Какой основной закон применяется в электропрофилировании

Физико-географический очерк район. Геолого-геофизическая изученность района. Методы проведения лабораторных исследований , страница 23

Интерпретация данных электроразведки зависит от метода разведки и поставленной геологической задачи. Она может быть количественной или качественной. Основной является количественная интерпретация, которая состоит в определении мощности и удельного сопротивления слоев изучаемого геологического разреза. В геоэлектрическом отношении геологические разрезы представляют собой неоднородные среды, в которых законы распределения электромагнитных полей очень сложные. Поэтому при теоретическом рассмотрении вопросов интерпретации пользуются более или менее упрощенными моделями реальных разрезов. Наиболее простая и часто используемая — модель горизонтально-слоистой среды в виде совокупности однородных слоев бесконечного простирания с постоянными в каждом отдельном слое удельным электрическим сопротивлением , мощностью и другими параметрами. В частности, на такую модель среды рассчитаны применение электромагнитных зондирований и интерпретация их данных. Вреальных геологических разрезах, которые часто представляют собой горизонтально-неоднородные среды, распределение электромагнитных полей оказывается более сложными. Поэтому необходимо оценивать возможные искажения, вносимые в распределение электромагнитного поля горизонтальными неоднородностями разреза [31, c. 185].

Полевая работа практики включала в себя вертикальное электрическое зондирование. Проводилось оно с целью уточнения геологического строения данного полигона. Было измерено 13 точек ВЭЗ.

В ходе качественной интерпретации построены кривые ВЭЗ. В данном районе встречаются четырехслойный кривые типов KQ (ρ₁2>ρ₃>ρ₄), KH (ρ₁2>ρ₃4), HK (ρ₁>ρ₂3>ρ₄), QH (ρ₁>ρ₂>ρ₃4). Первый профиль можно разделить на пять участков: пойменные отложения, торфяники болот, эоловые пески, моренные пески и мелкозернистые пески. На втором профиле встречаются: пески, моренные и лессовые отложения,– на которых прослеживаются KQ, KH и QH, соответственно.На рисунках 3.16–3.28 представлены полученные кривые, там же указаны результаты количественной интерпретации этих кривых (толщины слоёв и их удельные электрические сопротивления).Количественную интерпретацию проводили по программам разработанным кафедрой геологии и разведки полезных ископаемых.

Для качественной оценки геологического разреза построены разрезы кажущихся сопротивлений по профилям 1-1 и 2-2 [приложение О]. Слои выделены согласно группированию близких по значению сопротивлений

По результатам количественной интерпретации кривых ВЭЗ построены геоэлектрические разрезы профилей 1–1 и 2–2 [приложение И].

Электрическое профилирование — это такая модификация метода сопротивления, при которой вдоль заданных направлений перемещается установка с постоянными разносами и определяется кажущееся сопротивление. По изменением кажущихся сопротивление можно судить о характере геоэлектрического разреза вдоль этих профилей примерно на одинаковых глубинах. Электропрофилирование применяется для выявления круто падающих контактов, зон тектонических нарушений или выявления неоднородных по электрическим свойством включений. Из методов профилирования наибольшее применение находит модификация на постоянном или низко частотном переменном токе (частотой 20 Гц) [33, c. 404].

ЭП выполняется различными установками. Простейшей является симметричная четырехэлектродная установка AMNB с постоянными разносами электродов. Эта установка дает сведения о разрезе на какой-то одной глубине. Результаты профилирования изображают в виде графиков [приложение П], (рисунки 3.6, 3.7, 3.8) или карт .

Рисунок 3.6 – Кривые электропрофилирования. Профиль 3-3:

1 – AB/2=10; 2 – AB/2=20.

Рисунок 3.7 – Кривые электропрофилирования. Профиль 4-4:

1– AB/2= 10; 2 – AB/2=20.

Рисунок 3.8 – Кривые электропрофилирования. Профиль 5-5:

1– AB/2= 10; 2 – AB/2=20.

Как и вообще в методе сопротивлений, при электропрофилировании на каждой точке рассчитывается кажущееся сопротивление:

Электропрофилирование и его сущность. Методика проведения полевых работ методом электропрофилирования

Электрическое профилирование (электропрофилирование, ЭП)—это такая модификация метода сопротивлений, при которой вдоль заданных направлений перемещается установка с постоянными разносами и на каждой точке определяется кажущееся сопротивление.

По изменениям кажущихся сопротивлений на одинаковых разносах можно судить об изменении геоэлектрического разреза вдоль этих профилей на примерно одинаковых глубинах. Электропрофилирование можно применять там, где имеется дифференциация пород по удельному сопротивлению в горизонтальном направлении.

Как и вообще в методе сопротивлений, при электропрофилировании на каждой точке рассчитывается кажущееся сопротивление .

Основные установки электропрофилирования – симметричная четырехэлектродная, симметричная с двойными разносами, срединного градиента, дипольная осевая.

Методика проведения полевых работ методом электропрофилирования

Методика проведения электропрофилирования, определяется задачами исследований, геоэлектрическими особенностями района работ, а также технической оснащенностью. При выборе ее необходимо учитывать следующее,

1. Тип установки, а также ее размеры должны быть такими, чтобы аномалии от изучаемых объектов были максимальными или в несколько раз превосходили уровень помех геологических, связанных с неоднородностью среды, и промышленных.

2. Густота сети наблюдений выбирается оптимальной или такой, чтобы, с одной стороны, те или иные объекты оказались не пропущенными, а с другой — не было заведомо лишних точек наблюдений.

3. Геологические помехи (изменение сопротивлений коренных пород и наносов, непостоянная мощность наносов и др.), а также рельеф должны оказывать по возможности наименьшее влияние.

4. Аппаратуру следует использовать помехоустойчивую, высокопроизводительную и достаточно чувствительную.

5. Стоимость и время проведения работ должны быть минимальными.

Амплитуда и вид аномалий при электропрофилировании определяются типом установки. Так, для несимметричных установок (трехэлектродных, дипольных) они заметно отличаются от симметричных. Несимметричными установками лучше выявляются проводящие и непроводящие тонкие пласты, особенно при неоднородных наносах и вмещающих породах и при крутых углах падения. При наличии же мощных пластов, глубинном геологическом картировании, выявлении плохо проводящих вертикальных пластов данные симметричного (особенно AA‘MNB‘B) профилирования и съемки градиентов отличаются большей четкостью.

Глубинность разведки методом электропрофилирования определяется в основном расстоянием между питающими и приемными электродами и для разных установок с одинаковыми разносами примерно одинакова. Длина АВ/2 или г должна превышать глубину залегания изучаемого объекта от 3—5 раз для плохо проводящих (по сравнению с разведываемыми) перекрывающих пород до 10—20 раз для хорошо проводящих и быть такой, чтобы на всем участке искомые объекты выделялись отчетливыми аномалиями.

Оптимальные разносы, т. е. минимальные размеры установки, позволяющие получить отчетливые аномалии, выбираются с помощью вертикальных электрических зондирований и опытных электропрофилирований при 3—4 расстояниях между питающими и приемными электродами. Они соответствуют таким разносам, на которых разница в кажущихся сопротивлениях максимальна. При работах дипольными, трехэлектродными и симметричными установками АВ/2 или г меняются от 100 до 1000 м. При работах установками AA‘MNB‘Bи АВ неподвижно — от 200 до 5000 м. Расстояние между приемными электродами не должно превышать видимую мощность разведываемого объекта и равняться

Направления профилей рекомендуется выбирать вкрест предполагаемого простирания изучаемых объектов. В условиях сложного рельефа искажения меньше, если профили проходят вдоль хребтов и долин.

Расстояние между профилями и шаг съемки зависят от масштаба съемки и геоэлектрического разреза

Интерпретация результатов электропрофилирования

По результатам электропрофилирования строятся графики, карты графиков и карты изолиний кажущихся сопротивлений (КС или r_к) для каждого разноса, на котором проводились работы.

При построении графиков КС по горизонтальной оси откладываются пикеты профиля (точки записи), по вертикали—r_к. Горизонтальный масштаб совпадает с масштабом выдаваемых карт или несколько больше его. Вертикальный масштаб чаще всего выбирается линейным и таким, чтобы средняя арифметическая ошибка в расчетах r_к не превышала 1—2 мм. При большом разбросе r_к (свыше двух порядков) целесообразно по вертикальной оси выбирать логарифмический масштаб. Карты графиков КС строятся как корреляционные планы. Их удобно строить при разведке вытянутых объектов. На картах КС проставляются точки записей, около них записываются полученные значения r_к и проводятся изолинии. Сечение изолиний обычно выбирается кратным единицам, десяткам или сотням ом-метров в зависимости от уровня КС.

Интерпретация данных электропрофилирования начинается с оценки нормального фона КС и уровня помех, создаваемых неровностями рельефа и дневной поверхности, а также неоднородностями покровных отложений. Оценка нормального фона КС и уровня геологических помех может быть проведена либо визуальным осреднением графиков КС, либо аналитическими расчетами среднеквадратической погрешности съемки

Для оценки искажающего влияния рельефа .под графиком КС вычерчивается рельеф местности и визуально отбраковываются вызываемые им аномалии: минимумы КС симметричных установок и «нерудные» аномалии несимметричных установок, которые создаются хребтами и, наоборот, максимумы КС._и «рудные» аномалии— обусловленные впадинами.

Аномалии КС за счет неоднородностей покровных отложений возрастают с уменьшением разносов питающих электродов. Отношения КС, полученные на большом и малом разносах, в меньшей степени зависят от неоднородностей покровных отложений. Искажения меньше для симметричных установок и больше для несимметричных, особенно дипольных.

Интерпретация данных электропрофилирования бывает чаще всего качественной, реже количественной. При качественной интерпретации по картам, картам графиков и графикам кажущегося сопротивления визуально выявляются и прослеживаются аномалии, к которым приурочены контакты, пласты, отдельные структуры, тектонические нарушения, рудные тела и другие геологические объекты с углами падения, превышающими 10°, и Отличающиеся по удельным электрическим сопротивлениям. Аномалии на профилях и картах сопоставляются с геологическими разрезами и картами, что позволяет установить их геологическую природу.

При количественной интерпретации определяются точное местоположение, простирание, падение, примерные, глубины, а иногда размеры разведываемых объектов, оцениваются соотношении их сопротивлений по сравнению с сопротивлением умещающих пород. Основным способом количественной интерпретации являются способ подбора и сравнения, в котором наблюдаемые аномалии сравниваются с типичными аномалиями над простейшими физико-геологическими моделями.

Электропрофилирование в геологии: простое объяснение, применение и преимущества

Электропрофилирование – это метод геофизического исследования, который позволяет определить свойства грунта и подземных структур путем измерения электрической проводимости.

Электропрофилирование в геологии: простое объяснение, применение и преимущества обновлено: 23 ноября, 2023 автором: Научные Статьи.Ру

Помощь в написании работы

Введение

Электропрофилирование – это метод геофизического исследования, который позволяет изучать геологическую структуру земной коры и определять свойства грунтов и пород. Он основан на измерении электрического сопротивления в различных точках земной поверхности или внутри скважин. Этот метод широко применяется в геологии для поиска полезных ископаемых, изучения гидрогеологических условий, определения границ различных геологических формаций и многих других задач. В данной статье мы рассмотрим принцип работы электропрофилирования, его преимущества и ограничения, а также примеры его использования в геологических исследованиях.

Нужна помощь в написании работы?

Мы — биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Наша система гарантирует сдачу работы к сроку без плагиата. Правки вносим бесплатно.

Что такое электропрофилирование

Электропрофилирование – это геофизический метод исследования, который используется для определения геологической структуры и свойств подземных грунтов и пород. Он основан на измерении электрической проводимости в различных глубинах земли.

Электропрофилирование позволяет получить информацию о вертикальном распределении электрической проводимости в подземных слоях. Это важно для определения границ различных геологических формаций, наличия водоносных горизонтов, а также для оценки качества грунтов и пород.

Принцип работы электропрофилирования основан на том, что различные грунты и породы имеют разную электрическую проводимость. Например, вода и глина обладают высокой проводимостью, в то время как песок и гравий имеют низкую проводимость. Путем измерения электрической проводимости на разных глубинах можно определить типы грунтов и пород, а также их границы.

Для проведения электропрофилирования используется специальное оборудование, включающее электроды, которые вводятся в землю на определенном расстоянии друг от друга. Затем через электроды подается электрический ток, и измеряется напряжение между электродами. По полученным данным можно построить график, отражающий изменение электрической проводимости в глубину.

Электропрофилирование широко применяется в геологии для исследования подземных структур и поиска полезных ископаемых. Оно может быть использовано для поиска месторождений нефти, газа, угля, а также для изучения геологических формаций и определения их свойств.

Однако следует отметить, что электропрофилирование имеет свои ограничения. Например, его эффективность может быть снижена в случае наличия сильно проводящих или изолирующих материалов в подземных слоях. Также, для получения точных результатов, необходимо учитывать влияние окружающей среды и проводить коррекцию данных.

Принцип работы электропрофилирования

Электропрофилирование – это метод геофизического исследования, основанный на измерении электрической проводимости грунта или породы в подземных слоях. Он основан на принципе, что различные материалы имеют различную электрическую проводимость.

Процесс электропрофилирования включает в себя следующие шаги:

Подготовка и размещение электродов

Для проведения электропрофилирования необходимо разместить электроды на поверхности земли. Обычно используются два электрода – один подающий электрод, через который подается электрический ток, и один принимающий электрод, который измеряет напряжение.

Подача электрического тока

После размещения электродов подается электрический ток через подающий электрод. Этот ток распространяется через грунт или породу и вызывает изменение потенциала на принимающем электроде.

Измерение напряжения

Принимающий электрод измеряет изменение потенциала, вызванное прохождением электрического тока через грунт или породу. Эти измерения позволяют определить электрическую проводимость материала.

Анализ данных

Полученные данные обрабатываются и анализируются для определения свойств подземных слоев. Электрическая проводимость может быть использована для определения типа грунта или породы, наличия воды, плотности и толщины слоев и других параметров.

Таким образом, принцип работы электропрофилирования основан на измерении электрической проводимости грунта или породы, что позволяет получить информацию о их свойствах и составе.

Применение электропрофилирования в геологии

Электропрофилирование является одним из важных методов исследования в геологии. Оно широко применяется для изучения подземных структур и свойств грунтов и пород. Вот некоторые области, в которых электропрофилирование находит применение:

Исследование геологического строения

С помощью электропрофилирования можно изучать геологическое строение земной коры. Измерение электрической проводимости позволяет определить границы между различными слоями грунта или породы. Это помогает установить толщину и состав каждого слоя, а также определить наличие трещин, полостей или других структур.

Определение наличия воды

Электропрофилирование может быть использовано для определения наличия подземных водных резервуаров. Вода обладает высокой электрической проводимостью, поэтому при прохождении электрического тока через грунт или породу с водой, можно обнаружить изменение проводимости. Это позволяет определить глубину и мощность водного слоя.

Оценка качества грунта

Электропрофилирование также может быть использовано для оценки качества грунта. Различные типы грунта имеют различную электрическую проводимость. Например, песчаные грунты обычно имеют более высокую проводимость, чем глинистые грунты. Измерение проводимости позволяет определить тип грунта и его свойства, такие как плотность, влажность и проницаемость.

Исследование геологических процессов

Электропрофилирование может быть использовано для изучения различных геологических процессов, таких как движение воды, эрозия и сейсмическая активность. Измерение проводимости позволяет отслеживать изменения в подземных структурах и свойствах грунта, что помогает понять и предсказать эти процессы.

Таким образом, электропрофилирование является мощным инструментом для изучения геологических объектов и процессов. Оно позволяет получить информацию о геологическом строении, наличии воды, качестве грунта и других параметрах, что помогает в планировании строительства, разведке полезных ископаемых и других геологических исследованиях.

Преимущества и ограничения электропрофилирования

Электропрофилирование является мощным инструментом для изучения геологических объектов и процессов. Оно имеет ряд преимуществ, которые делают его полезным в геологических исследованиях:

Неинвазивность

Одним из главных преимуществ электропрофилирования является его неинвазивность. Измерения проводятся с помощью электродов, которые размещаются на поверхности земли или в скважинах. Это позволяет получать информацию о подземных структурах без необходимости бурения или разрушения грунта. Таким образом, электропрофилирование является экологически безопасным методом исследования.

Высокая разрешающая способность

Электропрофилирование обладает высокой разрешающей способностью, что позволяет получать детальную информацию о геологических структурах. Метод позволяет определить границы различных геологических слоев, наличие трещин и полостей, а также изменения влажности грунта. Это делает электропрофилирование полезным инструментом для изучения подземных вод, поиска полезных ископаемых и планирования строительства.

Быстрота и эффективность

Электропрофилирование является относительно быстрым и эффективным методом исследования. Измерения проводятся с помощью специального оборудования, которое позволяет получать данные в режиме реального времени. Это позволяет быстро оценить геологическую ситуацию на исследуемой территории и принять соответствующие решения.

Несмотря на свои преимущества, электропрофилирование также имеет некоторые ограничения:

Зависимость от условий проведения измерений

Точность и надежность результатов электропрофилирования зависят от условий проведения измерений. Например, качество контакта электродов с поверхностью земли или грунтом может влиять на точность измерений. Также, наличие металлических объектов вблизи исследуемой территории может искажать результаты.

Ограниченная глубина исследования

Электропрофилирование имеет ограниченную глубину исследования. Глубина проникновения сигнала зависит от проводимости грунта и частоты измерений. В некоторых случаях, особенно при наличии сильно проводящих слоев, глубина исследования может быть ограничена.

Требуется опыт и специальное оборудование

Для проведения электропрофилирования требуется опыт и специальное оборудование. Интерпретация результатов исследования может быть сложной задачей, требующей знания геологических процессов и свойств грунта. Также, для проведения измерений необходимо использовать специальные электроды и приборы, что может быть затратным.

В целом, электропрофилирование является полезным инструментом для изучения геологических объектов и процессов. Оно позволяет получать информацию о геологическом строении, наличии воды, качестве грунта и других параметрах, что помогает в планировании строительства, разведке полезных ископаемых и других геологических исследованиях.

Технические аспекты проведения электропрофилирования

Электропрофилирование – это метод геофизического исследования, основанный на измерении электрического сопротивления грунта. Для проведения электропрофилирования необходимо использовать специальное оборудование и следовать определенным техническим аспектам.

Подготовка оборудования

Перед началом исследования необходимо подготовить все необходимое оборудование. Это включает в себя:

Электроды – металлические стержни или пластины, которые вводятся в грунт для измерения электрического сопротивления. Электроды должны быть чистыми и хорошо заземленными.
Измерительный прибор – специальное устройство, которое измеряет электрическое сопротивление грунта. Прибор должен быть калиброван и настроен перед началом исследования.
Кабели – провода, которые соединяют электроды с измерительным прибором. Кабели должны быть достаточной длины и хорошо изолированы, чтобы предотвратить помехи.

Размещение электродов

После подготовки оборудования необходимо разместить электроды в грунте. Обычно используется два электрода – один подается ток, а другой измеряет напряжение. Расстояние между электродами может варьироваться в зависимости от глубины исследования и свойств грунта.

Электроды должны быть вставлены в грунт на одной линии, чтобы обеспечить правильное измерение. Они также должны быть достаточно глубоко, чтобы исключить влияние поверхностных слоев грунта.

Измерение электрического сопротивления

После размещения электродов можно приступить к измерению электрического сопротивления грунта. Для этого подается постоянный электрический ток через один электрод, а другой электрод измеряет напряжение.

Измерительный прибор регистрирует значения тока и напряжения и рассчитывает электрическое сопротивление грунта. Эти данные могут быть записаны для последующего анализа и интерпретации.

Анализ и интерпретация данных

Полученные данные электропрофилирования могут быть проанализированы и интерпретированы для получения информации о геологическом строении и свойствах грунта. Это может включать определение границ различных геологических слоев, наличие воды, плотность грунта и другие параметры.

Анализ данных может быть выполнен с использованием специального программного обеспечения или методов геофизической интерпретации. Результаты анализа могут быть представлены в виде графиков, профилей или карт, что облегчает понимание и визуализацию полученной информации.

Технические аспекты проведения электропрофилирования включают подготовку оборудования, размещение электродов, измерение электрического сопротивления и анализ данных. Правильное выполнение этих шагов позволяет получить точные и надежные результаты исследования.

Примеры использования электропрофилирования в исследованиях

Электропрофилирование широко применяется в геологических исследованиях для изучения различных параметров грунта и подземных структур. Вот несколько примеров использования этого метода:

Определение границы водоносного горизонта

Электропрофилирование может быть использовано для определения границы водоносного горизонта. Путем измерения электрического сопротивления грунта на разных глубинах можно определить, где происходит изменение сопротивления, что может указывать на наличие воды. Это позволяет геологам определить глубину и мощность водоносного горизонта, что важно при планировании бурения скважин и разработке водозаборных систем.

Исследование геологической структуры

Электропрофилирование может помочь в изучении геологической структуры подземных образований. Путем измерения электрического сопротивления на разных глубинах можно определить наличие различных геологических слоев, таких как песчаники, глины или известняки. Это позволяет геологам составить модель подземной структуры и лучше понять геологические процессы, происходящие в данной области.

Оценка состояния грунта

Электропрофилирование может быть использовано для оценки состояния грунта, например, его плотности или влажности. Измерение электрического сопротивления грунта может дать представление о его физических свойствах. Например, более высокое сопротивление может указывать на более плотный грунт, а более низкое сопротивление может указывать на наличие влаги или более пористый грунт. Это информация может быть полезна при планировании строительства или оценке устойчивости грунта.

Это лишь несколько примеров использования электропрофилирования в геологических исследованиях. Этот метод имеет широкий спектр применений и может быть полезным инструментом для изучения различных аспектов геологии и геотехники.

Таблица по теме “Электропрофилирование в геологии”

Понятие	Описание	Пример
Электропрофилирование	Метод геофизического исследования, основанный на измерении электрического сопротивления грунта или породы	Определение глубины подземных вод, поиск полезных ископаемых
Принцип работы	Измерение электрического сопротивления проводится с помощью электродов, вводимых в грунт или породу	Измерение сопротивления на разных глубинах для построения электрического профиля
Применение	Определение глубины подземных вод, поиск полезных ископаемых, изучение геологического строения	Определение глубины до водоносного слоя, поиск месторождений нефти и газа
Преимущества	Быстрое и относительно недорогое исследование, возможность получения детальной информации о грунте или породе	Определение глубины до водоносного слоя без бурения скважин
Ограничения	Зависимость результатов от влажности грунта, наличия препятствий в подземных слоях	Необходимость проведения дополнительных исследований для подтверждения результатов
Технические аспекты	Выбор типа электродов, расстояние между электродами, частота измерений	Использование различных типов электродов в зависимости от грунта или породы
Примеры использования	Определение глубины до водоносного слоя, поиск месторождений нефти и газа, изучение геологического строения	Определение глубины до водоносного слоя для планирования бурения скважин

Заключение

Электропрофилирование – это метод геофизического исследования, который используется для изучения геологического строения земной коры. Он основан на измерении электрической проводимости грунта или породы. Принцип работы заключается в создании электрического поля и измерении его изменений при прохождении через грунт или породу.

Электропрофилирование широко применяется в геологии для определения границ слоев, нахождения подземных вод, поиска полезных ископаемых и других геологических объектов. Он позволяет получить информацию о структуре и составе грунта на глубине, что помогает в планировании строительства, разведке месторождений и других геологических исследованиях.

Преимуществами электропрофилирования являются его высокая точность, низкая стоимость и возможность проведения исследований на больших площадях. Однако, метод имеет свои ограничения, такие как зависимость результатов от влажности грунта, наличие препятствий в подземной среде и ограниченную глубину исследования.

Технические аспекты проведения электропрофилирования включают выбор подходящих электродов, определение расстояния между ними,

Электропрофилирование

Методы электропрофилирования основаны на изучении кажущегося удельного сопротивления пород при постоянных размерах установки, т.е. взаимное положение питающих и приемных заземлений остается постоянным, в то время как вся установка от пункта к пункту перемещается вдоль профиля. Это позволяет изучать геологический разрез вдоль линий наблюдений примерно на одинаковой глубине.

Для получения наиболее четких результатов в различных геологических условиях надо применять различные установки электропрофилирования. Все методы электропрофилирования можно использовать при маршрутной или площадной съемках. При маршрутной съемке наблюдения проводят вдоль наиболее характерных направлений, обычно вкрест простирания горных пород. При площадной съемке исследуемый участок покрывают равномерной сетью пунктов наблюдения.

В методике работ большое значение имеет правильный выбор вида установки электропрофилирования. В зависимости от применяемой установки и методики полевых работ различают методы симметричного, дипольного, комбинированного профилирования, метод срединного градиента и т.п.

Симметричное профилирование (СЭП)

При работах этим методом используют симметричную четырехэлектродную установку, которую перемещают вдоль профиля с шагом, чаще всего равным расстоянию МN (рис.4).

Симметричную установку применяют для решения следующих задач: а) картирования складчатых структур, имеющих в своем составе опорные электрические горизонты; б) картирования крутопадающих объектов — даек, кварцевых жил, пластов угля и т.п.; в) картирования крутопадающих контактов различных по удельному сопротивлению пород — осадочных и изверженных, осадочных и метаморфических и т.п.; г) выявления направлений трещиноватости или сланцеватости коренных пород под наносами.

Наиболее широкое применение нашли установки АМNВ (с одной питающей линией) и АА / МNB / В (с двумя питающими линиями) (см.рис.4,а,б). Иногда применяют установку с тремя питающими линиями АА’А»МNВ»В’В, которая позволяет изучать геологический разрез на трех глубинах и еще более повысить геологическую информативность метода.

Рисунок 4 — Установка метода симметричного профилирования: а-с одной питающей линией АВ; б- с двумя питающими линиями АВ и А / В / ‘

Размеры установки выбирают опытным путем на участке с известным геологическим разрезом. При отсутствии такой возможности величину разносов вычисляют теоретически. На практике было установлено, что размер линии АВ должен быть в 10-20 раз больше предполагаемой глубины залегания искомых объектов [АВ=(10-20)H], а размер линии МN — в 3-10 раз меньше АВ.

На каждом пункте наблюдения в линии МN измеряют ΔU, в линии АВ — ток и вычисляют ρ_к=KΔU/I. По значениям ρ_к строят график кажущихся сопротивлений вдоль профиля. Установить природу аномалий часто бывает трудно, так как сходные графики ρ_k можно наблюдать над различными разрезами (рис.5).

Рисунок 5 — Графики ρ_к, полученные двухразной симметричной установкой над различными разрезами: а — над прогибом в кристаллических породах, б — над породами малого сопротивления, приближенными к поверхности, в — над рудной залежью, г — над контактом между породами с разным сопротивлением: 1-пески, 2-конгломераты, 3-сланцы, 4-граниты, 5-диориты, 6-рудная залежь.

Чтобы получить более полные сведения, для оценки причин аномалий используют установку с двумя питающими линиями АВ и А’В’ (АА’МNВ’В). На каждой точке, таким образом, определяют два значения ρ_к, относящиеся к разным глубинам. На рисунке 5 видно, что графики ρ_к при больших разносах АВ позволяют уточнить причины аномалий. Для трещиноватых (сланцеватых) пород характерно явление макроанизотропии — вдоль преобладающего направления трещин сопротивление пород меньше. Это явление известно под названием парадокса анизотропии. Когда установка расположена вдоль трещиноватости, ток от электрода А течет к электроду В вдоль трещин, плотность тока в линии МN высокая, разность потенциалов ΔU большая, а следовательно, и значения ρ_к высокие. Когда установка ориентирована поперек трещин, ток растекается в стороны вдоль трещин, плотность тока в линии МN меньше, а следовательно, и значения ρ_к минимальные, хотя фактически сопротивление пород в этом направлении наиболее высокое.

Для определения направления трещиноватости горных пород проводят круговое профилирование. На каждом пункте профиля определяют не одно, а несколько значений ρ_к в разных направлениях; ρ_к1 с установкой А₁МNB₁ ρ_к2 — с установкой А₂МNВ₂ и т.д. (рис.6,а).

Рисунок 6 — Круговое профилирование: а-расположение установки на точке, б-полярная диаграмма ρ_к

Затем по направлениям, соответствующим азимутам разносов, откладывают в обе стороны от точки измеренные значения ρ_к (рис.6,б) и получают полярную диаграмму ρ_к. При отсутствии анизотропии диаграмма имеет вид окружности, над анизотропной средой получается эллипс. Длинная ось эллипса указывает направление максимальной концентрации тока, т.е. господствующее направление трещиноватости или сланцеватости пород.

Метод комбинированного профилирования (КЭП)

Комбинированное профилирование применяют дляпоисков и прослеживания, крутопадающих хорошо проводящихтел,главным образом, рудных тел жильного типа (рис.7,а).

Рисунок 7 — Установка комбинированного профилирования (а) и графики КЭП над маломощным крутопадающим пластом (б) и медноколчеданным месторождением (в): 1-наносы; 2-порфирит; 3-порфир; 4-хлоритизированная порода; 5-серицитизированная порода; 6-рудная залежь

Установка комбинированного профилирования состоит из двух встречных несимметричных трехэлектродных установок АМN и ВNМ с общим питающим электродом С, отнесенным от середины МN в перпендикулярном направлении на большое расстояние (обычно равное 10-15 АО, т.е. в бесконечность). Измерение разности потенциалов между электродами МN ведется на каждом пункте дважды: одно измерение при токе в линии АС (прямая установка АМNС), другое — при токе в линии ВС (обратная установка ВNМС). Это позволяет получить для каждого пункта по два значения ρ_к, а по профилю построить два графика ρ_к (рис.7,б).

Особенности комбинированного профилирования рассмотрим на примере изучения маломощного крутопадающего хорошо проводящего пласта с удельным сопротивлением ρ₀, залегающего в среде высокого сопротивления ρ. Когда установка находится на удалении от пласта над однородной вмещающей средой, сопротивления ρ_к _AMNC пласта ρ_к _BNMC одинаковы. По мере приближения установки к пласту слева ток будет стремиться идти к электроду С через проводящее тело. При этом плотность тока в области электродов МN возрастает при пропускании тока через А и уменьшается — при пропускании тока через В. Чем больше плотность тока, тем больше значение ΔU, а следовательно, и ρ_к. Таким образом, слева от ρ_к _AMNC > ρ_к _BNM_C, справа от него ρ_к _AMNC < ρ_к _BNMC. Когда центр установки будет расположен над пластом, значение сопротивления ρ_к _AMNC и ρ_к _BNMC будут равны (см.рис.3.7,б,в). Построенные по результатам наблюдения графики ρ_к _AMNC и ρ_к _BNMC над серединой пласта будут пересекаться, образуя «проводящее перекрестие». Среднеарифметическое значение ρ_к _AMNC и ρ_к _BNMC равно величине ρ_к, полученной с симметричной установкой АМNВ, т.е.

График ρ_к симметричного профилирования можно получить как среднюю линию по графикам комбинированного профилирования. На рис.7,б видно, что график симметричного профилирования ρ_к отмечает рудное тело чуть заметным минимумом, а комбинированное профилирование — четким пересечением графиков.

Если проводящих тел несколько, то и пересечение будет не одно. Следует отметить, что с увеличением глубины залегания рудных тел (см.рис.7,в) возможности метода значительно уменьшаются.

Метод дипольного профилирования (ДЭП)

Метод дипольного профилирования применяют для поисков хорошо проводящих объектов пластового типа, для геологического картирования. Круговым дипольным профилированием можно определить направление падения пластов. Дипольную установку используют при морских исследованиях.

Самая распространенная дипольная установка состоит из двух диполей: питающего АA’ и приемного МN (рис.8,а). Оба диполя располагаются вдоль одного профиля (оси), поэтому установка носит название односторонней осевой дипольной. Часто применяют на практике двусторонние дипольные установки с двумя питающими диполями АА’ и ВВ’, расположенными симметрично приемного диполя МN с обеих сторон (рис.8,6).

Рисунок 8 — Установка для одностороннего (а) и двустороннего (6) дипольного профилирования

В приемном диполе МN измеряют разность потенциалов ΔU, в питающем АА’ — ток I и для каждого пункта находят значение ρ_к=КΔU/1, относимое к середине R.

При двусторонней дипольной установке АА / МNВВ / определяют сначала значение ρ_к1 для установки АА / МN, а затем ρ_к для МNВ / В. Получают два графика ρ_к вдоль профиля, которые имеют такой же характер зависимости сопротивления от разреза, как и в методе комбинированного профилирования.

По данным дипольного профилирования более четко дифференцируется разрез. Этот метод требует меньших по размеру установок и характеризуется более высокой производительностью по сравнению с методом комбинированного профилирования. К недостаткам дипольного профилирования следует отнести большое влияние поверхностных неоднородностей, осложняющих форму графиков ρ_к. Это обстоятельство затрудняет, а иногда делает нецелесообразным применение дипольного профилирования в районах с неоднородными покровными отложениями и пересеченным рельефом земной поверхности. Недостатком дипольных установок является также быстрое уменьшение напряженности поля между приемными электродами МN с увеличением расстояния между питающим и приемным диполями, вследствие чего при работе с большими разносами приходится пользоваться источниками тока повышенной мощности или увеличивать размеры диполей.

Результаты по всем методам электропрофилирования изображают в виде графиков ρ_к по отдельным профилям или карт графиков и карт изолиний ρ_к, если работа проводилась в площадном варианте.

Графическое изображение и интерпретация результатов электропрофилирования

Результаты полевых наблюдений всех методов электропрофилирования изображают в виде графиков ρ_к вдоль профилей, карт графиков и карт изоом участка, если работа проводилась в площадном варианте. Интерпретация результатов электропрофилирования, как правило, носит качественный характер. В процессе интерпретации на картах графиков и изолиний ρ_к проводят корреляцию однотипных элементов и выделяют аномалии ρ_к. Сопоставляя графики ρ_к с фактическими геологическими материаламипо данной площади, определяют типгеоэлектрического разреза, плановое положение структур (оси складок, выходы пластов под покровные отложения, положения зон тектонических нарушений и т.п.), направление падения пластов и другие качественные характеристики разреза. Как правило, пониженными значениями ρ_к выделяются неглубоко залегающие рудные тела, обводненные зоны трещиноватости (рис.9,а,б), участки повышенной мощности рыхлых отложений (см.рис.9,а), карстовые обводненные или заполненные глиной полости, глинистые и углисто-глинистые сланцы. Повышенными значениями сопротивлений выделяются скальные породы, мало перекрытые рыхлыми отложениями, зоны промерзания и др.

Приведем конкретные примеры. По результатам работ методом комбинированного профилирования наблюдается пересечение двух графиков ρ_к как над проводящим объектом — рудные тела, зона оттаивания (рис.10,а), так и над объектом высокого сопротивления — зона промерзания (рис.10,6). По результатам работ методом дипольного и комбинированного профилирования с несколькими разносами питающих линий можно установить направление падения тектонической зоны по смещению точек пересечения кривых сопротивления при разносах с разной глубиной исследования. На рис.9 приведен пример использования результатов, полученных установкой дипольного профилирования с двумя разносами питающих линий, для определения направления падения зоны тектонического нарушения. Оно соответствует направлению смещения точки пересечения двусторонних графиков сопротивления с увеличением глубинности исследования измерительных установок дипольного профилирования. Поскольку глубинность установок, приведенных в данном примере, находится приблизительно в отношении 1:2 (ОО’=110м, ОО»=220м), можно ориентировочно судить об угле падения тектонической зоны (см.рис.9,б). На рис.9,а точки пересечения совпали, что свидетельствует о почти вертикальном падении зоны тектонического нарушения.

Рисунок 9 — Пример использования дипольного профилирования для определения условий залегания зон трещиноватости, связанных с разломами (Балтийский щит, по И.Н.Гершановичу), при вертикальном (а) и крутом (б) падении разлома. Графики дипольного профилирования: 1-установкой АА / =ВВ / =20м; MN=10м; ОО / =110м; 2-установкой АА / =ВВ / =40м; MN=20м; ОО / =220м; 3-гранитогнейсы; 4-моренные отложения; 5-трещиноватость; 6-зона разлома; 7-уровень грунтовых вод

Рисунок 10 — Применение электроразведки при исследованиях в зонах мерзлых пород (по В.В.Богородицкому, А.А.Огильви и др.) при наличии оттаявшей зоны в рыхлых отложениях (а) и при промерзании обводненных рыхлых отложений (б): 1-коренные породы; 2-рыхлые отложения; 3-оттаявшая зона; 4-лед; 5-направление движения вод под мерзлыми породами

ТОП 5 статей:

Экономическая сущность инвестиций — Экономическая сущность инвестиций – долгосрочные вложения экономических ресурсов сроком более 1 года для получения прибыли путем.
Тема: Федеральный закон от 26.07.2006 N 135-ФЗ — На основании изучения ФЗ № 135, дайте максимально короткое определение следующих понятий с указанием статей и пунктов закона.
Сущность, функции и виды управления в телекоммуникациях — Цели достигаются с помощью различных принципов, функций и методов социально-экономического менеджмента.
Схема построения базисных индексов — Индекс (лат. INDEX – указатель, показатель) — относительная величина, показывающая, во сколько раз уровень изучаемого явления.
Тема 11. Международное космическое право — Правовой режим космического пространства и небесных тел. Принципы деятельности государств по исследованию.