Geum.ru

Н. Г. Чернышевского кафедра Геофизики рабочая программа

Вид материалаРабочая программа
Подобный материал:
Федеральное агентство по образованию

САРАТОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ИМЕНИ Н.Г. ЧЕРНЫШЕВСКОГО

Кафедра Геофизики

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА

по дисциплине ЭЛЕКТРОРАЗВЕДКА

(наименование дисциплины)

для специальности 011200 — Геофизика

(код и наименование специальности, направления)

реализуемой на факультете геологическом

Саратов, 2006 год







1.Пояснительная записка.

Электрические методы разведки (электроразведка) - дисциплина, обеспечивающая профессиональное становление будущих специалистов, владеющих в равной степени теорией и практикой геолого-геофизических исследований.

Основные задачи дисциплины состоят в усвоении студентами в процессе обучения:

1 .Физико-геологическиъ основ электроразведки.

2.Основных элементов теории методов.

3. Методики электроразведочных наблюдений.

Приемов обработки и интерпретации результатов электроразведочных исследований.

В приобретении навыков:
  1. Работы с электроразведочной аппаратурой.
  2. Производства работ в полевых условиях.
  3. Обработки электроразведочных данных.
  4. Интерпретации результатов наблюдений.

Учебная дисциплина ориентирована на 90 часов теоретических (аудиторных) занятий, в том числе 26 часов(14 лекций и 12 лабораторных) в 6-ом и 45 часов (28 лекций и 17 лабораторных) в 7-ом семестрах; 19 часов самостоятельной работы, в том числе 6 часов в 6-ом и 1 3 часов в 7-ом семестре. Программой предусмотрена учебная полевая практика в объеме 72 часов.

2.Тематический план учебной дисциплины.




Наименование разделов по темам


Максимальная учебная нагрузка

студента(час)
Количество аудиторных часов при очной форме обучения


Самостоятельная работа студентов

всего
Лекционная нагрузка
Лабораторные

и

практические

занятия
Семинарские занятия


2

2

2

1
2
3
4
5
6
7

Вводная лекция



2
2









Раздел 1



2
2









Тема 1.1.



2
2









Тема 1.2.



2
2









Раздел 2.



22
10









Тема 2.1.



2
2









Тема 2.2.



2
2









Тема 2.3.



2
2






2

Тема 2.4.



2
2
8



2

Тема 2.5.



2
2
8



2

Тема 2.6.



2
2






2

Тема 2.7.



2
2
4






Тема 2.8.



2
2
4






Всего в 6-ом семестре
32
14|
12



6

Раздел 3



52
22
17



11

Тема 3.1.



2
2









Тема 3.2.

—■ -. -




2
2









Тема 3.3.



4
2









Тема 3.4.



12
4
4



2

Тема 3.5.



4
2






2




Тема 3.6.



2
2






2

Тема 3.7.



8
2
4






Тема 3.8.



6
2
3






Тема 3.9.



12
4
6






Раздел 4.



4
2









Тема 4.1.



4
2









Раздел 5.



2
2









Тема 5.1.






2









Заключение



2












Всего в 7-ом семестре
58









13

Итого в 6-ом и 7-ом семестрах 142
90
42
29



19

3. Содержание курса.

Введение. Определение электроразведки, ее сущность и место в общем комплексе геофизических методов поисков и разведки полезных ископаемых.. Объект и цели исследования. Естественные и искусственные электромагнитные поля как источник информации о Земных недрах. Связь электроразведки с другими науками. Основные методы исследования: электромагнитное зондирование и профилирование, скважинные. шахто-рудничные, морские и аэроварианты.

Состояние и развитие электроразведки в России, США, Канаде и других западных странах.

Раздел 1. Физико-геологические модели и электромагнитные свойства горных пород.

Тема 1.1. Электрическая модель горной породы.

Модели сплошной и многофазной сред. Особенности распространения поля в двухфазной среде. Электромагнитные (Э.М.) свойства горных пород и руд: удельная электропроводность, диэлектрическая и магнитная проницаемости, естественная и вызванная поляризуемости. Зависимость ЭМ. Свойств от минерального состава горных пород, пористости, влагонасыщенности, минерализации подземных вод и других факторов. Дисперсия ЭМ свойств в гармонически изменяющемся поле. Модели слоистых анизотропных, градиентных и неоднородных сред. Одномерные, двумерные и трехмерные модели.

Тема 1.2. Обобщенные параметры слоистой неоднородной толщи: суммарная продольная проводимость и поперечное сопротивление, среднее продольное удельное электрическое сопротивление. Понятие геоэлектрического разреза как одного из вариантов физико-геологической среды.

Раздел 2. Методы постоянного электрического поля.

Тема 2.1. Основы теории электроразведки постоянным током. Прямая и обратная задачи электроразведки. Понятия о некорректно поставленных задачах и методах их решения. Метод регуляризации как способ решения некорректно поставленных задач.

Тема 2.2. Законы Ома и Кирхгофа в дифференциальной форме. Уравнение Лапласа. Электрическое поле над неоднородной и горизонтально-слоистой средами. Электрическое поле над вертикальным контактом. Постоянное электрическое поле в однородной изотропной среде. Расчет потенциала шарового и полушарового заземлителей. Понятие потенциала точечного элементарного источника.

Тема 2.3. Электрическое поле двух точечных источников. Определение удельного электрического сопротивления среды по результатам измерения поля на ее поверхности. Понятие кажущегося сопротивления. Принцип метода сопротивлений. Изменение плотности тока в поле двух точечных электродов. Понятие эффективной глубины проникновения тока. Принцип электрического зондирования. Принцип взаимности.

Тема 2.4. Методика и техника полевых наблюдений.

Вертикальное электрическое и дипольное зондирование. Понятие действующего расстояния. Виды установок. Глубина исследования и точка записи разными установками. Сущность метода заряженного тела. Измерение потенциала и градиента потенциала. Скважинный вариант МЗТ. Метод естественного поля (ЕП). Метод вызванной поляризации (ВП).

Тема 2.5. Электропрофилирование, сущность метода. Основные варианты электрического профилирования: симметричное, дипольное, комбинированное, способ срединного градиента. Бесконтактный способ измерения электрического поля. Обработка и оформлений результатов наблюдений.

Тема 2.6.Основные элементы электроразведочного информационного-
измерительного канала. Источники тока, возбудители поля. Условие измерений.
Переносная аппаратура и электроразведочные станции.

Способы измерения полей. Автокомпенсационный и кампарационный способы измерения. Принцип устройства аппаратуры АЭ-72, АНЧ-3. Основные узлы аппаратуры СВП-74. ВП - ЦЭС.

Тема 2.7. Интерпретация результатов электроразведки постоянным током.

Теоретические кривые ВЭЗ( палетки). Принцип эквивалентности. Качественная интерпретация кривых ВЭЗ и ДЭЗ. Палеточный способ. Алгоритмы метода подбора и прямой численной задачи.

Тема 2.8. Интерпретация результатов электрического профилирования. Типичные графики электропрофилирования над моделями двух,- и трехмерных сред. Принципы их качественного истолкования. Построение карт, графиков кажущегося сопротивления и поляризуемости. Определение местоположения искомых объектов, оценка глубины их залегания и размеров.

Раздел 3. Методы переменного электромагнитного поля.

Тема 3.1. Характеристика переменных электромагнитных полей, применяемых в электроразведке.

Гармонически изменяющиеся поля. Два способа его возбуждения: гальванический и индуктивный. Передача возбуждения по воздуху и земным слоям. Структура вихревых токов в дальней и ближней зонах. Эллиптическая поляризация. Понятие эффективной глубины проникновения электромагнитного поля.

Тема 3.2. Неустановившееся электромагнитное поле переходных процессов. Гальванический и индуктивный способы его возбуждения. Структура вихревых токов в дальней и ближней зонах. Параметры становления поля, эффективная глубина проникновения вихревых токов.

Тема 3.3. Магнитотеллурическое поле. Природа его возникновения, типы геомагнитных вариаций и их частотный спектр. Поляризация магнитотеллурического поля.

Естественное переменное электромагнитное поле, его происхождение и частотный спектр.

Тема 3.4. Основы теории электроразведки переменным током. Уравнения Максвелла, их физический смысл. Векторный и скалярный потенциалы. Уравнение Гельмгольца. Граничные условия для векторного и скалярного потенциалов. Плоское поле в однородной и горизонтально-слоистой среде. Прямая задача магнитотеллурического зондирования.

Тема 3.5. Электромагнитное поле диполя в безграничной среде и на поверхности полупространства. Анализ выражений для составляющих поля в дальней и ближней зонах. Электромагнитное поле диполя в горизонтально-слоистой среде.

Тема 3.6. Принципы расчета неустановившегося поля в дальней и ближней зонах. Анализ неустановившегося поля в дальней и ближней зонах.

Тема З.7. Магнитотеллурическое зондирование МТЗ. Зависимость импеданса и кажущегося сопротивления от периода вариаций и свойств среды. Типы кривых МТЗ. их асимптоты. Магнитотеллурическое профилирование, метод теллурических токов.

Тема 3.8. Частотное зондирование (ЧЗ). Характеристика и свойства теоретических кривых ЧЗ. Волновые и кривые в конечных разносах. Установки ЧЗ. Методика и техника полевых работ.

Тема 3.9. зондирование становлением магнитного поля. Сущность метода в дальней зоне (ЗСД). Кривые кажущегося сопротивления, их асимптоты. Методика и техника полевых работ. Сущность метода становлением поля в ближней зоне (ЗСБ). Установки, применяемые при полевых исследованиях. Кривые кажущегося сопротивления и кажущейся проводимости.

Раздел 4. Методы низкочастотного электромагнитного профилирования.

Тема 4.1. Индуктивные методы электропрофилирования. Физико-математические основы. Метод переходных процессов. Методы гармонических полей.

Раздел 5. Поиски и разведка месторождений полезных ископаемых и решение практических задач.

Тема 5.1. Применение электроразведки при геологическом картировании. Поиски структур в осадочном чехле. Прямые поиски нефти и газа. Поиски угольных месторождений. Разведка рудных полезных ископаемых, строительных материалов. Применение электроразведки в инженерной геологии и гидрогеологии.

Заключение. Место электроразведки в комплексе геолого-геофизических методов поисков полезных ископаемых.

Программой предусматривается выполнить лабораторные работы по электроразведке постоянным током:
  1. Метод срединных градиентов;
  2. Метод заряженного тела.
  3. Симметричное электропрофилирование.

Работы 1,2,3 выполняются на модели с помощью прибора АЭ-72.

По электроразведке переменным током:

1.Интепретация кривых МТЗ в горизонтально-слоистых средах.

2. Построение кривых кажущейся продольной проводимости в методе ЗСБ на ЭВМ.

3.Корреляция кривых кажущейся продольной проводимости.

Литература.
  1. Матвеев Б.К. Электроразведка. М.Недра, 1990г.
  2. Матвеев Б.К. Электроразведка при поисках месторождений полезных ископаемых. М.Недра, 1982г.
  3. Жданов М.С. Электроразведка. М. Недра,1986г.

4. Хмелевский В.К. Электроразведка. Изд. Московского университета. 1984г.
  1. Якубовский Ю.В. Электроразведка . М. Недра. 1980г.
  2. Бобровников Л.З., Кадыров И.Н., Попов В.А.. Электроразведочная аппаратура и оборудование. М.Недра, 1985г.
  3. Электроразведка: справочник геофизика. В двух книгах. Под ред. В.К.Хмелевского и В.М.Бондаренко. М.Недра, 1989г.
  4. Якубовский И.И., Ренард И.В. Электроразведка. М.Недра,1991г.

заочная форма обучения



1
2
3
4
5
6
7

Вводная



2
2









Раздел 1


















тема 1.1



2
2









тема 1.2



2












Раздел 2


















тема 2.1



2












тема 2.2



2
2









тема 2.3



4












тема 2.4






2
8






тема 2.5



6



4



2

тема 2.6



2
2









тема 2.7



4












тема 2.8



2












Всего в семестре



32
10
12



10

Раздел 3


















тема 3.1



2









2

тема 3.2



2












тема 3.3



4












тема 3.4



12
2
4



6

тема 3.5



4









4

тема 3.6



4
2






2

тема 3.7



8



4



4

тема 3.8



4









4

тема 3.9



12
2
2



8

Раздел 4


















тема 4.1



4
2






2

Раздел 5


















тема 5.1



2









2

Заключение


















Всего в

сместре



58
8
10



40

Итого в двух семестрах



90
18
22



50