНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ И ВРЕМЕННОЙ РЕСУРС:
Лекции | 16 | часа (ауд.) |
Лабораторные занятия | 16 | часов (ауд.) |
Практические занятия | 19 | часов (ауд.) |
АУДИТОРНЫЕ ЗАНЯТИЯ | 32 | часов |
САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА | 76 | часов |
ИТОГО | 108 | часа |
ФОРМА ОБУЧЕНИЯ | очная |
ВИД ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ: экзамен в 5 семестре, дифференцированный зачет в 6 семестре
Обеспечивающая кафедра: «Геофизики»
И. О. ЗАВ. КАФЕДРОЙ:
РУКОВОДИТЕЛЬ ООП:
ПРЕПОДАВАТЕЛЬ:
2016г.
1. Цели освоения дисциплины
В результате освоения данной дисциплины студент приобретает знания, умения и навыки, способствующие достижению следующих целей основной образовательной программы «Технология геологической разведки»:
Ц1 – Готовность выпускников к производственно-технологической и проектной деятельности, обеспечивающей модернизацию технологий геологической разведки;
Ц2 – Готовность выпускников к междисциплинарной экспериментально-исследовательской деятельности для решения задач, связанных с разработкой инновационных технологий в геологоразведочной сфере;
Ц4 – Готовность выпускников к умению обосновывать и отстаивать собственные заключения и выводы в аудиториях разной степени междисциплинарной профессиональной подготовленности;
Ц5 – Готовность выпускников к самообучению и непрерывному профессиональному самосовершенствованию в условиях конкурентной среды, модернизации производства и глобализации экономики.
2. Место дисциплины в структуре ООП
Дисциплина «Разведочная геофизика» относится к вариативной части междисциплинарного профессионального модуля C1.ВМ.4.12.1. Дисциплине «Разведочная геофизика» предшествует освоение дисциплин (ПРЕРЕКВИЗИТЫ):
С1.БМ2.1-3 | Математика |
С1.БМ2.5 | Химия 1.5 |
С1.БМ2.6-8 | Физика |
С1.ВМ 4.6 | Геология |
С1.ВМ 4.7 | Минералогия и петрография |
С1.ВМ 4.10 | Физика Земли |
Содержание разделов дисциплины «Физика горных пород» согласовано с содержанием дисциплин, изучаемых параллельно (КОРЕКВИЗИТЫ):
С1.ВМ 4.13 | Месторождения полезных ископаемых |
С1.ВМ 4.11 | Физика горных пород |
3. Результаты освоения дисциплины
В соответствии с требованиями ООП и ФГОС освоение дисциплины направлено на формирование у студентов следующих компетенций (результатов обучения).
Таблица 1.
Результаты обучения* | Составляющие результатов обучения | ||
Р1 (ОК 2, 9, 10, 11, 12; ПК 6) | знания | З5.3 | физические характеристики геофизических полей и основы их теории; |
З7.2 | методы измерения геофизических полей; | ||
З7.3 | принципы работы полевой геофизической аппаратуры и ее основные характеристики; | ||
З6.2 | основы методов обработки и интерпретации геофизической информации; | ||
З7.4 | геолого-геофизические задачи, решаемые методами разведочной геофизики; | ||
умение | У7.3 | анализировать возможности применения различных методов разведочной геофизики для решения конкретных геологических задач; | |
У6.3 | представлять результаты геофизических исследований в виде разрезов, карт, схем результатов интерпретации геофизических данных и других изображений; | ||
У9.6 | проводить обработку геофизической информации и ее геологическую интерпретацию, | ||
У6.16 | разрабатывать проектно-сметную документацию на проведение геофизических работ; | ||
Владение опытом | В5.1 | методами и техническими средствами для проведения полевых геофизических работ, обеспечивающих сбор необходимой геофизической информации; | |
В5.6 | методами контроля качества геофизических измерений; методикой составления научно-технических отчетов по проведенным геофизическим исследованиям. | ||
В6.12 | навыками выявления из геофизических данных геологической информации, свободного пользования компьютером и программным обеспечением для решения задач проектирования и интерпретации геофизических данных | ||
В6.13 | методами поиска необходимой геофизической, геологической и технической информации из фондовых, опубликованных источников, в том числе электронных | ||
В7.1 | навыками составления рационального комплекса методов разведочной геофизики для решения конкретной геологической задачи; |
* Р1 - Применять математические, естественно-научные, социально-экономические и инженерные знания в профессиональной деятельности;
Общекультурные компетенции: ОК 2 - обобщает, анализирует, воспринимает информацию, ставит цели и выбирает пути ее достижения; ОК 9 - стремится к саморазвитию, повышению своей квалификации и мастерства; ОК 10 - критически оценивает свои личностные качества, намечает пути и выбирает средства развития достоинств и устранения недостатков; ОК 11 - осознает социальную значимость своей будущей профессии, имеет высокую мотивацию к выполнению профессиональной деятельности; ОК 12 - критически осмысливает накопленный опыт, изменяет при необходимости профиль своей профессиональной деятельности.
Профессиональные компетенции: ПК 6 - самостоятельно принимает решения в рамках своей профессиональной компетенции, работает над междисциплинарными проектами.
В результате освоения дисциплины «Разведочная геофизика» студентом должны быть достигнуты следующие результаты:
Таблица 2.
Планируемые результаты освоения дисциплины
№ п/п | Результат |
РД1 | Знать место учебной дисциплины в комплексе профессиональных и специальных дисциплин, ее значение для повышения эффективности геологоразведочного дела, обеспечения минерально-сырьевой базы России. |
РД2 | Использовать знания, законы и технологии естественнонаучных, математических, социально-экономических наук в профессиональной деятельности. |
РД3 | Ориентироваться в потоке профессиональной и другой полезной в профессии информации, обобщать и излагать в форме рефератов и эссе опубликованные материалы. |
РД4 | Анализировать результаты геофизических измерений, сопоставлять с геологическими данными. |
РД5 | Выполнять собственные геофизические исследования, формулировать их результаты, составлять отчеты по работам. |
РД6 | Самостоятельно учиться и непрерывно повышать квалификацию в течение всего периода профессиональной деятельности. |
Структура и содержание дисциплины Содержание разделов дисциплины
Раздел 1. Введение
Лекция1. Сущность геофизических методов исследования земных недр. Место разведочной геофизики в ряду других наук о Земле. Фундаментальные законы природы, как основа геофизических методов. Физические свойства горных пород и руд как факторы, определяющие возможность использования геофизических методов для решения различных геологических задач. Классификация геофизических методов по использованию физических полей, месту их применения и решаемым задачам. Краткие сведения из истории возникновения и развития прикладной геофизики.
Раздел 2. Гравиразведка
Лекция 1,2. Физико-геологические предпосылки гравиразведки, закон всемирного тяготения, потенциал и напряженность силы тяготения, гравитационное поле Земли, сила тяжести и ее изменение. Нормальное значение силы тяжести и аномалии, причины гравитационных аномалий; принципы и методы измерения абсолютных и относительных значений силы тяжести, гравиметры и их назначение, методика и техника работ, обработка результатов измерения, аномалии в редукции Буге;
Лабораторная работа 1. Структура гравитационного поля Земли.
Способы измерения силы тяжести и устройство гравиметров. Обработка данных гравиметрической съёмки
Лекция 3. Способы изображения результатов гравиметрических наблюдений; качественная интерпретация гравиметрических данных; количественные методы решения прямой и обратной задач гравиразведки. Применение гравиразведки в рудной и нефтегазовой геологии.
Геологические и физико-математические предпосылки магниторазведки. Магнитные свойства горных пород и руд, магнитное поле Земли и его элементы, вариации магнитного поля; карты нормальных значений магнитного поля Земли; магнитные аномалии и их геологическая природа; способы измерения магнитного поля, классификация магнитометров.
Раздел 3. Магниторазведка
Лекция 4. Основы методики и техники работ, способы изображения результатов наблюдений, аэромагнитная и гидромагнитная съемки; интерпретация магнитных аномалий: признаки магнитных аномалий, прямая и обратная задачи магниторазведки; качественная интерпретация; простейшие приемы количественной интерпретации, графики и планы магнитных аномалий от простейших тел, основы моделирования магнитных полей от объектов сложной формы. Геологические задачи, решаемые магниторазведкой.
Лабораторная работа 2. Методика магнитной съемки и обработка результатов
Раздел 4. Электроразведка
Лекция 5. Геолого-геофизические предпосылки методов электроразведки, электрический ток в пространственном проводнике, нормальное электрическое поле двух электродов, разность потенциалов и способы её измерения. Электроразведка методами постоянного тока: сущность метода сопротивления, удельное электрическое сопротивление горных пород и руд; электрическое поле точечного электрода однородной и изотропной среды, неоднородная среда, кажущееся удельное электрическое сопротивление, единицы измерения; анизотропия электрических свойств; способы измерения кажущегося сопротивления, методика и техника работ; электрическое профилирование: симметричное, дипольное, срединных градиентов, способы изображения результатов профилирования; область применения электропрофилирования.
Вертикальное электрическое зондирование, сущность метода, методика и техника работ, способы изображения результатов ВЭЗ, типы кривых ВЭЗ, качественная и количественная интерпретация кривых ВЭЗ, решаемые геологические и инженерно-геологические задачи, назначение круговых зондирований.
Лабораторная работа 3. Построение разреза изоом по данным метода ВЭЗ.(4 часа)
Лекция 6. Электрохимические методы разведки. Метод естественного электрического поля: физико-химическая природа естественных токов в земле, потенциал естественного поля, методика полевых работ, способы изображения результатов; область применения в поисковой, нефтегазовой и инженерной геологии. Метод вызванной поляризации, физико-геологические основы метода, вызванная поляризация электронных и ионных проводников. Методика, техника проведения полевых работ методом ВП и аппаратура. Обработка результатов измерений. Интерпретация аномалий вызванной поляризации. Условия и область применения метода вызванной поляризации. Принципиальные возможности метода в рудных и нефтегазоперспективных районах
Лабораторная работа 4. Построение карты изолиний потенциала естественного поля. Интерпретация данных метода ВП.
Раздел 5. Сейсморазведка
Лекция 7. Геолого-физические предпосылки метода, упругие свойства горных пород, продольные и поперечные колебания, скорость распространения упругих волн в различных геологических средах, сейсмическая жесткость, условия отражения и преломления, законы геометрической сейсмики. Методы отраженных и преломленных волн, сущность методов, методика полевых работ, основные каналы сейсмостанции. Годографы прямой, отраженной и преломленной волны, основы обработки сейсмограмм; построение годографов, их качественная интерпретация, простейшие приемы построения отражающих границ, структурные карты.
Лабораторная работа 5. Построение отражающей границы. Построение преломляющей границы.
Раздел 6. Методы радиометрии и ядерной геофизики
Лекция 7, 8. Сущность радиохимических методов; радиоактивность, виды радиоактивного распада; естественная и искусственная радиоактивности, основные законы радиоактивных превращений. Единицы измерения радиоактивности и ионизирующих излучений: активность, доза, мощность дозы. Взаимодействие радиоактивных излучений с веществом; ядерно-физические свойства горных пород и руд. Классификация ядерно-геофизических методов, методы регистрации радиоактивных излучений, лабораторные и полевые радиометры. Гамма-методы, виды полевых съемок, представление результатов наблюдений, решаемые задачи и область применения. Эманационная съемка, сущность и назначение, глубинность съемки, область применения. Гамма-спектрометрия: спектры гамма-излучения урана, тория и калия, гамма-спектрометры, представление результатов съемки, особенности аэрогаммаспектрометрической съемки, геологические задачи, решаемые гамма-спектрометрией.
Лабораторная работа 6. Законы радиоактивного распада. Методика радиометрической съёмки.
Раздел 7. Комплексирование геофизических методов исследований.
Лекция 8. Неоднозначность обратной задачи геофизики. Физико-геологические предпосылки комплексирования, технологические, целевые и специализированные комплексы, пути снижения неоднозначности решения обратной задачи в геофизике. Сущность и способы комплексной интерпретации геофизических данных, изображение результатов комплексной интерпретации; принципы формирования комплексов геофизических исследований при решении основных геологических задач.
Образовательные технологии
При освоении дисциплины используются следующие сочетания видов учебной работы с методами и формами активизации познавательной деятельности студентов для достижения запланированных результатов обучения и формирования компетенций.
Методы и формы активизации деятельности | Виды учебной деятельности | |||
ЛК | Семинар | ЛБ | СРС | |
Дискуссия | х | х | ||
IT-методы | х | х | х | |
Командная работа | х | х | х | |
Разбор кейсов | х | |||
Опережающая СРС | х | х | х | х |
Индивидуальное обучение | х | х | ||
Проблемное обучение | х | х | х | |
Обучение на основе опыта | х | х | х |
Для достижения поставленных целей преподавания дисциплины реализуются следующие средства, способы и организационные мероприятия:
- изучение теоретического материала дисциплины на лекциях с использованием компьютерных технологий; самостоятельное изучение теоретического материала дисциплины с использованием Internet-ресурсов, информационных баз, методических разработок, специальной учебной и научной литературы; закрепление теоретического материала при проведении лабораторных работ с использованием учебного и научного оборудования, выполнения проблемно-ориентированных, поисковых, творческих заданий.
6. Организация и учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов (CРC)
6.1 Текущая и опережающая СРС, направленная на углубление и закрепление знаний, а также развитие практических умений заключается в:
- работе студентов с лекционным материалом, поиск и анализ литературы и электронных источников информации по заданной проблеме и выбранной теме самостоятельной работы; научных публикаций по определенной теме исследований, анализе фактических материалов по заданной теме, проведении расчетов, составлении моделей на основе полученных материалов, выполнении расчетно-аналитических работ, исследовательской работе и участии в научных студенческих конференциях, семинарах и олимпиадах.
6.1.1. Темы, выносимые на самостоятельную проработку:
* Высокоразрешающая электроразведка
* Возможности электрохимических методов при поисках нефтегазовых структур
* Скважинная магниторазведка
* Скважинная гравиразведка и ее возможности при поисках месторождений нефти и газа
* Комплексная интерпретация геофизических данных на основе алгоритмов распознавания образов
6.2 Творческая проблемно-ориентированная самостоятельная работа
(ТСР) направлена на развитие интеллектуальных умений, комплекса универсальных (общекультурных) и профессиональных компетенций, повышение творческого потенциала студентов и заключается в:
- поиске, анализе, структурировании и презентации информации, анализе научных публикаций по определенной теме исследований, анализе фактических материалов по заданной теме, проведении расчетов, составлении моделей на основе полученных материалов, выполнении расчетно-графических работ, исследовательской работе и участии в научных студенческих конференциях, семинарах и олимпиадах,
6.2.1. Примерный перечень научных проблем и направлений научных исследований:
Возможности методов полевой геофизики при прямых поисках нефти и газа Способы повышения разрешающей способности сейсморазведки Оценка эффективности геофизических комплексов Аэрогравиметрия. Применение различных способов редуцирования при гравиметрической съемке в горных районах. Возможности магнитной съемки при работах в высоких широтах и прибрежных зонах океанов.6.3. Контроль самостоятельной работы
Оценка результатов самостоятельной работы организуется следующим образом:
- Защита отчетов по курсовой работе, индивидуальному заданию. Оценка ответов на тестовые задания Выполнение итоговой контрольной работы. Зачёт.
7. Средства текущей и промежуточной оценки качества освоения дисциплины
Оценка качества освоения дисциплины производится по результатам следующих контролирующих мероприятий:
Контролирующие мероприятия | Результаты обучения, баллы |
Выполнение и защита лабораторных работ | 21 |
Реферат, эссе по СРС, защита индивидуальных заданий | 12 |
Письменный опрос на лекции | 9 |
Контрольная работа (КР) | 18 |
Зачёт | 40 |
Для оценки качества освоения дисциплины при проведении контролирующих мероприятий предусмотрены следующие средства (фонд оценочных средств):
- вопросы входного контроля; контрольные вопросы, задаваемые при выполнении и защитах лабораторных работ; вопросы тестирования (в режимах обучения и контроля); вопросы итоговой контрольной работы; вопросы зачёта.
8. Рейтинг качества освоения дисциплины
Оценка качества освоения дисциплины в ходе текущей и промежуточной аттестации студентов осуществляется в соответствии «Руководящими материалами по текущему контролю успеваемости, промежуточной и итоговой аттестации студентов Томского политехнического университета» (приказ ректора № 88/од от 01.01.2001 г.).
В соответствии с «Календарным планом изучения учебной дисциплины»:
- текущая аттестация производится в течение семестра – максимально 60 баллов. К моменту завершения семестра студент должен набрать не менее 33 баллов; промежуточная аттестация (экзамен) проводится в конце семестра – максимально 40 баллов. На экзамене студент должен набрать не менее 22 баллов.
Итоговый рейтинг по дисциплине равен сумме баллов текущей и промежуточной аттестаций – максимально 100 баллов.
В соответствии с «Календарным планом выполнения курсовой работы»:
- текущая аттестация производится в течение семестра – максимально 40 баллов. К моменту завершения семестра студент должен набрать не менее 22 баллов; промежуточная аттестация (защита работы) проводится в конце семестра – максимально 60 баллов. По результатам защиты студент должен набрать не менее 33 баллов.
Итоговый рейтинг выполнения курсовой работы равен сумме баллов текущей и промежуточной аттестаций – максимально 100 баллов.
9. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины
Основная литература:
Методы полевой геофизики: учебное пособие. – Томск: Изд-во ТПУ, 2012. – 216 с.Дополнительная литература:
, , и др. Общий курс геофизических методов разведки - М:, Недра, 1986. Геологическая интерпретация геофизических данных: Учебное пособие для вузов. - М.: Недра, 1983. - 208 с. , Кунин Н. Я., Терехин справочник по полевой геофизике. - М., Недра, 1977. , Сейсмическая разведка. - М., Недра, 1980. и др. Общий курс геофизических исследований скважин., Наука, 1985. , Магниторазведка, Л. ,Недра, 1979. Курс гравиразведки. Л., Недра, 1972. , Радиометрические и ядерно-геофизические методы разведки. - М., Недра, 1982. , Электроразведка. - М., Недра, 1974. Полевая геофизика. М.: Изд. РГУ им. , 2010, - 480 с. Общий курс полевой геофизики: Учебник для вузов. - М., Недра, 1989. -520 с. Геофизические методы исследования: Учебное пособие для вузов /, , и др.; Под редакцией . - М.: Недра, 1988. - 396 с.Электронные учебники ТПУ:
Методы полевой геофизики :учебное пособие. – Томск: Изд-во ТПУ, 2004. – 202 с. http://portal. tpu. ru/files/departments/publish/Gusev_maket. pdf
Интернет-ресурсы:
Полевая геофизика.http://books. /tdsme. php? sites=35&s=9917&q=%CF%EE%EB%E5%E2%E0%FF%20%E3%E5%EE%F4%E8%E7%E8%EA%E0
«Геофизический вестник»http://www. bash-eago. ru/
«Геофизика»http://eago. ru/catalog/15
«Геология и геофизика»http://www. izdatgeo. ru/index. php? action=journal&id=1
«Геология рудных месторождений»http://www. kscnet. ru/ivs/bibl/georm/index. html
«Геология нефти и газа»http://www. geoinform. ru/?an=gng
«Разведочная геофизика»http://urss. ru/covers_ru/106469.gif
Разведочная геофизика. Саратов.http://elibrary. sgu. ru/uch_lit/883.pdf
Материально-техническое обеспечение дисциплины
№ п/п | Наименование | Корпус, ауд., количество установок |
1. | Компьютерный класс с мультимедийной аппаратурой для проведения лабораторных работ расчетного и аналитического характера | 20 корпус, 416 ауд. 15 рабочих мест |
2. | Лекционная аудитория с интерактивной доской | 20 корпус, 422 ауд. 40 рабочих мест. |
3. | Лабораторная аудитория с геофизической аппаратурой для проведения физического моделирования и изучения методики геофизических работ | 20 корпус, 421 ауд. 15 рабочих мест |
Программа составлена на основе Стандарта ООП ТПУ в соответствии с требованиями ФГОС ВПО (№ 000 от 15.02.2011) по специальности 21.05.03. «Технология геологической разведки».
Программа одобрена на заседании кафедры геофизики
(протокол № 000 от «31» мая 2016 г.).
Автор _____________ ()
Рецензент _______________ ()
