Б.2 Количественная интерпретация данных электромагнитного профилирования

При физической интерпретации оценивают электромагнитные свойства аномалиесоздающих объектов. С учётом геологической ситуации ведут инженерно-геологическое и гидрогеологическое истолкование полученных результатов. В целом, если в результате электромагнитного профилирования выявлены интенсивные аномалии, то используют детерминированные подходы к их интерпретации, а если слабые, то применяют вероятностно-статистические приёмы, которые служат лишь для оценки наличия и местонахождения объектов, создающих аномалии.

Особенности количественной интерпретации поляризационных методов электропрофилирования (ЕП, ВП). В этих методах аномалии выделяются интенсивностью параметров потенциалов – U и кажущейся поляризуемости η_к тонких и толстых пластов, тектонические нарушения, участки восходящих и нисходящих потоков подземных вод и другие объекты, отличающиеся естественной или вызванной поляризуемостью от вмещающих пород. Оценку глубины залегания верхней кромки h проще всего провести способом касательных. Для этого к экстремуму и вдоль боковых граней аномалии проводят касательные. Разности абсцисс точек пересечения наклонных касательных с горизонтальной и уровнем нормального поля обозначают через m₁ и m₂, тогда h определяют по формуле:

h≈ a(m₁ + m₂), h≈ bq. (4.5).

Для пластообразнх или изометрических объектов a ≈ 0,2; b ≈0,3 или a ≈ 0,4; b ≈0,7 (метод ЕП) и a ≈ 0,5; b ≈0,6 или a ≈ 0,8; b ≈1,5 (метод ВП).

При различных методах профилирования форма аномалий зависит от используемых установок, а интенсивность – от поляризации поля. В методах ЭП с симметричными установками и ПЕЭП глубины залегания верхних кромок оценивают по формулам (1) с такими же коэффициентами a и b, как и для метода ВП. В методе ЭП с трёхэлектродными и дипольными установками по «рудному» пересечению графиков ρ_к встречных установок (переход с максимума на минимум прямой AMN, AA’MN и с минимума на максимум обратной MNB, MNB’B установок) определяют местоположение тонких (l<h) проводящих пластов. По «нерудному» пересечению с обратным соотношением аномалий ρ_к встречных установок определяют местоположение тонких непроводящих пластов. В методах ПЕМП, ДВ-РК и СДВ-РК интенсивность аномалий зависит от поляризации поля: при электрической поляризации лучше выявляются проводящие объекты (например, глины, трещиноватые и обводнённые зоны), при магнитной поляризации – непроводящие объекты (например, скальные или мёрзлые). Глубина залегания верхней кромки проводящего объекта примерно равна половине расстояния между точками, в которых аномалии горизонтальной магнитной составляющей равны половине расстояния между экстремумами вертикальной составляющей поля. В индуктивных методах для разных установок и объектов правильной геометрической формы имеются свои формулы расчёта глубины залегания верхних кромок. Физическая интерпретация аномалий сводится к получению графическими или расчётными способами параметров эквивалентности (Р_э и Р_м), по которым можно оценить отношение ρ_i /ρ₀ или абсолютное значение сопротивления объекта ρ_i, создавшего аномалию.

При значительной мощности осадочного выполнения бассейна очень трудно произвести корректную стратификацию по удельному электрическому сопротивлению. В случае, когда наблюдается заметное геоэлектрическое отличие изучаемого комплекса от вмещающих пород, можно воспользоваться, в зависимости от свойств опорного горизонта, расчётом продольной проводимости S или поперечного электрического сопротивления T_Э, Для получения геоэлектрических характеристик объектов сравнительно небольшой мощности можно использовать результаты зондирования становлением поля в ближней зоне (ЗСБЗ). Особенно четко этим методом фиксируется продольная проводимость S глинистых горизонтов (водоупоров). Для водоносных горизонтов, обладающих по сравнению с глубиной малой мощностью, оценка удельных сопротивлений может быть выполнена только по данным электрокаротажа. Скоростные параметры разреза оценивают по данным сейсмокаротажа скважин и вертикального сейсмического профилирования (ВСП), дополняемых материалами полевых наблюдений, выполненных методами отраженных и преломлённых волн (МОВ, МПВ, КМПВ и др.).

Для определения плотности и изучения плотностного разреза используют материалы лабораторных испытаний керна скважин. Скважин, как правило, мало, поэтому необходимо привлекать материалы сейсморазведки. Сопоставление гравитационных аномалий с глубиной залегания фундамента существенно повысит качество комплексной геофизической интерпретации

При изучении гидрогеологических массивов по установленным геофизическим параметрам строятся карты поверхностной части кристаллического фундамента (или складчатого основания). Наиболее используемыми параметрами являются: электрическое сопротивление, граничная скорость, объёмная плотность, магнитная восприимчивость, гамма-активность. Ниже, на рисунке (рис. 4.1) представлены карта продольной и аномальной проводимости, мощности пород осадочного выполнения Сырдарьинского артезианского бассейна, построенной И.М. Мелькановицким (1984). В сочетании с плотностными показателями и картой мощностей мезо-кайнозойских отложений, удаётся прогнозировать участки с высокими запасами пресных вод.

Рис. 4. 1 Карты продольной электрической проводимости S _a и мощности мезозойскокайнозойских отложений Сырдарьинского артезианского бассейна (Узбекистан) по И.М. Мельконовицкому, 1984.

а карта суммарной продольной электрической проводимости пород рыхлого покрова: 1 – изолинии S(в См; 2) – выход на поверхность пород складчатого основания; б – карта мощностей мезозойско-кайнозойских отложений: 1 – линии равных мощностей (в м); 2 – разломы; 3 – выход на поверхность пород складчатого основания; г – карта аномальных значений S _a: 1 – линии равных значений - S_a (в См); 2 – зона отрицательных значений S_a; 3 – зона положительных значений S _a; 4 – выход на поверхность пород складчатого основания

По результатам интерпретации кривых ВЭЗ строятся карты суммарной продольной проводимости, затем, используя карту изопахит осадочного выполнения изучаемого бассейна (территории) и графики связи проводимости и мощности (Мелькановицкий, 1984) вычисляются аномальные значения продольной проводимости, по которым строится результативная карта (см. рис. 4.1 г). Анализ подобных карт позволяет выявлять зоны распространения пресных вод и др. параметры. Основанием для подобного вывода служит установленный факт роста электропроводности рыхлых отложений с увеличением глинистости. Глинистость и минерализация _{подземных} вод также находятся в определённой взаимосвязи: с обогащением разреза песчаным грубообломочным материалом улучшаются фильтрационные свойства пород, что способствует уменьшению минерализации подземных вод и наоборот. Поэтому положительные аномалии обычно обусловлены более глинистым составом пород и повышенной S _a минерализацией вод, и наоборот.

Аналогичным способом, используя зависимости средних и пластовых скоростей, определяемых по данным ВСП, от мощности H можно выявить аномальные значения средних V_{ср a} или V_{пл a} скоростей. По этим аномалиям хорошо устанавливается степень литификации пород, но особенно эффективно совместное использование карт S _a и V_{ср a}..

При мелкомасштабных и обзорных исследованиях расчленение разреза выполняют по геоэлектрическим и сейсмическим данным, а результаты картирования фундамента – по данным магнитометрии и гравиметрии.

Для сопоставления скважинных и наземных измерений геофизических параметров предлагается производить подсчет средневзвешенных значений параметров, что позволяет перейти от дифференциальных оценок по каротажу к интегральным по наземным можно найти в учебниках по электроразведке, в работе И.Л. Мелкановицкого (1984).

Лекция 5. Тема: Поисково-разведочные задачи: методы решения и интерпретация результатов

Геофизические методы давно и с успехом используют для решения следующих гидрогеологических задач: поисков и разведки грунтовых, пластовых, трещинно-карстовых и артезианских вод; изучения динамики подземных вод; выяснения условий обводнения месторождений полезных ископаемых и объектов строительства или реконструкции; определения минерализации грунтовых и подземных вод; проведения гидромелиоративных и почвенно-мелиоративных исследований. Методы решения этих и других задач исследований подземной гидросферы объединяют в гидрогеологическую геофизику, выделяя в ней почвенно-мелиоративное направление (Шарапанов Н.Н. и др. 1974).

Дата добавления: 2014-01-07