Методы разведки

Геофизические методы разведки можно разде­лить на две обширные группы: в одной из них используются естественные поля Земли, а в другой требуется вводить в Зем­лю искусственно возбуждаемую энергию.

В методах естествен­ного поля исследуются гравитационные, магнитные, электриче­ские и электромагнитные поля Земли, причем ищут локальные возмущения этих естественно существующих полей, так как возмущения могут быть вызваны скрытыми геологическими об­разованиями, представляющими экономический или какой-либо другой интерес.

В методах искусственного источника генери­руются локальные электрические и электромагнитные поля, ко­торые можно использовать точно так же, как и естественные поля, либо (в наиболее важной группе геофизических методов) возбуждаются сейсмические волны; в последнем случае, ис­следуя скорости и пути распространения волн под землей, по­лучают информацию о расположении геологических границ на глубине.

В целом методы естественного поля обеспечивают све­дения о свойствах Земли до значительно больших глубин и логистика их проще, чем методов искусственного источника. Однако, последние позволяют получать более детальную и луч­ше разрешенную картину геологического строения пород, зале­гающих на небольших глубинах.

Разведку некоторыми геофизическими методами можно про­водить в море и с воздуха. Большие капиталовложения и бо­лее высокая стоимость морских и аэрогеофизических работ, а также возникающие проблемы точной привязки точки измере­ний окупаются возрастающей скоростью проведения наблюде­ний и возможностью исследовать площади, труднодостижимые или вообще недоступные для наземных методов.

Существуют разнообразные методы геофизической разведки, и для каждого из них имеется свое «действующее» физическое свойство среды, к которому чувствителен данный метод. Все они перечислены в таблице 1.1.

В сейсморазведке через земные недра распространяют­ся сейсмические волны и измеряются времена пробега волн, возвращающихся на поверхность после преломления или отра­жения на геологических границах под землей. По этим време­нам пробега можно определить значения глубин и, следова­тельно, проследить расположение в земле границ, представляю­щих интерес для геологии. Сейсморазведка возникла в начале 1920-х годов. Она яви­лась естественным развитием уже давно существовавших мето­дов сейсмологии землетрясений, в которых времена пробега волн землетрясений, зарегистрированные на сейсмологических обсерваториях, использовались для получения информации о внутреннем строении Земли.

Сейсмология, занимающаяся изу­чением землетрясений, позволяет получать информацию о гло­бальной слоистости земных недр, и основные ключи к опреде­лению их состава и строения, обеспечивает измерение скоростей порождаемых землетрясениями сейсмических волн, проходящих через различные слои Земли. Точно так же, но в меньшем масштабе сейсморазведка дает возможность получить ясную и действительно исключительно детальную картину геологическо­го строения разреза в данном районе. В смысле объема прово­димых работ и весьма широкого диапазона применений она, несомненно, представляет собой единственный в своем роде и наиболее важный метод геофизической разведки.

Таблица 1.1 Геофизические методы разведки

Метод	Измеряемый параметр	«Действующее» физическое свойство пород
Сейсмический	Времена пробега отраженных и преломленных сейсмических волн	Плотность и упругие модули, определяющие скорость распростране­ния сейсмических волн
Гравиметрический	Пространственные вариации напряженности гравитационного поля Земли	Плотность
Магнитный	Пространственные вариации геомагнитного поля	Магнитная восприимчивость и остаточная намагниченность
Электрический: Сопротивления, Вызванной поляризации	Сопротивление Земли. Поляризационная разность потенциалов или измеряющееся сопротивление грунта	Электропроводность Электрическая емкость
Естественного электрического поля	Электрические потенциалы	Электропроводность
Электромагнитный	Реакция на воздействие электромагнитных волн	Электропроводность и индуктивность

Многие из принципов сейсмологии применимы и в сейсмо­разведке. Однако последняя занимается исключительно строе­нием разреза не глубже нескольких километров от земной по­верхности и использует искусственные источники сейсмических колебаний (например, взрывы), характеристики и местоположе­ние которых, а также время возбуждения в противоположность землетрясениям находятся под непосредственным контролем геофизика. Кроме того, в сейсморазведке применяются специ­альные системы регистрации и соответствующие методы обра­ботки данных и интерпретации.

Сейсмические методы широко используются для решения разведочных задач, в которых требуется выделить и закартировать границы подземных пластов, как правило, с простой гео­метрией. Эти методы особенно хорошо подходят для картирования слоистых осадочных толщ и поэтому широко применяют­ся при поисках нефти и газа. Они пригодны также для решения более мелкомасштабных задач: картирования близповерхностных отложений, определения положения зеркала грунтовых вод и исследования строительных площадок с целью выяснения ус­ловий для закладки фундамента, включая определение глубины залегания коренных пород. Сейсморазведка может выполнять­ся на суше и на море, активно применяется в морских геоло­гических съемках и при поисках ресурсов в море.

Рассмотрим в общем виде физические принципы, на которых основаны геофизические методы. Для этого необходимо рассмотреть некоторые элементарные понятия из теории напряжений и деформаций.

Дата добавления: 2014-11-25