ГЕОФИЗИЧЕСКАЯ ПРАКТИКА
Всего аудиторных занятий                     -
Из них:  лекций                                        -
Практических занятий                           216 часов
Самостоятельная работа студента         -
Итого                                                        216 часов
Цель практики
Целью производственной геофизической практики является ознакомление студентов с практическими методами изучения Земли с помощью естественных и искусственно возбуждаемых полей различной физической природы, а также с основами организации и методики проведения полевых геофизических исследований.
Задачи практики.
Ознакомление студентов с современной серийной геофизической аппаратурой; обучение принципам организации геофизической съемки на местности, привязки точек наблюдения с использованием космических навигационных систем, ведения полевых журналов; обучение основным методам обработки данных и решения обратных геофизических задач, геологической интерпретации данных.

В результате прохождения практики студент должен:
  1. Знать принципы работы современной геофизической аппаратуры, регистрирующей различные физические поля: поле упругих колебаний (сейсмическое), электромагнитное, гравитационное.
  2. Уметь формулировать и решать практические задачи, возникающие при исследованиях геологического разреза, с учетом его горизонтальной неоднородности;
  3. Обработать полученные результаты, проанализировать и осмыслить их с учетом имеющихся данных о геологическом строении района проведения практики;
  4. Уметь применять математическое моделирование для решения обратной геофизической задачи - восстановления структуры среды по наблюдениям геофизических полей.
  5. Представить итоги проделанной работы, полученные в результате прохождения практики, в виде отчетов, оформленных в соответствии с имеющимися требованиями, с привлечением современных средств редактирования и печати.
Содержание практики.
Работы выполняются в полевых и камеральных условиях. Группа разбивается на бригады по 3-4 человека. Силами магистрантов на учебном полигоне проводятся топографические работы по разбивке системы профилей с веше'нием и установкой нумерованного пикетажа с привязкой по приемнику GPS.

Практика состоит из четырех основных разделов:
  1. Электроразведка с контролируемыми источниками поля;
  2. Электроразведка с естественными источниками поля;
  3. Гравиразведка и магниторазведка, магнитометрия;
  4. Сейсмология и сейсморазведка.
Электроразведка с контролируемыми источниками поля.

Задачи, решаемые во время выполнения данного раздела практики, в основном соответствуют реальным задачам, стоящим перед малоглубинной электроразведкой, применяемой в гидрогеологии и инженерных изысканиях
  1. Георадиолокационные зондирования. Проводится комплекс работ с георадаром "Око-2" производства ООО "Логис" с использованием антенных блоков АБ-150 и Тритон.
    1) Выполняется профилирование по поверхности пресноводного водоема с использованием маломерного плавсредства (надувная лодка) по предварительно размеченному при помощи буйков профилю. Цель работы - поиск затопленного металлического объекта (бочки).
    2) Выполняется профилирование с опорными зондированиями по методике ОГТ на полигонном участке с известным геологическим строением. Проводится послойная интерпретация радарограмм, которая согласуется с результатами сейсмических работ и магнитной съемки. Обработка данных радиолокационных зондирований выполняется при помощи программ Geoscan (Логис) и RadExpro+ (МГУ).
  2. Метод ВЭЗ (вертикальное электрическое зондирование). Зондирования выполняются с симметричной установкой Шлюмберже, с разносами до 100 м по стандартной методике. Используется аппаратура ЭРА производства завода "Геологоразведка". За смену выполняется 4-6 зондирований. Камеральная обработка проводится на компьютере с использованием программы IP2WIN (МГУ). В отчете представляются полевые кривые ВЭЗ и результаты их интерпретации в виде геологического разреза.
  3. Зондирования методом становления поля в ближней зоне (ЗСБ). Зондирования проводятся с аппаратурой "Цикл-5" производства НТФ "Эльта-Гео". Используются петли 25х25 либо 50х50 м. Число зондирований - 8-10. Зондирования привязываются к пикетам, используемым при выполнении ВЭЗов и при профилировании с георадаром и/или магнитометром. Интерпретация зондирований проводится по программным комплексам "Эра" (ИГГ СО РАН) или "Подбор" (СНИИГГиМС).
Электроразведка с естественными источниками поля.

Занятия с цифровой магнитотеллурической станцией (ЦМТС) включают в себя ознакомление с принципами работы и устройством станции, развертывание станции в полевых условиях, калибровку измерительных каналов и регистрацию компонент естественного электромагнитного поля. При обработке цифровых записей компонент поля студенты разбиваются на группы по 2 - 4 человека в зависимости от количества практического материала, полученного в конкретном пункте зондирования. Каждый студент такой группы получает несколько файлов часовых записей в бинарном виде, полученных при помощи ЦМТС в диапазоне периодов 0.2 - 10000 с. Обработка полевого материала проводится в два этапа. На первом этапе производится предварительная обработка материала с использованием программы преобразования временных рядов в ряды Фурье. На этом этапе студент работает индивидуально. Дальнейшая работа проводится всеми участниками группы совместно. Объединяются результаты, полученные каждым студентом, на основании чего строятся кривые зондирования, которые дополняются данными глобальной магнитовариационной кривой. На последнем этапе проводятся выбор наименее искаженной кривой зондирования и ее интерпретация в рамках модели горизонтально однородной слоистой среды по асимптотическим формулам и программе одномерной инверсии.
Задачи, стоящие перед студентами:
  1. Ознакомиться с устройством цифровой магнитотеллурической станции, знать принципы регистрации магнитных и электрических компонент поля, а также методику калибровки магнитных и электрических каналов; развернуть станцию в полевых условиях и приготовить ее к регистрации компонент ЕЭМП.
  2. Научиться работать с временными рядами магнитотеллурических данных и получать их спектры.
  3. Научиться проводить интерпретацию по асимптотическим формулам и по программе одномерной инверсии в рамках модели горизонтально однородной слоистой среды.
  4. Объединить все данные, получить единую кривую магнитотеллурического зондирования и геоэлектрический разрез данного пункта зондирования как по асимптотическим формулам, так и по программе одномерной инверсии.
Гравиразведка и магниторазведка, магнитометрия.
Целью данного раздела практики является ознакомление студентов с методами изучения гравитационных и магнитных полей, основами проведения наземной полевой магнитной съемки, записи вариаций значений модуля индукции магнитного поля Земли. Работа по реализации данной программы проводится на приборах завода по производству геофизического оборудования "Геологоразведка":
  • использующих физический принцип компенсации полных полей - гравитационных и постоянных магнитных: магнитометр М-27 и узкодиапазонный разведочный гравиметр "Дельта 2";
  • протонный портативный магнитометр "Минимаг" - для проведения магнитной съемки;
  • квантовый пешеходный магнитометр М-33 - для автоматического измерения и регистрации вариаций магнитной индукции.
  1. Проведение магнитной съемки. Ознакомление с основами выполнения наземных площадных и профильных магнитных съемок с целью геологического картирования и детализации магнитных аномалий; изучение принципа действия и устройства квантовых и протонных магнитометров. Рекогносцировочная профильная магнитная съемка с использованием портативного протонного магнитометра "Минимаг" с одновременной записью магнитных вариаций магнитометром М-33 с целью учета вариаций в результатах магнитной съемки. Графическое представление и интерпретация результатов наблюдений. Решение обратной задачи магниторазведки по аппроксимации геологического разреза набором моделей простейшего вида с учетом геолого-физических условий, допускающих такую интерпретацию. Изучение методов интерпретации магнитных аномалий.
  2. Работа с гравиметром "Дельта-2". Определение цены деления прибора (градуировка). Измерение приращения силы тяжести на разных высотах. Камеральная обработка результатов.
  3. Работа с магнитометром М-27. Определение цены деления магнитометра. Построение азимутальной кривой. Измерение величины ΔZ смоделированных (в помещении) "мировых аномалий" на разных диапазонах. Введение поправок: температурной, на сползание нуль-пункта, и др. Камеральная обработка магнитометрических данных.
  4. Изучение длиннопериодных колебаний магнитного поля Земли. Классификация колебаний МПЗ. Построение солнечно-суточной вариации. Sq и Sd вариации; построение кривых. Приготовление палетки для определения К-индекса. Таблица К-индекса.
  5. Знакомство с короткопериодическими колебаниями МПЗ. Классификация КПК. Кр индекс. Регулярные и иррегулярные колебания. Обработка комплекта магнитограмм обсерватории "Борок". Построение гистограмм (частоты появлений) колебаний типа "Жемчужины" (Рс1) за сутки по данным Каталога. То же - для колебаний убывающего периода.
  6. Исследование ионосферного поглощения космических шумов. Знакомство с методикой определения коэффициентов поглощения космических шумов с помощью риометра. Построение кривой спокойного дня в звёздном времени. Вычисление коэффициентов поглощения (КП) в поясном времени. Представление КП в виде почасовых значений за месяц, указанный преподавателем. В процессе обработки магнитограмм и риограмм студенты получают оригинальные материалы и каталоги систематизированных наблюдений в различных регионах планеты Земля.
Сейсмология и сейсморазведка.

Данный раздел практики знакомит студентов со следующими основными направлениями:
  • Предмет сейсмологии. Сейсмические волны: объемные P,S и поверхностные - волны Лява Lq и волны Рэлея Lr. Близкие и телесейсмические землетрясения (особенности волновой картины). Сейсмические фазы PS, PP, PcP, PKiKP.
  • Кинематические параметры землетрясения: очаг, эпицентральное расстояние, время пробега, годографы, время в источнике. Энергия источника и магнитуда.
  • Сейсмическая регистрация: принцип работы сейсмометра, гальванометрическая регистрация Б.Б.Голицына, разметка сейсмограмм, цифровая регистрация, обработка цифровых сейсмограмм. Инженерная сейсморазведка: годографы, метод преломлённых волн (МПВ), принцип построения отражающей границы, построение скоростного разреза томографическими методами.
  1. Землетрясения с нормальной глубиной очага (h=33 км). Расшифровка сейсмограмм и интерпретация фаз: определение момента вступления различных фаз и их интерпретация с помощью годографа, определение эпицентрального расстояния, времени пробега и времени в источнике по аналоговым записям станции "Обнинск" для телесейсмических землетрясений, определение обратного азимута по синхронным записям всех трех компонент, определение магнитуды по поверхностным и объемным волнам.
  2. Глубокофокусные землетрясения. Физические модели глубокофокусных землетрясений. Особенности сейсмограмм. Глубинные фазы - pP, sP, sS, pS. Определение глубины источника по разнице P-pP, sS-S. Введение поправок в значения эпицентрального расстояния и времени пробега для глубоких землетрясений.
  3. Поверхностные волны. Использование дисперсионных кривых поверхностных волн для определения скоростного строения. Построение дисперсионных кривых по аналоговым записям.
  4. Работа с цифровыми широполосными сейсмограммами. Международный банк данных IRIS. Цифровые сейсмограммы. Программные пакеты rdseed, SAC. Обработка землетрясения с нормальной глубиной источника и глубокого по цифровым записям телесейсмических широкополосных станций.
  5. Построения с помощью сетки Вульфа. Дуга большого круга, прямой и обратный азимуты, экваториальная стереографическая проекция. Определение координат эпицентра по координатам одной станции, обратному азимуту и эпицентральному расстоянию. Нахождение координаты эпицентра и значений прямого азимута на четыре станции (даны координаты 4-х станций и эпицентральные расстояния).
  6. Определение механизма очага землетрясения. Отбор в каталогах ISC землетрясений с наибольшим количеством зарегистрированных на сейсмических станциях первых движений продольной волны вверх и вниз. Определение для каждой используемой станции угла выхода луча из сейсмического источника с помощью дифференцирования годографа и программы ttimes. Нанесение знаков вступлений на сетку Вульфа, зная значения углов выхода и прямого азимута. Разделение областей с плюсами и минусами, определение положения нодальных плоскостей и координат главных осей напряжения P, T и B.
  7. Построение скоростного разреза по профилю методом преломлённых волн (МПВ). Разметка геофизического профиля. Подготовка к работе инженерной сейсмостанции "Лакколит 24-М2", раскладка сейсмической косы, проверка сейсмоприёмников. Возбуждение сейсмических волн с помощью кувалды. Проведение измерений. Предварительная обработка полученных данных: ввод данных в программу обработки, пикирование. Интерпретация данных: построение отражающей границы в программе RadExpro+, построение томографической модели среды в программе XTomo.
Форма текущего, промежуточного и итогового контроля..
Критерии оценки работы студента на практике.

Зачет по практике проводится в форме защиты отчета, который составляется каждой бригадой отдельно после проведения камеральных работ и сдается комиссии, состоящей из преподавателей, ведущих занятия на практике. Отчет должен содержать результаты работ по каждому из четырех разделов практики, геофизическую и геологическую интерпретацию результатов. Оценки выставляются персонально каждому магистранту, при этом учитывается его активность при выполнении работ, понимание физики методов, а также умение применять полученные знания на практике.

Форма и порядок проведения зачета.

Для составления итогового отчета выделяется два дня в конце работы на учебном полигоне для завершения камеральной обработки материала, интерпретации данных, написания текста по главам и выполнения графических приложений. Во время сдачи отчета проверяются знания и навыки магистрантов, знакомство их с теорией применяемых методов и способами обработки данных. Проверяется качество полученных данных, их обработки и интерпретации, обоснованность сделанных выводов. Особое внимание уделяется согласованию данных, полученных разными методами, и физической трактовке аномалий.
Структура отчета студентов о практике.:
  1. Титульный лист
  2. Введение - постановка целей и задач практики
  3. Физико-географический очерк района работ
  4. Геологический очерк района работ;
  5. Топографическое обеспечение работ;
  6. Описание используемых методов;
  7. Описание результатов, полученных разными методами;
  8. Заключение
На главную