Результаты полевых измерений и их интерпретация

В ходе проведения полевой практики были произведены измерения методом ВЭЗ(Вертикального Электрического Зондирования).Измерения проводились по профилю 1-1. Значения были измерены на 3 точках, расстояние между точками зондирования составляет 200 метров. По полученным данным были построены полевые кривые (рисунок …) и определены их типы. В ходе качественной интерпретации были построены экспериментальные, теоретические, и превдокаротажные кривые ВЭЗ:

Кривая ВЭЗ №1 (рисунок …). Данная кривая относится к типу КН и является 34хслойной.

1) Кривая ВЭЗ №2 (рисунок …). Данная кривая относится к типу КН и является 4-хслойной.

2) Кривая ВЭЗ №3 (рисунок …). Данная кривая относится к типу КН и является 4-хслойной.

3)

Рисунок …– Кривая ВЭЗ №1

Рисунок …– Кривая ВЭЗ №2

Рисунок …– Кривая ВЭЗ №3

По теоретическим кривым выделены геоэлектрические горизонты, определены их кажущееся сопротивление и мощность которые предевены в таблице (таблица …).

Проводя количественную интерпретацию, была построен разрез изоом. В правой части разреза на разносах от 1 метра до 10 наблюдается аномалия с высокими значениями кажущегося сопротивления, которые достигают значений 4642 Ом. При разносе от 25 метров наблюдаются по всему разрезу малые значения кажущегося сопротивления, которые в правой части разреза составляют 64,5 Ом.

Рисунок …– Разрез изоом

Электропрофилирование

 

При электрическом профилировании кажущееся сопротивление измеряют установками, разносы у которых остаются постоянными, а сами установки перемещаются вдоль профиля. Поскольку глубинность исследований зависит от величины разноса, то с помощью профилирования геоэлектрический разрез вдоль профиля на некоторой приблизительной постоянной глубине.

Электромагнитные профилирования применяют для решения большого числа геологических задач, связанных с картированием крутозалегающих (углы падения больше 10—20°) осадочных, изверженных, метаморфических толщ, рудных и нерудных полезных ископаемых на глубинах до 500 м. Их используют при инженерно-геологических, мерзлотно-гляциологических, гидрогеологических и почвенно-мелиоративных исследованиях с целью выявления неоднородностей разреза по литологии и глинистости, увлажненности и обводненности, разрушенности и закарстованности, талому и мерзлотному состоянию, степени общей минерализации подземных вод и засоленности почв.

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.

При электропрофилировании используют переносную электроразведочную аппаратуру (АЭ-72, АНЧ-3 и др.) и различные установки. Простейшей установкой для ЭП является симметричная AMNB, когда все электроды AMNB с соединяющими их проводами последовательно перемещают вдоль линии наблюдений и через постоянные расстояния измеряют кажущиеся сопротивления (взаимные расстояния между электродами во всех пунктах измерения остаются постоянными).

Рациональная методика проведения электропрофилирования, т.е. методика эффективная в геологическом и экономическом отношениях, 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.

Эти достаточно противоречивые требования выполнить возможно, если использовать все рекомендации и результаты опытных исследований, которые необходимо проводить в каждом районе перед началом полевых работ.

Результаты полевых измерений и их интерпретация.

В ходе практики было произведено симметричное электропрофилирование по профилю 1-1.В качестве измерительной установки была выбрана симметричная 4-х электродная установка с двумя разносами питающих линий. Расстояние между пикетами на изучаемых профилях – 10 м. Длина профиля 1-1 составляет около 430 метров, на котором насчитывается 43 пикета. По результатам ЭП были построены графики изменения кажущегося сопротивлениявдоль профиля для разносов АВ/210 м и 19,5 м.

При малом разносе АВ были исследованы глубины в 4-5 метров. При большом разносе электродов АВ исследовались более глубокие геологические горизонты.

Таблица …– Обработка результатов электропрофилирования(АВ малый разнос)

 

№ п/п	ПК	∆U, мВ(мкВ)	I,мА(сА)	К ***	ρк, Ом∙м	Примечания
			0,61	6,269952	1439,005
			0,8	822,9312
			0,58	1513,437
			0,82	1758,645
			0,61	2312,687
			0,44	1966,485
			0,61	2723,832
			0,32	2155,296
			0,31	1820,309
			0,54	1857,764
			0,68	1567,488
			0,46	2317,156
			0,34	2397,335
			0,5	3072,276
			0,34	2839,919
			0,34	2950,566
			0,62	2983,284
			0,29	3026,873
			0,41	3746,679
			0,4	3291,725
			0,77	3257,118
			0,4	2884,178
			0,29	3459,284
			0,7	3582,83
			0,43	3791,134
			0,6	4388,966
			0,4	4702,464
			0,36	5573,291
			0,21	5374,245
			0,18	5294,626
			0,22	5728,456
			0,12	4388,966
			0,25	3260,375
			0,32	2841,072
			0,36	2960,811
			0,28	3358,903
			0,4	1097,242
			0,5	1504,788
			0,6	710,5946
			0,6	940,4928
			0,8	728,8819
			0,6	1044,992
			0,6	1149,491

 

 

 

Рисунок … – График изменения кажущегося сопротивления по профилю 1-1 (АВ малый разнос)

 

Таблица …– Обработка результатов электропрофилирования(АВ большой разнос)

№ п/п	ПК	∆U, мВ(мкВ)	I,мА(сА)	К ***	ρкОм∙м	Примечания
			0,94	25,84494	302,4408
		6,8	0,54	325,4548
			0,58	356,4819
			0,44	469,908
			0,64	646,1235
			0,6	559,9737
		9,2	0,4	594,4336
		14,2	0,6	611,6635
		8,8	0,48	473,8239
		6,2	0,3	534,1287
		13,3	0,59	582,6062
		8,2	0,33	642,2076
		9,4	0,45	539,872
			0,46	618,0311
		8,6	0,42	529,2059
		10,5	0,46	589,9388
			0,44	587,385
			0,4	646,1235
			0,56	646,1235
			0,42	676,8912
			0,62	833,7077
			0,44	704,8619
			0,24	861,4979
			0,1	1033,798
			0,68	912,1743
			0,37	977,9166
			0,32	1130,716
		4,8	0,1	1240,557
			0,1	1033,798
			0,25	620,2785
			0,46	505,6618
		5,8	0,24	624,586
		4,8	0,26	477,1373
		2,5	0,18	358,9575
			0,16	646,1235
			0,6	258,4494
			0,7	184,6067
		5,7	0,8	184,1452
		5,4	0,8	174,4533
		5,6	0,9	160,8129
		3,7	0,6	159,3771
		1,3	0,18	186,6579
		1,5	0,2	193,837

 

 

 

Рисунок … – График изменения кажущегося сопротивления по профилю 1-1 (АВ большой разнос)

Метод постоянного естественного поля

 

Метод естественного электрического поля. Метод естественного электрического поля (ЕП, МЕП) основан на изучении локальных электрических постоянных полей, возникающих в горных породах в силу окислительно-восстановительных, диффузионно-адсорбционных и фильтрационных явлений.

Образование диффузионных потенциалов связано с диффузией ионов из раствора с большей концентрацией в раствор с меньшей концентрацией. Из-за разной скорости движения различных ионов (отрицательные более подвижны) раствор с пониженной концентрацией приобретает заряд иона, обладающего большей скоростью. На границах растворов появляется скачек потенциалов диффузионной природы вызовет движений ионов, противодействующее процессу диффузии. В результате этих процессов устанавливается равновесие, при котором перемещение ионов вследствие диффузии компенсируется обратным естественным электрическим током. Величина диффузионных потенциалов определяется как различием концентраций соприкасающихся ра­створов, так и их химическим составом. В порах горной породы процесс диффузии осложняется адсорбцией на твердых частицах породы (особенно на глинистых) ионов одного знака, что приводит к преобладанию в подземной воде свободных ионов другого знака. Вследствие адсорбции характер диффузии ионов нарушается как за счет влияния заряженного слоя вокруг частиц, так и за счет изменения состава диффундирующих ионов. В результате действия обоих процессов и возникает естественное электрическое доле диффузионно-адсорбционной природы.

Образование фильтрационных электрических потенциалов связано с фильтрацией подземных вод по системе капилляров пористой породы. В результате адсорбции ионов на твердых стенках капилляров удерживаются ионы одного знака (как правило, отрицательные), и у стенок капилляра образуется цилиндрический двойной электрический слой. Внутри капилляров создается поток «свободных», диффузных ионов другого знака (как правило, по­ложительных). При движении жидкости через капилляр ввиду наличия на его концах разности давлений ∆Р в направлении перемещения воды происходит вынос зарядов и возникает разность потенциалов ∆U.

Естественные потенциалы окислительно-восстановительной природы (электрохимические поля) возникают на месторождениях сульфидных, полиметаллических, железных руд, а также графита и антрацита из-за наличия скачка потенциалов между электронным проводником и ионной средой. Кроме того, электрохимические поля создаются в окружении искусственных подземных проводников подвергающихся коррозийным процессам. Природа такого поля, объясняется тем, что на границе электронных и ионных проводников в основном за счет окислительно-восстановительных реакций возникает двойной электрический слой, создающий скачки потенциала, различные на разных участках поляризованной поверхности. Верхняя часть рудной залежи, как правило, располагается в зоне вертикальной циркуляции богатых кислородом и углекислотой инфильтрующихся атмосферных вод. Под влиянием этих вод рудные минералы окисляются. В нижних частях, более глубоких, залежи подземные воды застойные, богаты сероводородом, щелочами. Они вызывают либо нейтральные, либо восстановительные реакции. Так как окислительные реакции сопровождаются освобождением электронов, а восстановительные— присоединением их, то верхняя часть рудной залежи приобретает положительный потенциал, а нижняя — отрицательный (рисунок..). Внутри родного тела возникнет электрический ток. Во вмещающей рудное тело среде произойдет обратное распределение зарядов: у верхней части рудного тела сконцентрируются отрицательные ионы (катионы), а у нижней — положительные (анионы). В результате во внешней среде также пойдет ток. Таким образом, возникает природный гальванический элемент.

Рисунок.. — Схема образования естественных потенциалов над рудным телом.

 

Съемку естественных электрических потенциалов выполняют либо по отдельным линиям (профильная съемка), либо по системам обычно параллельных профилей, равномерно покрывающих изучаемый участок (площадная съемка). Направления профилей выбирают вкрест предполагаемого простирания прослеживаемых объектов, а расстояния между ними могут изменяться от 10 до 100 м и должны быть в несколько раз меньше ожидаемой длины рудных тел или иных разведываемых геологических объектов.

На каждом профиле равномерно размечают пункты измерения потенциалов. Расстояние между точками наблюдений (шаг съемки) изменяется от 5 до 50 м в зависимости от масштаба съемки, характера и интенсивности электрического поля. Оптимальным шагом можно считать шаг, несколько меньший предполагаемой глубины залегания верхней кромки разведываемых объектов и сравнимый с их поперечными размерами. Съемку естественных потенциалов можно выполнять двумя способами:

а) потенциала, при котором измеряют разности потенциалов между одной неподвижной точкой и путами наблюдений изучаемого профиля или площади;

б) градиента потенциала, при котором измеряют разность потенциалов между двумя электродами, расположенными на постоянном расстоянии друг от друга и перемещаемыми одновременно по профилям. В зависимости от масштаба съемки и категории местности отряд из двух-трех человек отрабатывает за смену от 50 до 300 точек наблюдений. Особенно высокую производительность получают при непрерывной съемке способом градиента потенциала с движущейся лодки или плота (рисунок...).

 

 

 

Рисунок.. – Схема работ по способу: а) потенциала,