Методические рекомендации по подготовке к государственному экзамену (110
..pdf2.12.Учет влияния рельефа на измерения силы тяжести
•Притяжение вертикального цилиндра. Принцип построения палеток для учета влияния рельефа.
3.М А Г Н И Т О Р А З В Е Д К А
3.1.Характеристика, природа и параметры геомагнитного поля
•Пространственная структура поля и компоненты вектора индукции главного магнитного поля Земли. Развитие представлений о природе магнитного поля Земли. Понятия о МГД-теории внутреннего магнитного поля Земли, как основного механизма генерации главного поля Земли. «Постоянное» магнитное поле Земли и его вариации. Вековой ход магнитного поля и эпохи отсчета магнитного поля. Нормальное и аномальное магнитное поле Земли.
3.2. Методы измерения геомагнитного поля
иустройство магнитометров разных типов
•Абсолютные и относительные магнитные измерения. Взаимодействие двух схематических магнитов. Приборы для абсолютных измерений магнитного поля. Принципы действия и краткое описание аппаратуры оп- тико-механических магнитометров. Принципы действия и краткое описание аппаратуры феррозондовых магнитометров. Принципы действия и краткое описание протонных магнитометров. Принципы действия и краткое описание квантовых магнитометров. Магнитовариационные станции.
3.3.Методика полевых измерений магнитного поля
•Решаемые геологические задачи и классификация магнитных съемок. Наземная магнитная съемка. Аэромагнитная съемка. Морская магнитная съемка. Скважинная магниторазведка. Магнитный каротаж. Наземная микромагнитная съемка. Основные требования к планированию полевых магнитных наблюдений и съемок. Материалы, получаемые в результате магнитных съемок, и основные способы их первичной обработки.
3.4.Намагниченность горных пород
•Основные характеристики магнитного состояния вещества. Намагничение веществ. Единицы измерения намагниченности и магнитной восприимчивости. Классификация веществ по магнитным свойствам: диамагнетики, парамагнетики, ферромагнетики. Петля гистерезиса. Ферромагнитные минералы. Виды намагничения. Намагничение реальных горных пород. Индукционная и остаточная намагниченность. Коэффициент Кенисбергера. Зависимость намагниченности от формы тела. Анизотропия намагничения.
11
3.5.Магнитное поле физических объектов
•Природа магнетизма с позиций современной физики. Элементы теории потенциала в приложении к магнитному полю. Теория магнитного потенциала (поле диполя). Единицы измерения магнитного поля. Напряженность и магнитная индукция. Взаимодействие токовых систем.
3.6.Расчет магнитного поля (интегральные выражения)
•Общие формулы расчета магнитного поля (интегральные выражения для решения прямой задачи магнитометрии).
3.7.Связь гравитационного и магнитного потенциалов
•Связь магнитного и гравитационного потенциала при постоянных значениях плотности и намагниченности (теорема Пуассона). Формулы связи между прямым и произвольным намагничением.
3.8. Решение прямой задачи магниторазведки для простой формы
• Аналитические методы решения прямых задач для аномального магнитного поля шара, горизонтального цилиндра, тонкого вертикального цилиндра при вертикальном намагничении. Аналитические методы решения прямых задач для аномального магнитного поля тонкого вертикального пласта, тонкого горизонтального пласта, мощного пласта, уступа при вертикальном намагничении.
3.9. Решение обратной задачи магниторазведки для тел простой геометрической формы
• Оценка параметров источников магнитного поля для шара, горизонтального цилиндра, тонкого вертикального цилиндра на основе метода характерных точек. Оценка параметров источников магнитного поля для тонкого вертикального пласта, тонкого горизонтального пласта, мощного пласта, уступа на основе метода характерных точек.
3.10. Области применения магниторазведки и решаемые ей задачи
• Изучение земной коры методами магниторазведки. Магнитные съемки в геологическом картировании и разведке полезных ископаемых. Магниторазведка при поисках черных, цветных и благородных металлов. Магнитные исследования при поисках неметаллических полезных ископаемых.
4.К О М П Л Е К С И Р О В А Н И Е
ГЕ О Ф И З И Ч Е С К И Х М Е Т О Д О В
4.1. Физико-геологическая модель исследований
ипринципы ее формирования
•Определение физико-геологической модели (ФГМ); цели для которых создается ФГМ; основные составляющие ФГМ; способы описания ФГМ; три основных принципа формирования ФГМ; последовательность и фазы формирования ФГМ изучаемых объектов.
12
4.2.Качественная комплексная интерпретация геофизических данных
•Основные задачи качественной комплексной интерпретации и подходы к ее осуществлению; признаки геофизических полей; количественные и качественные признаки; признаки первичные и вторичные; принципы метода распознавания образов при геологическом картировании и поисках месторождений; распознавание образов при наличии эталонных объектов; классификация геологических объектов на принципах самообучения.
4.3. Рациональный комплекс методов и принципы его формирования
•Виды геофизических комплексов; понятие о рациональном комплексе методов; три принципа формирования рационального комплекса; основные положения выбора рационального комплекса; порядок формирования рационального комплекса.
4.4.Условия эффективного применения геофизических методов
•Основные условия эффективности геофизических методов; контрастность физических свойств; мера и оценка контрастности физических параметров в гравиметрии, электроразведке и сейсморазведке; количественная мера различия физсвойств горных пород; связь между интенсивностью аномалий физических полей и геометрическими соотношениями размеров аномалиеобразующего объекта и глубины его залегания; влияние формы объекта исследований на эффективность геофизических методов; помехи, влияющие на эффективность геофизических методов; погрешности измерений геофизических полей и возможности их устранения.
4.5.Комплексирование геофизических методов при региональных исследованиях
•Основные задачи региональных геофизических исследований; основные источники информации о глубинном строении; виды сейсмических исследований земной коры; сейсмогеологические модели строения земной коры; возможности гравиметрии при региональных исследованиях; возможности электрометрии и магнитометрии при региональных исследованиях; отображение результатов региональных исследований.
4.6.Комплексирование геофизических методов
при среднемасштабном геологическом картировании
• Масштабы и типовой комплекс геофизических работ при среднемасштабном геологическом картировании; задачи геофизических исследований при изучении платформенных областей; возможности геофизических методов при изучении различных структурных элементов платформ; геофизические методы при изучении краевых прогибов, а также межгорных про-
13
гибов и впадин; задачи геофизических исследований при изучении складчатых областей; возможности геофизических методов при решении этих задач; отражение результатов геофизических исследований при среднемасштабном картировании.
4.7. Комплексирование геофизических методов при крупномасштабном геологическом картировании областей развития осадочных
ивулканогенных образований
•Основные направления и рекомендуемая последовательность крупномасштабного геологического картирования; физико-геологические особенности областей развития осадочных образований; задачи, решаемые геофизическими исследованиями при их изучении; геофизические методы, используемые при геологическом картировании областей развития осадочных образований, и их возможности при решении конкретных задач. Задачи, решаемые геофизическими исследованиями при картировании областей развития вулканогенных образований; типовой комплекс геофизических методов и его обоснование; методы геофизики привлекаемые при картировании границ лавовых потоков и покровов, вулканических аппаратов, морфологии вулканических тел.
4.8.Комплексирование геофизических методов
при крупномасштабном геологическом картировании областей развития регионально-метаморфизованных толщ, интрузивных тел и зон тектонических нарушений
•Типовой комплекс геофизических методов при картировании областей развития регионально-метаморфизованных толщ и физико-геологические предпосылки его применения; возможности используемых геофизических методов и конкретные геологические задачи, решаемые ими. Задачи, решаемые геофизическими методами при картировании интрузивных тел; геофизические методы, применяемые при их решении; физико-геологические предпосылки применения геофизических методов при картировании магматитов различного состава; использование геофизических данных при разделении интрузивных комплексов по фациям и фазам внедрения. Изучение формы интрузивных массивов и уровня их эрозионного среза. Группы разрывных нарушений по условиям применимости геофизических методов; признаки разрывных нарушений различных типов в геофизических полях.
5.С Е Й С М О Р А З В Е Д К А
5.1.Профильные системы наблюдений в методах отраженных
ипреломленных волн
•Общие характеристики систем наблюдений. Типы систем наблюдений. Профильные системы. Изображение систем наблюдений на обобщенной плоскости. Фланговые и центральные системы. Полная корреляционная система наблюдений при КМПВ.
14
5.2.Скорости распространения сейсмических волн
ивиды скоростных характеристик
•Предельные значения скоростей продольных волн для осадочных и кристаллических пород. Влияние на скорость литологии, плотности, пористости и порового флюида, глубины залегания, давления, возраста и температуры горных пород. Определение пластовой, средней, эффективной и лучевой скоростей.
5.3Метод общей глубинной точки (МОГТ)
•Физические основы метода ОГТ. Уравнение годографа ОГТ для однократно отраженных волн. Годографы многократно отраженных волн. Понятие о кинематических поправках. Схема обработки годографов ОГТ.
5.4.Основные законы геометрической сейсмики
•Принцип Ферма, Гюйгенса, Френеля. Доказательство на основе принципа Ферма закона отражения монотипной волны: угол падения равен углу отражения. Закон Снеллиуса.
5.5. Годографы отраженной и головной волн, системы годографов
• Вывод уравнения годографа однократной, монотипной отраженной волны и головной монотипной волны для случая наклонной границы раздела. Встречные и нагоняющие годографы отраженных и головных волн.
5.6.Соотношение годографов прямой, отраженной и головной волн
вслучае постоянной средней скорости до горизонтальной границы раздела и соотношение годографов рефрагированной и отраженной волн
вслучае линейного увеличения скорости с глубиной
•Начальная точка выхода головной волны в первые вступления. Определение координат начальной точки образования головной волны. Предельная точка регистрации отраженной волны при наличии градиента скорости в покрывающей среде. Нарисовать ход лучей и годографы отраженной, головной, прямой, рефрагированной и отраженно-рефрагированной волн.
5.7.Структура сейсмического канала. Принципы цифровой многоканальной записи
•Назвать, из каких элементов состоит сейсмический канал. Принцип квантования сигналов по времени. Частота Найквиста. Антиаляйсинговый фильтр. Мультиплексная форма записи.
5.8.Поле времен в случае вертикальной непрерывнонеоднородной среды и годограф рефрагированной волны
•Вывод уравнения лучей и поля времен для модели с непрерывным изменением скорости с глубиной. Вывод уравнения годографа рефрагированной волны.
15
5.9. Модификации вертикального сейсмического профилирования (ВСП). Задачи, решаемые ВСП
•Вертикальное сейсмическое профилирование. Способы проведения ВСП. Информация получаемая при ВСП: прямые, отраженные, кратные и др. волны. Стратиграфическая привязка отраженных волн, зарегистрированных при наземных наблюдениях, определение скоростных характеристик и коэффициентов отражения, изучение околоскваженного пространства.
5.10.Граф стандартной обработки сейсмического материала
•Понятие графа обработки. Обязательные процедуры обработки: демультиплексация, редакция сейсмических записей (обнуление бракованных трасс, изменение полярности, центрирование трасс, мьютинг, накапливание). Сортировка трасс, фильтрация, выравнивание амплитуд, ввод априорных СТП и КНП, деконволюция, суммирование.
5.11.Источники сейсмических колебаний
•Взрывные источники и особенности производства взрывных работ при сейсмических исследованиях. Не взрывные источники: импульсные (механические, газодинамические и электродинамические) и вибрационные. Особенности сейсмического материала при использовании вибраторов. Свип-сигнал, виброграмма, кареллограмма. Группирование источников. Накапливание сигналов.
5.12.Пространственные системы наблюдений
•Регулярные и не регулярные пространственные системы наблюдений. Базовые элементы регулярных площадных систем наблюдений. Пространственное расположение средних точек и их количество при крестообразном расположении приемной линии и линии возбуждения сейсмических сигналов. Понятие бина. Понятие шаблона.
6.Э Л Е К Т Р О Р А З В Е Д К А
6.1.Электроразведочные установки в методах сопротивления
•Физико-геологические предпосылки для применения электропрофилирования на постоянном токе; основные схемы установок: симметричная на одном и двух разносах, комбинированного электропрофилирования, срединных градиентов, дипольного электропрофилирования; принцип взаимности; первичные материалы электропрофилирования, принципы его анализа; сравнительная характеристика основных разновидностей установок.
6.2.Основные приемы решения прямой задачи методов сопротивления
внеоднородных средах
•Основные модели сред и источников, используемых при решении прямых задач методов сопротивления, свойства потенциала, граничные и краевые условия; способ зеркальных отображений при наличии
16
плоского вертикального контакта двух сред в поле точечного источника; решение уравнения Лапласа методом разделения переменных (метод Фурье) при нахождении потенциала точечного источника постоянного тока
вмоделях пространства с двумя вертикальными контактами, горизон- тально-слоистой среде.
6.3.Область применения электромагнитного профилирования (ЭМП)
•Эффективность ЭМП при структурно-геологических исследованиях, решении задач крупномасштабного регионального и поисковоразведочного картирования, выявление и прослеживание разрывных нарушений, поисках и разведке рудных и нерудных полезных ископаемых, решении инженерно-геологических и геоэкологических задач (поисках обводненных зон, выявлении пресных и минерализованных подземных вод), изучении вечной мерзлоты.
6.4.Природа и общая характеристика электромагнитных полей, используемых в электроразведке
•Естественные переменные электромагнитные поля атмосферного и космического происхождения; естественное поле Земли электрохимической природы, связанное с локальными геологическими объектами; переходные и неустановившиеся поля электрохимической и электродинамической природы, используемые в методах вызванных потенциалов (ВП) и переходных процессов (МПП, ЗС); поле постоянного электрического тока, используемое
вметодах сопротивления; низко- и высокочастотные электромагнитные поля с регулируемыми источниками, используемые в индуктивных и радиоволновых методах электроразведки; измеряемые характеристики полей, используемый частотный диапазон; краткая характеристика генераторных и измерительных устройств; области применения отдельных модификаций.
6.5.Электромагнитные свойства горных пород
•Характеристика горных пород по механизмам электрической проводимости (проводники первого и второго рода, диэлектрики); удельное электрическое сопротивление горных пород, влияющие на него факторы: влажность, пористость, минерализация поровой влаги, структура горных пород, температура, давление; электрические свойства горных пород (осадочных, изверженных, метаморфизованных) и руд; диэлектрическая проницаемость, магнитная восприимчивость, поляризуемость, электрохимическая активность горных пород.
6.6.Электропрофилирование (основные разновидности, характеристика первичных материалов, методы их анализа)
•Виды электропрофилирования (ЭП) – прямолинейное, непрямолинейное; площадное картирование; круговое профилирование; электропрофилирование с установкой по методу двух составляющих, экранированной
17
установкой; выбор рациональной методики ЭП; материалы, получаемые при проведении полевых работ (графики, карты графиков, карты изоом кажущегося сопротивления); качественная интерпретация результатов ЭП (выделение аномалий, связанных с помехами и с целевыми объектами, корреляция аномалий по профилям, определение элементов залегания объектов), количественная интерпретация результатов ЭП на основе анализа аномалий кажущегося сопротивления над контактом двух сред, пластами большой и малой мощности; интерпретация с использованием палеток дипольного электропрофилирования.
6.7.Метод вызванной поляризации (ВП)
•Механизм возникновения вызванных потенциалов в горных породах, его основные закономерности; основы теории полей вызванной поляризации; методика и техника полевых работ методом ВП (наземные, подземные и скважинные модификации); установки, используемые при проведении измерений ВП; схема интерпретации материалов ВП по В.Л. Комарову (выделение аномалий ВП, поле ВП над слоистыми средами и локальными объектами, определение мощности и глубины залегания рудных тел, углов падения и других элементов залегания, определение поляризуемости
иэлектропроводности тел, концентрации и общего содержания электронопроводящих минералов в теле).
6.8.Метод естественного электрического поля (МЕП)
•Природа естественных электрических полей (диффузионноадсорбционные, фильтрационные, окислительно-восстановительные электрические поля); условия возникновения естественных электрических полей, их интенсивность; методика проведения полевых работ в МЕП; поле ЕП поляризованных тел правильной геометрической формы (на примере сферы и цилиндра); общие принципы интерпретации материалов МЕП; область применения метода.
6.9.Электромагнитное профилирование
изондирование по методу переходных процессов
•Физическая сущность метода переходных процессов (МПП); понятие переходной характеристики, используемой в МПП; основные способы регистрации полей переходных процессов; методика полевых работ (общая съемка участка, детализационные работы); особенности производства полевых работ в вариантах МППО, МППДР, МППР; принципы обработки и анализа результатов полевых наблюдений.
6.10. Методы незаземленной петли (МНП) и длинного кабеля (МДК)
• Характеристика первичного поля внутри петли и вне ее; понятие аномалий магнитного и концентрационного (электрического) типов; частотные характеристики вторичных полей, их роль в интерпретации мате-
18
риалов МНП; измеряемые компоненты электромагнитного поля; методика интерпретации материалов МНП (определение параметра аномалии, глубины залегания объекта, его удельной электрической проводимости).
•Характеристики электромагнитного поля, используемые в МДК; выбор размера кабеля, частоты поля, длины профилей; измеряемые компоненты поля; тип аномалий в МДК, определяемые параметры аномалий; определение кажущейся проводимости по палеткам нормального поля; область применения МДК.
6.11.Метод ВЭЗ и его основные модификации
•Физико-геологические основы применения ВЭЗ; установки, используемые при проведении полевых наблюдений методом ВЭЗ; точность измерения при выполнении зондирований, основные причины ее снижения; ориентировка разносов и профилей при выполнении ВЭЗ, сеть наблюдения, круговые зондирования; первичные материалы метода ВЭЗ, принципы их интерпретации; область применения ВЭЗ.
6.12.Кривые ВЭЗ, их свойства и методы анализа
•Типы геологических разрезов и кривых ВЭЗ; обобщенные параметры слоистого разреза; свойства кривых кажущегося удельного сопротивления; физические основы качественной интерпретации, материалы, используемые при качественном анализе; принципы использования электротомографии при анализе материалов ВЭЗ; основы палеточной интерпретации, анализ материалов ВЭЗ на ЭВМ; основные факторы, снижающие точность количественной интерпретации (эквивалентность кривых кажущегося сопротивления, влияние анизотропии, влияние негоризонтальных границ раздела); способы определения удельных сопротивлений промежуточных горизонтов изучаемого разреза; геологическое истолкование результатов ВЭЗ.
6.13.Задача Тихонова–Каньяра, общая характеристика магнитотеллурических и магнитовариационных методов
•Основные типы вариаций естественного переменного электромагнитного поля Земли; модель Тихонова–Каньяра; уравнение электродинамики, используемое при решении задачи Тихонова–Каньяра; анализ результата решения задачи для однородного и слоистого полупространства; понятие входного импеданса полупространства, физические предпосылки для применения МТЗ; амплитудные и фазовые кривые кажущегося сопротивления
вМТЗ; основные положения методов магнитотеллурического профилирования и теллурических токов.
6.14.Принципы интерпретации материалов МТЗ
•Характеристики электромагнитного поля, регистрируемые при выполнении МТЗ; амплитудные и фазовые кривые кажущегося сопротивления
вМТЗ; обобщенные параметры геоэлектрического разреза; свойства кри-
19
вых МТЗ; магнитотеллурическое поле над неоднородным полупространством, понятие тензора входного импеданса, основные и дополнительные составляющие входного импеданса; основные факторы, вызывающие искажение кривых МТЗ (эффект – S, индукционные эффекты); основы качественной и количественной интерпретации материалов МТЗ.
6.15.Метод ЗС
•Становление поля в однородном полупространстве, предпосылки для проведения зондирований становлением поля в дальней (ЗСД) и ближней (ЗСТ, ЗСБЗ) зонах; методика и техника проведения полевых наблюдений при выполнении зондирований становлением поля; первичные материалы ЗС, основные формы представления первичных материалов (кривые кажущегося удельного сопротивления и кажущейся удельной проводимости); принципы анализа материалов ЗС; основные задачи и область применения методов ЗС.
20