Предмет и задачи ГМИ
ГМИ - раздел разведочной физики, изучающий пространственно-временные изменения геофизических полей в земной коре с целью поисков и разведки полезных ископаемых, контроля за их разработкой, решения инженерно-геологических задач, археологических поисков и решения фундаментальных проблем наук о Земле, для литомониторинга и разработки мероприятий по охране окружающей среды.
В зависимости от вида исследуемого поля или отдельных его параметров выделяют следующие модификации ГМИ:
1) гравиметрическая разведка изучает ускорение свободного падения, производные потенциала Fтяж. (вариомтрия);
2) магнитная разведка изучает производные потенциала магнитного поля, напряженность магнитного поля;
3) сейсмическая разведка разведка изучает распространение сейсмических волн и так далее;
4) геотермия изучает характеристики теплового поля;
5) методы электроразведки исследуют потенциалы напряженности постоянных электрических полей или фазовые и амплитудные характеристики электрических, магнитных компонентов электромагнитного поля;
6) ядерно-геофизические методы изучают естественную и искусственную радиоактивность горных пород;
7) методы ГИС – раздел ГМИ, основанный на изучении геофизических полей в скважинах.
История развития ГМИ
Зарождение геофизики связано с физикой, механикой, астрономией и геодезией. Геофизика оформилась в начале 20в. Впервые применившим геофизический метод был Ломоносов.
В 1783г. была открыта курская магнитная аномалий Иноходцевым. В 1872г. в восточном Закавказье были обнаружены аномальные массы по отклонению от веса. В конце 19в. Менделеев провел магнитную съемку в Кривом Роге и на Урале.
Зарождение электроразведки началось в начале 20в., когда Рогозин предложил использовать электрические методы для поиска руд.
Ядерная геофизика началась с того момента, когда Вернандский высказал идею об использовании радиоактивности для поисков урана.
В 1911г. Борис Галицын показал, что упругие волны, возникающие от земетрясений можно использовать для изучения строения земной коры.
По указанию Ленина были начаты исследования Курской магнитной аномалии.
В 1923г. в СССР был запатентован метод отраженных волн Вьютским.
В 20-е годы 20в. возникли первые исследовательские центры по геофизике.
В Москве институт физики и геофизики. В Питере НИИ прикладной геофизики.
В 30-е годы создается геофизическая служба для использования геофизики для исследования в геолого-разведочных целях.
ТЕМА 2. ГРАВИТАЦИОННЫЙ МЕТОД
Гравитационный метод – геофизический метод исследования строения литосферы, поисков и разведки полезных ископаемых, базирующийся на изучении гравитационного поля Земли. Основным измеряемым параметром является ускорение свободного падения.
При измерении параметров гравитационного поля (в воздухе, на поверхности и т.д.) наблюдают их изменения, которые обусловлены:
1) планетарными особенностями Земли;
2) различными плотностями горных пород и руд.
Планетарные особенности Земли создают гравитационное поле, которое измеряется очень плавно и называется нормальным.
Разная плотность горных пород и руд образует аномальные гравитационные поля. Основной задачей метода является измерение значений параметра поля и выделение в нем аномалий и геологическая их интерпретация.
От других геофизических методов гравиразведка отличается большой производительностью и разной глубинностью исследований.
Физические основы гравиразведки
Если сила притяжения отнесена к единой массе, то точечная масса m будет притягивать эту единичную массу с силой
F1 = Gm/r2
она равна ускорению силы притяжения.
Если притяжение единичной массы состоит из n отдельных точек, то ускорение силы притяжения будет равно этой сумме.
В земле массы распределены непрерывно, поэтому сумма должна быть заменена интегралом по массе всей Земли:
ф1
В теории притяжения доказано, что однородная сферическая масса притягивает другую массу с силой, равной силе, которую развивает точечная масса, равная массе шара, сосредоточенной в ее центре.
Если считать Землю шаром, то в первом приближении ускорение силы притяжения будет
g = GM/R2, где M – масса Земли, R – радиус Земли, G – гравитационная постоянная (66,7*10-12 м3/ кг*с2).
По своему физическому смыслу G – сила, которая действует между двумя единичными массами, находящимися друг от друга на расстоянии 1м.
Кроме силы притяжения на массу действует центробежная сила, которая возникает за счет суточного вращения Земли. Эта сила пропорциональна радиусу вращения Земли ф2
Отнеся центробежную силу к единичной массе, получим ускорение центробежной силы, направленное по радиусу вращения от оси вращения ф3
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.