4. Структура и содержание дисциплины

   1. Структура дисциплины по разделам, формам организации и контроля обучения

№	Название раздела	Аудиторная работа (час)			СРС (час)	Итого	Формы текущего контроля и аттестации
		Лекции	Практ./ семинар	Лаб. зан.
	Введение. Место геофизики в ряду других наук о Земле. Фундаментальные законы природы, как основа геофизических методов.	1			4	5	Отчеты по лабораторным работам
	Модуль 1. Строение, физические свойства и модели Земли.	3		2	7	12	Результаты расчетов
	Модуль 2. Физические свойства горных пород.	2		2	8	12	Отчеты по лабораторным работам
	Модуль 3. Биологическое действие геофизических полей и нормы биологического воздействия.	4		4	8	16	Отчеты по лабораторным работам я
	Модуль 4. Геофизические методы в геоэкологии	4		4	12	20	Отчеты по лабораторным работам
	Модуль 5. Изучение геодинамической активности площадей и прогнозная оценка природных катастрофических явлений.	2		4	12	18	Отчеты по лабораторным работам
	Модуль 6. Экологическая геофизика при изысканиях под промышленное и гражданское строительство.	2		2	12	16	Реферат
	Итого	18		18	63	99

При сдаче отчетов и письменных работ проводится устное собеседование.

2. Содержание разделов дисциплины (18 часов)

Введение (1 час).Сущность геофизических методов исследования земных недр. Место геофизики в ряду других наук о Земле. Фундаментальные законы природы, как основа геофизических методов. Физические свойства горных пород как факторы, определяющие возможность использования геофизических методов для решения различных геологических и геоэкологических задач. Классификация геофизических методов по использованию физических полей, месту их применения и решаемым задачам.

Модуль 1. Строение, физические свойства и модели Земли. (3 часа). Земля как космическое тело. Движение тел в гравитационном поле. Параметры Земли. Физические свойства вещества Земли как показатель его фазового состояния. Упругие модули. Вязкость. Гравитационное поле и фигура Земли. Напряжённость, потенциал и уровенные поверхности. Понятие геоида. Гидростатическое равновесие Земли. Земные приливы. Прецессия и нутация земной коры. Изостазия. Геотермический режим Земли. Основные источники энергии Земли. Тепловой поток. Распределение температур в недрах. Землетрясения и сейсмические волны. Закономерности распространения сейсмических волн. Параметры землетрясения, определяемые по сейсмическим данным. Закономерности распределения землетрясений. Физические аспекты тектоники литосферных плит. Строение Земли по сейсмическим данным. Современные модели внутреннего строения Земли. Радиоактивность и возраст Земли. Магнитное поле Земли. Структура магнитного поля Земли. Магнитосфера и радиационные пояса. Магнитные вариации. Природа магнитного поля Земли. Основы палеомагнетизма.

Лабораторная работа №1. Основные источники энергии для эволюции Земли

Модуль 2. Физические свойства горных пород. (2 часа). Упругие свойства минералов и горных пород. Плотность горных пород и закономерности ее изменения. Скорости сейсмических колебаний в горных породах. Магнетизм горных пород. Магнитная восприимчивость и намагниченность горных пород, виды намагниченности. Электрические и электромагнитные свойства горных пород и техногенных объектов. Естественная радиоактивность горных пород и строительных материалов.

Лабораторная работа №2. Тепловое поле Земли.

Модуль 3. БИОЛОГИЧЕСКОЕ ДЕЙСТВИЕ ГЕОФИЗИЧЕСКИХ ПОЛЕЙ И НОРМЫ БИОЛОГИЧЕСКОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ. (4 часа).Понятие о предельно допустимой экологической нагрузке. ФГМ-ПДЭН. Модели эталонных территорий. Действие радиационных полей на биологические объекты. Единицы активности и дозы. Экспозиционная, поглощенная, эквивалентная дозы. Структура среднегодовой эффективной эквивалентной дозы облучения населения. Нормы радиационной безопасности и ПДД. Способы оценки поглощенных и эквивалентных доз для-,-, и-излучения. Магнитные поля. Современные данные о действии магнитных полей на биоорганизмы. Геомагнитные возмущения и бури и их воздействие на биосферу. Электромагнитные поля, их природа, структура естественных электромагнитных полей. Влияние электромагнитных полей на человека и ПДУ разных диапазонов частот. Вибрационные поля, их воздействие на человека и резонансные частоты максимального воздействия. Геопатогенные зоны, их возможное происхождение и степень изученности.

Лабораторная работа № 3.Расчет дозовых нагрузок для биологических объектов.

Лабораторная работа № 4.Количественная оценка основных параметров землетрясений.

Модуль 4. Геофизические методы в геоэкологии (4 часа)

Гравиразведка. Физико-геологические предпосылки, сила тяжести и ее изменение; нормальное значение силы тяжести и аномалии, причины гравитационных аномалий; принципы и измерения абсолютных и относительных значений силы тяжести, гравиметры и их назначение, методика и техника работ, обработка результатов измерений, единицы измерения; способы изображения результатов гравиметрических наблюдений; качественная интерпретация гравиметрических данных; понятие о количественных методах решения прямой и обратной задач гравиразведки, задачи, решаемые гравиразведкой при геологических и геоэкологических исследованиях.

Магниторазведка.Геологические и физико-математические предпосылки магниторазведки. Элементы вектора магнитной индукции поля Земли, вариации магнитного поля; карты нормальных значений магнитного поля Земли; естественные и техногенные магнитные аномалии и их природа; способы измерения магнитного поля, основы методики и техники полевых работ, способы изображения результатов наблюдения, интерпретация магнитных аномалий: признаки магнитных аномалий, качественная интерпретация; основы моделирования магнитных полей от объектов сложной формы; задачи, решаемые магниторазведкой при геологических и геоэкологических исследованиях.

Ядерно-физические и радиометрические методы.Сущность радиохимических методов; естественная и искусственная радиоактивности, единицы измерения радиоактивности и ионизирующих излучений, классификация ядерно-геофизических методов, методы регистрации радиоактивных излучений, лабораторные и полевые радиометры, виды полевых съемок, представление результатов наблюдений, решаемые задачи и область применения; эманационная съемка, сущность и назначение, глубинность съемки, область применения; гамма-спектрометрия: спектры гамма-излучения урана, тория и калия, гамма-спектрометры, особенности методики и общего устройства аппаратуры при экорадиометрической съемке, представление результатов съемки, задачи, решаемые гамма-спектрометрией.

Электроразведка.Геолого-геофизические предпосылки методов электроразведки, электрический ток в пространственном проводнике, источники тока, нормальное электрическое поле, разность потенциалов и способы его измерения.

Метод естественного электрического поля: физико-химическая природа естественных токов в земле, потенциал естественного поля, организация полевых работ, способы изображения результатов; область применения в инженерной геологии и геоэкологии.

Электроразведка методами постоянного тока: сущность метода сопротивления, электрическое поле точечного электрода однородной и изотропной среды, неоднородная среда, кажущееся удельное электрическое сопротивление, единицы измерения, формула расчета; анизотропия электрических свойств и ее применения; способы измерения кажущегося сопротивления, методика и техника работ; электрическое профилирование, способы изображения результатов и область применения электропрофилирования.

Вертикальное электрическое зондирование, сущность метода, методика и техника работ, способы изображения результатов ВЭЗ, качественная и количественная интерпретация кривых ВЭЗ, решаемые геологические, инженерно-геологические и геоэкологические задачи. Метод заряженного тела: сущность, область применения и решаемые задачи в гидрогеологии и геоэкологии.

Электроразведка переменным током: сущность, преимущества и недостатки по сравнению с методами переменного тока, георадарные технологии, область применения, решаемые задачи.

Сейсморазведка.Геолого-физические предпосылки метода, продольные и поперечные колебания, скорость распространения упругих волн в различных геологических средах, сейсмическая жесткость, условия отражения и преломления, законы геометрической сейсмики; годографы прямой, отраженной и преломленной волны, основные каналы сейсмостанции, основы обработки сейсмограмм; метод отраженных и преломленных волн, построение годографов, их качественная интерпретация, простейшие приемы построения отражающих границ, структурные карты; применение сейсморазведки в структурной, инженерной геологии и геоэкологии.

Геофизические исследования в буровых скважинах.Особенности применения геофизических методов в буровых скважинах. Каротаж по методу сопротивления (КС), по методу естественного электрического поля (ПС), сущность методов, диаграммы КС и ПС над песчано-глинистым разрезом, решаемые геологические задачи. Резистивиметрия и расходометрия: сущность метода. Определение мест притока воды в скважину и мощности интервала фильтрации, способы изображения результатов наблюдений. Термометрия. Радиоактивные методы каротажа. Кавернометрия.

Лабораторная работа № 5.Определение скорости движения подземного потока загрязнений методом заряда.

Лабораторная работа № 6.Оценка фоновой сейсмичности районов при строительстве крупных объектов.

Модуль 5. ИЗУЧЕНИЕ ГЕОДИНАМИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ ПЛОЩАДЕЙ И ПРОГНОЗНАЯ ОЦЕНКА ПРИРОДНЫХ КАТАСТРОФИЧЕСКИХ ЯВЛЕНИЙ (4 часа)

Прогноз по геофизическим данным деформаций земной поверхности под влиянием природных и техногенных процессов. Суффозия и карст. Физико-геологические модели участков развития карста. Задачи и методика геофизических работ при: а) картировании карстующихся пород, б) выявлении карстовых полостей. Изучение оползней и прогнозирование оползневой активности участков. Физико-геологическая модель оползневого процесса. Динамическая и статическая ФГМ оползневого склона. Задачи и методика геофизических работ при инженерно-геологической разведке оползневых участков и при изучении режима оползневого процесса. Новые методики изучения и прогнозирования оползнеопасных участков. Оценка сейсмической опасности территорий и объектов. Основные понятия очаговой сейсмологии и сейсмические характеристики землетрясений. Оценка фоновой сейсмичности территорий. Цели, задачи и содержание общего сейсмического районирования. Детальное сейсморайонирование (ДСР) - задачи, категории и состав ДСР. Содержание и методика микросейсморайонирования (МСР) территорий. Оценка приращения балльности территорий.

Лабораторная работа № 7.Оценка оползневой опасности участков по геофизическим данным.

Лабораторная работа № 8.Прогноз опасности грунтовой коррозии по геофизическим данным

Модуль 6. ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ГЕОФИЗИКА ПРИ ИЗЫСКАНИЯХ ПОД ПРОМЫШЛЕННОЕ И ГРАЖДАНСКОЕ СТРОИТЕЛЬСТВО (4 часа). Геотектоническое районирование в экологических целях. Структурно-тектоническое районирование территорий по аэрокосмическим и геофизическим данным. Физико-геологические модели разрывных нарушений. Методика изучения тектонических нарушений геофизическими методами. Изучение зон трещиноватости и деструкции. Способы выявления активных тектонических нарушений. Понятие геодинамических зон (ГДЗ). Новые методики геофизических исследований при изучении ГДЗ.

Оценка коррозионной активности грунтов. Экологическая опасность коррозии подземных металлических сооружений. Внешние и внутренние причины их коррозии. Зависимость коррозионной активности грунтов от физических свойств геологической среды. Методика оценки опасности по удельным электрическим сопротивлениям грунтов, по направлению и плотности блуждающих токов.

Изучение криогенных процессов в районах строительства. Геокриологическое картирование. Дистанционные исследования. Наземные комплексы геокриологического картирования. Применение геофизических методов для изучения кровли и подошвы мерзлых пород. Геокриологический мониторинг.

Картирование зон загрязнения геологической среды промышленными отходами. Техногенные загрязнители грунтовых вод. Физико-геологические модели источника и ореола техногенного загрязнения. Изучение протечек глинистых экранов и ореолов техногенного загрязнения в районах хранилищ жидких промышленных отходов предприятий. Методика ТПУ. Мониторинг ореолов загрязнений.

Лабораторная работа № 9.Прослеживание электроразведкой ореола загрязнения от поверхностных хранилищ жидких промышленных отходов.