Электроразведка

Электроразведка и магниторазведка

Лекция 7

К основным методам электрозондирования земной коры относится группа так называемых методов искусственного поля, в частности, методы постоянного тока. Чаще всего это методы сопротивлений.

Постоянное во времени ЭП создается при пропускании тока от источника через два заземления. Используют точечные заземления: размеры электродов << расстояния между ними.

На рис. показаны два электрода А и Б. Через них пропускают электрический ток. Ток растекается во все стороны от электродов. В точках М и N измеряется напряжение (V).

V_{М А} = ρ_эI/2π (1/AM), V_{M B} = – ρ_эI/2π х (1/BM), V_{N A} = ρ_эI/2π х (1/AN),

V_{N B} = – ρ_эI/2π (1/BN);

Суммарное напряжение в точках M, N составит

V_M = ρ_эI/2π х (1/AM – 1/BM), V_N = ρ_эI/2π х (1/AN – 1/BN).

Между M и N возникнет разность потенциалов Δ V

Δ V = ρ_эI/2π х [(1/AM – 1/BM – 1/AN + 1/BN)]

Δ V = ρ_эI/К, где К – коэффициент установки ρ_э = К Δ V/I

Если среда однородная, то ρ_э – истинное сопротивление, обычно измеряется кажущееся сопротивление (ρ_к)

Характер изменения ρ_э над разными разрезами можно рассчитать теоретически при заданном AMNB.

Сравнивая ρ_к, полученные по наблюдениями и теоретические можно выделить эти геологические объекты.

Глубина разведки методом сопротивлений определяется расстоянием между электродами. Исследования показывают, что большая часть тока, текущего от А к В и от В к А сосредоточена в верхней части разреза. Объекты, залегающие на глубине больше 0.7АВ, не могут быть обнаружены. Практически Н = (0.1 – 0.25) АВ.

Среди методов сопротивлений выделяются: горизонтальное электропрофилирование (ГЭП – симметричное, комбинированное, дипольное, метод срединных градиентов) и вертикальное электрическое зондирование (ВЭЗ). При работе методом сопротивлений измеряют разность потенциалов (DV) и силу тока (I).

Все методы, входящие в группу ГЭП, основаны на определении величины удельного электрического сопротивления (r_к) объема пород в некотором направлении, называемом электропрофилем. Каждая установка, с помощью которой производятся измерения, имеет два или более электродов, часть из которых является питающими, другая – приемными. Центр установки перемещается на расстояние MN – это шаг установки. Перечисленные выше методы ГЭП отличаются друг от друга по числу и положению этих электродов.

Симметричное Дипольное Комбинированное

При дипольном ЭП r_к, относят и к точке 0 и 0'. Нужен мощный источник тока, но размер установки меньше, чем при симметричном.

Геологическое истолкование данных измерений заключается в выделении зон повышенных или пониженных значений r и в объяснении причин их возникновения. Применяют методы ГЭП при картировании коренных пород под четвертичными, для выявления направления трещиноватости или сланцеватости коренных пород, крутых контактов пород, различных по сопротивлению, для определения направления падения пород и т. д.

Несколько примеров, которые показывают, как меняется r_к, в зависимости от размера установки при одном и том же разрезе

Пример кругового симметричного ЭП (выявление зон трещиноватости и сланцеватости)

При работе методом ВЭЗ изучается изменение сопротивления пород по вертикали. Обычно используют четырехэлектродную установку, размеры которой все время увеличивают, при этом точка наблюдений остается постоянной. Пропуская ток на все большую глубину, исследуют все более глубокие части разреза. По данным измерений строят кривые ВЭЗ, которые представляют собой зависимости вида r_к, = f (АВ/2) в логарифмическом масштабе.

Для облегчения интерпретации данных измерений строят палетки для двухслойных разрезов и типовые кривые для трехслойных.

После установления типа кривой строят карты, на которых показывают зоны одинаковых кривых ВЭЗ или карты равных значений r_{к min}

Помимо чисто геологических задач, метод ВЭЗ используют при определении вертикальных профилей влажности и засоления пород, при установлении ореола и степени загрязнения подземных вод. При этом основная проблема возникает при интерпретации данных измерений. Одним из возможных путей ее решения является построение карт типов кривых ВЭЗ, по которым выделяются площади с кривыми одного типа и, следовательно, однотипными геоэлектрическими разрезами.

Метод естественного поля. Изучают распределение V вокруг тела, в котором протекают э/х или фильтрационные процессы, сопровождающиеся ЭП. Получают карты изолиний V или ΔV. Выявляют зоны фильтрации из водохранилищ, направление подземного потока (dV/dx = max по направлению потока).

Метод вызванной поляризации. Пропускают ток через электрод. За счет электрохимических процессов происходит поляризация пород. Через 0.5 с измеряют ΔV_вп. Коэффициент поляризации ή = ΔV_вп/ ΔV 100 %.Если проводимость электронная, то ή > n 10 %. Если ионная, то ή < n %.

Используется для поиска вкрапленных руд, ореолов, когда по ρ они не выделяются.

Дата добавления: 2014-01-07