Astronet > Geofizicheskie metody issledovaniya zemnoi kory. Chast' 1

po tekstam po klyuchevym slovam v glossarii po saitam perevod po katalogu

Geofizicheskie metody issledovaniya zemnoi kory

8.4. Podzemno-skvazhinnye metody elektrorazvedki

8.4.1. Obshaya harakteristika podzemno-skvazhinnyh ili ob'emnyh metodov elektrorazvedki.

Podzemno-skvazhinnye metody elektrorazvedki prednaznacheny dlya izucheniya prostranstv mezhdu gornymi vyrabotkami, skvazhinami i zemnoi poverhnost'yu, t.e. dlya resheniya geologorazvedochnyh zadach v trehmernom ob'emnom prostranstve. V nih primenyayutsya bol'shinstvo elektromagnitnyh zondirovanii i profilirovanii (sm. 8.2.2, 8.2.3 - 8.3.2, 8.3.3). Odnako osobennosti izmerenii v gornyh vyrabotkah i skvazhinah trebuyut primeneniya special'noi apparatury, metodiki, teorii i priemov interpretacii. Krome togo, blagodarya vozbuzhdeniyu polya vblizi obnaruzhennyh poleznyh iskopaemyh uvelichivayutsya anomalii, kotorye imi obuslovleny. Eto pozvolyaet vypolnyat' prosvechivanie massivov gornyh porod. Podobnye ob'emnye issledovaniya povyshayut glubinnost' i effektivnost' elektrorazvedki na etapah detalizacionnyh issledovanii shaht i rudnikov dlya dobychi tverdyh poleznyh iskopaemyh. Naibol'shee primenenie oni nahodyat pri razvedke rudnyh mestorozhdenii - kak pri podgotovke, tak i v hode ih promyshlennoi ekspluatacii.

8.4.2. Polyarizacionnye ob'emnye metody.

1. Izuchenie porod i rud, raspolozhennyh v okrestnostyah skvazhin i gornyh vyrabotok, udobno provodit' s pomosh'yu metodov estestvennoi (EP) i vyzvannoi (VP) polyarizacii (sm. 7.1.2). Sistema nablyudenii opredelyaetsya sushestvuyushei set'yu gornyh vyrabotok, skvazhin, vozmozhnost'yu rabotat' na zemnoi poverhnosti. Pri rabotah EP odin priemnyi elektrod ostaetsya nepodvizhnym, a s pomosh'yu vtorogo izuchayutsya potencialy estestvennogo elektricheskogo polya kak po ravnomernoi seti na poverhnosti, tak i vo vseh imeyushihsya skvazhinah i gornyh vyrabotkah s shagom poryadka 10 m. Pri rabotah VP pole mozhet sozdavat'sya na zemnoi poverhnosti ili v skvazhinah, a raznosti potencialov VP izmeryayutsya kak na zemnoi poverhnosti, tak i v gornyh vyrabotkah. Izuchiv ob'emnoe raspredelenie EP ili VP i znaya, chto ob'em anomal'nogo polya primerno v desyat' raz bol'she ob'ema sozdavshih ih rudnyh tel, mozhno poluchit' informaciyu ob ih prostranstvennom polozhenii. Eto vazhno dlya postanovki dal'neishei razvedki mestorozhdeniya, naprimer, bureniya.

2. Na styke mezhdu skvazhinnymi metodami EP i VP voznikli takie geoelektrohimicheskie metody, kak kontaktnyi i beskontaktnyi sposoby polyarizacionnyh krivyh (KSPK i BSPK), chastichnogo izvlecheniya metallov (ChIM) i dr.

Sushnost' KSPK ili BSPK svoditsya k propuskaniyu postoyannogo toka cherez skvazhinu, vskryvshuyu rudnuyu zalezh' ili raspolozhennuyu ryadom s nei. Dlya etogo v skvazhine zazemlyaetsya elektrod A (elektrod V otnositsya v "beskonechnost'", t.e. na rasstoyanie, v 10 raz bol'shee glubiny pogruzheniya A). Postepenno uvelichivaya silu propuskaemogo toka, registriruetsya kontaktnaya raznost' potencialov mezhdu priemnym elektrodom v skvazhine (M) i standartnym elektrodom sravneniya (N), udalennym ot nee. Poluchaemye v rezul'tate rabot polyarizacionnye krivye (grafiki zavisimosti kontaktnoi raznosti potencialov ot sily propuskaemogo toka) harakterizuyut usrednennoe kolichestvo i kachestvo rud.

V metode ChIM postoyannyi tok propuskaetsya cherez zazemlennyi v zalezh' elektrod A, a vtoroi elektrod V, nazyvaemyi elementopriemnikom, peremeshaetsya po ravnomernoi seti (s shagom do 20 x 20 - 50 x 50 m) na zemnoi poverhnosti. Propuskanie v techenie neskol'kih chasov ( $t$ ) toka privodit k nakopleniyu okolo elektroda V himicheskih elementov vsledstvie ih elektroliticheskogo privnosa iz rudnogo tela. Izmeryaya s pomosh'yu metodov himicheskogo analiza massu ( $m_{i}$ ) togo ili inogo himicheskogo elementa ( $i$ ), naprimer, svinca, cinka, medi i dr., nakoplennyh u elementopriemnikov, i znaya $t$ , mozhno postroit' geoelektrohimicheskii godograf (grafik zavisimosti $m_{i}$ ot $t$ ). Poluchiv podobnye godografy na vseh tochkah nablyudeniya i postroiv karty m (dlya $t$ = const), mozhno po maksimumam na nih vyyavit' epicentry rudnyh zalezhei togo ili inogo sostava, a po $\Delta m / \Delta t$ ocenit' ih ob'emy.

8.4.3. Metod zaryazhennogo tela.

Metod zaryazhennogo tela (MZT) ili zaryada (MZ) sluzhit dlya ocenki libo formy i polozheniya rudnyh tel (rudnyi variant MZT), libo napravleniya i skorosti dvizheniya podzemnyh vod (gidrogeologiches-kii variant MZT).

1. Rudnyi variant MZT svoditsya k "zaryadu" s pomosh'yu elektroda A rudnoi zalezhi cherez skvazhinu ili gornuyu vyrabotku postoyannym ili nizkochastotnym peremennym tokom (vtoroi elektrod V otnesen "beskonechno daleko", v 5 - 10 raz dal'she, chem glubina elektroda A). Po zemnoi poverhnosti s pomosh'yu priemnoi linii MN i millivol'tmetrov izuchaetsya raspredelenie potencialov ili gradientov potencialov. V rezul'tate stroyatsya ekvipotencial'nye linii. Tak kak zaryazhennaya rudnaya zalezh' yavlyaetsya prakticheski ekvipotencial'nym provodnikom, s kotorogo tok stekaet ravnomerno, to vokrug nee obrazuyutsya poverhnosti ravnogo potenciala, povtoryayushie formu zalezhi. Poetomu po forme ekvipotencial'nyh linii na zemnoi poverhnosti mozhno sudit' o mestopolozhenii epicentra rudnoi zalezhi, t.e. ego proekcii na zemnuyu poverhnost'.

Detalizacionnym variantom MZT yavlyaetsya metod elektricheskoi korrelyacii (MEK), v kotorom potencialy tochechnogo zaryada v rudnoi zalezhi izuchayutsya ne tol'ko na zemnoi poverhnosti, no i v sosednih skvazhinah. V rezul'tate proishodit "prosvechivanie" celikov porod mezhdu skvazhinami. Po korrelyacii anomalii na krivyh potenciala v sosednih skvazhinah mozhno sudit' o mestopolozhenii v mezhskvazhinnom prostranstve rudnyh tel.

2. V gidrogeologicheskom variante MZT opredelyayutsya napravlenie i skorost' dvizheniya podzemnogo potoka. Dlya etogo presnyi vodnyi potok periodicheski podsalivaetsya povarennoi sol'yu. V nem obrazuetsya "provodyashee" telo iz zony mineralizovannyh vod, kotoroe dvizhetsya vmeste s potokom. Periodicheski izuchaya na zemnoi poverhnosti izolinii potenciala, mozhno opredelit', kak ono smeshaetsya. Napravlenie potoka podzemnyh vod opredelyaetsya po napravleniyu maksimal'nogo smesheniya izolinii potenciala, a ego skorost' ravna $\Delta R / \Delta t$ , gde $\Delta R$ - maksimal'noe smeshenie izolinii za vremya $\Delta t$ . Gidrogeologicheskii variant MZT interesen tem, chto dinamiku podzemnyh vod mozhno poluchat' po odnoi skvazhine, v to vremya kak gidrogeologam dlya teh zhe celei nuzhny 3 - 4 skvazhiny.

8.4.4. Indukcionnoe prosvechivanie.

Dlya obsledovaniya okoloskvazhinnyh prostranstv v celyah obnaruzheniya provodyashih rudnyh tel primenyayutsya razlichnye skvazhinnye elektromagnitnye (indukcionnye) metody, kotorye po fizicheskoi sushnosti, primenyaemoi apparature i principam interpretacii pohozhi na rassmatrivaemye vyshe NChM i MPP (sm. 8.3.6 - 8.3.7). Naibolee izvestnymi skvazhinnymi indukcionnymi metodami, osnovannymi na primenenii nizkochastotnyh garmonicheskih i neustanovivshihsya polei, yavlyayutsya metody nezazemlennoi petli so skvazhinnymi izmereniyami parametrov polya (NPS-AFI, NPS-MPP) i metody skvazhinnogo dipol'nogo elektromagnitnogo profilirovaniya (DEMPS-NChM, DEMPS-MPP).

S pomosh'yu skvazhinnyh induktivnyh metodov vyyavlyayutsya rudnye tela na rasstoyaniyah do 40 - 100 m ot skvazhiny, ocenivaetsya ih elektroprovodnost', a takzhe prostranstvennoe polozhenie.

8.4.5. Metod radiovolnovogo prosvechivaniya.

Dlya izucheniya celikov porod mezhdu vyrabotkami i skvazhinami i vyyavleniya rudnyh zalezhei ispol'zuetsya takzhe metod radiovolnovogo prosvechivaniya (RVP). V etom metode v odnoi vyrabotke ili skvazhine ustanavlivaetsya radioperedatchik, izluchayushii elektromagnitnye volny chastotoi 0,1 - 10 mGc, a v drugih sosednih vyrabotkah ili skvazhinah s pomosh'yu radiopriemnika izmeryaetsya napryazhennost' polya (sm. 8.1.1). Menyaya mestopolozheniya generatora i priemnika, mozhno "prosvetit'" porody mezhdu gornymi vyrabotkami i skvazhinami. V rezul'tate mozhno opredelit' tak nazyvaemyi koefficient poglosheniya porod vdol' luchei peredatchik-priemnik, kotoryi svyazan s elektromagnitnymi svoistvami sredy ( $\rho, \epsilon$ ).

Nalichie horosho provodyashih rudnyh tel privedet k uvelicheniyu zatuhaniya energii i poyavleniyu radiotenei, po kotorym mozhno okonturit' rudnye tela i pravil'no napravit' dal'neishie razvedochnye raboty. Dal'nost' prosvechivanii ne prevyshaet neskol'kih soten metrov.

9. Interpretaciya i oblasti primeneniya elektrorazvedki

9.1. Interpretaciya elektromagnitnyh zondirovanii i osobennosti ih geologicheskogo primeneniya

Kak i v drugih metodah geofiziki, sushestvuyut kachestvennye i kolichestvennye priemy interpretacii elektromagnitnyh zondirovanii (EMZ). Pri kachestvennoi interpretacii vedetsya vizual'nyi analiz materialov, pozvolyayushii ocenit' izmeneniya elektromagnitnyh svoistv v razreze i vybrat' apriornye fiziko-geologicheskie modeli (FGM) dlya posleduyushei kolichestvennoi interpretacii. Kolichestvennaya interpretaciya sostoit iz raschetnoi ili fiziko-matematicheskoi chasti, t.e. resheniya obratnoi zadachi, i geologo-geofizicheskogo istolkovaniya rezul'tatov. Metodologiya, ili teopiya racional'noi interpretacii, dlya vseh metodov EMZ odinakova, a geologo-geofizicheskoe istolkovanie, kak i oblasti primeneniya, razlichaetsya.

9.1.1. Kachestvennaya interpretaciya elektromagnitnyh zondirovanii.

Kak izvestno (sm. 7.3, 8.2), v rezul'tate elektromagnitnyh zondirovanii poluchayutsya krivye zavisimostei kazhushihsya soprotivlenii KS ( $\rho_{K} (r) , \rho_{T} (\sqrt{T} ) , \rho_{\omega } (\sqrt{T} ) , \rho_{\tau } (\sqrt{2\pi t} )$ ) ili polyarizuemostei $\eta_{k}(r)$ ot parametrov glubinnosti PG ( $AV / 2 = r, \sqrt{T} , \sqrt{2\pi t}$ ). Pri kachestvennoi interpretacii v rezul'tate vizual'nogo analiza krivyh opredelyaetsya prezhde vsego chislo sloev v razreze. Krivye KS klassificiruyutsya po chislu sloev i sootnosheniyu ih UES. Na ris. 3.4 privedena, naprimer, dvuhsloinaya paletka, na kotoroi imeyutsya krivye s $\rho_{1} \lt \rho_{2}$ i $\rho_{1} \gt \rho_{2}$ .

Trehsloinye krivye VEZ po sootnosheniyu UES (sverhu vniz) delyatsya na sleduyushie tipy (sm. ris. 3.9): 1) $N$ - s minimumom v seredine ( $\rho_{1} \gt \rho_{2} \lt \rho_{3}$ ); 2) $K$ - s maksimumom v seredine ( $\rho_{1} \lt \rho_{2} \gt \rho_{3}$ ); 3) $A$ - s vozrastayushimi UES ( $\rho_{1} \lt \rho_{2} \lt \rho_{3}$ ) i 4) $Q$ - s ubyvayushimi UES ( $\rho_{1} \gt \rho_{2} \gt \rho_{3}$ ). Na tom zhe ris. 3.9 privedeny vozmozhnye geologo-gidrogeologicheskie razrezy, kotorym mogut sootvetstvovat' eti krivye.

Vyyavlennye v rassmatrivaemom primere elektricheskie gorizonty (I, II, III) sovpadayut libo s litologicheskimi granicami (krivaya $A$ ), libo s gidrogeologicheskimi (urovnem podzemnyh vod) (krivye $N$ i $Q$ ), libo s izmeneniem fiziko-mehanicheskogo sostoyaniya porod, naprimer, uvelicheniem treshinovatosti, kotoraya soprovozhdaetsya ponizheniem UES (krivaya $K$ ).

Ris. 3.9. Tipichnye trehsloinye krivye VEZ: a - grafiki KS, b - geoelektricheskie razrezy; 1 i 2 - litologicheskie i gidrogeologicheskie granicy; 3 i 4 - izvestnyaki massivnye i treshinovatye; 5 - peski; 6 - gliny; 7 - granity

Prakticheski poluchayutsya mnogosloinye krivye. Im mozhno pridat' bukvennye oboznacheniya teh trehsloinyh krivyh, iz kotoryh sostoit dannaya mnogosloinaya. Primer pyatisloinoi krivoi VEZ-DEZ priveden na ris. 3.10.

Ris. 3.10. Pyatisloinaya krivaya VEZ-DEZ tipa $KQH$

Dlya EMZ v garmonicheskom (MTZ, ChZ) ili impul'snom (ZS) rezhimah v obshem nazvannye tipy krivyh sohranyayutsya. Odnako u nih est' osobennosti, naprimer, dopolnitel'nyi ekstremum u levoi asimptoty (ChZ), maksimum u pravoi asimptoty (ZSM) i dr.

Dlya kachestvennoi interpretacii ploshadnyh issledovanii metodom VEZ ispol'zuyutsya karty tipov krivyh, inogda absciss i ordinat tochek peregiba, maksimumov, minimumov. Po profilyam mozhno stroit' razrezy kazhushihsya soprotivlenii ( $\rho_{k}$ ), prodol'nyh provodimostei ( $S_{k} = r / \rho_{k}$ ) dlya vyyavleniya horosho provodyashih sloev ili poperechnyh soprotivlenii ( $T_{k} = r\rho_{k}$ ), dlya vydeleniya ploho provodyashih sloev. Pri postroenii etih razrezov po gorizontali prostavlyayutsya tochki VEZ, po vertikali otkladyvaetsya parametr glubinnosti ( $r, AB/2$ ), prostavlyayutsya $\rho_{k}, S_{k} ili T_{k}$ i provodyatsya izolinii.

Analiz etih materialov pozvolyaet dat' obshuyu harakteristiku i stepen' izmenchivosti geoelektricheskih razrezov v plane i po glubine. Uchastki, gde izolinii na razrezah pochti parallel'ny, yavlyayutsya gorizontal'no sloistymi. Tochki VEZ i DZ na nih mozhno interpretirovat' v ramkah odnomernyh modelei.

Na uchastkah, gde izolinii kruto nakloneny, nahodyatsya kontakty, litologicheskie smeny porod. Krivye VEZ i DZ zdes', kak pravilo, iskazheny i ih kolichestvennaya interpretaciya vozmozhna v ramkah dvuh- ili trehmernyh modelei. Analogichnye karty i razrezy stroyatsya po dannym drugih EMZ.

Nazad| Vpered

Publikacii s klyuchevymi slovami: geofizika - Zemlya - zemnaya kora Publikacii so slovami: geofizika - Zemlya - zemnaya kora
Sm. takzhe: Voshod Zemli: video Udarnyi krater Manikuagan: vid iz kosmosa Zemlya i Luna: vid s drugoi storony Snezhnaya burya 1938 goda v Verhnem Michigane Polet nad nochnoi Zemlei – II Apollon-17: serp Zemli Samyi bol'shoi kamen' v nashei Solnechnoi sisteme Vse publikacii na tu zhe temu >>

Mneniya chitatelei [5]

Versiya dlya pechati

Astrometriya - Astronomicheskie instrumenty - Astronomicheskoe obrazovanie - Astrofizika - Istoriya astronomii - Kosmonavtika, issledovanie kosmosa - Lyubitel'skaya astronomiya - Planety i Solnechnaya sistema - Solnce