Файл: Контрольная работа по дисциплине Полевая геофизика.docx

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ

ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ОРЕНБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Институт Наук о Земле

Кафедра геологии, геодезии и кадастра

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

по дисциплине «Полевая геофизика»

Вариант 1

Руководитель работы:

к.г-м.н., доцент

_____________ Леонтьева Т.В.

«_____»__________2023г.

Исполнитель:

Студент группы З-19ПГ(с)ГНГ(д)

______________Ахмеров И.И.

«____»___________2023г.

Оренбург 2023



Содержание

Введение

Целью контрольной работы является рассмотрение следующих теоретических вопросов:

- Применение магниторазведки при поисках полезных ископаемых;

- Основные преимущества и недостатки геофизических методов;

- Применение электроразведки при поисках полезных ископаемых.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

1. Изучить магнитные свойства руд и горных пород;

2. Рассмотреть применение магниторазведки при поисках полезных ископаемых;

3. Изучить основные преимущества и недостатки геофизических методов;

4. Рассмотреть применение электроразведки при поисках полезных ископаемых.

1 Применение магниторазведки при поисках полезных ископаемых

---

1.1 Магнитные свойства руд и горных пород

По магнитным свойствам все вещества делятся на три группы: диамагнитные, парамагнитные и ферромагнитные. У диамагнитных пород магнитная восприимчивость очень мала (10^-5-10^-6 ед. СИ) и отрицательна, их намагничение направлено против намагничивающего поля. К диамагнетикам относятся многие минералы и горные породы, например, кварц, каменная соль, мрамор, нефть, графит, золото, серебро, свинец, медь и др. У парамагнитных пород магнитная восприимчивость положительна и также невелика. К парамагнетикам относится большинство осадочных, метаморфических и изверженных пород. Особенно большой (до нескольких единиц СИ) и положительной χ характеризуются ферромагнитные минералы, к которым относятся магнетит, титаномагнетит и ильменит.

Интенсивность магнитных аномалий зависит в основном от интенсивности намагничения рудных тел и горных пород.

На основании исследований принято считать, что полная интенсивность намагничения горных пород или рудных тел слагается из остаточного и индукционного намагничения. Остаточное намагничение образцов руд и горных пород проявляется в том, что они во многих случаях бывают полярны, т. е. намагничены, и представляют собою как бы естественные магниты. Намагнитились они, вероятно, еще в момент образования и формирования горных пород из магмы, или при длительном метаморфизме и воздействии на них существовавшего ранее магнитного поля Земли. Так как направление земного поля раньше возможно было другим и ориентировка горных пород и рудных тел после образования и намагничения их из-за тектонических процессов могла измениться, то направление остаточного намагничения теперь может не совпадать с направлением индукционного намагничения современным полем Земли. Оно может создавать даже обратное намагничение.

Основными магнитными характеристиками горных пород и руд, таким образом, являются интенсивность остаточного намагничения (остаточной полярности) и магнитная восприимчивость – коэффициент, показывающий способность их намагничиваться. Обе эти величины определяются специальными исследованиями образцов горных пород и являются очень важными для правильной интерпретации результатов магнитной съемки. Причем для определения направления остаточного намагничения необходимо учитывать ориентировку образцов в их естественном залегании.

Магнитная восприимчивость (κ(каппа)) для большинства руд и горных пород имеет небольшое значение, поэтому она почти всегда исчисляется в миллионных долях единицы.

---

По степени магнитности руды и горные породы условно можно подразделить на следующие группы:

Практически немагнитные, с κ(каппа) до 50х10^-6.

Слабомагнитные – от 50 до 1000х10^-6.

Среднемагнитные – от 1000 до 5000х10^-6.

Сильномагнитные – свыше 5000х10^-6.

1.2 Применение магниторазведки при поисках полезных ископаемых

Магниторазведка применяется для решения задач региональной структурной геологии, геологического картирования разных масштабов, поисков и разведки железорудных месторождений, поисков месторождений рудных и нерудных ископаемых, оценки геолого-петрологических особенностей и трещиноватости пород, изучения геологической среды.

Поиски и разведка железорудных месторождений - задача, лучше всего решаемая магниторазведкой. Исследования начинаются с проведения аэромагнитных съемок масштаба 1:100 000. Железорудные месторождения выделяются очень интенсивными (сотни и тысячи гамм) аномалиями. Детализация аномалий проводится наземной съемкой. При этом ведется не только качественная, но и количественная интерпретация, т.е. оценивается глубина залегания магнитных масс, простирания, падения, размеры железосодержащих пластов, а иногда по интенсивности намагничения даже качество руды.

Наиболее благоприятны для разведки магнетитовые руды, менее интенсивными аномалиями выделяются гематитовые месторождения.

Магниторазведка применяется при поисках таких полезных ископаемых, как полиметаллические, сульфидные, медно-никелевые, марганцевые руды, бокситы, россыпные месторождения золота, платины, вольфрама, молибдена и др. Это оказывается возможным благодаря тому, что в рудах в качестве примесей часто содержатся ферромагнитные минералы или же они сами обладают повышенной магнитной восприимчивостью. Кроме того, по данным магнитной съемки выявляются зоны, благоприятные рудообразованию (сбросы, контакты и т.п.). Отличные результаты получаются при разведке кимберлитовых трубок, к которым приурочены месторождения алмаза.

2 Основные преимущества и недостатки геофизических методов

Основными преимуществами геофизических методов являются:

1. Возможность изучения геологических объектов, не выходящих на дневную поверхность за исключением глубокого бурения; возможность изучения верхов мантии, возможность судить о смене геологических формаций с глубиной;

---

2. Объективность информации о геофизических полях, геологических объектах (скорость, плотность, намагничение – реально существующие физические параметры);

3. Низкая стоимость и высокая производительность;

4. Объемность информации о геофизических полях, геологических объектах (получение в 3-мерном виде, в срезе, в плоскости наблюдения);

5. Выделение погребенных, скрытых, глубокозалегающих месторождений, установленных по прямым и косвенным признакам, прогнозирование месторождений на наличие продуктивных формаций, экранирующих толщ;

6. Равномерность геологического изучения площади за счет строгой сети наблюдений;

7. Изучение как материальных, так и материально-энергетических проявлений природных тел и явлений, первых – через их веществ, минеральный состав, вторых – через параметры, обусловленные их термодинамическими условиями образования тел и последующими воздействиями на них геологических процессов.

Недостатки (основные ограничения геофизических методов):

1. Неоднозначность интерпретации геофизических данных.

Гравиразведка, сейсморазведка, многовариантность истолкования геологической природы геофизических аномалий; и как следствие этого – вероятностный характер результатов.

Проиллюстрируем эту неоднозначность на примере гравитационных аномалий (рисунок 1).

Над двумя различными геологическими разрезами наблюдаются совершенно одинаковые графики силы, тяжести. Первая аномалия (рисунок 1, а) обусловлена рельефом кровли кристаллического фундамента, а вторая (рисунок 1, б) – неоднородным составом фундамента. То есть по данным гравиразведки в данном случае нельзя объяснить положительную аномалию без привлечения других методов. Надежнее всего этот вопрос может быть решен с помощью бурения. Две скважины: одна в эпицентре аномалии, а другая на ее периферии, несомненно дадут однозначный ответ. Если глубина до поверхности фундамента в обеих точках разная, правомерен первый вариант интерпретаций: аномалия связана с куполообразным поднятием цоколя платформы. Если же обе скважины дают одинаковые глубины, но вскрывают разные породы, аномалия вызвана более плотными неоднородностями состава фундамента.

Рисунок 1 – Зависимость силы тяжести от структуры поверхности (а) и состава пород (б) кристаллического фундамента. 1 – породы осадочного чехла, 2 и 3 – кристаллического фундамента соответственно габбро и граниты

---

К сожалению, расходы на бурение слишком велики. Значительно быстрее и дешевле геологическая природа обсуждаемой гравитационной аномалии может быть раскрыта путем привлечения других геофизических методов, например, сейсморазведки или метода теллурических зондирований. Любой из них может дать уверенную информацию о положении контактной поверхности чехол – фундамент. Совместное применение грави- и сейсморазведки или магнитотеллурического зондирования может служить типичным примером комплексирования геофизических методов исследований.

2. Ограниченные возможности методов при выделении прямых эффектов залежей полезных ископаемых в геофизических полях, использование при их выделении преимущественно косвенных признаков – литолого-стратиграфических, магматических, структурно-тектонических и т.д.

3. Наличие множества естественных, искусственных помех, недостаточная разрешенность при разведке отдельных типов месторождений, избирательная способность метода к отдельным свойствам или характеристикам объекта.

Преимущества комплексного использования геофизических методов:

1. Ограничение влияния неоднозначности решения обратных задач, повышение достоверности

2. Использование разных геологических, физических характеристик исследуемого объекта, которые позволяют уверенно опознать и локализовать объект, увеличивают надежность

3. Геофизические методы во взаимосвязи дают уверенную расшифровку геологической природы аномалий;

4. Сочетание методов по прямым и косвенным признакам дает возможность охарактеризовать вещественный состав и условия размещения;

5. В одной точке – иметь совокупность физических параметров

6. Получение представления не только об объекте, но и о других особенностях (вмещающая среда, горнотехнические условия);

7. Комплексирование дает не просто сумму информации, а переводит часть информации из пассивной в активную;

8. Осуществление оперативной интерпретации всего комплекса методов и на ее основе управление процессом работ – изменение сети, задание точности, детализация, проверка перспективных аномалий, доизучение;

9. Возможность корректировать методику, технику трудоемких работ;

10. Снижение стоимости за счет использование одной геодезической сети, одной техники;

---