- •Геофизика лекции для студентов 2 курса геологического факультета
- •1. Внутреннее строение Земли
- •1.1. Земная кора.
- •1.2. Мантия.
- •1.3. Земное ядро.
- •2. Геофизческие методы
- •2.1. Гравиразведка.
- •2.2. Магниторазведка.
- •Интерпретация данных.
- •2.3. Электроразведка.
- •2.3.1. Электромагнитные поля, используемые в электроразведке
- •2.3.2. Электромагнитные свойства горных пород
- •2.3.3. Электромагнитные зондирования.
- •2.3.4. Электромагнитные профилирования.
- •Аэроэлектроразведка является разновидностью индукционных методов электроразведки. Все варианты аэроэлектроразведки основаны на измерении магнитных компонент поля.
- •2.3.5. Подземно-скважинные методы электроразведки.
- •2.3.6. Интерпретация данных электроразведки
- •Интерпретация данных объемной электроразведки.
- •2.4. Терморазведка.
- •Теория терморазведки построена на основе математического и физического моделирования, натурных наблюдений и установления связей с другими полями Земли.
- •4.1.1. Радиотепловые и инфракрасные съемки
- •2.4.2. Региональные и локальные термические исследования
- •2.4.3. Поисково-разведочные термические исследования.
- •2.5. Ядерная геофизика.
- •2.5.1. Радиометрические методы разведки.
- •2.5.2.Эманационная съемка.
- •2.5.3. Подземные методы изучения естественной радиоактивности.
- •2.5.4. Определение абсолютного возраста пород.
- •2.5.5. Ядерно-геофизические методы.
- •2.6. Геофизические исследования скважин
- •2.6.1. Методы технологического контроля состояния скважин.
- •Кавернометрия.
- •Инклинометрия.
- •Прострелочные работы в скважинах.
- •2.6.2.Электрические методы исследования скважин. Метод естественного поля.
- •Метод кажущихся сопротивлений.
- •Другие методы электрометрии скважин.
- •2.6.3.Ядерные методы исследования скважин.
- •Методы изучения естественной радиоактивности горных пород в скважинах.
- •Методы скважинных исследований с искусственным облучением горных пород.
- •2.6.4. Сейсмоакустические методы исследования скважин.
- •Сейсмические методы.
- •Акустические методы.
- •2.6.5. Термический метод исследований скважин.
- •2.6.6.Магнитный и гравитационный скважинные методы.
- •2.7. Реология.
- •2.8. Экологическая геофизика.
- •2.9. Сейсморазведка.
- •2.9.1. Сейсморазведочная аппаратура.
- •2.9.2. Методика и система наблюдений в полевой сейсморазведке.
- •Виды сейсморазведки.
- •Организация наземных сейсморазведочных работ.
- •2.9.3. Особенности методики морской и других видов сейсморазведки.
- •Сейсморазведка на акваториях.
- •Скважинные и подземные сейсмические исследования.
- •Методика сейсмоэлектрических методов.
- •2.9.4. Обработка и интерпретация материалов сейсморазведки.
- •2.10. Сейсмология.
- •2.10.1. Причины и сила землетрясений.
- •Шкала сейсмической интенсивности msk-64
- •2.10.2. Прогноз и параметры землетрясений.
- •Количественные параметры интенсивности колебаний
- •2.10.3. Методика полевых сейсмологических наблюдений.
- •2.11. Комплексирование геолого-геофизических методов.
1. Внутреннее строение Земли
Согласно данным, полученным сейсмологией, Земля делится на три основные области: земную кору, мантию, ядро.
Кора отделяется от мантии резкой сейсмической границей, на которой свойства среды скачкообразно изменяются, то есть возрастают скорости VP и VS и плотность ρ. Эта граница была открыта югославским сейсмологом Мохоровичичем. Соответственно границу между корой и мантией называют границей Мохо.
Между мантией и ядром Земли немецким сейсмологом Гуттенбергом была открыта другая сейсмическая граница. Граница “мантия – ядро” на глубине 2898 км является наиболее резкой границей раздела в недрах Земли. Она отражает S – волны и сильно преломляет Р – волны. На этой границе скорость Р – волн скачком падает от значения 13,6 км/сек в оболочке до значения 8,1 км/сек в ядре, скорости поперечных волн уменьшаются от 7,3 км/сек до 0 км/сек; плотность наоборот, возрастает от 5,5 до 10 г/см3 . Тот факт, что земное ядро не пропускает через себя поперечные волны, скорость которых в нем равна нулю, означает, что модуль сдвига ядра также равен нулю. Следовательно, земное ядро является жидким. Вообще же, в соответствии с данными сейсмологии земные недра разделяют на 8 характерных зон, включающих земную кору, внутримантийные зоны, различающиеся характером изменения скоростей P- и S-волн, жидкое внешнее и твердое внутреннее ядра.
Особенность распространения сейсмических волн при переходе от земной коры к мантии заключается в скачкообразном возрастании скорости.
1.1. Земная кора.
Земная кора - верхний слой жесткой оболочки Земли. Разделяется с подстилающей её мантией границей Мохоровичича, на которой скорости распространения сейсмических волн скачком возрастает от 8 до 8,2 км/с. Земная кора состоит из вещества, выделившегося из мантии. Верхняя ее граница совпадает с поверхностью материков и океанического дна; она неровная, различие ее отметок достигает примерно 20 км. Поверхность Мохо практически зеркально повторяет земную поверхность. Амплитуда колебания отметок нижней границы больше, чем верхней и достигает 70 км. Мощность земной коры под материками достигает 70-75 км, в среднем составляет 33-35 км, под океанами уменьшается до 5-8 км. Ее строение слоистое, но не одинаковое под материками и океанами. Все эти различия послужили поводом для выделения двух типов земной коры (по Б. Гутенбергу): континентального и океанического.
Из химических элементов в земной коре преобладает О2, далее по распространенности следуют Si и Al. Эти три элемента составляют более 80 % массы земной коры. Из-за преобладания в сумме Si и Al в земной коре ее называют оболочкой «сиаль».
В материковой коре больше содержание оксидов Si, Na, K, P. В коре океанов больше содержание оксидов Al, Ca, Mg, Fe, Ti, Mn. В целом, в химическом отношении континентальная кора представляет собой смесь гранитов и базальтов, океаническая - смесь базальтов с богатыми оливином ультраосновными породами.