Справочные сведения к выполнению работы.

При выполнении первой части работы необходимо проанализировать теоретические выражения измеряемых величин, определить и проверить условия теоретической эквивалентности.

Для кругового горизонтального цилиндра, если ^ и X - горизонтальные координаты точки расчета и центральной линии цилиндра (соответственно), k = 6.673 • 10-⁸ см³/(г-с²) -гравитационная постоянная, М - избыточная масса, h - глубина центра:

Mh ²²

^{A 2; V}

Для сферы:

V_zz = kM---------- ------ Чг; V_7r = -3kMh -

Магнитное поле горизонтального цилиндра при вертикальном направлении намагниченности определяется по формулам:

2/и[/г² -(£-х)²] Amh{t-x)

^z= [h² ₊ {t-x)²f ' ^H=[h² + (i;-x)²]²'

где m - магнитный момент цилиндра. Для сферического источника:

[2h²-(Z-x)²] 4-х
Z=M-------------------- тт; Н = -ЗМп--------------------- тт.

Приращение модуля полного вектора магнитного поля для тел любой формы в общем случае определяется:

AT = Z sincoI + H sI cos A,

где I - наклонение нормального вектора Т0, A - магнитный азимут составляющей НА. Электрический потенциал вертикально поляризованного горизонтального цилиндра:

Гц Ц ^Rh

и_ш = -

и сферы:

где Уц,у_сф и у_вм - электропроводности (проводимости) соответственно цилиндра,

сферы и вмещающей среды; AU - максимальный скачок потенциала на границе цилиндра (или сферы) и вмещающей среды; R - радиус цилиндра (сферы). Остальные условные пояснены выше.

После оценки теоретической эквивалентности необходимо решить прямую задачу, построив соответствующий график. Затем, определив пределы практической эквивалентности, рассчитать прямую задачу для одного из практически эквивалентных вариантов и построить графики.

4. Контрольные вопросы.

1. В чем разница между количественной и качественной неоднозначностью
решения обратной задачи геофизики?

2. В каких геофизических методах рассматриваются геометрические, временные
и частотные обратные задачи?

3. Что Вы можете сказать о постановке прямой задачи, если она имеет
эквивалентные решения?

4. Одним из самых надежных методов изучения горизонтально-слоистых сред
считается сейсморазведка. Возможна ли теоретическая и (или) практическая
эквивалентность при построении отражающих и преломляющих границ?
Обоснуйте ответ, основываясь на уравнениях годографов отраженной и
преломленной волн.

5. Возможны ли эти виды эквивалентных решений при интерпретации кривых
ВЭЗ? Обоснуйте ответ.

ЛИТЕРАТУРА

1. Березкин В.М., Киричек М.А., Кунарев А.А. Применение геофизических методов
разведки для прямых поисков месторождений нефти и газа. -М.: Недра, 1978.

2. Веселов К.Е. Гравиметрическая съемка. - М.: Недра, 1986. - 312 с.

3. Грушинский Н.П., Сажина Н.Б. Гравитационная разведка. - М.: Недра, 1981. - 56 с.

4. Гравиразведка. Справочник геофизика. - М.: Недра, 1990.

5. Гринкевич Г.И. Магниторазведка. - Екатеринбург: УГГА, 2001г.

6. Еремин В.Н. Магнитная зональность осадочных пород и пространственное
распределение минералов железа в зонах влияния углеводородов // Геология нефти и
газа. - 1986. - № 4. -с. 28 - 32.

7. Знаменский В.В. Полевая геофизика. М.: «Недра», 1980;

8. Инструкция по гравитационной разведке. - М.: Недра, 1975.

9. Каменецкий Ф.М. Электромагнитные геофизические исследования методом
переходных процессов. М.: ГЕОС, 1997;

10. Каштанов В.А. Локальный нефтепрогноз по данным аэромагнитной съемки. //
Геология нефти и газа. - 1988. - № 12. -с. 7 - 12.

11. Комаров В.А. Электроразведка методом вызванной поляризации. Л.: изд. Недра, 1980.

12. Ларионов В.В., Резванов Р.А. Ядерная геофизика и радиометрическая разведка:
Учебник для вузов. - 3-е изд., - М.: Недра, 1988.

13. Логачёв А.А., Захаров В.П. Магниторазведка. 5-е изд. -Л.: «Недра», 1979.

14. Магниторазведка: Справочник геофизика/Под редакцией В.Е.Никитского,
Ю.С.Глебовского. - 2-е изд. - М.: Недра, 1990.

15. Маловичко А.К., Костицин В.И., Тарунина О.Л. Детальная гравиразведка на нефть и
газ.-М.: Недра, 1979.

16. Матвеев Б.К. Электроразведка при поисках месторождений полезных ископаемых. -
М.: «Недра», 1982;

17. Меркулов В.П., Зятев Г.Г. Нетрадиционные возможности применения некоторых
геофизических методов в нефтяной геологии Западной Сибири // Материалы
региональной конференции геологов Сибири, Дальнего Востока и Северо-Востока
России. Том 2. - Томск. 2000, с. 492 - 495.

18. Меркулов В.П. Магнитные поля месторождений нефти и газа и возможности их
использования при картировании залежей углеводородов: Геология, поиски и
разведка полезных ископаемых Сибири // Известия Томского политехнического
университета. - Томск: Изд. ТПУ, Т. 305, вып. 6, 2002, с. 218 - 224.

19. Меркулов В.П., Зятев Г.Г. Гравимагнитные исследования при локальном прогнозе
нефтегазоносности (на примере Лавровского наклонного вала). // Геофизические
методы при разведке недр и экологических исследованиях: Материалы науч.-техн.
конф., посвящ. 100-летию со дня рождения Д.С. Микова. Вып. 2. Томск.: Изд. ТПУ,
2003, с. 120-125.

20. Моисеев В.С. Метод вызванной поляризации при поисках нефтеперспективных
площадей. -Новосибирск: «Наука», 2002;

21. Миронов В.С. Курс гравиразведки. Л.: Недра, 1980. - 512с.

22. Новиков Г.Ф. Радиометрическая разведка: учебник для вузов. - Л.: Недра, 1989.

23. Номоконова Г.Г., Меркулов В.П., Расковалов Д.Ю., Ростовцев В.В. Месторождения
углеводородов в региональном магнитном поле Западно-Сибирской плиты. //
Геофизические методы при разведке недр и экологических исследованиях:
Материалы науч.-техн. конф., посвящ. 100-летию со дня рождения Д.С. Микова. Вып.
2. Томск.: Изд. ТПУ, 2003, с. 133 - 136.

24. Номоконова Г.Г., Меркулов В.П., Расковалов Д.Ю. Использование результатов ранее
проведенных геофизических съемок для оценки нефтегазоносности новых
территорий.//Вопросы теории и практики геологической интерпретации
гравитационных, магнитных и электрических полей: Материалы 33-й сессии
междунар. семинара им. Д.Г. Успенского. -Екатеринбург: Институт геофизики УрО
РАН, 2006, с.245 - 249.

25. Огородова Л.В., Шимбирев Б.П., Юзефович А.П. Гравиметрия. -М.: «Недра», 1978.

26. Серкеров С.А. Гравиразведка и магниторазведка.: Учеб. для вузов.-М.: ОАО
«Издательство Недра», 1999.

27. Семенов А.С. Электроразведка методом естественного электрического поля. -Л.:
Недра, 1968.

28. Якубовский Ю. В., Ренард И.В. Электроразведка: Учебник для вузов. - 3-е изд. - М.:
Недра, 1991.

29. Слепак З.М. Применение гравиразведки при поисках нефтеперспективных структур.
М.Недра, 1989. - С 137 - 157

30. Тархов А.Г., Бондаренко В.М., Никитин А.А. Комплексирование геофизических
методов. -М.: Недра, 1982. -295 с.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение.......................................................................................................................... 3

Глава 1. ПРЕДМЕТ И МЕТОДЫ ПОЛЕВОЙ ГЕОФИЗИКИ……………….… 4

Глава 2. ГРАВИРАЗВЕДКА................................................................................................... 7

2.1. СИЛА ПРИТЯЖЕНИЯ ИЕЕПОТЕНЦИАЛ................................................................. 8

2.2. СИЛА ТЯЖЕСТИ НА ПОВЕРХНОСТИ ЗЕМЛИ...................................................... 10

Практическое задание № 1.................................................................................... 11

2.3. ВТОРЫЕ ПРОИЗВОДНЫЕ ПОТЕНЦИАЛА СИЛЫ ТЯЖЕСТИ

И ИХ ФИЗИЧЕСКИЙ СМЫСЛ................................................................................... 11

2.4. ИЗМЕНЕНИЕ СИЛЫ ТЯЖЕСТИ ВНУТРИ ЗЕМЛИ................................................. 14

2.5. ИЗМЕНЕНИЯ ГРАВИТАЦИОННОГО ПОЛЯ ВО ВРЕМЕНИ……………...... 15

2.6. НОРМАЛЬНОЕ ПОЛЕ СИЛЫ ТЯЖЕСТИ......................................................... 17

Практическое задание № 2.................................................................................... 19

2.7. МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЙ УСКОРЕНИЯ СИЛЫ ТЯЖЕСТИ И

УСТРОЙСТВО ГРАВИМЕТРОВ................................................................................ 20

2.7.1. Классификация методов измерений............................................................ 20

2.7.2. Динамические методы измерений силы тяжести……………………….... 20

2.7.3. Статические методы измерений силы тяжести.......................................... 25

2.8. МЕТОДИКА ГРАВИМЕТРИЧЕСКОЙ СЪЕМКИ............................................. 34

2.8.1. Общие положения.......................................................................................... 34

2.8.2. Опорная сеть................................................................................................... 35

2.8.3. Рядовая сеть.................................................................................................... 39

2.8.4. Методика топо-геодезического обеспечения гравиметрических работ.... 40

2.9. КАМЕРАЛЬНАЯ ОБРАБОТКА ДАННЫХ СЪЕМКИ..................................... 41

2.9.1. Первичная обработка данных............................................................................... 41

9.2.1. Окончательная обработка.............................................................................. 42

2.10. РЕШЕНИЕ ПРЯМОЙ И ОБРАТНОЙ ЗАДАЧ ГРАВИРАЗВЕДКИ ДЛЯ

ТЕЛ ПРАВИЛЬНОЙ ФОРМЫ............................................................................ 48

2.10.1. Способы решения прямой задачи...................................................................... 49

2.10.2. Способы решения обратной задачи........................................................... 52

Практическое задание № 3................................................................................... 54

2.10.3. Построение контактной поверхности....................................................... 54

Практическое задание № 4................................................................................... 55

Глава 3. МАГНИТОРАЗВЕДКА........................................................................................ 56

3.1. МАГНИТНОЕ ПОЛЕ ЗЕМЛИ............................................................................ 56

3.1.1. Дипольное поле Земли и элементы вектора геомагнитного поля................... 57

3.1.2. Магнитосфера и радиационные пояса Земли..................................................... 59

3.1.3. Структура геомагнитного поля............................................................................ 62

3.1.4. Вариации геомагнитного поля..................................................................... 64

3.1.5. Нормальное магнитное поле........................................................................ 67

3.1.6. Генеральная магнитная съемка и магнитные карты.......................................... 68

Практическое задание № 5.................................................................................... 69

3.1.7. Природа магнитного поля Земли........................................................................ 69

3.1.8. Элементы вектора Т_{а..................................................................................................................} 70

3.1.10. Условия и область применения магниторазведки................................... 72

3.2. МАГНЕТИЗМ ГОРНЫХ ПОРОД................................................................................ 73

3.2.1. Магнитные свойства минералов.......................................................................... 73

3.2.2. Магнитные свойства горных пород.................................................................... 75

3.2.3. Палеомагнетизм и археомагнетизм.............................................................. 77

3.3. СПОСОБЫ ИЗМЕРЕНИЯ МАГНИТНОГОПОЛЯ............................................. 79

3.3.1. Классификация способов измерений магнитного поля...................... 79

3.3.2. Оптико-механические магнитометры........................................................ 79

3.3.3. Феррозондовые магнитометры.......................................................................... 81

3.3.4. Протонные магнитометры............................................................................ 83

3.3.5.Квантовые магнитометры............................................................................. 86

3.3.6. Индукционные и криогенные магнитометры............................................ 88

3.4. МЕТОДИКА ПОЛЕВЫХ РАБОТ И ОБРАБОТКА ПОЛЕВЫХ ДАННЫХ... 88

3.4.1. Методика полевых магнитных съемок....................................................... 88

3.4.2. Обработка данных магнитной съемки.............................................................. 92

3.5. РАЗЛИЧИЕ И ВЗАИМОСВЯЗЬ ГРАВИТАЦИОННЫХ И МАГНИТНЫХ
АНОМАЛИЙ................................................................................................................ 94

3.5.1. Особенности гравитационных и магнитных аномалий............................ 94

3.5.2. Определение величины и направления вектора намагничения

геологических тел по наблюденным гравимагнитным аномалиям............. 99

Практическое задание № 6............................................................................ 99

Глава 4. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ РАЗВЕДКИ........................................... 102

4.1. ФИЗИКО-ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ И КЛАССИФИКАЦИЯ

МЕТОДОВ ЭЛЕКТРОРАЗВЕДКИ............................................................................ 102

4.2. МЕТОД СОПРОТИВЛЕНИЙ..................................................................................... 105

4.2.1. Нормальные поля точечных и дипольных источников.................................. 105

4.2.2. Электрическое профилирование (ЭП).............................................................. 110

4.2.3.Вертикальные электрические зондирования.................................................... 114

Практичекое задание № 7........................................................................................ 119

4.2.4.Факторы, определяющие электрические свойства горных пород............ 119

4.3. МЕТОДЫ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЙ ПОЛЯРИЗАЦИИ................................ 120

4.3.1.Метод естественного электрического поля....................................................... 120

Практичекое задание № 8........................................................................................ 126

4.3.2. Метод вызванной поляризации................................................................... 128

4.4. ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ И МАГНИТОТЕЛЛУРИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ.............. 139

4.4.1. Общие принципы электромагнитных зондирований.............................. 139

4.4.2. Дистанционные и частотные зондирования................................................... 141

4.4.3. Магнитотеллурическое зондирование............................................................. 144

Глава 5. РАДИОМЕТРИЯ И ЯДЕРНАЯ ГЕОФИЗИКА.............................................. 152

5.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ЕСТЕСТВЕННОЙ И ИСКУССТВЕННОЙ

РАДИОАКТИВНОСТИ.............................................................................................. 152

5.1.1. Естественная и искусственная радиоактивность........................................... 152

5.1.2.Устойчивое и подвижное радиоактивное равновесие.................................... 154

5.1.3. Единицы измерения радиоактивных величин................................................ 156

5.2. СПОСОБЫ РЕГИСТРАЦИИ РАДИОАКТИВНЫХ ИЗЛУЧЕНИЙ...................... 159

5.2.1. Газонаполненные детекторы излучения.......................................................... 159

5.2.2. Сцинтилляционные счетчики........................................................................... 164

5.2.3. Полупроводниковые счетчики......................................................................... 167

5.3. ОСНОВЫ ПОЛЕВОЙ ГАММА-СПЕКТРОМЕТРИИ...................................... 169

5.3.1. Принцип раздельного определения U(Rа), Тh, К..................................... 169

5.3.2. Факторы, влияющие на результаты γ-спектрометрии................................... 170

5.3.3. Обработка и интерпретация материалов аэрогамма-съемки.................. 172

5.3.4. Характеристика аэрогамма-спектральных аномалий................................ 173

Глава 6. ТЕРМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ РАЗВЕДКИ....................................................... 175

6.1. ФИЗИКО-ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ТЕРМОРАЗВЕДКИ............................ 175

6.1.1. Тепловые и оптические свойства горных пород...................................... 175

6.1.2. Принципы теории терморазведки..................................................................... 177

6.1.3. Тепловое поле Земли.......................................................................................... 177

6.2. АППАРАТУРА ДЛЯ ГЕОТЕРМИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ......................... 179

6.3. МЕТОДИКА РАБОТ И ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ТЕРМОРАЗВЕДКИ.... 180