Геофизический метод в географии это кратко

Обновлено: 05.07.2024

Все разнообразие методов географических исследований сводится к трем категориям: общенаучные, междисциплинарные и специфические для данной науки (по Милькову, 1990).

Важнейшим общенаучным методом является материалистическая диалектика. Ее законы и основные положения о всеобщей связи явлений, единстве и борьбе противоположностей, переходе количественных изменений в качественные, отрицании отрицания составляют методологическую основу географии. С материалистической диалектикой связан и исторический метод. В физической географии исторический метод нашел свое выражение в палеогеографии. Общенаучное значение имеет системный подход к изучаемому объекту. Каждый объект рассматривается как сложное образование, состоящее из структурных частей, взаимодействующих друг с другом.

Междисциплинарные методы – общие для группы наук. В географии это математический, геохимический, геофизический методы и метод моделирования. Математический метод подразумевает использование для изучения объектов количественных характеристик, математической статистики. В последнее время широко применяется компьютерная обработка материалов. Это важный метод в географии, однако следует помнить, что творческая, думающая личность не должна ограничиваться лишь тестированием и запоминанием количественных характеристик. Геохимический и геофизический методы позволяют оценить потоки вещества и энергии в географической оболочке, круговороты, термический и водный режимы.

Ключевым понятием метода моделирования является модель – графическое изображение объекта, отражающее структуру и динамические связи, дающее программу дальнейших исследований. Широкую известность получили модели будущего состояния биосферы Н.Н. Моисеева.

Осознание системной организации географической оболочки привело к внедрению и признанию системного подхода как общенаучного междисциплинарного фундаментального принципа физической географии. Системный подход позволил выработать стройное представление об уровнях организации географической оболочки, ее структуре, взаимосвязях. Сформировалась четкая схема исследования компонентов географической оболочки с учетом их иерархичности и взаимосвязей. Кроме того, системный подход способствовал более быстрому проникновению в науку представлений, терминов и методов из математики, физики, биологии, экологии. Благодаря этому появились такие понятия, как целостность, упорядоченность, организация, устойчивость, саморегуляция, функционирование. В свою очередь, это дало толчок к изучению природных процессов и выяснению их роли в формировании тех или иных свойств географической оболочки. Наконец, благодаря системному подходу ускорилось понимание того, что антропогенное воздействие приводит к формированию нового типа геосистем – природно-антропогенных и техногенных (геотехнических).

К специфическим методам в географии относятся сравнительно-описательный, экспедиционный, картографический, аэрокосмический, метод балансов.

Наиболее полное и разностороннее применение сравнительно-описательный метод находит в страноведении.

Экспедиционный метод называют полевым. Полевой материал, собранный в экспедициях, составляет хлеб географии, ее фундамент, опираясь на который только и может развиваться теория.

Разновидностью полевых исследований являются географические стационары. Инициатива их создания принадлежит А.А. Григорьеву, первый стационар под его руководством был создан на Тянь-Шане. Широкой известностью пользуются географический стационар Государственного гидрологического института на Валдае, географический стационар МГУ.

Картографический метод заключается в использовании карт в целях получения сведений (качественных и количественных характеристик), изучения взаимосвязей и взаимозависимостей явлений, установления динамики и эволюции явлений, нанесения данных мониторинга. Изучение географических карт – необходимое условие для успешных полевых работ. В это время выявляются пробелы в данных, определяются районы комплексных исследований. Карты – конечный итог полевых работ, они отражают взаиморасположение и структуру изученных объектов, показывают их взаимосвязи. Однако картографическое изображение недостаточно раскрывает динамику явлений, что в настоящее время преодолевается применением цифровых методов картографирования и созданием геоинформационных систем (ГИС).

Аэрофотосъемка используется в географии с 1930-х гг., космические съемки появились сравнительно недавно. Они позволяют в комплексе, на больших территориях и с большой высоты оценить изучаемые объекты.

В основу метода балансов положен универсальный физический закон – закон сохранения вещества и энергии. Установив все возможные пути входа и выхода вещества и энергии и измерив потоки, исследователь по их разности может судить, произошло ли накопление в геосистеме этих субстанций или они расходованы ею. Балансовый метод используется в землеведении в качестве средства исследования энергетики, водного и солевого режимов, газового состава, биологического и других круговоротов.

Все географические исследования отличает специфический географический подход – фундаментальное представление о взаимосвязи и взаимообусловленности явлений, комплексный взгляд на природу. Он характеризуется территориальностью, глобальностью, историзмом.

Геофизический метод – это метод изучения взаимосвязей, существующих в геосистемах и экосистемах в виде массо- энергообмена методами современной физики (Жучкова, 1982). Наибольшее распространение метод получил в геофизике. Геофизика (от греч. ge – Земля, phisis – природа) – наука о строении, физических свойствах и процессах, протекающих в твердой, жидкой и газообразной оболочках Земли. Эта наука зародилась в страх западной Европы на рубеже XIX – XX вв. на базе физики, геологии, астрономии, математики, химии, географии. Основными разделами геофизики являются физика твердой Земли, физика гидросферы, физика атмосферы, геофизика биосферы, геофизика ландшафта.

Геофизика биосферы – направление, изучающее экосистемы и биосферу в целом как функционально-целостные объекты, физические процессы и явления в биосфере, физическую сторону взаимодействия компонентов с биотой. Геофизика биосферы рассматривает природные процессы в трех аспектах: вещественном, энергетическом, информационном.

Геофизика ландшафта – раздел ландшафтоведения, рассматривающий физические процессы, происходящие в том или ином географическом ландшафте. Основные направления геофизики ландшафта – изучение производительности органического мира при определенном климате, рельефе, почвенном покрове. Это вызывает необходимость исследования энергетики ландшафта в целом, радиационного и теплового балансов земной поверхности, почвообразовательных процессов, структуры и трофических связей биоценозов.

Теоретическими основами геофизики биосферы являются труды И. Ньютона (1642 – 1727), М. В. Ломоносова, Б. Франклина (1706 – 1790), Ш. Кулона (1736 – 1806), А. Лежандра (1752 – 1833), П. Лапласа (1749 – 1827), С. Пуассона (1781 – 1840), К. Гаусса (1777 – 1855), А. Беккереля (1852 – 1908) и других исследователей XVIII – XIX вв. Большой вклад в развитие геофизики биосферы внес В. И. Вернадский. Многие его исследования посвящены метаболизму в биосфере. Геофизические идеи В. И. Вернадского нашли развитие в трудах А. Л. Чижевского (1897 – 1964), А. А. Григорьева (1883 – 1968), Г. Ф. Хильми, М. И. Будыко (род. 1920), В. Р. Волобуева, А. Д. Арманда, К. Н. Дьяконова (род. 1941), А. Ю. Ретеюма (род. 1941), Ю. Г. Пузаченко (род. 1940). С 1960-х гг. интенсивно развиваются дистанционные методы изучения экосистем. В настоящее время активно используется математический аппарат, в т. ч. ПЭВМ.

К основным геофизическим понятиям и определениям относятся геофизическое поле и его характеристики – геофизический параметр (величина), напряженность, градиент и геофизическое явление.

Геофизическое поле – конкретная форма существования материи, связывающая элементарные частицы вещества друг с другом в единые системы и передающие с конечной скоростью действия одних частиц на другие, т. е. осуществляющие взаимодействие этих частиц (Мишон, 1993, с. 13). Каждое геофизическое поле определяется геофизическими параметрами. Физические свойства и состояния экосистем характеризуются различными параметрами – плотность и влажность горных пород, прозрачность воздуха, скорость и направление ветра, цвет, соленость и температура воды, биомасса растений и др.

Геофизический метод представляет собой на самом деле совокупность частных геофизических методов. Существуют различные классификации методов геофизических исследований. В зависимости от поставленных задач методы геофизических делятся на две группы. Одна включает методы изучения строения, состава и свойств биосферы (методы прямого, косвенного и комплексного зондирования), другая – методы изучения геофизических полей, величин и явлений (методы стационарных наблюдений, экспедиционный и теоретического анализа).

По своей природной сущности геоэкосистема представляет собой открытую систему взаимодействующих потоков вещества, энергии и информации. Вещество – любое химическое соединение или элемент, возникающие в ходе спонтанно идущих химических реакций и физических процессов и входящие в природный круговорот веществ. Энергия – количественная характеристика (мера) движения материи. Информация – организация или упорядочение процессов преобразования и перемещения вещества, расходование энергии и ее накопление, своеобразные сигналы закодированные в природе.




Особенности геофизического метода заключаются в следующем.

1. Геоэкосистемы с помощью геофизического метода изучаются в трех аспектах – вещественном, энергетическом и информационном.

2. Метаболизм (массо-энергообмен) в геоэкосистемах индивидуален и изменяется во времени и в пространстве, поэтому надежность геофизических показателей зависит от длительности и массовости наблюдений.

3. Геофизические исследования обычно проводят на стационарах.

4. Геофизические наблюдения трудоемки. Они включают количественное измерение всех процессов превращения и перемещения энергии и вещества в геоэкосистемах.

5. Для наблюдения используются различные физические приборы и инструменты, в т. ч. автоматической дистанционной регистрации.

Геофизический метод – это метод изучения взаимосвязей, существующих в геосистемах и экосистемах в виде массо- энергообмена методами современной физики (Жучкова, 1982). Наибольшее распространение метод получил в геофизике. Геофизика (от греч. ge – Земля, phisis – природа) – наука о строении, физических свойствах и процессах, протекающих в твердой, жидкой и газообразной оболочках Земли. Эта наука зародилась в страх западной Европы на рубеже XIX – XX вв. на базе физики, геологии, астрономии, математики, химии, географии. Основными разделами геофизики являются физика твердой Земли, физика гидросферы, физика атмосферы, геофизика биосферы, геофизика ландшафта.

Геофизика биосферы – направление, изучающее экосистемы и биосферу в целом как функционально-целостные объекты, физические процессы и явления в биосфере, физическую сторону взаимодействия компонентов с биотой. Геофизика биосферы рассматривает природные процессы в трех аспектах: вещественном, энергетическом, информационном.

Геофизика ландшафта – раздел ландшафтоведения, рассматривающий физические процессы, происходящие в том или ином географическом ландшафте. Основные направления геофизики ландшафта – изучение производительности органического мира при определенном климате, рельефе, почвенном покрове. Это вызывает необходимость исследования энергетики ландшафта в целом, радиационного и теплового балансов земной поверхности, почвообразовательных процессов, структуры и трофических связей биоценозов.

Теоретическими основами геофизики биосферы являются труды И. Ньютона (1642 – 1727), М. В. Ломоносова, Б. Франклина (1706 – 1790), Ш. Кулона (1736 – 1806), А. Лежандра (1752 – 1833), П. Лапласа (1749 – 1827), С. Пуассона (1781 – 1840), К. Гаусса (1777 – 1855), А. Беккереля (1852 – 1908) и других исследователей XVIII – XIX вв. Большой вклад в развитие геофизики биосферы внес В. И. Вернадский. Многие его исследования посвящены метаболизму в биосфере. Геофизические идеи В. И. Вернадского нашли развитие в трудах А. Л. Чижевского (1897 – 1964), А. А. Григорьева (1883 – 1968), Г. Ф. Хильми, М. И. Будыко (род. 1920), В. Р. Волобуева, А. Д. Арманда, К. Н. Дьяконова (род. 1941), А. Ю. Ретеюма (род. 1941), Ю. Г. Пузаченко (род. 1940). С 1960-х гг. интенсивно развиваются дистанционные методы изучения экосистем. В настоящее время активно используется математический аппарат, в т. ч. ПЭВМ.

К основным геофизическим понятиям и определениям относятся геофизическое поле и его характеристики – геофизический параметр (величина), напряженность, градиент и геофизическое явление.

Геофизическое поле – конкретная форма существования материи, связывающая элементарные частицы вещества друг с другом в единые системы и передающие с конечной скоростью действия одних частиц на другие, т. е. осуществляющие взаимодействие этих частиц (Мишон, 1993, с. 13). Каждое геофизическое поле определяется геофизическими параметрами. Физические свойства и состояния экосистем характеризуются различными параметрами – плотность и влажность горных пород, прозрачность воздуха, скорость и направление ветра, цвет, соленость и температура воды, биомасса растений и др.

Геофизический метод представляет собой на самом деле совокупность частных геофизических методов. Существуют различные классификации методов геофизических исследований. В зависимости от поставленных задач методы геофизических делятся на две группы. Одна включает методы изучения строения, состава и свойств биосферы (методы прямого, косвенного и комплексного зондирования), другая – методы изучения геофизических полей, величин и явлений (методы стационарных наблюдений, экспедиционный и теоретического анализа).

По своей природной сущности геоэкосистема представляет собой открытую систему взаимодействующих потоков вещества, энергии и информации. Вещество – любое химическое соединение или элемент, возникающие в ходе спонтанно идущих химических реакций и физических процессов и входящие в природный круговорот веществ. Энергия – количественная характеристика (мера) движения материи. Информация – организация или упорядочение процессов преобразования и перемещения вещества, расходование энергии и ее накопление, своеобразные сигналы закодированные в природе.

Особенности геофизического метода заключаются в следующем.

1. Геоэкосистемы с помощью геофизического метода изучаются в трех аспектах – вещественном, энергетическом и информационном.

2. Метаболизм (массо-энергообмен) в геоэкосистемах индивидуален и изменяется во времени и в пространстве, поэтому надежность геофизических показателей зависит от длительности и массовости наблюдений.

3. Геофизические исследования обычно проводят на стационарах.

4. Геофизические наблюдения трудоемки. Они включают количественное измерение всех процессов превращения и перемещения энергии и вещества в геоэкосистемах.

5. Для наблюдения используются различные физические приборы и инструменты, в т. ч. автоматической дистанционной регистрации.


Геофизические исследования применяются для изучения горных пород в околоскважинном и межскважинном пространстве. Они проводятся с помощью измерения и интерпретации естественных или искусственных физических показателей различного типа. В настоящее время насчитывается более 50 геофизических методов.

Общая характеристика

Геофизические исследования - общее описание

Геофизические исследования (ГИС, промысловая геофизика или каротаж) – это комплекс методов прикладной геофизики, использующихся для изучения геологических профилей, получения информации о техническом состоянии скважин и выявления полезных ископаемых в недрах.

В основе ГИС лежат различные физические свойства пород:

  • электрические;
  • радиоактивные;
  • магнитные;
  • термические и другие.

Промыслово-геофизические исследования скважин служат основным видом геологической документации скважин. Целью их проведения является решение целого ряда технических задач (сопоставление разрезов для выявления толщ одного возраста, определение продуктивных пластов, маркирующих горизонтов, литологического состава, основных характеристик пласта, влияющих на разработку, освоение и эксплуатацию скважин). Принцип любого метода ГИС заключается в измерении величин, характеризующих свойства пород, и их интерпретации.

Электрические методы

При проведении электрических геофизических исследований нефтяных скважин производят замер таких характеристик:

  1. Удельное электрическое сопротивление (минералы-проводники, полупроводники, диэлектрики).
  2. Электрическая и магнитная проницаемость.
  3. Электрохимическая активность пород – естественная (метод потенциалов собственной поляризации) или вызванная искусственно (метод потенциалов вызванной поляризации).

Первая характеристика связана с такой особенностью, как повышенное удельное сопротивление нефтегазонасыщенных пород, что является идентификационным признаком залежи нефти и газа (они не проводят электрический ток). Измерения оценивают с помощью коэффициента увеличения сопротивления, который позволяет определить важнейшие характеристики пласта – коэффициент пористости, водо- и нефтегазонасыщенности. Наиболее распространенные методики данной технологии описаны ниже.

Метод кажущегося сопротивления

В скважину опускают зонд с тремя электродами-заземлителями (один питающий и 2 измерительных), а четвертый (питающий) устанавливают у устья скважины. При вертикальном перемещении зонда по стволу скважины изменяется разность потенциалов. Удельное электрическое сопротивление называют кажущимся потому, что его вычисляют для однородной среды, а фактически она неоднородна. На основании полученных данных строят кривые, по которым можно определить границы пласта.

Геофизические исследования - метод кажущегося сопротивления

Боковое электрическое зондирование

В измерениях применяют градиент-зонды большой длины (кратной 2-30 диаметрам скважины), что позволяет учесть влияние бурового раствора и глубину его проникновения в породы, определить истинное удельное сопротивление пласта.

Метод экранированного заземления семи- или трехэлектродным зондом

В семиэлектродном зонде сила тока регулируется так, чтобы обеспечивалось равенство потенциалов в центральной и крайних точках по оси скважины. Это делают для направления фокусированного пучка электрического заряда в породу. В результате также получают кажущееся сопротивление.

Геофизические исследования - метод экранированного заземления

В скважину опускают зонд с излучающими и приемными катушками, генератором переменного тока и выпрямителем. При создании наведенной ЭДС определяют кажущуюся электропроводность пласта.

Метод диэлектрической проницаемости

Аналогичен предыдущему, но частота электромагнитного поля в катушке на порядок выше. Этот способ применяют для определения характера насыщения пласта при небольшой минерализации воды.

Существует также метод микрозондов (их размер не превышает 5 см) для измерения электрического сопротивления породы, непосредственно прилегающей к стенке скважины.

Радиометрия

Радиометрические геофизические методы исследований основаны на регистрации ядерного излучения (чаще всего нейтронов и гамма-квантов). Наиболее распространены следующие методы:

  • естественных излучений породы (ɣ-метод);
  • рассеянного ɣ-излучения;
  • нейтрон-нейтронный (регистрация нейтронов, рассеянных ядрами атомов горной породы);
  • импульсный нейтронный;
  • нейтронный активационный (ɣ-излучение искусственных радиоактивных изотопов, возникающих при поглощении нейтронов);
  • ядерно-магнитный резонанс;
  • нейтронный ɣ-метод (ɣ-излучение радиационного захвата нейтронов).

Геофизические исследования - радиометрия

В основе методик лежит закон ослабления плотности потока гамма-излучения, эффект рассеяния и поглощения нейтронов в горной породе. Исходя из этого, определяют плотность пород, их минеральный состав, глинистость, трещиноватость, проводят контроль радиоактивного загрязнения внутрискважинного бурового оборудования.

Сейсмоакустические способы

Акустические методы основаны на замере естественных или искусственных звуковых колебаний. В первом случае проводятся геолого-геофизические исследования шумов, возникающих при поступлении газа или нефти в ствол скважины, а также измеряют спектр колебаний бурильного инструмента при проходке пород.

Способы исследования искусственных колебаний звукового или ультразвукового спектра основаны на замере времени распространения волны или затухания амплитуды колебаний. Скорость распространения звука зависит от нескольких параметров:

  • минеральный состав пород;
  • степень их газо- нефтенасыщения;
  • литологические особенности;
  • глинистость;
  • распределение напряжений в породах;
  • сцементированность и другие.

Геофизические исследования - акустический каротаж

Зонд, опускаемый в скважину, состоит из излучателя и приемника колебаний, разделенных акустическими изоляторами. Для уменьшения влияния геометрии скважины на результаты измерений обычно применяют трех- или четырехэлементные зонды. Скважинный снаряд соединен с наземной аппаратурой при помощи кабеля. Сигнал от приемника оцифровывается и визуализируется на экране.

С помощью данного метода проводят исследования литологического расчленения разреза пласта, больших подземных полостей, определяют коллекторские свойства и контролируют обводненность.

Термический каротаж

Основу термического каротажа при промыслово-геофизических исследованиях составляет изучение градиента температуры по стволу скважины, что связано с различными тепловыми свойствами горных пород (методы естественного и искусственного теплового поля). Теплопроводность основных породообразующих минералов колеблется в пределах 1,3-8 Вт/(м∙К), а при высокой газонасыщенности она падает в несколько раз.

Искусственные тепловые поля создают при бурении с помощью промывочной жидкости или установкой в скважину электронагревателей. Для измерения градиента температуры чаще всего используют скважинные электрические термометры сопротивления. В качестве основного чувствительного элемента применяется медная проволока и полупроводниковые материалы.

Геофизические исследования - термический каротаж

Изменение температуры регистрируется косвенным образом – по величине электрического сопротивления этого элемента. Измерительная схема также содержит электронный генератор, период колебаний которого изменяется в зависимости от сопротивления. Его частота замеряется специальным прибором, а образующееся в частотомере постоянное напряжение передается в аппаратуру визуального наблюдения.

Проведение геофизических исследований по данной методике позволяет получить информацию о геологическом строении месторождения, выделить нефте-, газо- и водоотдающие пласты, определить их дебит, обнаружить антиклинальные структуры и соляные купола, термальные аномалии, связанные с притоком углеводородов. Особенно актуально применение этой технологии в районах с активной вулканической деятельностью.

Геохимические методы ГИС

Геохимические способы исследования основаны на прямом изучении газонасыщенности бурового раствора и шлама, образующегося при промывке скважины. В первом случае определение содержания углеводородных газов может проводиться непосредственно в процессе бурения или после него. Буровой раствор проходит дегазацию в специальной установке, а затем определяется содержание углеводородов с помощью газоанализатора-хроматографа, расположенного в каротажной станции.

Шлам, или частицы разбуренной породы, содержащиеся в буровом растворе, изучают люминесцентным или битуминологическим способом.

Магнитный каротаж

Магнитные методы проведения геофизических исследований скважин включают несколько способов дифференциации горных пород:

  • по намагниченности;
  • по магнитной восприимчивости (создание искусственного электромагнитного поля);
  • по ядерно-магнитным свойствам (эту технологию относят и к ядерному каротажу).

Напряженность магнитного поля обусловлена наличием магнитных рудных тел и пластами, которые подстилают и перекрывают их. Чувствительными элементами скважинной аппаратуры служат магнитомодуляционные датчики (феррозонды). Современные приборы могут измерять все три составляющие вектора напряженности магнитного поля, а также магнитную восприимчивость.

Ядерно-магнитный каротаж заключается в определении характеристик магнитного поля, которое наводится ядрами водорода в поровой жидкости. Вода, газ и нефть различаются по содержанию ядер водорода. Благодаря этому свойству возможно изучение пласта-коллектора и его проницаемости, идентификация типа флюида, дифференциация типов слагающих пород.

Гравиразведка

Гравиразведка – метод геофизических исследований месторождений, основанный на неоднородном распределении поля силы тяжести по длине ствола скважины. По назначению выделяют 2 типа такого каротажа – для определения плотности пород слоев, которые пересекают скважину, и для выявления местоположения геологических объектов, вызывающих аномалию силы тяжести (изменение ее значения).

Скачок последнего показателя возникает при переходе из пласта с меньшей плотностью в более плотные породы. Сущность метода заключается в измерении вертикальной силы тяжести и определении толщины пласта. Эти данные позволяют узнать плотность пород.

В качестве основного скважинного оборудования применяют струнные и кварцевые гравиметры. Первый тип приборов получил наибольшее распространение. Такие гравиметры представляют собой электромеханический вибратор, в котором на вертикально закрепленную струну с подвешенным грузом подают переменное напряжение. Вибратор подключен к генератору, а конечным параметром служат колебания его частоты.

Оборудование

Установка для геофизических исследований

Геофизические методы исследований проводятся с помощью промыслово-геофизических станций, основными элементами которых являются:

  • скважинные приборы;
  • лебедка с механическим или электромеханическим приводом (от коробки отбора мощности, электрической сети или автономного источника тока);
  • блок управления приводом;
  • система контроля основных показателей спускоподъемных процедур (глубина погружения, скорость спуска в скважину, сила натяжения) – блок индикации, узел натяжения, датчик глубины;
  • скважинный лубрикатор для герметизации устья скважины при проведении ГИС (включает в себя запорную арматуру, сальник, приемную камеру, манометры и другие приборы КИП);
  • наземная измерительная аппаратура (на шасси автомашины).

Основными требованиями к оборудованию являются высокая точность и надежность геофизических исследований. Работа в скважинах сопряжена с тяжелыми условиями – большой глубиной, значительными перепадами температуры, вибрациями, тряской. Комплектация оборудования производится согласно требованиям заказчика, используемого метода и целей работ. Для проведения геофизических исследований в морских скважинах всю аппаратуру перевозят в контейнерах.

Интерпретация результатов

Результаты геофизических исследований проходят поэтапную обработку от значений измерительных приборов до определения геофизических параметров пласта:

  1. Преобразование сигналов скважинной аппаратуры.
  2. Определение истинных физических свойств изучаемых горных пород. На этом этапе может потребоваться проведение дополнительных полевых геофизических работ.
  3. Определение литологических и коллекторских свойств пласта.
  4. Использование полученных результатов для решения одной из поставленных задач – выявление залежей полезных ископаемых, их распространения по территории района, определение геологического возраста пород, коэффициентов пористости, глинистости, газо- и нефтенасыщенности, проницаемости; выделение коллекторов, изучение особенностей геологического разреза и другие.

ем точных измерительных приборов по специальной программе и методике.

Программа включает инструментальное определение элементов радиацион-

ного, теплового и водного балансов, исследование тепло-и влагообмена меж-

ду компонентами природной среды, водно-теплового режима и его влияния

на продуктивность геосистем и экосистем. Сравнение структуры балансов

трансформированной и ненарушенной территорий позволяет выявить

направление и степень изменений, а также количественно оценить возмож-

ные последствия хозяйственной деятельности человека [Емельянов, 2002].

Геохимический метод заключается в изучении функционирования и раз-

вития природных систем с помощью анализа миграции химических веществ

и элементов. В стационарных и полустационарных условиях изучается по-

ступление элементов естественным путём и в результате хозяйственной дея-

тельности человека, выясняется интенсивность их водной и воздушной ми-

грации, сопоставляется состав растворенных веществ в ландшафтах различ-

ной степени антропогенной трансформации, рассматривается биологический

круговорот элементов и его изменения под влиянием техногенеза. Анализ

носит сопряжённый характер и захватывает все основные компоненты при-

родной среды, воздух и атмосферные осадки, поверхностные и грунтовые

воды, горные породы и почвы, растения. Геохимический метод даёт возмож-

ность определить закономерности изменения химического состава природ-

ных компонентов и комплексов, их устойчивость к различным веществам и

способности к самоочищению, выявить вероятность формирования техно-

генных аномалий, скорости распространения и пространственные масштабы

47. Международные стандарты серии ISO 14000 и их российские аналоги. Понятие системы экологического менеджмента.

исследование строения земной коры физическими методами с целью поисков и разведки полезных ископаемых; разведочная геофизика — составная часть геофизики (См. Геофизика).

Г. м. р. основаны на изучении физических полей (гравитационного, магнитного, электрического, упругих колебаний, термических, ядерных излучений). Измерения параметров этих полей ведутся на поверхности Земли (суши и моря), в воздухе и под землёй (в скважинах и шахтах). Получаемая информация используется для определения местонахождения геологических структур, рудных тел и т.п. и их основных характеристик. Это позволяет выбрать наиболее правильное направление дорогостоящих буровых и горных работ и тем самым повысить их эффективность.

Г. м. р. используют как естественные, так и искусственно создаваемые физические поля. Разрешающая способность, т. е. способность специфически выделять искомые особенности среды, как правило, значительно выше для методов искусственного поля. Средства для исследования методами естественных полей относительно дёшевы, транспортабельны и дают однородные, легко сравнимые результаты для обширных территорий. В связи с этим на рекогносцировочной стадии применяются преимущественно Г. м. р. естественного поля (например, Магнитная разведка), а при более детальных работах главным образом используются искусственные физические поля (например, Сейсмическая разведка). Различные физические поля дают специфическую, одностороннюю характеристику геологических объектов (например, магниторазведка только по магнитным свойствам горных пород), поэтому в большинстве случаев применяют комплекс Г. м. р. В зависимости от природы физических полей, используемых в Г. м. р., различают: гравиметрическую разведку (См. Гравиметрическая разведка), основанную на изучении поля силы тяжести Земли; магнитную разведку, изучающую естественное магнитное поле Земли; электрическую разведку (См. Электрическая разведка), использующую искусственные постоянные или переменные электромагнитные поля, реже — измерение естественных земных полей; сейсморазведку, изучающую поле упругих колебаний, вызванных взрывом заряда взрывчатого вещества (тротила, пороха и т.п.) или механическими ударами и распространяющихся в земной коре; геотермическую разведку, основанную на измерении температуры в скважинах и использующую различие теплопроводности горных пород, вследствие чего близ поверхности Земли изменяется величина теплового потока, идущего из недр. Новое направление Г. м. р. — ядерная геофизика, исследующая естественное радиоактивное излучение, чаще всего гамма-излучение, горных пород и руд и их взаимодействие с элементарными частицами (нейтронами, протонами, электронами) и излучениями, источниками которых служат радиоактивные изотопы или специальные ускорители (генераторы нейтронов, см. Радиометрическая разведка).

Все виды Г. м. р. основаны на использовании физико-математических принципов для разработки их теории, высокоточной аппаратуры с элементами электроники, радиотехники, точной механики и оптики для полевых измерений, вычислительной техники, включая новейшие электронные вычислительные машины для обработки результатов.

Исследования в скважинах (см. Каротаж) ведутся всеми геофизическими методами. Геофизические измерения в скважинах производятся приборами, показания которых передаются на земную поверхность по кабелю. Наибольшее значение имеет электрический, акустический и ядерно-геофизический каротаж скважин. Бурение глубоких скважин ведётся с обязательным их каротажем, что позволяет резко ограничить отбор пород (Керна) и повысить скорость проходки. Геофизические измерения в скважинах и горных выработках применяются также для поисков в пространствах между ними рудных тел (т. н. Скважинная геофизика). Наконец, геофизические методы используются для изучения технического состояния скважин (определения каверн и уступов, контроля качества цементировки затрубного пространства и т.п.).

Г. м. р. быстро развиваются, успешно решая задачи поисков и разведки полезных ископаемых, особенно в районах, закрытых толщами рыхлых отложений, на больших глубинах, а также под дном морей и океанов.

Лит.: Соколов К. П., Геофизические методы разведки, М., 1966; Федынский В. В., Разведочная геофизика, М., 1967; Хмелевский В. К., Краткий курс разведочной геофизики, М., 1967.

Большая советская энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия . 1969—1978 .

Читайте также: