II Геолого-геофизический факультет

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
НОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
Геолого-геофизический факультет
ПРОГРАММА II ГОСУДАРСТВЕННОГО ЭКЗАМЕНА
бакалавра по направлению 511000 «ГЕОЛОГИЯ»
специализация «ГЕОФИЗИКА»
Новосибирск
2006
Геологические дисциплины
Основные направления геологических исследований: объекты, цели и задачи,
методы и средства.
Структурная геология
Фундаментальные основы и методы структурной геологии. Первичные
формы залегания осадочных горных пород. Типы слоистости и
седиментационные признаки нормальной стратификации осадочных толщ.
Первичные формы залегания магматических горных пород и основы
структурного анализа интрузивов. Структурные формы покровных, жерловых и
субвулканических фаций. Взаимоотношения слоистых толщ и природа их
границ. Типы несогласий. Деформационные свойства горных пород. Элементы
и параметры складчатых структурных форм, морфологическая систематика
складок. Механизмы и обстановки формирования складок и складчатых систем
различного вида. Многопорядковая и наложенная складчатость. Элементы и
геометрические параметры разрывных нарушений. Геометрическая и
кинематическая систематика разломов. Признаки горизонтального и
вертикального смещения по разломам. Механизмы образования разломов и
трещин.
Цели и задачи геологического картирования современное состояние
проблемы. Аэрогеологические исследования: виды аэрофотосъемки, свойства
аэрофотоснимков,
методы
геологического
дешифрирования.
Последовательность основных этапов геолого-съемочных работ и особенности
геологической съемки среднего и крупного масштаба. Специфические задачи
картирования в областях преимущественного распространения осадочных,
вулканогенных, интрузивных и метаморфических образований.
Петрография
Объекты, задачи и методы петрографии. Классификация магматических
пород. Состав и свойства магм, флюидонасыщенность, кристаллизация и
потенциальная рудоносность. Главные минералы, структуры и текстуры
магматических пород. Условия и главные продукты седиментогенеза.
Классификация осадочных пород. Главные минералы, структуры и текстуры
осадочных пород. Типы цемента. Условия образования каустобиолитов,
эвапоритов, бокситов и фосфоритов. Виды и значение макроструктур. Факторы
метаморфизма, разные виды метаморфизма. Классификация метаморфических
пород, РТ-диаграмма. Главные минералы, структуры и текстуры
метаморфических пород. Главные минералы, структуры и текстуры
метасоматических пород и гидротермальных пород.
Геологические процессы
Классификация геологических процессов. Методы определения
последовательности геологических событий, их возрастов, условий
образования горных пород. Состав и источники главных типов гидротерм;
основные минералы гидротермальных жил и методы определения условий их
образования. Скарны: механизм образования, классификация, их главные
минералы и полезные ископаемые связанные. Грейзены: механизм
образования, их главные минералы и полезные ископаемые. Классификация
метаморфических процессов; метаморфические фации; метод индексминералов при картировании зональных метаморфических комплексов.
Основные типы диаграмм плавления. Причины многообразия магматических
горных пород.
Эволюция осадочной оболочки
Метод актуализма в изучении осадочной оболочки земной коры.
Фациальный анализ - методы, законы, объекты применения. Современные
процессы
морской
и
океанической
седиментации.
Современное
континентальное осадконакопление. Эволюция газового состава атмосферы.
Климаты в истории Земли и их эволюция. Океаны в истории Земли - солевой
состав и его эволюция. Эволюция седиментогенеза: а) карбонатонакопления;
б) кремненакопления; в) железонакопления; г) галогенеза. Эволюция
биосферы в криптозое.Эволюция биосферы в фанерозое: а) морских
животных; б)наземных животных; наземных растений.
Геотектоника и геодинамика
Строение земной коры континентов и океанов. Основные положения
тектоники литосферных плит. Литосфера и астеносфера. Принципы разделения
литосферы на плиты. Типы границ плит. Особенности дивергентных,
конвергентных и трансформных границ. Основные методы геотектоники,
включая методы определения абсолютных движений плит.
Геодинамические обстановки. Строение срединно-океанских хребтов.
Внутриконтинентальные рифтовые зоны. Структура зон перехода от океана к
континенту. Зоны субдукции. Островодужные системы. Преддуговые и
задуговые бассейны. Аккреционные призмы. Пассивные и активные окраины
континентов. Зоны коллизии. Складчато-покровные пояса: аккреционные и
коллизионные. Передовые прогибы. Цикл Уилсона и его отражение в структуре
складчато- покровных поясов
Микроконтиненты и террейны. Континентальные платформы: основные
структурные элементы.
Эволюция структуры литосферы с позиций тектоники литосферных плит.
Формирование геосфер. Мегахроны и эпохи (циклы) складчатости. Интеграция
и дезинтеграция суперконтинентов (Пангей).
Области применимости законов тектоники литосферных плит и глубинной
геодинамики. Тектоника плюмов. Тектоника литосферных плит и металлогения.
Тектоническое районирование России.
Литература
Белоусов В. В. Структурная геология // 3-е изд. М.: МГУ, 1986.
Вернон Р. Х. Метаморфические процессы // М. Недра, 1980.
Годовиков А. А. Минералогия // М.: Недра, 1983.
Добрецов Н.Л., Соболев В.С., Ушакова Е.Н. Метаморфические фации и
формации // Новосибирск, НГУ, 1980.
Зоненшайн Л. П., Кузьмин М. И., Натапов Л. М. Тектоника литосферных
плит территории СССР (в 2 книгах) // М.: Недра, 1990.
Кокс К.Г., Белл Дж. Д., Панкхерст Р. Дж. Интерпретация изверженных
горных пород // М.: Недра, 1982.
Короновский Н.В. Общая геология. М.: Изд-во МГУ, 2006.
Лобковский Л.И., Никишин А.М., Хаин В.Е. Современные проблемы
геотектоники и геодинамики. М.: Научный мир, 2004.
Логвиненко Н. В. Петрография осадочных пород // 3-е изд. М., Высшая
школа, 1983.
Михайлов А. Е. Структурная геология и геологическое картирование:
Учеб. пособие для вузов // 4-е изд. М.: Недра, 1984.
Немков Г. И., Муратов М. В. и др. Историческая геология // М.: Недра,
1986.
Рид Г., Уотсон Дж. История Земли. Ранние стадии. Поздние стадии // Л.:
Недра, 1981.
Спенсер Э. У. Введение в структурную геологию // Л.: Недра, 1981с.
Структурная геология и тектоника плит: В 3 т. / Под ред. К. Сейферта //
М.: Мир, 1990.
Тейлор С. Р., Мак-Леннан С. М. Континентальная кора, ее состав и
эволюция // М.: Мир, 1988.
Фор Г. Основы изотопной геологии. М.: Мир, 1989.
Хаин В. Е. Тектоника континентов и океанов // М.: Научный мир, 2001.
Хаин В. Е., Ломизе М. Г. Геотектоника с основами геодинамики. М.: КДУ,
2005.
Хьюджес Ч. Петрология изверженных пород // М., Недра, 1988.
Геофизические дисциплины
Петрофизика
Атомная и кристаллическая структура элементов и минералов,
макроструктура горных пород и ее нарушения, как определяющие факторы
физических свойств горных пород. Магнитные свойства горных пород:
определяющие факторы и закономерности. Электрические свойства горных
пород. Плотность горных пород. Упругие свойства горных пород: системы
параметров, определяющие факторы и закономерности. Естественная
радиоактивность горных пород. Физические свойства магматических и
метаморфических пород, геофизические модели среды. Физические свойства
осадочных пород, модели среды. Зависимость физических свойств минералов
и горных пород от Р-Т-условий и фазового состава.
Гравиразведка и магниторазведка
Предмет и задачи; общие черты методов. Гравитационное поле Земли:
потенциал, нормальное поле; гравитационные аномалии, их виды,
геологическое значение. Магнитное поле Земли: элементы, структура,
вариации; магнитные аномалии. Гравитационные и магнитные измерения:
методы, аппаратура. Методика гравиметрических и магнитных съемок.
Интерпретация гравитационных и магнитных аномалий: прямые и обратные
задачи, поля тел простой формы. Некорректность обратных задач гравиметрии
и магниторазведки, эквивалентность решений, условия единственности,
методы регуляризации решений, роль априорных данных. Разделение
гравитационных и магнитных аномалий: цели, физический смысл, методы
трансформаций, их эффективность, вычислительные схемы. Оценка
параметров тел по гравитационным и магнитным аномалиям; гармонические
моменты, особые точки, линеаризация, оптимизационные методы подбора.
Ядерная геофизика
Строение и свойства атомов, распространенность изотопов, природа
ионизирующих излучений, взаимодействие излучений с веществом. Детекторы
и источники частиц и излучений, базовая схема ядерно-геофизических
измерений, измеряемые величины, спектры излучений. Гамма-гамма методы в
ядерной геофизике. Лабораторные и скважинные методы гамма-плотнометрии.
Спектральные методы ядерной геофизики: гамма-спектральный, рентгенофлуоресцентный, нейтронно-активационный, альфа-спектрометрический;
многоизотопная масс-спектрометрия. Нейтрон-нейтронные и нейтронныегамма методы каротажа. Особенности распределения радиоактивных
элементов и тепловой поток.
Электроразведка
Предмет, задачи, классификация методов по типам полей и схемам
измерений. Электроразведочный
эксперимент.
Свойства пород
и
геоэлектрические модели. Элементы теории поля. Поля точечного и
дипольного источников постоянного тока на поверхности слоистой среды, в
среде с контактами и включениями. Методы сопротивлений: системы
наблюдений, некорректность обратных задач, теоремы единственности,
методы регуляризации; типы экранов. Переменные поля электрического и
магнитного диполей на поверхности полупространства, слоистой среды;
приближения дальней и ближней зон. Электромагнитные зондирования: МТЗ,
ЧЗ, ЗС: основы теории и методики; автоматизированные системы
интерпретации данных зондирований.
Сейсморазведка.
Предмет и задачи. Сейсмические волны: закон Гука, системы упругих
параметров; волновые уравнения для однородной среды, продольные и
поперечные волны. Плоские волны, сферические волны, принцип Гюйгенса;
преломление и отражение упругих волн; поверхностные волны. Упругие
свойства горных пород: определяющие факторы и закономерности;
корреляция скорость-плотность; поглощение упругих волн. Годографы и поля
времен
сейсмических
волн:
прямых,
отраженных,
головных,
рефрагированных; градиентные и слоистые среды. Прямая и обратная задачи
сейсмики; определение эффективных, пластовых и граничных скоростей;
построение сейсмических границ. Сейсмический канал: требования к нему,
свойства; источники волн; принципы их регистрации, сейсмоприемники,
сейсмостанции.
Методика
сейсморазведки:
системы
наблюдений,
группирование, многократные системы; принципы обработки сейсмических
записей. Динамика упругих волн, лучевой метод; дифракция волн.
Многоволновая сейсморазведка: принципы и возможности. Вибрационная
сейсморазведка: принципы, возможности, технология; цифровая обработка
сейсмических данных.
Методы ГИС.
Классификация скважин и задачи геофизики. Влияние скважин на
свойства пород. Каротаж сопротивления (КС): классификация методов
постоянного тока и электромагнитных методов; модели коллекторов для
электромагнитных методов каротажа; основы теории КС, типы зондов КС,
формы кривых кажущегося сопротивления, эффект экранирования, влияние
параметров скважины. Боковое каротажное зондирование (БКЗ, БЭЗ);
модификации КС: микрозонды (МГЗ и МПЗ); боковой и микробоковой
каротаж (БК и МБК), их назначение; характеристики зондов.
Электромагнитные методы: индукционный каротаж, основы метода,
характеристики зондов, форма кривых кажущейся проводимости; основы
электромагнитного зондирования методом ВИКИЗ; выделение коллекторов,
оценка характера насыщения по диаграммам зондирования. Методы
естественного электрического поля: метод потенциалов самопроизвольной
поляризации (ПС), основы теории, кривые профилирования и их
геологическая интерпретация; метод градиента ПС. Методы радиоактивного
каротажа: метод естественной радиоактивности горных пород (ГК), задачи,
решаемые методом ГК; метод плотнометрии осадочных пород (ГГК); методы
нейтронного каротажа (НГК, ННК), задачи, решаемые методами НГК и ННК.
Определение фильтрационных и емкостных свойств осадочных горных пород.
Физика Земли.
Проблемы изучения строения Земли; оболочки и их физические
параметры. Вклад сейсмологии в изучение глубинного строения Земли.
Гравитационное поле, фигура, масса и моменты инерции Земли. Методы
изучения распределения плотности в Земле. Геомагнетизм. Геомагнитное
динамо. Электропроводность ядра и мантии. Понятие о палеомагнетизме и
обоснование интерпретации палеомагнитных данных. Палеомагнитные
полюса и дрейф континентов. Геотермическое состояние Земли, тепловой
поток и методы изучения температуры в ее недрах. Уравнение
теплопроводности и проблемы его решения. Возраст и термическая история
Земли. Адиабатическая температура в мантии и ядре Земли. Состав и
состояние земной коры, мантии и ядра, методы изучения. Реологические
процессы и свойства Земли. Принцип изостазии. Линейная вязкоупругая и
упруговязкая модели. Критерии сдвигового трещинообразования и
разрушения. Действие флюидонасыщения на разрушение. Разломы и их
классификация. Теория разломообразования Андерсена. Упругость и изгиб
литосферы.
Динамическая сейсмика: уравнения динамической теории упругости;
прямые задачи: задача Коши, задача с источником волн, краевые задачи,
задачи на распространение волн в стационарной постановке; обратные задачи,
корректные и некорректные постановки. Законы сохранения; потенциальная и
кинетическая энергия деформируемого тела, вектор Умова – Пойтинга.
Формула Бетти. Дифференциальная и интегральная формулы Грина –
Вольтера. Принцип взаимности. Плоские волны в горизонтально-слоистых
средах. Интерференционные поверхностные волны Рэлея и Лява, волны
Стоунли, дисперсия волн, фазовая и групповая скорости распространения
волн. Сферические волны. Ближняя и дальняя зоны для сферических волн.
Разложение сферической волны по плоским и цилиндрическим волнам.
Фундаментальное решение системы уравнений динамической теории
упругости. Полное решение задачи об излучении волн для произвольного
распределения объемных источников. Тензор Грина и краевые задачи.
Принцип суперпозиции элементарных решений. Интеграл свертки. Разрывные
решения, характеристики, фронты продольных и поперечных волн,
кинематические и динамические условия совместности на фронтах волн.
Лучевой метод расчета волновых полей в неоднородных средах. Задача Лэмба
для вертикально – неоднородного пространства; численные методы решения.
Линейные системы.
Динамические системы, их типы, способы описания. Линейность,
стационарность; электромеханические аналогии. Импульсная характеристика
линейной системы. Собственные векторы линейного оператора, спектральная
характеристика линейной системы. Линейные системы с дробнорациональными спектрами. Причинность и устойчивость, Преобразования
Фурье и Гильберта. Многоканальные линейные системы. Интерференционные
системы наблюдений в сейсморазведке.
Литература
Добрынин В. М., Вендельштейн Б. Ю., Кожевников Д. А. Петрофизика.
М.: Недра, 1991.
Ладынин А. В. Петрофизика. Новосибирск, Изд-во НГУ, 2002.
Ржевский В. В., Новик Г. Я. Основы физики горных пород. М.: Недра,
1978.
Гравиразведка. Справочник геофизика. М.: Недра, 1990.
Грушинский Н.П., Сажина Н.Б. Гравитационная разведка. М.: Недра,
1988.
Ладынин А.В. Гравиразведка и магниторазведка. Новосибирск, НГУ,
1997.
Ладынин А.В. Геологическая интерпретация гравитационных и
магнитных аномалий. Новосибирск, НГУ, 1995.
Логачев А.А., Захаров В.П. Магниторазведка. Л.: Недра, 1979.
Магниторазведка. Справочник геофизика. М.: Недра, 1990.
Паркинсон У. Введение в геомагнетизм. М.: Мир, 1986
Тихонов А.Н., В.Я. Аpсенин. Методы pешения некоppектных задач. М.:
Наука, 1979.
Резванов Р.А., Радиоактивные и другие неэлектрические методы
исследования скважин, М.: Недра, 1982.
Мейер В.А., Ваганов П.А., Пшеничный Г.А.. Методы ядерной геофизики.
Л.: ЛГУ, 1988.
Новиков Г. Ф. Радиометрическая разведка. М.: Недра, 1989.
Бурсиан В.Р. Теория электромагнитных полей, применяемых в
электроразведке. Л.: Недра , 1972.
Вахромеев Г.С., Давыденко А.Ю. Моделирование в разведочной
геофизике. М.: Недра, 1987.
Кауфман А.А. Введение в теорию геофизических методов. Часть 1.
Гравитационные, электрические и магнитные поля. М.: Недра, 1997.
Кауфман А.А. Введение в теорию геофизических методов. Часть 2.
Электромагнитные поля: М.: Недра-Бизнесцентр, 2000.
Светов Б.С. Теория, методика и интерпретация материалов
низкочастотной индуктивной электроразведки. М.: Недра, 1973.
Дахнов В.Н.. Интерпретация результатов геофизических исследований
разрезов скважин. М.: Недра, 1982.
Итенберг С.С.. Интерпретация геофизических исследований скважин. М:
Недра, 1987.
Дьяконов Д.И., Леонтьев Е.И., Кузнецов Г.С. Общий курс геофизических
исследований скважин. М.: Недра, 1984.
Технология исследования нефтегазовых скважин на основе ВИКИЗ.
Методическое руководство. / Под ред. М.И. Эпова, Ю.Н. Антонова
Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2000.
Эпов М.И., Дашевский Ю.А., Ельцов И.Н. Автоматизированная
интерпретация электромагнитных зондирований. Препринт № 3. Новосибирск,
1990.
Магницкий В.А. Внутреннее строение и физика Земли. М.: Недра, 1965.
Стейси Ф.. Физика Земли. М.: Мир, 1972.
Теркот Д., Шуберт Дж. Геодинамика. В 2-х частях. М.: Мир. 1985.
Жарков В.Н. Внутреннее строение Земли и планет. М. Наука. 1978.
Петрашень Г.И. Основы математической теории распространения
упругих волн. // Вопросы динамической теории распространения
сейсмических волн, вып. 18, Л.: Наука, 1978.
Аки К., Ричардс П. Количественная сейсмология (том I). М.: 1983.
Гольдин С.В. Линейные преобразования сейсмических сигналов. М.:
Недра, 1974.
Лепендин Л.Ф. Акустика. М.: Высшая школа, 1978.
Саваренский Е.Ф. Сейсмические волны. М.: Недра, 1972.
Заде Л., Дезоер Ч. Теория линейных систем. М.: Наука, 1970.
Заведующий кафедрой геофизики
академик
5 октября 2006 г.
С. В. Гольдин