- •1. Предмет и методы полевой геофизики
- •2. Гравиразведка
- •2.1. Сила притяжения и ее потенциал
- •2.2. Сила тяжести на поверхности Земли
- •Практическое задание № 1
- •2.3. Вторые производные потенциала силы тяжести и их физический смысл
- •Единицы измерения в гравиразведке
- •2.4. Изменение силы тяжести внутри Земли
- •2.5. Изменения гравитационного поля во времени
- •2.6. Нормальное поле силы тяжести
- •Нормальные значения вторых производных потенциала.
- •2.7. Методы измерений ускорения силы тяжести и устройство гравиметров
- •2.7.1. Классификация методов измерений
- •2.7.2. Динамические методы измерений силы тяжести
- •2.7.3. Статические методы измерений силы тяжести
- •Общее устройство кварцевых астазированных гравиметров.
- •Чувствительная система гравиметра.
- •Подготовка гравиметров к работе
- •2.8. Методика гравиметрической съемки
- •2.8.1. Общие положения
- •2.8.2. Опорная сеть
- •2.8.3. Рядовая сеть
- •2.8.4. Методика топо-геодезического обеспечения гравиметрических работ
- •2.9. Камеральная обработка данных съемки
- •2.9.1. Первичная обработка данных
- •9.2.2. Окончательная обработка
- •1. Поправка за высоту точки стояния прибора.
- •3. Поправка за влияние окружающего рельефа
- •2.10. Решение прямой и обратной задач гравиразведки
- •2.10.1. Способы решения прямой задачи.
- •2.10.2. Способы решения обратной задачи.
- •Практическое задание № 3
- •2.10.3. Построение контактной поверхности
- •Практическое задание № 4
- •Контрольные вопросы
- •3. Магниторазведка
- •3.1. Магнитное поле земли
- •3.1.1. Дипольное поле Земли и элементы вектора геомагнитного поля
- •3.1.2. Магнитосфера и радиационные пояса Земли
- •3.1.3. Структура геомагнитного поля
- •3.1.4. Вариации геомагнитного поля
- •3.1.5. Нормальное магнитное поле
- •3.1.6. Генеральная магнитная съемка и магнитные карты
- •Практическое задание № 5
- •3.1.7. Природа магнитного поля Земли
- •3.1.8. Элементы вектора Та
- •3.1.10. Условия и область применения магниторазведки
- •3.2. Магнетизм горных пород
- •3.2.1. Магнитные свойства минералов
- •3.2.2. Магнитные свойства горных пород
- •3.2.3. Палеомагнетизм и археомагнетизм
- •3.3. Способы измерения магнитногополя
- •3.3.1. Классификация способов измерений магнитного поля
- •3.3.2. Оптико-механические магнитометры.
- •3.3.3. Феррозондовые магнитометры.
- •Протонные магнитометры.
- •Квантовые магнитометры.
- •3.3.6. Индукционные и криогенные магнитометры.
- •3.4. Методика полевых работ и обработка полевых данных
- •3.4.1. Методика полевых магнитных съемок
- •3.4.2. Обработка данных магнитной съемки
- •3.5. Различие и взаимосвязь гравитационных и магнитных аномалий
- •3.5.1. Особенности гравитационных и магнитных аномалий
- •3.5.2. Определение величины и направления вектора намагничения геологических тел по наблюденным гравимагнитным аномалиям
- •Практическое задание № 6
- •Контрольные вопросы
- •4. Электрические методы разведки
- •4.1. Физико-геологические основы и классификация методов электроразведки
- •Метод сопротивлений
- •4.2.1. Нормальные поля точечных и дипольных источников
- •4.2.2. Электрическое профилирование (эп).
- •Над вертикальным пластом. Установка (в см) а2в6m2n.
- •4.2.3.Вертикальные электрические зондирования
- •Практическое задание № 7
- •Факторы, определяющие электрические свойства горных пород
- •Методы электрохимической поляризации
- •Метод естественного электрического поля
- •- Медный стержень; 2 – пробка; 3 – резиновая прокладка; 4 – пластмассовый корпус; 5 – пористый сосуд.
- •Практическое задание № 8
- •4.3.2. Метод вызванной поляризации
- •Электромагнитные и магнитотеллурические методы
- •Общие принципы электромагнитных зондирований.
- •Дистанционные и частотные зондирования
- •Магнитотеллурическое зондирование
- •Контрольные вопросы.
- •5.1.2. Устойчивое и подвижное радиоактивное равновесие
- •5.1.3. Единицы измерения радиоактивных величин.
- •5.2. Способы регистрации радиоактивных излучений
- •5.2.1. Газонаполненные детекторы излучения
- •5.2.2. Сцинтилляционные счетчики
- •5.2.3. Полупроводниковые счетчики
- •5.3. Основы полевой гамма-спектрометрии
- •5.3.1. Принцип раздельного определения u(Rа), Тh, к.
- •5.3.2. Факторы, влияющие на результаты γ-спектрометрии
- •5.3.3. Обработка и интерпретация материалов аэрогамма-съемки
- •5.3.4. Характеристика аэрогамма-спектральных аномалий
- •Контрольные вопросы.
- •6. ТерМические методы разведки
- •6.1. Физико-геологические основы терморазведки
- •6.1.1. Тепловые и оптические свойства горных пород.
- •6.1.2. Принципы теории терморазведки
- •6.1.3. Тепловое поле Земли
- •6.2. Аппаратура для геотермических исследований
- •6.3. Методика работ и области применения терморазведки
- •Контрольные вопросы
- •7. Возможности методов полевой геофизики при поисках нефтегазовых месторождений
- •7.1. Применение гравиразведки
- •1.Локальные структуры тектонического типа.
- •2.Локальные структуры аккумулятивного типа
- •7.2. Применение магниторазведки
- •7.2.1. Отражение месторождений углеводородов в региональном магнитом поле
- •7.2.2. Возможности магниторазведки при поисках залежей углеводородов.
- •Применение электроразведки для поисков нефтеперспективных объектов
- •7.3.1. Геоэлектрическая модель залежи углеводородов
- •7.3.2. Применение методов электроразведки для поисков нефтегазовых структур
- •Комплексирование методов полевой геофизики для поисков нефтеперспективных объектов
- •7.4.1. Физико-геологические модели залежей углеводородов
- •7.4.2. Комплексирование геофизических методов при нефтегазопоисковых работах.
- •Практическое задание № 9
- •Справочные сведения к выполнению работы.
- •4. Контрольные вопросы.
- •Литература
2.1. Сила притяжения и ее потенциал
Согласно закону всемирного тяготения, две точечные или сферические массы m1 и m2, расположенные на расстоянии r, притягиваются взаимно с силой
, (2.1)
где k – гравитационная постоянная, равная 6,673 10-8 см3/(г с2) в системе СГС или 6,673 10-11 м3/(кг с2). Как это видно из приведенной формулы, сила взаимного притяжения двух масс имеет размерность г см/с2 = дин в системе СГС или кг м/с2 = Ньютон в системе СИ.
Если в пространстве действуют силы, значит, должна быть энергия. Основной скалярной характеристикой поля притяжения является потенциал, который определяется как энергия (или работа) по перемещению единичной точечной массы из бесконечности в данную точку поля. В гравиразведке обычно потенциал обозначается буквами V или W. В дальнейшем мы будем означать гравитационный потенциал буквой V.
Сила притяжения, действующая на единичную точечную массу (m1 = 1, m2 = m), численно равна напряженности поля притяжения или ускорению, сообщаемому этой массе:
. (2.2)
Отсюда видно, что сила ньютоновского притяжения (2.1) отличается от ускорения (напряженности 2.2) размерностью (см/с2 в системе СГС или м/с2 в системе СИ), хотя для краткости ее часто называют силой притяжения. Напряженность определяется как градиент потенциала f = -grad V, где:
. (2.3)
Для точечных и сферических масс (2.4)
Если взять прямоугольную систему координат с точкой измерения в ее центре, расположив притягивающую массу в произвольной точке, то сила f будет направлена к центру притягивающей массы (рис. 2.1.). Спроецируем силу f на оси координат и обозначим углы между силой f и осями Х, Y, Z соответственно , , . Тогда составляющие напряженности определятся, как
, , . (2.5)
С учетом того, что , , , можно записать:
. (2.6)
Силу можно определить через составляющие, как (2.7)
Или, если обозначить ее через потенциал: . (2.8)
Для произвольных масс потенциал, напряженность поля и ее составляющие запишутся в виде объемных интегралов (плотность объекта считаем постоянной):
Рис. 2.1. Составляющие силы притяжения.
, , (2.9)
. (2.10)
Таким образом, потенциал притяжения – это такая функция, первые производные которой равны проекциям напряженности силы притяжения на эти оси. Это справедливо и для тел произвольной формы.
Потенциал силы притяжения обладает следующими свойствами
При перемещении точки в направлении, перпендикулярном действию силы, потенциал остается постоянным (уровенная или эквипотенциальная поверхность)
При перемещении массы по замкнутому контуру работа равна нулю
При перемещении точки вдоль действия силы f на расстояние dS приращение потенциала определяется, как произведение силы на расстояние: dV = f *dS (теорема Брунса)
Вне возмущающих масс действует уравнение Лапласа
(2.11)
Внутри возмущающих масс действует уравнение Пуассона
(2.12)