Электрические методы разведки ( Электроразведка ) Гр. 2090

Электрические методы разведки ( Электроразведка )

Гр. 2090 Объем аудиторной работы 92 часа лекций - 46 часов лабораторных работ – 46 часов Самостоятельная (внеаудиторная) работа - 42 часа Форма отчетности - экзамен Гр. 2290 Объем аудиторной работы 36 часа лекций - 18 часов лабораторных работ – 18 часов Самостоятельная (внеаудиторная) работа - 16 часов Форма отчетности - зачет

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ РАЗВЕДКИ (ЭЛЕКТРОРАЗВЕДКА) Литература Якубовский Ю. В., Ренард И.В. Электроразведка: Учебник для вузов.– 3-е изд.- М.: Недра, 1991. -359 с. 2.Хмелевской, В. К. Основной курс электроразведки : в 3 ч. / М. : Изд-во МГУ, 1970-1975. Ч. 1: Электроразведка постоянным током. — 1970. — 243 с. Ч. 2: Электроразведка переменным током. — 1971. — 271 с. Ч. 3: Электроразведка в комплексе геолого-геофизических исследований. — 1975. — 207 с. 3. Хмелевской В.К., . Электроразведка . – М.: Изд. МГУ, 1984.-420 с. 4. Матвеев Б.К. Электроразведка при поисках месторждений полезных ископаемых: Учебник для вузов. – М.: Недра, 1982. 375 с. 5.Электроразведка: Справочник геофизика. В двух книгах/Под ред. В.К. Хмелевского и В.М. Бондаренко. Книга первая – М. Недра, 1989 6.Жданов., Электроразведка: учебное пособие. – М.: Недра, 1986 7. Ерофеев Л.Я. Электрические свойства минералов и горных пород. Учебное пособие. -Томск: изд. ТПУ, 1994. -54 с.

Основные вопросы электроразведки ( как и всех геофизических методов): Сущность и назначение метода; Геологические и физико-математические предпосылки; Измеряемые величины, размерности и единицы измерения; Аппаратура; Методика и техника полевых измерений; Обработка полевых материалов, поправки; Способы изображения полевых наблюдений; Качественная интерпретация, районирование; Методы количественной интерпретации; Применение.

Лекция 1 1. Электроразведка. Сущность, предпосылки (общие геолого-геофизические основы применения), история развития. 2. Классификация методов (по используемым полям, по месту проведения и по области применения). 3. Нормальные и аномальные поля. Прямая и обратная задача электроразведки. Неоднозначность решения обратной задачи. ФГМ в электроразведке.

Геологический разрез Геоэлектрический разрез 1 – покровные отложения, 2 – граниты, 3 – известняки, 4 – рудная залежь ρ – удельное электрическое сопротивление, μ - магнитная проницаемость, ε - диэлектрическая проницаемость, η - поляризуемость. Условные обозначения:

A B М N ρ1 A B M N a б ρ2 ρ1< ρ2 ρ1> ρ2 ρ2 ρ1

Графики к СЭП над пластами малой мощности. а — вертикальный пласт пониженного сопротивления; б — наклонный пласт пониженного сопротивления; в — наклонный пласт повышенного сопротивления

ρ2 ρ1 ρ1> ρ2 Геологический разрез Электрический разрез ρ1 ρ1 = ρ2 песок глина песок М >0,4 г/л УГВ УГВ Несовпадение литологических и электрических границ раздела Геологический разрез Электрический разрез

Электрическое поле двух линейных электродов Нормальное электрическое поле Аномальное электрическое поле U I

Объект изучения – геоэлектрический разрез Классификация методов электроразведки геологический разрез Метод электроразведки Группа методов Модификации По характеру используемого пространства (по месту проведения) группы методов: космические аэрометоды наземные (полевые), подземные (скважинные , шахтные), морские, 2. По области применения электроразведка: структурная, нефтяная рудная, инженерно-геологическая По характеру используемых полей Методы искусственных полей Методы естественных полей По типу решаемых геологических задач Зондирование Профилирование

Классификация методов электроразведки По типу, происхождению используемых полей и измеряемым параметрам: Электроразведка Сопротив- лений Электро- химической поляризации Индуктивные Электро- магнитные Магнито- теллурические Группы методов ВЭЗ ЭП МЗТ ЕП ВП МПП НЧИ ЧЗ ЗСБЗ МТЗ МТП Радио- волновые РВП РадиоКИП Поля Постоянных точечных и дипольных источников Поверхностно- и объемно поляризованных тел Незазем- ленных источников Переменных электромаг- нитных ди- полей Ионосферных источников и дальних гроз

Классификация электромагнитных методов электроразведки (по В.К. Хмелевскому)

Классификация основных электроразведочных методов по типу используемого поля

Одна из возможных физико-геологических моделей (ФГМ) геоэлектрического разреза , построенная по характеру изменения поля по профилю электропрофилирования (ЭП)

Лекция 2 Электрические (электромагнитные) свойства горных пород. Удельное электрическое сопротивление (УЭС). Определение, формула, единицы измерения. Удельное электрическое сопротивление горных пород (осадочных, метаморфических, изверженных) и руд. Факторы, влияющие на величину УЭС. Анизотропия свойств. Методы сопротивлений. Физическая сущность методов. Кажущееся удельное электрическое сопротивление.

Удельное электрическое сопротивление ρ Характеристика удельных электрических сопротивлений горных пород J (Ом м2)/м J ρ - в Ом м Удельная проводимость (электропроводность) γ = 1/ρ (См/м) Коэффициент анизотропии ρT - удельное электрическое сопротивление пород в направлении перпендикулярном напластованию ρL - удельное электрическое сопротивление пород вдоль направления напластования Проводимость (электропроводность) γ = 1/R (См)

А. Факторы, влияющие на электропроводность горных пород вода Нефть и газ Минеральный состав

Удельное электрическое сопротивление минералов Самородные элементы (проводники с электронной проводимостью) Графит (C) 10-4 - 1 Железо (Fe) (9 – 12) 10-8 Никель (Ni) (6 – 7) 10-8 Медь (Cu) 1,6 10-8 Серебро (Ag) 1,5 10-8 Золото (Au) 2 10-8 Платина (Pt) 9,8 10-8 Ртуть (Hg) 95 10-8 Висмут (Bi) 13 10-8 Минерал ρ, Ом м (полупроводники) ρ, Ом м Рудные минералы Пирит (FeS2 ) 10-5 - 1 Галенит (Pb S ) 10-5 - 1 Киноварь (HgS ) 106 - 1010 Халькопирит (CuFeS2 ) 10-4 – 10-1 Пирротин (FeS ) 10-6 – 10-4 Арсенопирит (FeAsS ) 10-5 – 10-1 Молибденит (MoS2 ) 103 -102 Антимонит (MoS2 ) 104 – 106 Магнетит (Fe3O4 ) 10-2 – 10-5 Лимонит (FeTiO3 ) 102 – 106 Гематит (Fe2 O3 ) 10-1 - 102 Непроводящие Сера (S) 1012 -1015 Полевой шпат 1011 -1012 сульфиды оксиды

Породообразующие минералы Минерал ρ, Ом м Кварц 1012 - 1016 Кальцит 109 - 1014 Оливин 108 - 1010 Роговая обманка 108 - 1014 Биотит 1012 - 1015 Ортоклаз 1010 - 1014 Эпидот 109 - 1014 Кальцит 109 – 1014 Доломит 107 -1016 Изверженные (102 – 107) Порода ρ, Ом м Сиенит 103 - 106 Граносиенит 103 - 106 Гранит 103 - 106 Диорит 103 - 107 Габбро 102 - 106 Базальт 104 - 107 Горные породы Метаморфические ( 102 – 108) Амфиболит 103 - 106 Гнейс 103 - 106 Глин. сланец 102 - 103 Мрамор 103 - 108 Осадочные (0,01 – 1000) редко 104 Известняк 100 - 1000 Песчаник 10 - 1000 Глины 1 - 50 Бурый уголь 10 - 1000 Каменный уголь 100 - 104 Антрацит 0,01 - 100 Жидкости Нефть 1012 - 1014 Речные воды 10 - 1000 Морские воды 0,15 – 1,5

Зависимость УЭС пород от водонасыщения 1 - перидотит с пористостью 1,4%, 2 – гранит (2,8%) 3 – габбро (2,8%), 4 – диабаз (0,7%), 5 – порфирит (2,7%) 6 –кварцевый порфир (3,2%), 7 – базальт (4%).

Зависимость УЭС кристаллических водонасыщенных пород от их пористости Зависимости относительного сопротивления обводненных пород от коэффициента пористости К. 1 – рыхлые пески, 2 – слабосцементированные песчаники, 3 – среднесцементированные песчаники, 4 – плотные известняки и доломиты

Основной минерал УЭС, Ом м в руде Минерала Руды Пирит 5 10-5 – 5 10-2 10-4 - 101 Халькопирит 10-4 – 7 10-4 10-4 – 10-1 Пирротин 10-5 – 5 10-5 10-5 – 10-3 Арсенопирит 3 10-4 10-3 – 10-1 Галенит 3 10-5 – 3 10-4 10-2 – 3 102 Магнетит 10-4 10-2 Порода, руда УЭС, Ом м Поперек слоистости Вдоль слоистости Руда: галенит 3,6 104 0,1 Кристаллический сланец с серици- том 7 106 – 3 109 6 106 – 5 107 Глинистый сланец 107 5 104 Каменный уголь 1,7 103 0,7 103 Коэффициент анизотропии ρT - удельное электрическое сопротивление пород в направлении перпендикулярном напластованию ρL - удельное электрическое сопротивление пород вдоль направления напластования

Типичные диаграммы электрического каротажа КС, Ом*м

Аппаратура и оборудование для электроразведки. Общая характеристика электроразведочного генераторно-измерительного канала. (Источники питания, устройства для возбуждения поля в земле, измерители, общие требования к измерительным электроразведочным приборам. Компенсационная и автокомпенсационная схемы измерения разностей потенциалов. Аналоговая и цифровая записи в электроразведке.) Переносная аппаратура. Электроразведочные станции. Аэроэлектроразведочные станции.

Лекция 3 Методы сопротивлений: электропрофилирование (ЭП), электрозондирование - вертикальное (ВЭЗ) и дипольное (ДЭЗ), подземные методы - метод заряженного тела (МЗТ) рудный вариант, метод погруженных питающих электродов, методы электрической корреляции и вертикального градиента, МЗТ гидрогеологический вариант. Геологические предпосылки и физическая сущность методов. Лекция 4 (2090) Основные законы теории поля постоянного тока Поле точечного, полусферического и стержневого заземлителей (электродов) над однородным изотропным полупространством. Влияние границы «земля-воздух». Системы заземлений. Поле двух точечных источников. Поле диполя. Кажущее сопротивление его физический смысл. Принцип взаимности. Глубина проникновения тока.

Электрическое поле двух электродов и схема установки Физическая сущность метода сопротивлений Токовые линии Эквипотенциальные линии

ρк =К ∆U / I

Основные законы теории поля постоянного тока - Закон Ома в обычной форме R = ∆U/I, или ∆U= R*I Учитывая, что R = ρ ∆ℓ/s и Е = dU/dℓ = ∆U/∆ℓ , запишем ∆U/ ∆ℓ = R *I/ ∆ℓ =(ρ ∆ℓ/s) *I/ ∆ℓ =ρ*I/s и , что I/s = j, где R – сопротивление, ∆U – разность потенциалов, ∆ℓ - длина проводника, s – площадь поверхности, через которую проходит ток, Е – напряженность поля, j – плотность тока, получаем Е = ρ j, или - Закон Ома в дифференциальной форме j = E/ρ; - для изотропной среды jx = Ex/ρx, jy = Ey/ρy, jz = Ez/ρz –для анизотропной

- Закон Кирхгофа в дифференциальной форме div j = 0 ; div j = ∂Ex/ρx + ∂Ey/ρy + ∂Ez/ρz = 0 - Уравнение Лапласа – основное дифференциальное уравнение поля постоянного тока ∆U = ∂²U/ ∂x² + ∂²U/ ∂y² + ∂²U/ ∂z² = 0

Точечный источник поля – источник, линейные размеры которого намного меньше расстояния от этого источника до точек, в которых исследуется поле Закон Ома в дифференциальной форме Потенциал точечного (или полусферического) электрода - вектор плотности тока Е – напряженность электрического поля М r j = E/ρ j

A 2J ρ ρ 1 2 3 4 Наличие границы раздела «земля- воздух» приводит к удвоению величины потенциала

Поле точечного источника Используя закон Ома в дифференциальной форме Е =j и выражение для потенциала dU = - Edr; или dU= R*I можно записать dU = - (Iρ/2π)*(dr/r²). Отсюда потенциал точечного источника в точке М равен интегралу по r от ∞ до данной точки: r Uм = - ∫ (Iρ/2π)*( dr/r²) = Iρ/2π r. ∞ или Uм = Iρ/2π r.

Потенциал полусферического электрода Uм = Iρ/2π r. Потенциал стержневого электрода Uм = Iρ/2π r Потенциал на поверхности стержневого электрода радиусом а Uа = Iρ/2π*а, отсюда Uа/I=ρ/2π*а=R R – имеет размерность сопротивления и называется переходным сопротивлением электрода или сопротивлением заземления, величина которого зависит от контакта электрода с почвой (коэффициента прилегания С изменяющегося от 1 до 3) и при а=1 см и глубине погружения до 50 см R примерно в 1,5 больше удельного сопротивления грунта, в который погружается электрод

U U U E E E A B A B M +J -J 1 - U 2 - E a б l x UАм = Iρ/2π*1/x UВм = Iρ/2π *1/(l-x) Uм = Iρ/2π *(1/x-1/(l-x)) E = - ∂U/ ∂x = Iρ/2π*(1/x²+ 1/(l-x) ²) Поле двух точечных электродов

А В М N A B M N АВ – питающие (токовые) MN – приемные (измерительные) Электроды: Принцип измерения удельного сопротивления среды При малых расстояниях MN по сравнению с АВ Е ≈ ΔU 2π/(1/AM-1/BM-1/AN+1/BN) = K При измерении тока в А При измерении тока В сА ΔU = Iρ/2π *(1/AM-1/BM )- Iρ/2π *(1/AN-1/BN) = Iρ/2π (1/AM-1/BM-1/AN+1/BN) ρ = 2π (1/AM-1/BM-1/AN+1/BN) *ΔU/I ΔU = Uм - UN Uм = Iρ/2π *(1/AM-1/BM ) UN = Iρ/2π *(1/AN-1/BN) + -

A B θ ℓ Er Eθ E Поле электрического диполя В однородной среде с сопротивлением ρ r момент диполя на поверхности земли Составляющие напряженности Полная напряженность На оси диполя поле в 2 раза больше, чем в экваториальной плоскости момент диполя в однородной безграничной среде γ -радиальная -азимутальная

A B M E Eθ Er Силовые линии поля диполя, в плоскости проходящей через его ось.

Напряженность электрического поля Е =MN jMN = ΔU / MN, где jMN - плотность тока, MN - удельное сопротивление вблизи приемных электродов Нормальная плотность тока в однородной среде j0 = J / 2πr² На постоянных разносах при однородном верхнем слое MN/i MN = const В результате получаем к = 2πr²/MN * ΔUMN / J0 = jMN * MN /iMN ≈ iMN, т.е. к над неоднородным полупространством пропорционально плотности тока у приемных электродов Физический смысл кажущегося сопротивления к – сложная функция геоэлектрического разреза и типа установки. Величина функции пропорциональна сопротивлению пород и плотности тока вблизи приемных электродов. к - характеризует степень искажения токовых линий вблизи приемных электродов неоднородностями, расположенными на глубине.

Кажущееся сопротивление ρк ρ1<ρк< ρ2 ρ2 > ρк > ρ3 ρ2 ρ3 ρ4 ρ1 ρ 1 < ρк < ρ4

Принцип взаимности А М N В А В М N K=2π/(1/AM-1/BM-1/AN+1/BN) K=2π/(1/MA-1/MB-1/AN+1/BN) AM = MA BM = MB ΔU = Iρ/2π (1/AM-1/BM-1/AN+1/BN) Для однородной среды AN = NA NB = BN Для неоднородной линейной среды принцип взаимности сохраняется

Глубина проникновения тока A B М α L - + h r r α α Графики затухания плотности jх / jх0 электрического тока для разных разносов АВ Zэф – эффективная глубина исследования jh К выводу закона изменения плотности тока с глубиной jh = I/s = (I / π r²)*cos α = (I / π h²)* sin²α*cos α = (I / 2π h²)*sin 2α*sin α При α >54°10´ падение плотности тока происходит более интенсивно j / j0 h/L(АВ) 1 2 3 1 0.8 0.6 0.4 0.2 0.25 j / j0 = 1/[1+ (2h/L)²] 3/2 L3 >L2 > L1

Влияние рельефа на величину ρк Форма рельефа: а – отрицательная; б – положительная. ρк пк j > j0 j < j0

Лекция 4 Электропрофилирование (ЭП). Сущность и назначение. Типы установок профилирования (2-,3-,4-х точечные, симметричные, одноразносные, двухразносные, дипольные, срединного градиента), их отличие (эффективность и недостатки) и применение. Методика работ электропрофилирования симметричными, дипольными установками и установками срединного градиента. Выбор рациональной методики проведения полевых работ методом электропрофилирования. Способы изображения результатов ЭП. Графики, карты графиков ρк, планы изоом. Интерпретация данных электропрофилирования Виды графиков электропрофилирования над различными типами вертикальных контактов сред.

1. Электропрофилирование (ЭП) Основная особенность – расстояния между электродами при измерениях на каждой точке не меняются, чем обеспечивается примерно постоянная глубина исследования на всей площади. Взаимное расположение Питающих (АВ) и приемных (MN) электродов называется установкой. К - const Установки: 1. Четырехэлектродная симметричная Г mV О А В М N АО = ОВ, MO = ON K = π AM AN / MN 2. Дипольная (AB < r, MN < r ) Г mV A B M N O O – точка относимости ( центр установки) r K = π r³ / AВ*MN

Типы симметричных установок электропрофилирования симметричная 4-хэлектродная симметричная 4-хэлектродная двухразносная срединного градиента трехэлектродная дивергентная Дивергентная двухразносная

Кривые к над антиклиналью и синклиналью: а – 2<1 и б - 2>1

3. Установка срединного градиента (ЭП СГ) А В М N M N График ρК симметричного ЭП над антиклинальным поднятием

Типы дипольных установок : АВ – питающий диполь; MN – приёмный диполь; ABMоNо – осевая (=0, =0); ABMaNa – азимутальная (0<<90, =90); ABMрNр – радиальная (0<<90, =0) ; ABMпNп – параллельная (0<<90, =); АВМэNэ – экваториальная параллельная (=90, =90); АВМэпNэп – экваториальная перпендикулярная (ортогональная) (0<<90, =+90). АВМппNпп –перпендикулярная θ = 90°, β =0°; Мэп Nэп Мпп Nпп О О (радиальная) (азимутальная) (экваториальная параллельная) (перпендикулярная) (экваториальная перпендикулярная, ортогональная) (параллельная) (осевая) β

План расположения питающих (А и В) и приемных ( М и N) электродов в разных установках метода сопротивлений: а - четырехэлектродной, б - срединного градиента, в - симметричной четырехэлектродной, г - трехэлектродной, д - двухэлектродной, е - дипольной радиальной, ж - дипольной азимутальной

Схема проведения дипольного азимутального зондирования: ГГ - генераторная группа, ПЛ - полевая лаборатория

Для изучения направления трещиноватости и электрической анизотропии разреза применяют круговое профилирование Направление трещиноватости определяют по длинной оси эллипса сопротивлений (парадокс анизотропии) Принцип взаимности: если поменять местами питающие и приемные электроды, значение ρК не изменится

Лекция 5 Качественная и количественная интерпретация ЭП. Основные области применения ЭП. Вертикальное электрическое зондирование. Сущность, назначение, применяемые установки ВЭЗ и ДЭЗ. ВЭЗ: двухслойные, трехслойные, четырехслойные разрезы, их параметры и соответствующие им типы кривых ВЭЗ. Масштаб построения кривых ВЭЗ.

Схема установки для метода симметричного профилирования а – схема установки для метода симметричного профилирования при измерении с ЭП-1: A1M1N1B1, A2M2N2B2, A3M3N3B3 – размещение электродов на профиле; б – геологический разрез: 1 – токовые линии, 2 – равнопотенциальные линии; в – график к: I – ток, пропускаемый через АВ, U – разность потенциалов между M и N.

1 – сланцы, 2 – известняки, 3 - покровные отложения. План графиков ρК над дайками График ρК над высокоомным пластом

Карта графиков ρК над контактом известняков и сланцев. АВ = 200 м, MN = 40 м. Карта изоом над антиклинальным поднятием с высокоомными породами в ядре. АВ = 200 м, MN = 40 м.

Качественная интерпретация данных ЭП

Графики двухразносного профилирования над антиклиналью и синклиналью при разных соотношениях сопротивлений выше- и нижележащей толщ.

Над фациально меняющейся толщей Графики двухразносного профилирования Над асимметричной структурой Над погребенной долиной

Прослеживание разрывной дислокации методами сопротивлений и естественного тока: а – план, б – разрез по профилю I-I, 1 – графики к, замеренные установкой AMNB при АВ=150 м, MN=10 м, шаг 10 м, 2 – графики потенциала естественного поля, 3 – почвенный слой, 4 – известняки, 5 – профили наблюдений, 6 – зона тектонического нарушения, 7 – карстовые воронки, 8 – источники, 9 – горизонтали рельефа, м

Вид графика ρк при электрическом профилировании над контактом двух сред симметричной четырехэлектродной установкой АМNВ (теоретическая кривая)

Вид кривой к над контактом двух сред при наблюдении симметричной установкой 1 — поверхностный слой; 2 — слой высокого сопротивления

Графики к над наклонным контактом при падении его в сторону среды с меньшим (а) и большим (б) сопротив­лением

График к СЭП над вертикальным пластом большой мощности и высокого сопро­тивления. П1, П2 — пики

График к СЭП над пластом большой мощности и пониженного сопротивления

График к СЭП над наклонным пластом высокого сопротивления График к СЭП над наклонным пластом пониженного сопротивления

Графики к СЭП над пластами малой мощности

Графики КЭП над проводящими пластами малой мощности и низкого сопротивления. а — при вертикальном залегании пласта; б — при наклонном залегании пласта

Схема установки для метода ВЭЗ: а – схема установки для метода ВЭЗ при измерениях с ЭСК-1; б – схема подключения ЭП при измерениях с линиями АВ, превышающими 2 км, А1В1, А2В2 – точки заземления питающих электродов; в – кривая ВЭЗ: 1, 2, 3 – участки кривой, полученные разными приемными линиями MN, I- ток, пропускаемый через питающую линию АВ, U – разность потенциалов между M и N; г – геологический разрез: 1 – токовые линии в случае однородной среды, 2 – токовые линии в случае неоднородной среды Вертикальное электрическое зондирование б а в г

Вертикальное электрическое зондирование (ВЭЗ) И ГНЧ К К А1 А2 А3 В1 В2 В3 М N f = 4.88 Гц lg ρК lg AB/2 Типы кривых ВЭЗ: Двухслойные Трехслойные Н К Q A Многослойные

Основные типы кривых ВЭЗ. а – двухслойные: 1 – (1>2), 2 – (1<2); б – трехслойные: 1 – тип Н (1>2<3), 4 – тип А (1<2<3). 2 – тип К (1<2>3), 3 – тип Q (1>2>3), в - четырехслойные – на восемь типов – HK, HA, KH, KQ, AA, QH,QQ, AK

Типичные трехслойные кривые ВЭЗ: а - графики КС, б -геоэлектрические разрезы; 1 и 2 - литологические и гидрогеологические границы; 3 и 4 - известняки массивные и трещиноватые; 5 - пески; 6 - глины; 7 - граниты

Пятислойная кривая ВЭЗ-ДЭЗ типа KQH

Реальная кривая ВЭЗ АВ/2 ρК Интерпретация данных ВЭЗ Качественная Количественная Карты типов кривых Разрезы изоом Карты изоом Карты ρК МИН или ρК МАКС Определение S По палеткам Моделирование (подбор) разреза на ЭВМ

Карта типов кривых ВЭЗ Схематический геологический разрез, отстроенный по виду кривых ВЭЗ

Карта изоом относительно среднего уровня (100 Ом м) для полуразноса питающих электродов АВ/2 = 500 м.

Разрезы изоом по данным ВЭЗ

Анализ 81 Рис.5

1971 ГОД 2007 ГОД РЕЛЬЕФ УЧАСТКА ПРАВОГО БЕРЕГА РЕКИ ТОМИ 36 ЛЕТ НАЗАД - (ЛЕВЫЙ РИСУНОК) В НАШИ ДНИ (ПРАВЫЙ РИСУНОК)

Примеры использования геофизических методов

85 Рис.6. Разрез изоом

вертикальный план изоом по профилю 1

Схематический геоэлектрический разрез и разрез изоом по результатам ВЭЗ на профиле к югу от Новосибирска (из работ Новосибирского геофизического треста) Цифрами указаны электрические сопротивления отдельных горизонтов и пород в Ом*м

Рис. 67. График Za (а), разрез кажущихся сопротивлений по данным СЭЗ (б) и геоэлектрический разрез (в) в районе Северо-Муйского тоннеля: 1 – удельные электрические сопротивления пород, кОмм, 2-4 – граниты слаботрещиноватые, трещиноватые, сильнотрещиноватые; 5 – дайки; 6 – тектонические зоны: I – узкие, II – широкие

Результаты геофизических исследований на участке «Карпаты» (по Н.Н.Кабину, 1971 г) а — разрез изоом рк по линии ABC и геоэлектрический разрез по линии ABC; б — карта участка с результатами электроразведки; 1 — пункты ВЭЗ на разрезах; 2 — изоомы рк,-Ом-м; 3— скважины гидрогеологические и их номера; 4 — толщи карбонатных пород среди' терригенных отложений; 5 — тектонические нарушения: 6 — электрическое сопротивление пород, Ом-м, и границы геоэлектрических горизонтов по ВЭЗ; сопротивления геоэлектрических горизонтов, Ом-м: 7—10—20, 8—20—35, 9—35—60; 10 — пункты ВЭЗ на карте; 11—'буровые скважины на карте и их номера; 12 — линия геоэлектрических разрезов; 13— изогипсы кровли известняков мелового возраста, м

Вид двухслойной палетки для интерпретации кривых ВЭЗ

Вид трехслойных палеток для интерпретации кривых ВЭЗ типов Н и К

Продольная проводимость и поперечное сопротивление S S T T Si = hi / ρi Ti = hi ρi h h1 h2 h3 SЭКВ = h1/ρ1 + h2/ρ2 + … = Σ hi/ρi = Σ Si h2 = S T ρ2 = T/S TЭКВ = h1ρ1 + h2ρ2 + … =Σ hi ρi = Σ Ti S – продольная проводимость Т – поперечное сопротивление 1м2 Для слоистого разреза Количественная интерпретация кривых ВЭЗ

Номограмма-палетка для интерпретации кривых ВЭЗ, ДЭЗ, ДАЗ

Результаты интерпретации кривой ВЭЗ методом подбора по программе SONET

В-1 В-2 В-3 В-4 В-5 В-6 В-7 В-8 100 200 300 Н, м ρ1 = 250 – 300 Ом м ρ2 = 50 – 100 Ом м ρ3 = 800 – 1000 Ом м Геоэлектрический разрез по данным количественной интерпретации кривых ВЭЗ 256 268 250 254 300 262 270 275 90 60 100 50 70 80 68 74 850 820 970 825 996 870 955 864

Интерпретация кривых ВЭЗ в программе IPI2WIN

Применение методов геофизики при решении инженерно-геологических задач Обработка данных ВЭЗ 98

Типы дипольных установок : АВ – питающий диполь; MN – приёмный диполь; ABMоNо – осевая (=0, =0); ABMaNa – азимутальная (0<<90, =90); ABMрNр – радиальная (0<<90, =0) ; ABMпNп – параллельная (0<<90, =); АВМэNэ – экваториальная параллельная (=90, =90); АВМэпNэп – экваториальная перпендикулярная (ортогональная) (0<<90, =+90). АВМппNпп –перпендикулярная θ = 90°, β =0°; Мэп Nэп Мпп Nпп О О (радиальная) (азимутальная) (экваториальная параллельная) (перпендикулярная) (экваториальная перпендикулярная, ортогональная) (параллельная) (осевая) β

План расположения питающих (А и В) и приемных ( М и N) электродов в дипольных установках метода сопротивлений: радиальная азимутальная

Схема проведения дипольного азимутального зондирования: ГГ - генераторная группа, ПЛ - полевая лаборатория

Электрическое поле вокруг заряженного хорошо проводящего тела. А – график градиента потенциала вдоль профиля, проходящего над заряженным телом; б– токовые и эквипотенциальные линии в окрестности заряженного тела; в – эквипотенциальные линии на дневной поверхности; 1 – токовые линии; 2 – эквипотенциальные линии; 3 – точка зарядки. Исследование методом заряженного тела (геологический вариант).

Исследование методом заряженного тела (гидрогеологический вариант). а – блок-схема: А и В – питающие электроды; Б – источник электрического тока; I – измеритель силы тока; N – неподвижный и М – подвижный приёмные электроды; ∆U – измеритель напряжения; S0, S1, S2, S3… – положения контуров области, насыщенной электролитом, для момента времени t0, t1, t2, t3; б – изолинии потенциалов; в – график смещений изолиний; г – график скоростей; д – таблица полевых наблюдений.

Метод погруженных электродов

Метод электрической корреляции

A B M N rAM rAN rAB rBN rBM rMN

Зависимость УЭС водных растворов солей от концентрации раствора УЭС (Ом*м) ≈ 8,4 / М (г/л)

Типы дипольных установок : АВ – питающий диполь; MN – приёмный диполь; ABMоNо – осевая β = θ = 0⁰; (=0, =0); ABMaNa – азимутальная β =90° θ = 45⁰; (0<<90, =90); ABMрNр – радиальная β =0°, θ = 60⁰; (0<<90, =0) ABMпNп – параллельная, β = θ = 45⁰; (0<<90, =); АВМэNэ – экваториальная параллельная β =90° θ = 90°; (=90, =90); АВМэпNэп – экваториальная перпендикулярная (ортогональная) (0<<90, =+90) ; АВМппNпп –перпендикулярная θ = 90°, β =0°.

Обработка данных ВЭЗ