Геофизика

Геофи́зика (от  — Земля +  — природа), или физика Земли, — комплекс научных дисциплин, исследующих физическими методами (контактными и дистанционными аэрокосмическими) строение Земли, процессы, происходящие в геосфере, а также специфические методы исследования упомянутых объектов и процессов.

Классификация 
Геофизика состоит из следующих основных разделов:
 физика твёрдой Земли (сейсмология, гравиметрия, магнитометрия, электрометрия, геотермия, тектонофизика, петрофизика),
 физика водоемов или гидрофизика (океанология, моря, озёра, реки, льды, подземные воды и т. д.),
 физика атмосферы и околоземного космического пространства (метеорология, климатология, аэрономия, физика ионосферы, атмосферная оптика и т. д.).

Подразделяется на фундаментальную и прикладную (разведочную геофизику). Отдельно выделяются методы поисков и разведки месторождений полезных ископаемых, промышленную геофизику, или геофизические методы исследований скважин, и шахтную геофизику.

Разведочная геофизика 

Разведочной геофизикой называют раздел геофизики, посвящённый изучению строения Земли с целью поиска и уточнения строения залежей полезных ископаемых, а также выявлению предпосылок для их образования. Разведочные геофизические исследования проводятся на суше, акватории морей, океанов и пресных водоемов, в скважинах, с воздуха и из космоса. Разведочная геофизика является важной составляющей геологоразведочного процесса благодаря высокой эффективности, надёжности, дешевизне и скорости проведения. К методам разведочной геофизики относят сейсморазведку, электроразведку на постоянном и переменном токе, магниторазведку, гравиразведку, геофизические исследования скважин, радиометрию, ядерную геофизику и теплометрию.

Сейсморазведка 

Сейсморазведка — раздел разведочной геофизики, включающий методы изучения строения Земли, основанные на возбуждении и регистрации упругих волн. Породы земной коры различаются по упругим свойствам — модулю Юнга, коэффициенту Пуассона, скорости продольных и поперечных волн и плотности. На границах слоев с различными упругими свойствами возникают вторичные волны, содержащие информацию о геологическом строении.

Для регистрации колебаний упругих волн применяют специальные устройства — сейсмоприёмники, преобразующие колебания частиц почвы в электрический сигнал. Полученная информация собирается на графиках, называемых сейсмограммами, обрабатывается и получает геологическое толкование. В результате строение земной коры изображается в виде разрезов и карт, на которых определяется место возможного скопления полезных ископаемых.

Гравиразведка 

Гравиразведкой (гравиметрией) называется раздел разведочной геофизики, изучающий изменение ускорения свободного падения в связи с изменением плотности геологических тел. Гравиразведка активно применяется при региональном исследовании земной коры и верхней мантии, выявлении глубинных тектонических нарушений, поиске полезных ископаемых — преимущественно рудных, выделении алмазоносных трубок взрыва. Гравиразведка позволяет изучать состав горных пород, и их положение в геологическом разрезе, например для магматических с ростом основности возрастает концентрация железистых соединений и плотность.

Для проведения гравиразведки применяются гравиметры, чувствительные приборы, измеряющие ускорение свободного падения. Единицей измерения этой величины является Гал или более употребительные мГал или мкГал. Крупные геологические тела характеризуются аномалиями в десятки и даже сотни мГал.

Магниторазведка 

Магниторазведка — раздел разведочной геофизики, исследующий магнитное поле Земли (его источники и изменения на протяжении геологической истории Земли), а также магнитные свойства горных пород. С целью поисков месторождений полезных ископаемых магниторазведка применяется в виде наземной, морской или аэромагнитной съёмки. Магнитная съёмка проводится, как правило, по сети параллельных линий, или профилей. После ввода необходимых поправок строится карта магнитного поля в виде графиков или изолиний. На карте могут находиться области спокойного поля и магнитные аномалии — локальные возмущения магнитного поля, вызванные неоднородностями магнитных свойств горных пород. Магниторазведка проводится с целью выявления аномалий как непосредственно связанных с полезным ископаемым, так и с контролирующими залежь тектоническими и стратиграфическими структурами.

Электроразведка 

Электроразведка — раздел разведочной геофизики, основанный на измерениях электромагнитного поля. Методы электроразведки позволяют изучать параметры геологического разреза, измеряя параметры постоянного электрического или переменного электромагнитного поля. Методы электроразведки разделяются:

1) по характеру источника электромагнитного поля 
 методы искусственного поля;
 методы естественного поля.

2) по типу источника электромагнитного поля 
 методы постоянного тока;
 методы низкочастотного электромагнитного поля;
 методы высокочастотного электромагнитного поля.
Примером электроразведки может служить исследование методом вызванной поляризации.

Геофизическое исследование скважин 

Геофизические исследования скважин (ГИС) — исследования бурящихся, промысловых и других скважин геофизическими методами с целью изучения разреза скважины для последующей качественной и количественной геологической оценки, как самой скважины, так и месторождения в целом.

Комплекс ГИС включает в себя множество методов, которые можно условно разделить на несколько больших и не очень разделов, в зависимости от типа изучаемых физических параметров пород. Работы проводят с помощью геофизического оборудования. Методов каротажа и ГИС довольно много. Они включают в себя:
 Электрический каротаж — объектом исследований являются электрические свойства горных пород.
 Ядерно-геофизические методы каротажа, основанные на изучении поведения ионизирующих излучений в скважине.
 Акустический каротаж.
 Газовый каротаж.
 Термокаротаж.
 Инклинометрия.
 Кавернометрия.
 Радиоактивные методы (гамма-каротаж и гамма-спектральный каротаж, нейтронный каротаж).

Существуют и некоторые другие отдельные виды геофизических работ в скважинах.

Наиболее широкое применение геофизических исследований скважин приходится на нефтегазовую промышленность:
 Каротажи.
 Контроль за разработкой месторождения.
 Перфорация.

Радиометрия и ядерная геофизика

Теплометрия

См. также 
 Геофизическая аномалия
 Геология и Физика
 Геотермия
 Гелиеметрия
 Международный геофизический год
 Европейская ассоциация геоучёных и инженеров (EAGE)
 Институт физики Земли имени О. Ю. Шмидта РАН
 Институт физики Земли имени Г. А. Гамбурцева РАН

Примечания

Литература 
 
 
 
 
 Гзовский М. В. Основы тектонофизики. Москва, 1975.
 Хриган А. Х. Физика атмосферы. Т. 1–2. Ленинград, 1978.

Ссылки 
 Геофизические ресурсы на образовательном сайте «Всё о геологии» // students.web.ru
 Геофизика для студентов на сайте «Геофизики. RU» // geofiziki.ru