Одной из составляющих данного комплекса наук является разведочная геофизика, строение Земли. Ее основная цель: поиск и уточнение строения залежей , выявление предпосылок для их образования. Исследования проводятся на суше, в акватории морей, пресных водоемах и океанах, в скважинах, из и с воздуха.
Вследствие своей высокой эффективности, дешевизны, надежности и скорости проведения работ разведочная геофизика является важной составной частью геологоразведочного процесса. Основными методами разведочной геофизики являются: сейсморазведка, электроразведка на переменном и постоянном токе, магниторазведка, гравиразведка, геофизические исследования , радиометрия, ядерная геофизика и теплометрия.
Сейсморазведка – это раздел разведочной геофизики, который включает методы изучения строения Земли, в основе которых лежит возбуждение и регистрация упругих волн. Для регистрации колебаний этих волн исследователями применяются специальные устройства – сейсмоприемники, которые преобразуют колебания почвенных частиц в электрический сигнал. Полученная в результате исследований информация отображается на графиках, которые называются сейсмограммами. Строение земной коры изображается на специальных картах, по которым определяются места возможных скоплений полезных ископаемых.
Гравиразведкой называется геофизический метод, который изменения ускорения свободного падения, связанные с изменениями плотности геологических тел. Данный метод активно применяется в процессе региональных исследований земной коры, при выявлении глубинных тектонических нарушений и поиске полезных ископаемых. Для проведения гравиразведки специалисты применяют гравиметры – специальные приборы, которые измеряют ускорение свободного падения.
Магниторазведка, как еще одна составляющая геофизики, применяется в целях поиска месторождений полезных ископаемых. Проводится в виде наземной, аэромагнитной или морской съемки. На основе полученных данных строится магнитного поля, содержащая графики или изолинии. На ней могут находиться области со спокойным полем и магнитные аномалии, характеризующиеся локальными возмущениями, вызванными неоднородностью магнитных свойств горных пород.
Методы электроразведки помогают изучать параметры геологического разреза. Для этого измеряются показатели постоянного электрического или же переменного электромагнитного поля. Исследование методом вызванной поляризации может служить примером электроразведочных мероприятий.
Помимо разведочной геофизики, существует еще и
Геофизика – это комплекс наук, которые с помощью физических методов исследуют строение Земли. В широком смысле геофизика изучает физику твердой Земли (мантию, земную кору, твердое внутреннее и жидкое внешнее ядро), физику атмосферы (климатологию, метеорологию, аэрономию), а также физику океанов, подземных вод и поверхностных вод суши (рек, озер, льдов).
Одной из составляющих данного комплекса наук является разведочная геофизика, изучающая строение Земли. Ее основная цель: поиск и уточнение строения залежей полезных ископаемых, выявление предпосылок для их образования. Исследования проводятся на суше, в акватории морей, пресных водоемах и океанах, в скважинах, из космоса и с воздуха. Вследствие своей высокой эффективности, дешевизны, надежности и скорости проведения работ разведочная геофизика является важной составной частью геологоразведочного процесса. Основными методами разведочной геофизики являются: сейсморазведка, электроразведка на переменном и постоянном токе, магниторазведка, гравиразведка, геофизические исследования скважин, радиометрия, ядерная геофизика и теплометрия. Сейсморазведка – это раздел разведочной геофизики, который включает методы изучения строения Земли, в основе которых лежит возбуждение и регистрация упругих волн. Для регистрации колебаний этих волн исследователями применяются специальные устройства – сейсмоприемники, которые преобразуют колебания почвенных частиц в электрический сигнал. Полученная в результате исследований информация отображается на графиках, которые называются сейсмограммами. Строение земной коры изображается на специальных картах, по которым определяются места возможных скоплений полезных ископаемых.Гравиразведкой называется геофизический метод, который изучает изменения ускорения свободного падения, связанные с изменениями плотности геологических тел. Данный метод активно применяется в процессе региональных исследований земной коры, при выявлении глубинных тектонических нарушений и поиске полезных ископаемых. Для проведения гравиразведки специалисты применяют гравиметры – специальные приборы, которые измеряют ускорение свободного падения. Магниторазведка, как еще одна составляющая геофизики, применяется в целях поиска месторождений полезных ископаемых. Проводится в виде наземной, аэромагнитной или морской съемки. На основе полученных данных строится карта магнитного поля, содержащая графики или изолинии. На ней могут находиться области со спокойным полем и магнитные аномалии, характеризующиеся локальными возмущениями, вызванными неоднородностью магнитных свойств горных пород. Методы электроразведки помогают изучать параметры геологического разреза. Для этого измеряются показатели постоянного электрического или же переменного электромагнитного поля. Исследование методом вызванной поляризации может служить примером электроразведочных мероприятий.Помимо разведочной геофизики, существует еще и физика атмосферы. Метеорологические станции, рассеянные по всей Земле, служат для составления кратковременных и долгосрочных прогнозов погоды. Кроме воздушной оболочки Земли, геофизика изучает и водную ее оболочку – Мировой океан, а также физику моря. Здесь исследуются вопросы о течениях в океане, приливах и отливах, изучается соленость воды и т.д.
Геофизик исследует происхождение, эволюцию, строение, свойства Земли и процессы, происходящие в ней и её оболочках.
От греч. ge — Земля и physike — основы естествознания. Профессия подходит тем, кого интересует физика и география (см. выбор профессии по интересу к школьным предметам).
Особенности профессии
Геофизика — совокупность дисциплин, исследующих происхождение, эволюцию, строение, свойства и процессы (природные и техногенные) в Земле и её оболочках (атмосфере, гидросфере, литосфере и т.д.).
Геофизика связана с геологическими науками (особенно тектоникой, вулканологией, петрофизикой, а также геохимией), астрономией, математикой, физикой и многими техническими науками, физической географией и др.
Главные задачи современной геофизики: изучение и оценка природных ресурсов, охрана окружающей среды, прогноз погоды и стихийных бедствий, исследование Мирового океана, космические исследования, контроль за ядерными испытаниями.
Освоение планеты невозможно без элементарных геофизических наблюдений — измерения расстояний, определения направлений на морях и океанах, описания и систематизации стихийных бедствий и т.д. В XVII-XIX вв. были открыты основные законы макроскопической физики. Тогда же появилось понимание необходимости глобальных наблюдений с помощью геофизических обсерваторий для глобальных наблюдений.
В 60-х гг. ХХ в., с появлением ЭВМ, геофизики смогли автоматизировать обработку результатов наблюдений. А использование методов физики твёрдого тела и физики высоких давлений позволило перейти от проблемы внутреннего строения Земли к физике земных недр.
Возможности геофизики возросли и благодаря космическим исследованиям. Возникла новая наука — сравнительное планетоведение, в которой геофизические методы играют определяющую роль.
Проблемы, стоящие перед человечеством - поиск новых природных ресурсов, защита людей и природы в целом от стихийных бедствий и техногенных катастроф - делают геофизику одним из важнейших разделов современного естествознания.
Крупные разделы геофизики: солнечно-земная физика, физика атмосферы, гидрофизика и физика «твёрдой» Земли, разведочная геофизика, промысловая геофизика и вычислительная геофизика.
Солнечно-земная физика
изучает явления и процессы в межпланетной и околоземной среде.
Физика атмосферы
, изучающая атмосферные явления, под разделяется на метеорологию (изучает нижние слои атмосферы), и аэрономию (изучает верхние слои).
Тепловое излучение и различные оптические эффекты атмосферы изучаются актинометрией
и атмосферной оптикой
. Учения об атмосферном электричестве, акустике и турбулентности выделяются в отдельные отрасли науки.
Разведочная геофизика
- раздел геофизики, занятый изучением глубинного строения земной коры, поисками и исследованием месторождений полезных ископаемых. Для этого она применяет гравиметрические, магнитные, электрические, сейсмические и ядерно-физические методы.
Специалисты в разведочной геофизике занимаются поиском полезных ископаемых (нефти, газа, руды и пр.) и подземных вод.
Анализируя с помощью компьютера результаты измерений (сейсмических волн, гравитационных полей и пр.), геофизики выявляют месторождение полезных ископаемых; создают карты рельефа дна океана, структуры земной коры, соляных куполов и антиклинали, где аккумулируется нефть; определяют состав и генезис горных пород, толщину ледниковых покровов.
Рабочее место
Геофизики (в зависимости от специализации) работают в научно-исследовательских и проектных организациях, в геологоразведочных и нефтедобывающих компаниях.
Важные качества
Интерес к физике и географии, математические способности, аналитический склад ума.
Измерения обычно приходится проводить в полевых условиях, поэтому требуется крепкое здоровье.
Знания и навыки
Необходимы познания в области физики и географии, умение проводить измерения с помощью измерительных приборов и обрабатывать полученные результаты с помощью специальных компьютерных программ. Также необходимо уметь анализировать полученные данные в соответствии со своими исследованиями.
Дополнительные особенности:
Специалистов-геофизиков готовят университеты и геологоразведочные вузы. Иногда в эту профессию приходят работать люди с физико-математическим образованием.
Выпускники геологоразведочных техникумов, обучавшиеся по этой специальности, могут работать геофизиками-техниками. Под руководством инженера они выполняют отдельные виды измерений и обрабатывают полученные материалы.
Где учат
На этом курсе можно получить профессию специалиста по нефтегазовому делу за 3 месяца и 20 000 руб.:
— Одна из самых доступных цен в России;
— Диплом о профессиональной переподготовке установленного образца;
— Обучение в полностью дистанционном формате;
— Сертификат соответствия профстандарту стоимостью 10 000 руб. в подарок!;
— Крупнейшее образовательное учреждение дополнительного проф. образования в России.
Среднее специальное образование
- Московский геологоразведочный техникум
- Новосибирский геологоразведочный техникум и др.
Квалификация «техник» (работает под руководством геофизика с высшим образованием).
Высшее образование
- Московский государственный Университет (МГУ) им. Ломоносова
Геологический факультет
Кафедра геофизических методов исследований земной коры
Готовит геологов-геофизиков
Кафедра сейсмометрии и геоакустики
готовит дипломированных специалистов по сейсмометрии и морской геофизике.
- Московский государственный университет геодезии и картографии (МИИГАиК) Геодезический факультет
Направление «Геодезия и землеустройство»
Готовят инженеров по прикладной геодезии, по астрономогеодезии, по космической геодезии. А также бакалавров и магистров техники и технологий.
Направление «Прикладная информатика (в геодезии)».
Готовят бакалавров и магистров прикладной информатики.
- Казанский (Приволжский) государственный университет
Институт геологии и нефтегазовых технологий (в структуре университета)
Кафедра геофизики
Специальности: «рудная геофизика», «сейсмометрия и сейсмология», «геофизические методы исследования скважин».
Разведочная (прикладная) геофизика - направление геофизики , основанное на изучении внутреннего строения Земли, в основном для поиска и уточнения строения залежей полезных ископаемых , а также выявления предпосылок для их образования. Разведочная геофизика проводится на суше, акваториях, в скважинах и горных выработках, с воздуха и из космоса. Разведочная геофизика является важной составляющей геологоразведочного процесса благодаря высокой эффективности, надёжности, дешевизне и скорости проведения. Разведочная геофизика состоит из разделов, которые выделяются по общности измеряемых физических величин . К разделам разведочной геофизики относятся:
- радиометрия и ядерная геофизика
Энциклопедичный YouTube
1 / 4
✪ Геофизика
✪ Геофизика, методы сейсморазведки (рассказывают Владимир Костицын и Игорь Макарихин)
✪ Учебный фильм Геофизические исследования скважин
✪ Геофизические методы сейсморазведки (рассказывает Игорь Санфиров)
Субтитры
Сейсморазведка
Геофизическое исследование скважин
Геофизические исследования скважин (ГИС) - исследования бурящихся, промысловых и других скважин геофизическими методами с целью изучения разреза скважины для последующей качественной и количественной геологической оценки, как самой скважины, так и месторождения в целом. Комплекс ГИС включает в себя множество методов, которые можно условно разделить на несколько больших и не очень разделов, в зависимости от типа изучаемых физических параметров пород. Работы проводят с помощью геофизического оборудования . Методов каротажа и ГИС довольно много.Это такие методы как:
- Электрический каротаж - объектом исследований являются электрические свойства горных пород.
- Ядерно-геофизические методы каротажа, основанные на изучении поведения ионизирующих излучений в скважине.
- Термокаротаж.
- Инклинометрия.
- Кавернометрия.
- Радиоактивные методы (гамма-каротаж и гамма-спектральный каротаж)
А также некоторые другие отдельные виды геофизических работ в скважинах.
ГЕОФИЗИКА, комплекс наук, исследующих физическими методами строение Земли. Геофизика в широком смысле изучает физику твердой Земли (земную кору, мантию, жидкое внешнее и твердое внутреннее ядро), физику океанов, поверхностных вод суши (озер, рек, льдов) и подземных вод, а также физику атмосферы (метеорологию, климатологию, аэрономию).
В настоящей статье рассматривается исключительно физика твердой Земли, основными разделами которой являются сейсмология, геодезия, гравиметрия, геомагнетизм, геоэлектрика, геотермия, реология, физика минералов и горных пород. Прикладная геофизика разрабатывает методы и теорию геофизической съемки и геофизической разведки, главным образом с целью поиска месторождений полезных ископаемых (см. ГЕОФИЗИЧЕСКАЯ РАЗВЕДКА). Морская геофизика проводит исследования в морях и океанах.
Геофизика использует данные других наук, в основном физики и геологии, а также математики, астрономии, кристаллографии, геохимии. Большое влияние на развитие геофизики оказали результаты космических исследований и развитие теории тектоники плит.
Сейсмология изучает землетрясения, их механизмы и последствия, распространение сейсмических волн, а также все виды движений земной коры, которые регистрируются сейсмографами на суше и на дне океанов и морей. Наиболее активные землетрясения наблюдаются в ослабленных зонах вдоль границ тектонических плит. При этом возбуждаются три типа сейсмических волн: продольные (P ), поперечные (S ) и поверхностные (волны Лява и Рэлея). Сильные землетрясения могут также возбуждать свободные колебания всей Земли.
Выбором сейсмически безопасных мест для строительства проектируемых сейсмостойких сооружений занимается инженерная сейсмология. Реальной методологии точного прогноза времени и места землетрясений пока не существует. Известно, что наиболее сильные землетрясения сопровождают процесс субдукции (поддвига) в глубоководных желобах или движения по трансформным разломам. Это позволяет прогнозировать районы возможных землетрясений. Информация о силе ожидаемых толчков крайне необходима для определения возможной интенсивности сейсмических воздействий на такие сооружения, как ядерные реакторы, плотины, мосты и здания.
Сейсмические методы используются для изучения внутреннего строения Земли в целом и ее структуры на разных глубинах. Следует отметить, что на основе результатов сейсмических исследований установлено, что Земля состоит из ядра, мантии и земной коры. Использование цифровых сейсмографов сыграло огромную роль в изучении земных недр и позволило регистрировать землетрясения. По данным об изменениях скоростей волн была составлена трехмерная схема строения мантии. Структура верхней мантии, определяемая по скоростям сейсмических волн, различна для районов срединно-океанических хребтов и материков и соответствует распределению теплового потока. Сходная картина в изменениях скоростей волн отмечается и в нижней мантии, однако они не коррелируют с макрорельефом поверхности Земли. См. также ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЯ .
Геодезия исследует главным образом форму Земли. Различают две геодезические задачи: определение параметров сфероида или эллипсоида (дающего наилучшее совпадение с поверхностью моря), в первом приближении аппроксимирующего форму Земли, и измерение отклонений действительной поверхности геоида от сфероида. По существу, форма Земли представляет собой эллипсоид вращения, слегка сплющенный на полюсах. Определение формы геоида и сфероида осуществляется в основном путем сочетания наземной геодезической съемки и изучения орбит искусственных спутников Земли. Изменения формы Земли, связанные с перемещением литосферных плит, определяются по данным радиоинтерферометрии и Системы глобального определения местоположения (GРS ). См. также ГЕОДЕЗИЯ .
Гравиметрия занимается изучением гравитационного поля Земли. Локальные вариации этого поля, связанные с плотностными неоднородностями в пределах земной коры, используются для определения положения рудных тел. Полагают, что рельеф земной поверхности и плотностные изменения внутри земной коры с глубиной взаимно компенсируются, поэтому удовлетворительная корреляция между гравитационными аномалиями протяженностью 100-1000 км и рельефом не наблюдается.
Геомагнетизм исследует магнитное поле Земли (его источники и изменения на протяжении геологической истории Земли), а также магнитные свойства горных пород. Принято считать, что магнитное поле Земли обусловлено электрическими токами в жидком внешнем ядре, его напряженность изменяется с периодичностью от 100 до 10 000 лет, а полярность подвержена обращениям (инверсиям). Измерения интенсивности и направления намагниченности горных пород позволяют изучать происхождение и изменения во времени геомагнитного поля и служат ключевой информацией для развития теории тектоники плит и дрейфа материков. См. также ГЕОМАГНЕТИЗМ .
Геотермические исследования основаны на измерении теплового потока и теплопроводности, а также радиоактивности вблизи поверхности, которые затем экстраполируются на глубину. Тепловое излучение Солнца оказывает незначительный эффект на недра Земли. Точно так же энергия, высвобождаемая при землетрясениях и приливном трении, мала по сравнению с геотермальными потерями тепла. Предполагается, что главный источник тепла в Земле обусловлен радиоактивным распадом долгоживущих радионуклидов, а также высвобождением гравитационной энергии и распадом короткоживущих радионуклидов. Современный тепловой поток Земли подвержен большим изменениям. На материках он зависит от радиоактивности коренных пород, причем на долю мантии приходится примерно половина общего теплового потока. В океанах он вдвое больше, чем на материках, и обусловлен, главным образом, конвекцией в мантии.
На глубинах ниже 100 км распределение температур и источников тепла, а также механизм его переноса точно не установлены. Конвекция, вероятно, происходит в верхней мантии и внешнем ядре, но неясно, насколько она активна в нижней мантии. На ранних этапах истории Земли термальная конвекция могла быть более интенсивной. В вулканических областях, срединно-океанических хребтах и областях гидротермальной активности обнаружен более высокий тепловой поток.
Реология занимается изучением остаточных деформаций и течения вязких и пластичных материалов. Применительно к Земле это обычно означает исследование вязкости внутренних слоев и ее изменений во времени, а также глубинных движений вдоль разломов, перемещений литосферы относительно астеносферы, субдукции литосферных плит, трещинообразования в горных породах, крипа и т.п. Прямые измерения вязкости в недрах Земли невозможны, однако ее оценки могут быть выполнены на основе изучения скорости поднятий таких древних областей, как Канадский и Балтийский щиты, ранее опустившихся под действием ледниковой нагрузки. Согласно этим оценкам, вязкость верхней мантии – 10 20 -10 22 ПаЧс, а нижней - от 10 22 до 10 26 ПаЧс (паскаль - единица давления, 1 Па = 10 дн/см 2).
На основе исследований горных пород при высоких давлениях изучаются их свойства и интерпретируются данные о скоростях распространения сейсмических волн и распределении плотности вещества в недрах Земли. Таким образом определяется минералогический состав ее внутренних слоев. Методы изучения плотности, кристаллической структуры, электропроводности, точки плавления минералов и горных пород при высоких давлениях базируются на достижениях термодинамики и физики твердого тела. Экспериментальные методы включают ультразвуковые измерения скорости как функции давления величиной примерно 30 кбар (1 кбар = 10 8 Па). При помощи специальной техники можно генерировать высокие давления, по крайней мере до 1000 кбар (100 ГПа). Под действием ударного сжатия или в камерах с алмазными наковальнями могут быть получены более высокие давления, чем в центре Земли (~3600 кбар, или 360 ГПа).
В идеальном случае для полного понимания процессов, происходящих в глубине Земли, необходимо знать зависимости скоростей распространения продольных и поперечных волн, модуля упругости, плотности, коэффициента термического расширения, удельной теплоемкости, температуры плавления, вязкости, электро- и теплопроводности горных пород от давления. Поскольку эти сведения невозможно получить путем непосредственных наблюдений, бóльшая часть современных знаний предстает в форме теоретически рассчитанных уравнений состояния как функции от плотности. На основе использования уравнений состояния экспериментальные данные экстраполируются на область высоких давлений, характерных для недр Земли.
Важную роль в определении свойств, не поддающихся непосредственным измерениям, и интерпретации сейсмических данных для определения состава пород и фазовых переходов в Земле играют опытным путем установленные соотношения между скоростями волн, плотностью и атомным весом. Все модели Земли включают зоны скачкообразных изменений плотности и волновых скоростей на различных глубинах, обусловленные изменениями химического состава. Некоторые из этих зон идентифицируются как фазовые переходы или перестройка кристаллической структуры в минеральных ассоциациях, что подтвердили эксперименты с использованием методов рентгеноструктурного анализа. Лабораторные эксперименты по фазовым переходам в горных породах при высоких давлениях и температурах позволяют определить границы различных сред в земных недрах.
Фазовые переходы в недрах Земли происходят в определенном диапазоне глубин. Переходная зона между 400 и 1000 км включает две главные границы со скачкообразным изменением свойств на глубинах ~400 и ~670 км, которые идентифицированы как границы перехода оливина в шпинель и шпинелеподобные структуры и шпинели в более плотную ассоциацию - перовскит плюс магнезиовюстит.
Граница между ядром и мантией имеет химическую природу. Внешнее ядро может быть представлено жидким железо-никелевым расплавом с добавками более легких элементов, по всей вероятности, серы, кислорода или кремния.
Наиболее точные изотопные методы определения возраста горных пород основаны на процессах распада радиоактивных элементов в этих породах.