6990
5 5
Н86
Ә . Ң ұ р м а ғ а м б е т о в
м j
я
^
IAl
4 |
Я
'1 ^
**
&
A
&
-ЛЛ
ж
-^Ь
*
Ш f * a
Е и Н ү с і п о в
ГЕО ИЗИКАЛЫҚ
БАРЛАУ ӘДІСТЕРІНЩ
Г г ^ t k І
1
| %
£
W
M
B
T
,
һ .
m. •
чН
Лк
[ Ү 4
^
- —
■
Га ^ В ^ В і • Ч к
<
11^-
I
t
м
ш • ♦
* і|ЯІ
*
»
я»
i ^ f l k
‘І^і
Я
В
і й
?
д
V
# ,т %
* / 1
■
i y t *
• ' Ч
і к
У
і «*
»_
IB
^
*
1 Ь 1
I
? .
л
L
♦ '* J #
_
«hv
•
k
^ в
iBV
* щ » ^
• ^
•
■
r l f b ^ ш Щ іЩ
W Чі flk
»
ч
4 t
л
•
1
ЯВЯВ •
р w •t»*^i
[ * % • -
i f *
9 ^
^
**чР“
'
І^в . ® ^
■>.
" * ^ ж "
ж Ів Г * *
ж w
*
5
i
* ^ві ж
Al I
_ *
^
*
і w ^
J
' ■
А с
Ж .
« » -
Ч р
■ , . a і с * ш
і^Вм
МЬъ.
™ * ^ L «
Лһ ч і
я н *
І
У
і І
Ч
Н
ь
. \
*ИІ <ф
j
g
?
1
j 4к.
і
-# ♦ . ЧІ
Н р Н в і
( t '
4 F ”
4 В
' B B l L ? * •&
C i
* * _
•
•*
Ж -^Лк * ^
^в». fll
« t
‘ч» »
»
V
Г 1
|
■
W
^L "*
| | B j * *
Ш , i
\
# . 4 4Н * ^ ]ВВ
г
і
• -
%ь “ ^
* « w % .
Ж і ч
%
^в Ж
>*.. л
щЬ'
% №
^
• 5
*> ■■
—» V
■ j ■
* L
в 4*! '
i
ф
И і . . л ш
| в k
f
н н
L
’ %
Ж » д
Ь
%
Я н «;
1 *Чь
. % %
V
і
• .«А ^
І І # "
a
Ч к в
і ^ ш
!
O
r ^ І Е Я в
іЯКк
і
£
і
- ^
«
1 I
*
«1
ЯІ V *
Я
Шк <^Р
В
^
■
і
„
л вш
*•
9*
^Ж
S
\ »
ьМ
9 %
*
ь ^** '■
^ Р
Ф
ш
«*Ь
, . *
w
e
Ч
K
'
» ч
ф
* лк
j
■№ В ь | J A
ЧНШ
■
ч к W
■
W 'вь
-
■
Я
И
^
н
w ‘ fc Т В '
і
'
4fc- *
Ж ч
^ \ ( w
1
*
'
і
г •
’*.''Л® <■
1 в | В '^■^«(^
■ 1Ш' Ж т
( ^ЗВ к
<№
*«(
l
^
р
1 , Ш и
М
) Н
ЯЛ і
V
■
’к
ЧВь . t i
* ^ 4
_
•
^
1%
^
Ъ
| A * 7 T |
r *
л
.
I •
* щ
W
T і
ь
_•
М ^
"
▼
Е
И
'
Ш
'.ТЖ
4В1С - ' - <■
м г % *
% ф
i
j B j V
b
*
^Ж— * ■
• • * t
*
I
»
V * в» fe
щ ^
ftk !■ M.
j (
щГ
4в
1 %
.
*
4Hft
* • * т а
.
—
Н | ^L Щш —
.VV Ц ^Ь
L^ i . ; ^ і
. J 4
Ц ^Ж2 т
•
^
н
і
О
* V 4f>
.
■
Чв я^Ьн
V*
f t
V цНі
ж
_ . ІШЛ
т Л <
1 »
^
Ж
^ d l
• =
• л
ШГ к Ж В
• ^
*
1
4
L*w
HL .
і Ч Ц ^ І
t ^ к
*
чи * 4 к
Ч
f
Ш
Щ
г ^ . щ
%
I
ч п
% . * m
ч
.
і
« ь V e; ’ т 1
^ г ш
в
к
т
^
W
^ B
V - W
V *
г%
•
ж
•%
%
V
А л м а т ы 2 0 0 $
I
ч f t
п
2 •
В « * *
4 * в ^
4»
*v
« • . •
4fe
,%
1
■ ч в ш
Цһ
[■
W ЧМі
V
Ля
і
4
v
J H B ^ p r
|Г^в
Ц
м
| Н
1
н
• 4 % « В
9 ш
\ 4 1
f ^ 4
Г
%
Д
*
"
И
Ч*
Щ
і^гТИІ
A dK k
Р A
1 ^
Б В ш
і
В М
М
а
^
^Ж В к
ч W B
и и ^ щ
4.
A *l A w
B t 4
k V
% I
'V
■ ь —Г
. % !
Ж м
» •
«
%
ҮЧГ'*
f 'A
І№
*ОРЯ
КДЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫ
БІЛ ІМ ЖӘНЕ ҒЫ ЛЫ М М И Н И СТРЛШ
Нұрмагамбетов Ә, Нүсіпов Е
ГЕОФИЗИКАЛЫҚ БАРЛАУ
ӨДІСТЕРІНІҢ НЕГІЗДЕРІ
Қ. И. Сәтбаев атындағы Кдзақ ұлттық техникалық
университеті мен Кдзақ-Британ университетінің
ғылыми кеңестерінің шешімімен баспаға үсынылған
ев • ■
ы Г.; л
wiu»
|С.
Г® Л7Ь»мд/гы ҒЫПЫММ
к Г? яг И Л'
1КУ
j
Г АЛ
|
rit
| л КЛ& *гіБЛЯСГ%'.«! -V' 1., 1>ЕЙСЕМ5АЕв/
^осіАтівічі^гі*
.* г
,
Алматы, 2005
ББК 26.2я
Н 83
Пікір жазгандар:
докторы
гылымдарынын
Нүрмағамбетов Өм Нүсіпов Е.
Геофизикалық барлау өдістерінің негіздері: Оку күралы
Алматы: "Эверо баспасы, 2005-280 б.
ISBN 9965-07-329-5
Оку күралы “Геофизикалық барлау
әдістері”
пөнінш типтхк
багдарламасына және
М емлекеттік
білім стандартына сәйкес, жоға-
ры оку орындарындагы қодданбалы геология саласындагы маман-
дыктар үшін жазылған. Кітап геофизикалық барлау гылымы саласы-
нын негізгі түсініктері мен кдкидаларын ашып керсете отырып, гео-
физикалық әдістердің пайдалы кдзбаларды іздестірудегі және барлау-
дағы орны жайлы терең де жүйелі білім беру макратын көздейді.
Онда геофизикалық өрістер туралы қыскдша тұсінік, дала жүмыста-
рының өдістемелері мен пайдаланылатын аспаіггар, алынган мате-
риалдарды өңдеу және талдау процестері қарастырылған.
Кітап геологиялық мамандықгы меңгеретін студенттергс, магистр-
лер мен аспиранттарға оқу құралы ретінде ұсынылады.
ББК26ЛЯ
Н 1803010000
407(05)-03
С.Торайғыров
I
атындағы ПМУ-дің @ * іүрмагамбетов Ә., Нүсіпов Е.
академик С.Бейсемба^»
Эве„ 2005
атындағы ғылыми
■
К ІТ А П Х А Н А С ь !
Үшқан уямыз - Қ. И. Сәтбаев атындагы
Қазақ улттық техникалық университетінің
7 0 -жшдыгына арнаймыз
АЛҒЫ СӨЗ
Сөтбаев атындағы Қазақ ұлтгық техникалық университетінде
ы Қазақтың политехникалық институты) 1955 жылдан бері
ы қазбалар кен орындарын геофизикалық өдістермен іздестіру
ілау” атш мамандық бойынша жоғары білімді мамандар даяр-
Оқу процесі кейінгі жылдарға дейін түгелімен орыс тілінде
п келді. Тек қана 90-жыддардан бастап бүл мамаңдық бойынша
і
тіпягр
'ягятте ппкггЛ катап ЖҮОГІЭІЛІП. болашак
мамандар арнайы пәндерді қазақ тілінде оқып меңгеруге мүмкшдік
алды. Өкінішке орай, осы күнге дейін аталған пөн бойынша оқу қү-
ралы есебінде пайдаланылатын, студентгік қауьтмға түсінікті, мемлекет-
тік тілдегі басылымдар жоқ. Сондықтан авторлар өз алдарына осы
олқылықты толықіыру мақсатын қойып отыр.
Оқулық “автономдық” принципке негізделіп қүрастырьшған, яғни
оньщ әрбір тарауы белгілі бір геофизикалық өдіске арналған. МүндаЙ
принцип кейбір оқырмаңдарға өзіне кереюіі геофизикаггық әдісті ірік-
теп оқуына мүмкіндік береді.
I
Геофизикалық әдістер өзінің мазмүны жағынан қодцанбалы геоло-
гияның күрделі салаларының бірі болып табылады. Солай бола түрса
да оқулық бүл мамаңдықпен алғаш рет танысып отырған студенттерге
түсінікгі болуы керек. Сол мақсатпен оқулықты жазу барысында автор
лар курстың типтік бағдарламасьщда көрсетілген мазмүны мен көлеміне
нүқсан келтірмеуін қадағалай отырып, шама келтенше оңдағы материал-
дарды жеңілдетуге тырысты. Бүл үшін геофизикалық өдістердін іфизи-
калық принциптерін түсіңдіруде қолданылатьш күрделі математикалық
формулалар мен тендеулер кітаптакелтірілмеген, оқырман қауым олар-
ды арнаулы оқулықтардан таба алады.
I
Айта кететін жөйт, геологиялық мөселелерді шешуде қодцаньшатын
% %
геофизикалық өдістерді кешеңдеуге (комйлекстеуге) байланысты месе-
лелер оқулыққа өдейі кіргізілмеген. Өйткені, бүл мөселелер ‘Тео-
физикалық одістерді кешеңдеу” деп аталатын арнайы курсты қүрайды
жоне де профессор Т. Ақыштың осы атпен жазылған екі бөлімнен
түратын оқу қүралы оқу процесінде пайдаланылып жүр.
3
Геофиаикада пайдал анылатын тер мин дер елі де болса қазақ тілінде
қалыптасқан жоқ. Міне, осы жағдайды есюере ошрьш кггагпың соңында
кейбір терминдердің қысқаша түсіндірме сөздігі үсынылыгі отыр. Бүл
создікке сүйене отырып, оқырман бүрын-соңды кездеспеген, кездессе
де тиянақты меңгерілмеген терминдермен танысуға мүмкіңдік алады.
Аталған оқулық түңғыш рет шыгарылып отырғандықтан, онда ке-
шстіктердің болуы да сөзсіз. Осы жөніндегі пікірлер мен талап-тілек-
терді авторларға жазып жіберулеріңізге бсшады.
Біздің мекен-жайымыз:
480013,
А/іматы қаласы, Сөтбаев көшесі,
22 уй, Қ.И. Сәтбаев атындагы Қазақ улттық техникаяық университеті,
геофизика кафедрасы.
КІРІСПЕ
1.1 Жаллы түсінік
Геофизика - тікелей аударғанда — жерді физикалық өдістермсн
зерттеу ғылымы деген түсінікті білдіреді. Двлірек айтсақ,
геофизика —
жердің терең қойнауларынан бастап оның жоғарғы атмосфера қабат-
тарына дейінгі ортаны зерттейтін ғылым саласы. Кейінгі кеэде геофи
зика деген үғым шектеулі мағынада айтылып жүр: ол жердің ішкі
қаггы бвлігін ғаиа зертгейтін ғылым саласы, ал гидросфера және атмос-
Сонымен
геофизика
ғылымы жер қыртысында, жср мантиясыңда
және оньщ ядросында етек алған физикалық қүбылыстар мен про-
цестердің түп-тамырын зерттейтін жекелеген гылымдар жиьштығы
болыл саналады.
XIX ғасырға дейін геофизика атгы гылым саласы мүлдем болмаған.
Жср планетасыньщ қасиеттері мен онда болып жатқан әр түрлі физи-
каіық қүбылыстар, негізінен, физикалық география саласыңда қарас-
тырыліан. Тек қана XIX ғасырдың аяғыңда геодезия, магнитометрия,
гравиметрия, сейсмология, мүхит суының физикасы, атмосфера физикасы
сияқты жеке ғылым салалары “геофизика” деген атпен біріге бастады.
Геофизика гылымы
жалпы
(жаһандық — глобалды немесе барлық
жерді қамтитын) жөне
қолданбады
(барлау) геофизика болып екіге
баяшед?. Жалгты, яғни глобалды геофизика жердің innd қүрылысы мен
оның динамикасын зерттесе, барлау геофизикасы — пайдалы қазбалар-
ды геофизикалық өдістермен іэдестіру және барлау үнгін қолданылады.
Геофизиканың бүл екі түрі бір-бірімен тыгыз байланысты: кейбір төсіл-
дер геофизиканьщ осы екі түрінде де бірдей қолданылады.
Негізінен, жалпы геофизика физика-матемагикалык, пөн есебінде
қаралаоы. Өйткені, геофизикалық мшйметгер нақты аспаптар арқылы
алынады, оларға математикалық әдістермен таддау жасалынады.
X1X ғасырдан бастап пайдалы қазбалар кен орындарын іздестіру
үшін физикалых, өдістер кеңінен қодцаныла бастауьша байланысты,
алдымен бүл барлау жүмыстары “кодцанбалы физика”, 20-жылдаран
басгап “қолданбалы геофизика” деген атпен жүргізідці. 40-50-жылдар-
дан бастап пайдалы қазбаларды барлау жүмысына өр түрлі геофизи-
калық өдістердің кеңінен қолданылуына байланысты - “барлау гео
физикасы ” деп аталатын болды.
5
ф
Геофизикалық едістердің даму кезевдері- Бүрынғы Кеңес Одағында
барлау геофизикасының пайда болуы Кеңес Үкіметінің құрылуынъщ
алгашқы жылдарында, яғни 1919 жылдың басында “Курская магнит
ная аномалия” (КМА) атты Курск губерниясындағы кен орнының
аітіылуымен және осы кен орнын зерттеуде еңбегі сіңген академик
П. П. Лазаревтың атымен байланысты. Бүл кен орны жайлы деректер
Кеңес Үкіметі қүрылғанға дейін де белгілі болатын, бірақ оны жан-
жақты барлау сол академик Лазаревтың басшылығымен 1919 жылы
басталды. Ол кезде КМА туралы ғалымдар пікірлері өр түрлі болатын:
олардың бір тобы КМА-ның себебі Жер қойнауының терең бөлік-
терінің қүрылысына байланысгы десе, тағы бірі КМА-ның негізгі
себебі осы ауданда 200 метрге дейінгі теревдікте орналасқан магнитті
темір рудасы кен орньгаа байланысты деп жорамалдады (кейін осы
болжам шындыққа айналды).
Бүрышы КСРО аумағында барлау геофизикасыньщ жеке гылыми-
техникалық салаға айналуы 1923 жылы Петроград қаласында қолдан-
балы геофизика институтыньщ ашылуымен байланысты. Жаңа ашылған
и н сти тут пайдалы қазбаларды магнитгік, гравикалық, радиометрия-
лык жөне электрлік өдістермен барлау бөлімдері ашылып, оларға сол
кездегі белгілі ғалымдар жетекшілік жасады.
Сонымен, 1923 жылы ашылған қолданбалы геофизика институты
бүрынғы Кеңес Одағы аумағында барлау геофизикасы жүмыстарын
бір жүйеде жүргізуді басқара отырып, геофизика мамаңдарын даярлауға
белсене кірісті.
Геофизика мамаңцарын даярлау.
Қазақстаңда геофизика мамандарын
даярлау 1950 жылы 5 мамырда шыққан КСРО Жоғарғы оқу минис-
трлігінің бүйрыгымеи тікелей байланысты. Осы бүйрыққа сэйкес
Қазақтың тау-кен институты жаныиан (кейін Политехникалық, қазірде
Үлттық техникалық университет) геофизикалық барлау кафедрасы
ашылып, оньщ алғашқы меңгерушісі болып Днепропетровск тау-кен
инстиутынан шақырылған доцент А. А. Непомнящих тағайындалады.
Алғашқы кезде кафедрада оның меңгерушісінен (А А. Непомнящих)
басқа ешбір ғылыми қызметкер болмады. Дегенмен, жаңа кафедра
қүрамыңда гравикалық, магниттік, электрбарлау, сейсмикалық жене
радиометриялық лабораториялар ашылып, ал 1954 жылы (бірінші
мамандар бітіретін жыл) бүрғылау геофизикасы жөне спекгрлік талдау
лабораториялары жүмыс істей бастады.
6—8 жылдан соң геофизикалық барлау кафедрасы аяғына тік түрды
деп айтуға болады. Осы кезден бастап жыл сайын кафедраның саңдық
сап асы жоғарылай берді. 1966 жылы геофизика мамандарын даярлауда
6
Физика
Астрономия
Математика
География
Электроника
Геология
ИнформатИка
Геофизика
1
Геохимия
1
Г идросфералык
Литосфералық
Атмосфералық
1
Жалпы
I
I
I £?1
Барлау
Геофизик:
қ барлау әдістері
1-сурет. Геофизиканын баска гылым салаларымен
байланысы
а тапсырыс кебеюше сөйкес, ол геофизикалык факультет
ілешп оньщ қүрамына
мунай-газ
хоне
руда
геофизикасы
кафедра енді. iL to m кезде (1991-2000 п . ) бул лродасс
с болып, қазір факультет орнына бір кафедра жүмыс істейда.
7
Геофизикалық өдістердіц маңыздылмгы. Жоғарыда айтылғаидай,
барлау геофизнкасы дегеніміз жаллылама геофизика ғылымының
жеке бір қолданбалы тарауы. Егер
жалпы
немесе
глобалды
геофизика-
сьгның зертгеу саласы Жерді планета есебінде толығымен қамтитын
болса (яғни жердің ішкі және сыртқы қабаттарын түгелдей),
барлау
геофизикасының
зерттеу саласы — адам өмірі үшін өте қажетгі пайдалы
қазбалар шоғырланған жердің жоғарғы қатты қабатын (ягни жер
қыртысын) қамтвды.
Барлау геофизикасының өдістері жер бетінде, су бетінде, ауада, су
астында, шахтада жөне үңғымада физикалық өрістерді (магниттік,
элекгрлік, граватациялық, серпімді толқындар және т.б.) зерттеуге
негізделген. Осы өрістерді тіркестіріп зертгеу арқылы барлау геофизи-
касы тек қана жер қыртысында орналасқан пайдалы қазбаларды анық-
тап қоймай, сонымен қатар геология жәнс геофизика іргелі гылымдар
салаларының дамуына өз көмегін тигізеді.
Барлау геофизикасының негізі — халық шаруашылығында маңызы
бар минералдық қорларды іздестіру жүмыстарын арзандату жэне тез-
дету. Өнеркөсіпті, яғни бүкіл халық шаруашылыгын үздіксіз дамыту
үшін көмір, мүнай, руда және т.б. қазба байлықтарды жыл сайын
көптеп шығару қажет. Қазіргі кезде жер бетіне жақын жатқан қазба
байлықтар сарқылып келеді деп айтуға болады. Енді жердің терең
қойнауыңда орналасқан пайдалы қазбаларды іздесііріп, жаңа кен орын-
дарын ашу қажет. Ал, мүндай кен орындары тек қана геофизикалық
өдістермен ашылады. Сондықтан, геофизикалық өдістерінің халық
шаруашылығы үшін маңызы оте зор.
Барлау геофизикасының техника-экономикалық маңызы оньщ ха-
лық и іаруашылығыны ң әрбір саласында жыддан-жылға кеңінен көптеп
қоддауыңца, ал мұның өзі осы ғылымның теориясы мен практикасының
жылдан-жылға дамуьша бірден-бір себеп болып отыр.
Барлау геофизикасының өнеркөсіпгік маңызы пайдалы қазбатардьщ
барлық түрлерін, есіресе, мунай мен газ кен орындарын іздестіру бары-
сьшда, басқа да геологиялық әдістер арасындағы алатын орнына байла
нысты. Геофизикалық едістер рудалық, түсті металдар, көмір, сирек
кездесетін және шашыраңқы орналасқан металдардың кен орьщдарын
ашуда, гидрогеологиялық жөне инженер-геологиялық зерттеулерде
кеңінен пайдалыналады.
8
1.2. Геофизикалық барлау әдістері
(жалпы сипаттама)
Геолог-мамаңдар жер қыртысын зертгеу барысыңда оны қүрайтын
тау жыныстарымен тікелей жүмыс істейді. Геофизшсгер де өз жүмы-
сын осы тау жыныстарын зертгеуден бастайды, бірақ зерттеу тікелей
смсс жанама жолмен жүреді.
Әрбір тау жынысын, оның физикалық қасиетгерін (тығыздығы,
сфшвділіп, элекірөткізгшггігі жөне т.б.) қоршаған ортаға өсерін тгаізетін
физикалық өрістің көзі деп қарау керек. Қайсыбір тау жынысы болма-
сын, өзін қоршаған кеңісгікте (сыртқы) жөне өз іпііңде (ішкі) физикалық
өрістер туғызады. Сыртқы өрістің параметрлері арқылы олардың шьгғу
тегін (көздерін) табуға болады. Мөселен, өрбір геологиялық деие (руда)
өз теңірегіңде іравитациялық жоне магнипік ерістер туғызады, ал егер
солг денеге сыртган механикалық күшпен, электр тогымен немесе басқа
бір тәсілмен эсер етсек, онда бұл дене серпімді толқьгңдардың немесе
жылу
сөулесінің, электр өрісінің көзі (ошағы) болады.
Геофизикалық зертгеулерде кеңшек пайдалыналатын тау жыныста-
рының физикалық қасиетгеріне мыналар жатады:
- сергамділік қасиеттері;
- тығыздығы;
I
магнитгік қасиеттері (магнитгік қабілетгілік және қалдық маг-
ниттелу деңгейі);
- электрлік қаситеттері (элетрлік кедергі, электреткізгіштік) *
- рациакгивтігі;
j
- жылу ӨТКІЗГІШТІГІ.
і
Әрбір геофизикалық барлау одістері тау жыныстарының осы аталган
қасиеттеріне негізделіп жасалған, яғни өрбір геофизикалық барлау едісі
сол ортаны қүрайтын физикалық қаситеттерге негізделген (1-кесіе).
Сонымен, пайдалы қазбаларды іздестіру және барлау ушін қсЦца-
ньиатын геофизикалык; барлау өдістері тау жыныстарының өр тҮрлі
физикалық қасиеттеріне негізделіп жасалынған.
\
1.
Магниттік барлау әдісі (магнитбарлау)
магнит өрісінің жер бе-
тіндегі өзгерісін оңдағы қазба байиықтардың жөне оларды қоршаған
тау жыныстары малштгік қасиеттерінің айырмашылыгына байланысты
зерпеуге негідцелген. Бул әдіс машиттік темір рудаларын дани магнетит,
титаномагнетит, темірлі тақгатастар жене басқа да магнитгік рудаларды
іздеспру жене барлау жұмысгарын қүрайды. Сонымен қатар, жер қыр-
тысының геологиясын зертгеу кезінде оның геологиялық картасын
жасау үшін де магниттгік барлау өдісі кеңінен қодцанылады.
9
1-кесте. Геофизикалық барлау өдістері
Әдіс
Сейсмикалық
Гравиметриялық
Магниттік
Электрлік кедергі
Жасанды
поляризациялық
Табиғи электрлік
Электрмагниттік
Өлшенетін
параметр
Шагылыған жөне
сынған сейсмикалық
толқындардың
таралу уақыттары
гравитаци ялық
Тау жынысының
“ерекеітенегін”
физикалық қасиеті
Толқындардын таралу
жылдамдықтарын анық-
тайтын тау жыныстары-
ның тығыздыгы мен
серпімділік модульдері
Тығыздық
өрісі кернеулшнщ
кеңістікте өзгерісі
Жер магаиттік өрісіиің
кеңістікте өзгерісі
Жер кедергісі
Достарыңызбен бөлісу: |