Программа - минимум кандидатского экзамена по специальности 25.00.10

Программа - минимум кандидатского экзамена по специальности 25.00.10
''Геофизика, геофизические методы поисков полезных ископаемых''
Введение
Предмет, задачи и методы разведочной геофизики и ее место в общей геофизике и среди других наук о Земле.
История развития разведочной геофизики и роль русских и советских ученых. Классификация методов разведочной
геофизики по физическим полям и их комплексирование при решении геологических задач. Физические свойства
пород (петрофизика). Единство и взаимозависимостъ физических полей и геологической обстановки - руководящий
принцип комплексирования и взаимопроникновения наук о Земле. Место разведочной геофизики в комплексе
поисково-разведочных работ и ее роль в создании минерально-сырьевой базы и повышении экономической
эфективности поисков и разведки полезных ископаемых.
Полевая геофизика
Гравиметрия.
Гравитационное поле Земли и его элементы. Сила тяжести и ее потенциал. Фигура Земли - сфероид, геоид.
Теорема Клеро. Формулы нормального значения силы тяжести. Редукции и аномалии силы тяжести. Распределение
аномалий силы тяжести на поверхности Земли. Изостазия и изостатические аномалии силы тяжести. Связь
гравитационного поля и фигуры Земли с внутренним строением Земли. Вариации силы тяжести во времени, в том
числе приливные .
Абсолютные и относительные измерения силы тяжести. Статические и динамические гравиметры,
телеуправляемые гравиметры, принцип устройства, элементарная теория, область применения. Измерение вторых
производных гравитационного потенциала. Гравитационные вариометры и градиентометры, принцип их устройства,
область применения. Измерение силы тяжести на подвижном основании. Маятниковые, затушенные статические и
струнные морские гравиметры, основные принципы их устройства и применения. Навигационное обеспечение
морских геофизических работ. Измерение силы тяжести на самолете. Использование искусственных спутников для
изучения гравитационного поля Земли, Луны и планет.
Методика гравиразведки. Виды съемок, опорная и рядовая сеть, детальные съемки, масштаб, точность.
Геодезическое обеспечение гравиметрических съемок. Гравиметрия в подземных горных выработках и буровых
скважинах. Использование ЭВМ для обработки и интерпретации.
Основные принципы физико-геологической интерпретации гравитационных аномалий. Плотность горных пород и
методы ее определения. Прямая и обратная задачи гравиметрической разведки. Многозначность и неустойчивость
решения обратной задачи; способы ограничения неустойчивости решений, методы количественной интерпретации
гравитационных аномалий. Трансформация гравитационного поля. Аналитическое продолжение гравитационного
поля в верхнее и нижнее полупространства. Методы интерпретации высших производных потенциала силы тяжести.
Геологическое истолкование гравиметрических съемок, задачи и область применения гравиметрического метода
разведочной геофизики. Гравиметрическая картография.
Магнитометрия
Геомагнитное поле Земли, его структура и элементы, магнитный потенциал. Нормальное и аномальное
геомагнитное поле. Классификация магнитных аномалий. Вариации геомагнитного поля во времени. Инверсии,
магнитосфера Земли. Теория происхождения магнитного поля Земли и его инверсий. Намагничение тел в
магнитном поле и характеристика намагничения. Палеомагнетизм, его проявления.
Абсолютное и относительное измерение элементов геомагнитного поля. Физические принципы действия
чувствительных систем: оптико-механических, феррозондовых, протонных, индукционных, квантовых магнитомеров.
Магнитометры для наземной, воздушной и морской съемок.
Методика наземной, воздушной, морской съемок. Использование ЭВМ при обработке и интерпретации магнитных
аномалий. Магнитные свойства горных пород и методы их измерения (в лаборатории, на обнажениях и в
скважинах).
Связь магнитного и гравитационного потенциала. Формула Пуассона. Решение прямых и обратных задач для
намагниченных тел простой геометрической формы. Аналитические и статистические методы интерпретации
данных магниторазведки. Трансформация, аналитическое продолжение в верхнее и нижнее полупространства.
Разделение полей на региональные и локальные. Статистический анализ геомагнитного поля. Принципы
автоматизированной обработки и интерпретации. Геологические задачи и область применения магнитного метода
разведочной геофизики. Магниторазведочная картография.
Сейсмометрия
Физические основы сейсморазведки. Упругие волны в безграничной однородной изотропной среде и средах с
границам раздела. Основы геометрической сейсмики. Типы сейсмических волн. Отражение, преломление,
дифракция, рефракция. Методы расчета интенсивности сейсмических волн. Поглощение, его природа. Рассеяние
волн.
Физико-механические свойства горных пород и реальных геологических сред. Скорости продольных и поперечных
волн в однородной изотропной среде. Сейсмические скорости в слоистых, анизотропных и градиентных средах.
Факторы, влияющие на величины скоростей. Способы определения сейсмических скоростей по наземным и
скважинным наблюдениям. Способы определения коэффициента поглощения сейсмических волн. Использование
скоростной и поглощающей характеристик сейсмических волн для определения свойств геологической среды в
условиях естественного залегания. Спектры сейсмических волн. Дисперсия скоростей. Анизотропия и поляризация.
Принципы устройства сейморазведочной аппаратуры. Сейсмический канал. Разрешающая способность, частотный
и динамический диапазоны. Источники колебаний разных типов. Сейсмоприемники. Полевые регистрирующие
системы.
Метод отраженных волн (МОВ). Временные поля отраженных волн. Отраженные волны от толстых и тонких слоев,
их кинематические и динамические особенности. Основы методики и интерпретации различных модификаций MOB.
Метод эффективных параметров. Методы общей глубинной точки (ОГТ) и его основные особенности. Применение
невзрывных источников сейсмических колебаний. Накопление сейсмических сигналов. Метод "Вибросейс".
Использование поперечных волн. Геологические задачи и область применения сейсморазведки МОВ.
Метод преломленных волн. Корреляционный метод преломленных волн (КМПВ). Метод общей глубинной площадки
(МПВ ОТП1). Методика-МНВ и типы регистрируемых волн. Интерпретация преломленных волн и рефрагированных
волн. Геологические задачи и область применения, сейсморазведки МПВ. Глубинные сейсмические зондирования
земной коры. Использование землетрасений для изучения строения земной коры.
Вертикальное сейсмическое профилирование (ВСП). Физические основы. Кинематическая характеристика
сейсмических волн различных типов на вертикальном профиле. Метод обращенного годографа.
Обработка материалов сейсморазведки. Статистическая сейсмическая волновая модель. Фазовая корреляция,
виды селекции, поправки. Процедуры автоматизированной обработки и интерпретации. Временные разрезы и их
преобразование в глубинные. Способ "яркого пятна". Прогнозирование вещественного состава и физического
состояния пород. Обрабатывающие и интерпретационные системы.
Геоакустические методы исследования. Метод эхолотирования. Метод стационарных колебаний. Звуковое
просвечивание.
Морская сейсморазведка. Особенности возбуждения и приема сейсмических волн, аппаратура и методика. Охрана
окружающей среды при морской сейсморазведке. Особенности обработки и интерпретации данных морской
сейсморазведки. Морские геоакустические исследования.
Комплексирование сейсморазведки с другими геофизическими методами.
Электрометрия
Земное электрическое поле и его особенности. Источники маг-нитотеллурического поля.
Общие сведения об изучаемых в электроразведке полях (естественных и искусственных, постоянных и переменных,
стационарных и неустановившихся). Классификация методов электроразведки. Электромагнитные свойства горных
пород. Факторы, определяющие электрические свойства пород. Электрические и электромагнитные параметры,
используемые в электроразведке.
Способы измерения постоянного и нестационарного электрического поля способы измерения низкочастотного и
высокочастотного электромагнитного поля.
Принципы устройства переносных электроразведочных приборов для электроразведки постоянным и переменным
током. Электроразведочные и аэроэлектроразведочные станции.
Основы теории электроразведки. Поле точечного источника постоянного тока над горизонтально-слоистой средой и
вблизи вертикального пласта. Поле электрического диполя, питаемого переменным гармоническим током, в
однородной среде. Поле плоских электромагнитных волн над горизонтально-слоистой средой. Поле переменного
вертикального и горизонтального диполей в присутствии проводящих и магнитных сфер и цилиндра. Понятие
кажущегося сопротивления. Методы интерпретации при различных модификациях, электроразведки (качественные
и количественные - палеточные, машинные, статистические).
Методы электрического и электромагнитного профилирования. Метод естественного поля. Электропрофилирование
на постоянном токе разными установками. Методы вызванных потенциалов (электрохимической поляризации.
Методы низкочастотного индуктивного профилирования (ДК, ДИП, НП) в наземном и воздушном вариантах в
гармоническом и переходном ренинах. Высокочастотное электромагнитное профилирование. Преимущества и
недостатки разных методов профилирования и их геологическое применение. Сейсмоэлектрический и
пьезоэлектрический методы.
Методы электрического и электромагнитного зондирования. Электрические зондирования на постоянном токе (ВЭЗ
и ДЭЗ). Магнитотеллурические методы (МТЗ). Электромагнитные зондирования, частотные (ЧЗ) и становления поля
(ЗС).
Задачи, решаемые электрозондированием.
Метод заряда при поисках рудных тел и при решении гидрогеологических задач. Низкочастотные и радиоволновые
просвечивания. Применение методов подземной электроразведки.
Геологические задачи и область применения электроразведки.
Геотермический метод
Тепловое поле Земли и его изменения во времени. Региональный и локальный тепловые потоки, факторы, от
которых они зависят. Термические свойства горных пород (теплопроводность, теплоемкость
температуропроводность).
Измерение параметров геотермического поля. Принципы устройства электрических и термисторных термометров.
Методика геотермических наблюдений в скважинах, подземных выработках и в море.
Региональные термические исследования, расчет геотермических градиентов и тепловых потоков и роль их в
изучении земной коры. Поисково-разведочные геологические и инженерно-гидрогеологические термические
исследования. Использование геотермических графиков и карт для выделения структур, рудных тел, мерзлых и
талых пород, изучения фильтрационных свойств горных пород.
Радиометрия
Состав, энергия радиоактивных излучений (типы) и их взаимодействие с веществом. Типы ядерных реакций,
используемых в ядерногеофизических исследованиях и области их применения.
Радиоактивность руд, горных пород, природных вод и газов. Спектральная характеристика гамма-излучения
природных элементов. Ядерно-физические параметры горных пород и руд.
Аппаратура для измерения естественной радиоактивности. Аэро-, авто- и переносные радиометры, гаммаспектрометры, эманометры. Виды применяемых детекторов излучений. Методика гамма- и эманационной съемки,
наблюдения с самолета, на земной поверхности и в подземных выработках. Радиогидрогеологическая съемка.
Подземная регистрация космических, излучений. Обработка наблюдений и их интерпретация. Расчет содержаний U
(Ra),Тh,К при гамма-спектрометрии, определение параметров интенсивности эманирования. Расчет и построение
гамма- и эманационного поля:
Ядерно-геофизические съемки с источниками ионизирующего излучения. Гамма-нейтронная съемка. Гамма-гамма
методы изучения плотности горных пород и руд. Нейтрон-нейтронная съемка. Актива-ционная нейтронная гаммасъемка.
Ядерно-физические методы исследования образцов горных пород и руд. Физические принципы ядерно-физического
анализа и основы измерений. Нейтрон-нейтронные методы с регистрацией надтепловых, тепловых нейтронов и
гамма-лучей. Активационный анализ. Методы рассеянного гамма-излучения. Фотонейтронный анализ, рентгено-радиометрические виды анализа, атом-абсорбционные методы.
Геологические задачи и область применения ядерно-геофизических методов.
Комплексное применение и интерпретация результатов полевых геофизических исследованийПринципы
комплексирования геофизических методов исследований земной коры при глубинных, региональных, структурных и
картировочно - поисковых работах. Физико-геологические модели и выбор рационального комплекса.
Комплексы геофизических методов поисков и разведки месторождений нефти и газа, рудных и нерудных полезных
ископаемых. Связь с геологическими работами и бурением.
Применение комплекса геофизических методов при решении гидрогеологических, инженерно-геологических и
мерзлотно-гляциологических задач. Основы комплексной интерпретации геофизических данных.
Геофизические исследования в скважинах (гис)
Геофизические метода исследования скважин (каротаж) и их особенности. Физико-геологические основы ГИС.
Классификация геофизических методов исследования в скважинах. Скважинные приборы, наземные аппаратура и
оборудование, кабель.
Электрический каротаж (ЭК). Физические основы и модификации ЭК. Электрические свойства горных пород, руд и
флюидов в естественном залегании. Основы исследования скважин по методу сопротивления. Электрический
каротаж по методу собственных потенциалов (ПС) и кажущегося сопротивления (КС). Схемы измерений и типы
применяемых скважинных зондов и приборов. Боковое каротажное зондирование (БКЗ). Боковой каротаж (БК).
Измерение сопротивления многоэлектродными зондами. Микрозонды. Метод скользящих контактов, метод
электродных процессов. Диэлектрический каротаж. Индукционный каротаж - высокочастотный электромагнитный
метод исследования скважин. Геологические задачи и область применения электрического каротажа.
Акустическии каротаж (АК). Физический принцип и схема измерений. Акустические параметры горных пород.
Геологические задачи, область и возможности применения АК. Акустическое просвечивание (МП). Принципы
проведения и интерпретация результатов.
Газовый каротаж. Физико-химические основы метода. Принципы измерений. Измеряемые параметры.
Геологические задачи и область применения.
Магнитный каротаж (КМВ). Принципы измерения магнитной восприимчивости и магнитного поля. Геологическая
интерпретация результатов.
Ядерно-магнитный каротаж (ЯМК). Принцип ядерного резонанса. Теоретические основы модификации ЯМК; схемы
измерения. Принципы интерпретации диаграмм ЯМК. Геологические задачи и область применения.
Гамма-каротаж (ГК). Принципиальная схема регистрации. Спектрометрические методы регистрации и обработки
данных естественного гамма-излучения. Геологические задачи и область применения ГК.
Нейтронные метода каротажа. Замедляющие, поглощающие и диффузионные свойства горных пород. Нейтронные
параметры. Модификации нейтронных методов: нейтронный гамма- (НТК), нейтронный гамма-спектрометрическйй
(НГКс), нейтрон-нейтронный каротаж по тепловым (ННКт) и надтепловым нейтронам. Импульсный нейтронный
каротаж (ИНК); основные особенности и области применения методов.
Каротаж по наведенной активности (НА). Физическая сущность, схема измерений, приемы интерпретации.
Геологические задачи и область применения НА.
Гамма-гамма-каротаж (ГГК). Физические принципы и теоретические основы методов. Характер применяемых
источников гамма-излучения. Оценка плотности и пористости пород по диаграммам ГГК. Селективный гамма-гаммакаротаж (ГГКс). Геологические задачи и область применения ГГК.
Термический каротаж. Схема измерений, решаемые геологические задачи.
Комплекс ГИС. Задачи, решаемые при поисках и разведке нефти и газа и рациональные комплексы ГИС в нефтяных
и газовых скважинах. Оптимальные комплексы ГИС при изучении месторождений каменного угля, поисках и
разведке твердых полезных ископаемых и при поисках вода.
Литература
1.
2.
3.
4.
Федынский В.В. Разведочная геофизика. "Недра", М., 1967.
Веселов К.Е., Сагитов М.У. Гравиметрическая разведка. "Недра", M. I968.
Миронов B.C. Курс гравиразведки. "Недра", Л., 1980
Логачев А.А., Захаров В.П. Магниторазведка. "Недра", Л., 1979
Гурвич И.И., Боганик Г.Н. Сейсмическая разведка. "Недра", М., 1980.
Комплексирование геофизических методов при решении геологических задач. М., 1987
Ларионов В.В., Резванов Р.А. Ядерная геофизика и радиометрическая разведка. М., 1988
Якубовский Ю.В., Ренард И.В. Электроразведка.М., 1991
Кауфман А.А. Введение в теорию геофизических методов. Часть 1. Гравитационные электрические и
магнитные поля.
10. Кауфман А.А. Введение в теорию геофизических методов. Часть 2. Электромагнитные поля. Недра, М.,
2000
11. Караев Н.А., Рабинович Г.Я. Рудная сейсморазведка. М., 2000
5.
6.
7.
8.
9.