Geofizicheskie metody issledovaniya zemnoi kory

---

Glava 5. Inzhenernaya geofizika

• 5.1. Geologicheskaya sreda i geofizicheskie metody dlya ee issledovaniya
• 5.2. Gidrogeologicheskaya i pochvenno-meliorativnaya geofizika
• 5.2.1. Geofizicheskie metody pri gidrogeologicheskih s'emkah
• 5.2.2. Poiski i razvedka presnyh podzemnyh vod
• 5.2.3.Poiski i razvedka termal'nyh vod
• 5.2.4. Poiski i razvedka mineral'nyh vod
• 5.2.5. Izuchenie dinamiki podzemnyh vod i vodnyh svoistv tolsh gornyh porod
• 5.2.6. Izuchenie uslovii obvodnennosti gornyh vyrabotok
• 5.2.7. Gidromeliorativnye i pochvenno-meliorativnye issledovaniya
• 5.2.8. Izuchenie mineralizacii podzemnyh vod, litologii i flyuidonasyshennosti gornyh porod elektrorazvedkoi metodom soprotivlenii
• 5.3. Inzhenerno-geologicheskaya geofizika
• 5.3.1. Obshaya harakteristika inzhenerno-geologicheskoi geofiziki
• 5.3.2. Inzhenerno-geologicheskie s'emki
• 5.3.3. Izuchenie uslovii stroitel'stva inzhenernyh sooruzhenii
• 5.3.4. Izuchenie tektonicheskih narushenii
• 5.3.5. Izuchenie fiziko-geologicheskih yavlenii i processov
• 5.3.6. Izuchenie inzhenerno-geologicheskih uslovii stroitel'stva na akvatoriyah i beregah
• 5.3.7. Opredelenie fiziko-mehanicheskih svoistv gornyh porod po dannym seismorazvedki
• 5.3.8. Oppedelenie deformacionno-ppochnostnyh svoistv gornyh popod po dannym seismorazvedki i seismoakusticheskih issledovanii
• 5.4. Merzlotno-glyaciologicheskaya geofizika
• 5.4.1. Stroenie merzlyh porod i zadachi ih izucheniya
• 5.4.2. Fizicheskie svoistva i stroenie merzlotno-geofizicheskih razrezov
• 5.4.3. Kartirovanie merzlyh i talyh porod
• 5.4.4. Raschlenenie merzlyh i talyh gornyh porod
• 5.4.5. Izuchenie lednikov
• 5.5. Arheologicheskaya i tehnicheskaya geofizika
• 5.5.1. Osobennosti vyyavleniya iskusstvennyh maloglubinnyh pogruzhennyh ob'ektov
• 5.5.2. Arheologicheskaya geofizika
• 5.5.3. Tehnicheskaya geofizika (izuchenie podzemnyh kommunikacii)

5.1. Geologicheskaya sreda i geofizicheskie metody dlya ee issledovaniya

Verhnyuyu obolochku zemnoi kory (moshnost'yu v pervye tysyachi metrov), gde v naibol'shei stepeni proyavlyayutsya prirodnye, ekzogennye geologicheskie i antropogenno-tehnogennye processy, geologi nazyvayut geologicheskoi sredoi, a geofiziki - geofizicheskoi sredoi. Po nashemu mneniyu, ee sleduet nazyvat' ekzotehnosferoi, tak kak zdes' na pochvy, grunty, gornye porody vozdeistvuyut vneshnie, ekzogennye, vozdushnye i vodnye processy, vliyayut estestvennye i iskusstvennye fizicheskie polya, proyavlyaetsya antropogennaya (inzhenerno-hozyaistvennaya) deyatel'nost' cheloveka. Geologicheskaya sreda i osobenno ee verhnyaya chast' razreza (VChR) moshnost'yu v desyatki, rezhe pervye sotni metrov yavlyaetsya ob'ektom issledovanii prikladnogo razdela geofiziki, nazyvaemogo inzhenernoi ili inzhenerno-gidrogeologicheskoi geofizikoi [Ogil'vi A.A., 1990].

K geofizicheskim metodam, ispol'zuemym dlya izucheniya geologicheskoi sredy, pred'yavlyayut specificheskie trebovaniya:

• vysokuyu detal'nost' izucheniya geologicheskoi sredy na sravnitel'no nebol'shih glubinah (ot neskol'kih edinic do desyatkov, rezhe pervyh soten metrov) s izmenyayushimisya v prostranstve i vo vremeni fizicheskimi svoistvami, a znachit, litologiei, vodno-fizicheskimi harakteristikami, s shirokim proyavleniem prirodnyh processov i inzhenerno-hozyaistvennoi deyatel'nosti cheloveka;
• ispol'zovanie portativnyh metodov i oblegchennyh izmeritel'nyh ustanovok dlya uskoreniya, udeshevleniya geofizicheskih rabot i vozmozhnosti provedeniya povtornyh nablyudenii;
• primenenie neskol'kih (do 3-4) geofizicheskih metodov raznoi fizicheskoi prirody dlya povysheniya tochnosti poluchaemoi informacii;
• shirokoe ispol'zovanie burovyh skvazhin i gornyh vyrabotok, prohodka kotoryh ne slozhna pri nebol'shih glubinah razvedki.

Geologicheskaya sreda yavlyaetsya ob'ektom pryamyh issledovanii razlichnyh nauchno-prikladnyh disciplin: gidrogeologii, pochvovedeniya, inzhenernoi geologii, merzlotovedeniya, glyaciologii, geoekologii. Odnako geofizika mozhet dat' dopolnitel'nuyu informaciyu, v rezul'tate chego povyshaetsya obshaya effektivnost' rabot.

V sootvetstvii s nazvannymi nauchno-prikladnymi napravleniyami inzhenernaya geofizika podrazdelyaetsya na gidrogeologicheskuyu, pochvenno-meliorativnuyu, inzhenerno-geologicheskuyu, merzlotnuyu, glyaciologicheskuyu. K nei mozhno otnesti i ekologicheskuyu geofiziku. Odnako vozrastayushee znachenie dlya chelovechestva ekologicheskih problem privodit k celesoobraznosti vydeleniya ee v otdel'nyi nauchno-prikladnoi razdel geofiziki.

5.2. Gidrogeologicheskaya i pochvenno-meliorativnaya geofizika

Geofizicheskie metody davno i s uspehom ispol'zuyut dlya resheniya sleduyushih gidrogeologicheskih zadach: gidrogeologicheskih s'emok raznyh masshtabov; poiskov i razvedki gruntovyh, plastovyh, treshinno-karstovyh i artezianskih vod; izucheniya dinamiki podzemnyh vod; vyyasneniya uslovii obvodneniya mestorozhdenii poleznyh iskopaemyh i ob'ektov stroitel'stva ili rekonstrukcii; opredeleniya mineralizacii gruntovyh i podzemnyh vod; provedeniya gidromeliorativnyh i pochvenno-meliorativnyh issledovanii. Metody resheniya etih i drugih zadach issledovanii podzemnoi gidrosfery ob'edinyayut v gidrogeologicheskuyu geofiziku, vydelyaya v nei pochvenno-meliorativnoe napravlenie [Sharapanov N.N. i dr., 1974].

5.2.1. Geofizicheskie metody pri gidrogeologicheskih s'emkah.

Gidrogeologicheskie s'emki nachinayutsya s obzornyh i melkomasshtabnyh (mel'che 1:500000) s'emok krupnyh territorii, provodimyh v hode geologicheskih s'emok bolee melkogo masshtaba. Ih cel'yu yavlyaetsya raionirovanie territorii s tochki zreniya vydeleniya gidrogeologicheskih basseinov i struktur s artezianskimi, plastovymi, treshinnymi, plastovo-treshinnymi, gruntovymi vodami i gruboi ocenki resursov presnyh, mineralizovannyh i termal'nyh vod [Polevye metody gidrogeologicheskih, inzhenerno-geologicheskih, merzlotnyh i inzhenerno-geofizicheskih issledovanii, 1982].

Special'nye issledovaniya geofizicheskimi metodami pri etih s'emkah ne provodyat, a ispol'zuyut dannye strukturno-kartirovochnyh geofizicheskih metodov (sm. 3.3). Rezul'taty geofizicheskih issledovanii celesoobrazno podvergat' celenapravlennoi pereinterpretacii s tochki zreniya vydeleniya vodonosnyh tolsh i vodouporov, opredeleniya glubiny zaleganiya regional'nogo vodoupora (po dannym seismorazvedki i elektromagnitnyh zondirovanii), ocenki vodnyh svoistv tolsh po summarnym poperechnym soprotivleniyam i prodol'nym provodimostyam, rasschityvaemym v rezul'tate interpretacii vertikal'nyh i dipol'nyh elektricheskih zondirovanii (VEZ, DEZ).

Srednemasshtabnye gidrogeologicheskie s'emki (1:200000 - 1:100000) prednaznacheny dlya poplanshetnogo (polistnogo) izucheniya territorii. Oni sluzhat dlya resheniya sleduyushih gidrogeologicheskih zadach: gidrogeologicheskoi stratifikacii razrezov s vydeleniem vodonosnyh i vodoupornyh kompleksov; izucheniya zon aeracii, gruntovyh, plastovyh i treshinnyh vod; vyyavleniya presnyh, mineral'nyh, termal'nyh vod; vyyasneniya izmenenii gidrodinamicheskih, gidrohimicheskih, gidrotermicheskih i kriologicheskih uslovii v plane i po glubine; provedeniya rabot po vodosnabzheniyu, sel'skohozyaistvennoi melioracii i izucheniyu inzhenerno-geologicheskih uslovii territorii.

Pri srednemasshtabnyh gidrogeologicheskih s'emkah ispol'zuyut dannye distancionnyh aerokosmicheskih (radioteplovyh i radiotelemetricheskih) s'emok, a takzhe metodov elektromagnitnyh zondirovanii, profilirovanii i gravimagnitorazvedki. Vybor metodov opredelyaetsya prirodnymi usloviyami (aridnye, gumidnye oblasti ili territorii rasprostraneniya mnogoletnemerzlyh porod), geologo-geofizicheskim stroeniem, reshaemymi zadachami i glubinoi zaleganiya podzemnyh vod.

Polevye raboty vedut libo v vide sploshnyh ploshadnyh s'emok s gustotoi seti zondirovanii okolo 1 x 1 km, libo putem izucheniya po bolee gustoi seti otdel'nyh klyuchevyh uchastkov s interpolyaciei rezul'tatov mezhdu nimi. Profilirovanie s shagom do 100-200 m provodyat po napravleniyam s naibolee kontrastnymi izmeneniyami geomorfologicheskih i geologo-geofizicheskih uslovii.

Interpretaciya dannyh geofizicheskih metodov dolzhna byt' napravlena ne tol'ko na poluchenie geometricheskih parametrov razreza, no glavnym obrazom na geologo-gidrogeologicheskoe istolkovanie rezul'tatov i, prezhde vsego, opredelenie fil'tracionnyh svoistv porod (koefficientov fil'tracii, vodoprovodimosti i dr.). Dlya etogo ustanavlivayutsya veroyatnostno-statisticheskie svyazi mezhdu geologo-geofizicheskimi svoistvami po dannym parametricheskogo bureniya, opornyh geofizicheskih nablyudenii u skvazhin i vypolneniya GIS v skvazhinah.

Krupnomasshtabnye (1:50000 i krupnee) gidrogeologicheskie s'emki prednaznacheny dlya resheniya konkretnyh zadach pit'evogo, promyshlennogo i sel'skohozyaistvennogo vodosnabzheniya, obvodneniya pastbish i melioracii zemel' podzemnymi vodami. Gidrogeologicheskie celi detal'nyh krupnomasshtabnyh geofizicheskih s'emok te zhe, chto i srednemasshtabnyh. Oni prednaznacheny dlya tehnicheskogo proektirovaniya vodosnabzhencheskih i meliorativnyh meropriyatii i poetomu dolzhny otlichat'sya: vysokoi tochnost'yu kolichestvennyh opredelenii fiziko-mehanicheskih i vodno-fil'tracionnyh svoistv, sravnimoi s tochnost'yu, poluchaemoi s pomosh'yu nablyudenii v skvazhinah; ogranichennymi srokami provedeniya rabot i men'shei stoimost'yu za schet sokrasheniya v 2-5 raz bureniya, no s obyazatel'nym provedeniem opytno-fil'tracionnyh parametricheskih nablyudenii v skvazhinah (ili shurfah).

Pri krupnomasshtabnyh gidrogeologicheskih s'emkah primenyayut kompleks polevyh i skvazhinnyh geofizicheskih metodov, a takzhe geologo-gidrogeologicheskih opytnyh nablyudenii. Osnovnymi polevymi geofizicheskimi metodami v ramkah etogo kompleksa yavlyayutsya zondirovaniya: elektricheskie (VEZ), elektromagnitnye chastotnye (ChZ) ili stanovleniem polya (ZS) (v usloviyah rasprostraneniya presnyh vod), vyzvannyh potencialov (VEZ-VP) ili seismorazvedki metodom prelomlennyh voln (MPV) (v usloviyah rasprostraneniya podzemnyh vod povyshennoi mineralizacii). Vspomogatel'nymi metodami sluzhat elektromagnitnye profilirovaniya.

Gustota seti nablyudenii pri vypolnenii zondirovanii ne dolzhna prevyshat' 200 x 500 m, a na klyuchevyh uchastkah 100 x 200 m. Shag nablyudenii pri profilirovanii ne dolzhen prevyshat' 50 m. Interpretaciya dannyh krupnomasshtabnyh geofizicheskih s'emok, provodimyh s cel'yu resheniya gidrogeologicheskih zadach, svoditsya k postroeniyu razrezov i kart posloinyh ili obobshennyh geofil'tracionnyh parametrov. Ih poluchayut v rezul'tate korrelyacii geofizicheskih i gidrogeologicheskih parametrov po opytno-fil'tracionnym nablyudeniyam v skvazhinah i v hode geofizicheskih rabot okolo nih.

Nazad| Vpered

Publikacii s klyuchevymi slovami: geofizika - Zemlya - zemnaya kora Publikacii so slovami: geofizika - Zemlya - zemnaya kora
Sm. takzhe: Protivosumerechnye luchi i festival' planet Voshod Zemli: video Udarnyi krater Manikuagan: vid iz kosmosa Zemlya i Luna: vid s drugoi storony Snezhnaya burya 1938 goda v Verhnem Michigane Polet nad nochnoi Zemlei – II Apollon-17: serp Zemli Vse publikacii na tu zhe temu >>