Презентация на тему: Лекция 1 ВВЕДЕНИЕ

Лекция 1 ВВЕДЕНИЕ
Целевая установка курса
Лекция 1 ВВЕДЕНИЕ
Лекция 1 ВВЕДЕНИЕ
Лекция 1 ВВЕДЕНИЕ
Структура курса
Предмет и объекты геофизики
Лекция 1 ВВЕДЕНИЕ
Физика Земли и разведочная геофизика разделяются:
Классификация задач разведочной геофизики
Лекция 1 ВВЕДЕНИЕ
Методология геофизики
Лекция 1 ВВЕДЕНИЕ
Качество геофизических результатов
Блок-схема постановки геофизических задач
Классификация методов геофизики
Физические поля и модели среды
Геометрические типы моделей среды
Ограничения на модели среды
Обоснование комплексирования методов
Специализация геофизических методов по областям геологического применения
Геофизика в комплексе наук о Земле
Лекция 1 ВВЕДЕНИЕ
Лекция 1 ВВЕДЕНИЕ
Лекция 1 ВВЕДЕНИЕ
Лекция 1 ВВЕДЕНИЕ
Лекция 1 ВВЕДЕНИЕ
1/27
Средняя оценка: 4.1/5 (всего оценок: 67)
Код скопирован в буфер обмена
Скачать (950 Кб)
1

Первый слайд презентации: Лекция 1 ВВЕДЕНИЕ

РАЗВЕДОЧНАЯ ГЕОФИЗИКА

Изображение слайда
2

Слайд 2: Целевая установка курса

Роль геофизики в решении геологических задач растет. Границы между разведочной геофизикой и физикой Земли не резкие, особенно в части региональных исследований глубинного строения и динамики литосферы. Состояние и тенденции развития геофизики определяют многообразие специализации геофизиков: а) по областям применения : геодинамика, региональная геология, поиски МПИ, инженерная геология и др.; б) по типам задач : оценка параметров структур, районирование, поиски объектов, эволюция структур; в) по роду деятельности: аппаратура, методика, полевые работы, интерпретация, моделирование, эксперименты; г) по набору частных методов и методик, используемых для решения геологических задач. 2

Изображение слайда
3

Слайд 3

Такую специализацию геофизиков определило: 1. Расширение круга задач геофизики; повышение глубинности и детальности исследований; развертывание работ в труднодоступных районах с неблагоприятными условиями; развитие исследований в морях и океанах. 2. Создание комплексов: полевых наблюдений ; обработки и интерпретации ; математического моделирования объектов. Совершенствование методов геофизики, усложнение теории и математического аппарата. 3. Увеличение числа частных методов и методик в основных методах геофизики: сейсморазведке, электроразведке, магниторазведке, гравиразведке, радиометрии, скважинной геофизике. 4. Разделение процесса исследований на этапы: получение информации, предварительная обработка в экспедициях, интерпретация и геологическое истолкование в ВЦ базовых организаций и НИИ. 3

Изображение слайда
4

Слайд 4

Поэтому геологам – заказчикам и потребителям геофизической информации нужно понимать принципы геофизики, воспринимать геофизические материалы с адекватной оценкой их значения и надежности, чтобы эффективно использовать их в решении своих задач. Две стороны узкой специализации геофизиков: Положительное влияние на теоретический и методический уровень исследований, на точность определения параметров физических моделей объектов. Понижение качества геологического истолкования результатов геофизических исследований, когда требуется комплексное применение методов геофизики для решения геологической задачи. Поэтому качественная интерпретация, геологическое истолкование геофизических данных становятся делом ставящих задачу геологов. 4

Изображение слайда
5

Слайд 5

Цель курса геофизики для геологов – создать идейную и информационную базу для применения геофизики в решении задач их специальностей. Требуется понимание физико-геологических основ геофизики, ее возможностей в типичных задачах, принципов комплексирования методов для извлечения достаточно полной и надежной геологической информации. В этом – прикладной аспект курса. Понятия и методология геофизики иные, чем в геологии, способы постановки задач включают моделирование, а геологическое истолкование геофизических результатов требует физического мышления. Это важный для научного мировоззрения аспект изучения геофизики. Геологи должны уметь ставить геофизические задачи и оценивать качество данных по объективности, надежности, знать их место в комплексе с геологическими данными. 5

Изображение слайда
6

Слайд 6: Структура курса

I. Физические свойства горных пород – для согласования моделей, выбора методов, геологического истолкования геофизических данных. Изложение на основе квантовой физики твердого тела. Закономерности распределения физических свойств в зависимости от структуры горных пород иллюстрируются на компактном материале. II. Принципы методов геофизики, существенные для оценки качества геологических результатов. Т ехнология измерений и обработки данных рассматривается лишь в связи с их влиянием на качество результатов. III. Применение геофизических методов в геологических задачах. Принципы постановки задач и подходы к их решению с использованием методов геофизики. 6

Изображение слайда
7

Слайд 7: Предмет и объекты геофизики

Геофизика объединяет физику твердой Земли, физику солнечно-земных связей, физику атмосферы, океана. С геофизикой связаны астрономия, сравнительная планетология, космофизика, океанология, метеорология. Геофизика твердой Земли включает: физику Земли, разведочную геофизику ( в т.ч. ГИС, инженерную геофизику). Физика Земли – фундаментальная дисциплина, разведочная геофизика – прикладная, призванная решать задачи других разделов науки и производства. Разведочная геофизика – полевая, ГИС и инженерная геофизика помогают геологии в изучении строения земной коры, при поисках, разведке и разработке месторождений полезных ископаемых, проектировании сооружений. Для этого используются методы, основанные на полях: гравитационном, магнитном, электромагнитных и упругих (сейсмических) волн, радиоактивного излучения. 7

Изображение слайда
8

Слайд 8

Предметом фундаментальной науки является некоторый класс объектов, рассматриваемых под определенным углом зрения. Предметом физики Земли, как вы убедились раньше, являются физические свойства (структура) и процессы в Земле. Предмет прикладных наук – обобщенная совокупность задач. Предметом разведочной геофизики является изучение строения и динамики литосферы, особенно верхней части земной коры, в которой сконцентрированы практически важные геологические структуры, тела, залежи полезных ископаемых, а также источники опасных природных явлений (землетрясений, извержений вулканов). Разведочная геофизика и физика Земли пересекаются в области региональной геофизики, исследования глубинного строения и динамики литосферы. 8

Изображение слайда
9

Слайд 9: Физика Земли и разведочная геофизика разделяются:

Объектами. Физика Земли изучает крупные структуры литосферы, неоднородности мантии и ядра, а также важные в геодинамике объекты: рифтовые зоны, зоны перехода континент – океан, платформы и горные пояса. Неоднородности земной коры, структуры и тела, отличающиеся от вмещающей среды и имеющие промышленное значение, относятся к объектам разведочной геофизики. Целевой установкой. Физика Земли исследует свои объекты путем построения геодинамических моделей процессов формирования оболочек, главных неоднородностей, в конечном счете - истории и механизмов геологического развития Земли. Разведочная геофизика имеет практические цели – поиски МПИ, обоснование инженерных сооружений, прогноз природных катастроф, экология. 9

Изображение слайда
10

Слайд 10: Классификация задач разведочной геофизики

Разведочную геофизику в геологических целях применяют, если с ее помощью геологические задачи решаются эффективно, с меньшими затратами средств, быстрее, безопаснее. Условия эти противоречивы, и обычно необходим рациональный комплекс методов геофизики. Основа методологии геофизики - принципы постановки задач. Для этого нужна классификация задач геофизики: по масштабу, содержанию и подходам к решению. По масштабу геологические задачи подразделяются на два класса: региональные и поисково-разведочные. По содержанию – в этих классах есть задачи разных типов: а) изучение структуры (по данному набору свойств); б) районирование - разделение изучаемой области на однородные зоны; в) поиски объектов определенного типа или природы; г) изучение генезиса, эволюции геологических объектов. 10

Изображение слайда
11

Слайд 11

В разных задачах в зависимости от конкретной их постановки реализуются несколько подходов к решению: - детерминированный (модельный), использующий методы решения обратных задач геофизики для физических моделей объектов; - стохастический (корреляционный), в котором физические модели объектов используются только для построения уравнений регрессии на эталонных областях; - эвристический, основанный на распознавании образов и не предполагающий физических моделей объектов. Из них лишь детерминированный подход, в котором оцениваются параметры физических моделей конкретных геологических объектов по геофизическим данным, является принципиально геофизическим. Другие по методологическим принципам ближе к геологии. 11

Изображение слайда
12

Слайд 12: Методология геофизики

Как средство решения геологических задач, геофизика опирается на геологические классификации пород, структур, определяет их границы по геологическим признакам. Исключение составляют глубинные объекты региональной геофизики – границы ниже поверхности фундамента платформ выявляются только геофизикой. Геологические классификации горных пород построены по большому числу параметров, а каждый метод геофизики разделяет среду по одному – двум свойствам, не используемым в геологических определениях пород. Однозначного соответствия геофизических свойств разновидностям горных пород быть не может. Геологические границы могут не выражаются в физических свойствах, а геофизические границы не всегда имеют геологическое значение. 12

Изображение слайда
13

Слайд 13

Геофизика изучает геологические объекты дистанционно, используя физические поля для их обнаружения и оценки параметров. Оцениваемые параметры тел не всегда можно прямо отождествить с геологическими характеристиками. Соответственно крупным классам геологических задач выделяют региональную, структурную и рудную геофизику. Инженерной геофизикой называют комплекс геофизических методов для решения задач инженерной геологии, гидрогеологии, мерзлотоведения. Главная проблема – геологическое истолкование геофизических данных. Она требует знания геологии района, закономерностей зависимости физических свойств горных пород от их состава и структуры, понимания возможностей и ограничений методов геофизики в оценке параметров геологических разрезов. 13

Изображение слайда
14

Слайд 14: Качество геофизических результатов

Это понятие включает: надежность (однозначность), полноту характеристики объекта, точность оценок параметров. Другой критерий полезности геофизических методов в геологии – экономическая эффективность. Оптимальность геофизических работ достигается: а) минимизацией расходов на получение результатов определенного уровня качества или б) стремлением к максимальной геологической эффективности геофизических результатов в заданных финансовых ограничениях. Смысл комплексирования геофизических методов: путем расширения списка физических свойств можно уменьшить степень неоднозначности геологического истолкования геофизических результатов. 14

Изображение слайда
15

Слайд 15: Блок-схема постановки геофизических задач

15

Изображение слайда
16

Слайд 16: Классификация методов геофизики

Методы Поля Свойства Гравиметрия Гравиразведка Гравитационное Гравитационные аномалии Плотность σ Аномальная плотность Δσ Геомагнетизм Палеомагнетизм Магниторазведка Магнитное Палеомагнитное Аномальное магнитное Намагниченность J Остаточная намагниченность J r Магнитная восприимчивость κ Электроразведка Электрическое (И, Е) Электромагнитное (И, Е) Удельное сопротивление ρ Диэлектрическая проницаемость Сейсмология Сейсморазведка Упругие волны (Е) Упругие волны (И) Модули упругости K, μ скорости упругих волн v P, v S Радиометрич. разведка Ионизирующие излучения (Е, И) Радиоактивность Геотермическая разведка Тепловое (температура и тепловой поток) Теплопроводность λ Генерация тепла Р 16

Изображение слайда
17

Слайд 17: Физические поля и модели среды

Физические поля : – естественные (Е), они создаются неконтролируемыми источниками; – искусственные (И), их характеристиками можно управлять согласно решаемой задаче. Особое место занимают геофизические исследования скважин. По физическим основам методы ГИС аналогичны методам полевой геофизики. Специфику создают условия измерений и тип решаемых задач, связанных с расчленением разрезов скважин и выделением в них участков залежей полезных ископаемых. Геофизические методы различаются типами моделей среды, для которых поставленные задачи получают решения с надежным определением параметров объектов. 17

Изображение слайда
18

Слайд 18: Геометрические типы моделей среды

а ) структурный (границы); б ) рудный (тела); в ) комбинированный. Геофизические методы не равно эффективны для разных моделей. Условия единственности решения обратных задач формулируются по-разному для двух типов моделей – а) границ раздела; б) тел. 18

Изображение слайда
19

Слайд 19: Ограничения на модели среды

Ограничения структурных моделей – углы наклона границ, количество слоев, минимальная толщина слоев, малые изменения свойств в слоях по сравнению с их скачками на границах, малые амплитуды структур. Для рудных моделей ограничения касаются числа тел, отсутствия общих точек любых двух тел, малой изменчивости свойств в пределах тел и в среде по сравнению со скачками свойств на границах, а также формы тел (выпуклые или звездные). Для геологических задач обычно предпочтительным является какой-то один тип моделей. Например, в задачах изучения строения литосферы и поисков нефтегазовых структур используются структурные модели; для изучения интрузивных массивов, поисков и разведки рудных месторождений обычно подходят модели рудного типа. 19

Изображение слайда
20

Слайд 20: Обоснование комплексирования методов

Геофизические методы эффективно работает с моделями определенного типа: гравиразведка и магниторазведка дают хорошие результаты в классах рудных моделей, а сейсморазведка – в моделях структурного типа. Поэтому роль каждого метода в конкретных геологических задачах может быть различной. Она зависит, кроме того, от физико-географических условий района работ, с которыми связана возможность реализации оптимальных систем наблюдений, от экономических факторов. Объединение в данных геологических условиях признаков моделей разных типов является важным фактором обоснования необходимости комплексирования методов. Другой фактор – увеличение числа физических свойств, по которым разделяются объекты исследования. Третий фактор – общность границ геологических тел. 20

Изображение слайда
21

Слайд 21: Специализация геофизических методов по областям геологического применения

Группы методов Области геологического применения Структура литосферы Тектоническое районирование Поиски нефтяных месторождений Поиски рудных месторождений Сейсмо-разведка Сейсмото-мография ГСЗ МОВЗ ГСЗ КМПВ МПВ-ОГП МОВ-ОГТ ВСП РНП МПВ-ОГП МОВ РНП Акустическое просвечивание Электро- разведка МТЗ ЗСП-ДЗ МТЗ МВП ЧЗ ЗСП ВЭЗ ЗСП МПП ЧЗ ДЭЗ ВЭЗ-ВП ИНФАЗ-ВП ЭП ВЭЗ ЗСП ЕП ВП СГ СДВР РВП Грави-магнито- разведка Изостазия Модели плотности Магнитные аномалии океанов Статистический анализ характеристик гравитационных и магнитных аномалий Выявление тел, искажающих поле сейсмических волн объектов поисков НГ-залежей Оценка параметров рудных тел путем решения обратных задач 21

Изображение слайда
22

Слайд 22: Геофизика в комплексе наук о Земле

Геофизика в науках о Земле и в геологоразведочном деле, прежде всего, это инструмент исследований. Собственные проблемы геофизики – физические основы и теория методов, алгоритмическое и программное обеспечение обработки, интерпретации данных, математического моделирования – не имеют прямого отношения к геологии. Методы разведочной геофизики используются и в физике Земли, объекты и задачи которой имеют геологическое значение. Этим определяются связи геофизики с другими науками о Земле. Геологические науки часто используют геофизические данные, реже снабжают геофизику своими результатами. Геологические данные служат для построения моделей среды. Количественные характеристики разрезов обычно являются ориентировочными. 22

Изображение слайда
23

Слайд 23

Из геологических дисциплин с геофизикой наиболее тесно связана тектоника. Эта связь осуществляется по двум линиям: через геодинамику и через региональную геофизику. Геодинамика призвана создать физическую теорию тектонических процессов, обеспечить геотектонику моделями механизмов формирования типичных тектонических структур; геотектоника дает геодинамике параметры-ограничители: характерные размеры, геометрию структур, комплексы горных пород, некоторые закономерности их эволюции. Связь тектоники с региональной геофизикой иная: объектами являются не типичные структуры, как в первом случае, а конкретные тектонические области или зоны; геофизика поставляет данные для районирования, используется в целях прогноза распределения и направления поисков перспективных структур и собственно МПИ. 23

Изображение слайда
24

Слайд 24

Большое значение имеет связь геофизики с нефтегазовой геологией. Главными методами полевой геофизики являются сейсморазведка МОВ-ОГТ с многократными системами наблюдений и электромагнитные зондирования методом становления поля импульсных источников (ЗСБЗ). Основные методы ГИС – электрический и электромагнитный каротаж, ядерно-геофизические исследования скважин. Особенности месторождений нефти и газа - большая глубина, отсутствие их признаков в геологической структуре и составе пород на земной поверхности - определяют необходимость использования геофизических методов на всех этапах поисковых работ: от регионального прогноза нефтегазовых площадей до разведки залежей и контроля их разработки. Но главную роль разведочная геофизика играет при поисках перспективных на нефть и газ структур в осадочных толщах. 24

Изображение слайда
25

Слайд 25

В геологии рудных месторождений геофизика – средство поисков рудоконтролирующих структур и разведки залежей. Главный метод – моделирование рудных месторождений по геофизическим данным. Это направление обеспечивают рудная полевая и шахтная геофизика. Их задачи зависят от типа залежей, структурной обстановки. При поисках полиметаллических, медно-никелевых месторождений задача геофизики – выявление рудоконтролирующих структур, а на этой основе - поиск залежей. Часто эти структуры – интрузивные массивы. Изучение их морфологии - это типичная задача геофизики в складчатых областях. Железорудные залежи – объекты прямых поисков. Иногда по геофизическим данным оцениваются запасы месторождений, а также контролируется режим их разработки. С рудными геофизическими задачами сходна задача поисков алмазоносных кимберлитов, но не самих алмазов. 25

Изображение слайда
26

Слайд 26

В других областях геологии геофизика привлекается для решения частных задач. Соответственно их содержанию и моделям среды выбираются конкретные методы геофизики. В литологии и стратиграфии для расчленения и корреляции разрезов используются методы и данные петрофизики, палеомагнитологии, ГИС, сейсморазведки, в частности, сейсмической стратиграфии. В исторической геологии используется геодинамическая информация региональной геофизики. Данные геодинамики и геофизического мониторинга полезны во многих задачах динамической геологии. Геофизические методы используются для картирования и объемного моделирования интрузивных массивов – объектов магматической геологии. 26

Изображение слайда
27

Последний слайд презентации: Лекция 1 ВВЕДЕНИЕ

Из дисциплин геохимического цикла наиболее тесна связь геофизики с петрологией. Эти науки совместно решают проблему состава и фазового состояния мантии Земли, вопросы структуры литосферы, связанные с минеральными ассоциациями и их генезисом. Петрология предоставляет данные об условиях равновесия минералов и их ансамблей в литосфере и мантии Земли, термодинамических свойствах пород. Геофизика оценивает физические, в т. ч. термодинамические условия на различных глубинах, определяет положение границ раздела, других неоднородностей, вызванных изменениями состава и фазового состояния пород в коре и мантии. Это компетенция физики Земли и региональной геофизики. 27

Изображение слайда