Файл: Рысс Ю.С. Поиски и разведка рудных тел контактным способом поляризационных кривых.pdf

селективного возбуждения и регистрации электрохимических явлений определяет сущность разных методов геоэлектрохимических исследо­ вании, которых, по-видимому, может быть много. Определенные усло­ вия индивидуального возбуждения и регистрации электрохимических процессов характерны для контактного способа поляризационных кривых (КСПК).

Рассматривая многочисленные факторы, оказывающие влияние на электрохимические реакции, можно видеть, что часть из иих при­ суща природе исследуемых объектов и условиям их существования. Следовательно, они не могут быть произвольно изменены. Другая часть факторов, наоборот, зависит от действии экспериментатора. Таким образом, возбуждение и регистрация, а также селекция того н другого, возможны только за счет использования второй группы факторов. При этом в зависимости от выбора формы применения прин­ ципов возбуждения и регистрации электрохимических процессов будут соответствующие точность и степень изучения объектов иссле­ дования.

Главными из второй группы факторов, влияющих на проявле­ ние электрохимических процессов, следующие.

1.Последовательное изменение количества электричества, за­ трачиваемого на электрохимические реакции.

2.Время электрического воздействия или скорость его изменения.

3.Исключение из регистрации сторонних физических эффектов,

пв частности падения напряжения во вмещающих породах.

Учет указанных факторов обусловливает основные принципы селективного возбуждения и регистрации электрохимических про­ цессов. Они, по-видимому, должны быть присущи любому геоэлек­ трохимическому методу, если только он претендует на раздельное обследование каждого процесса в отдельности. Вместе с тем форма применения принципов может быть разной, что и создает различия между геоэлектрохішическими методами. Комбинирование принци­ пов в соответственных количественных показателях составляют сущ­ ность методики применения методов для решения конкретных прак­ тических задач.

Помимо перечисленных основных факторов селекции, возбуждения и регистрации электрохимических процессов возможно использова­ ние некоторых дополнительных условий. К ним, в частности, может относиться структура электрического возбуждения, определяемая размещением питающих электродов, структура мест регистрации, определяемая положением измерительных электродов, и т. д. Эти факторы селекции, безусловно, играют важную роль в практическом использовании любого метода. Тем не менее они не являются глав­ ными и определяющими принципиальные возможности методов.

Из предшествующего изложения следует, что удобной формой использования принципа селекции, заключающегося в изменении количества электричества, затрачиваемого на электрохимические реакции, является постепенное изменение силы тока, пропускаемого через рудный объект. Изменение силы тока последовательно возбуж­

дает одну реакцию за другой с соответствующим индивидуальным отражением каждого из процессов на поляризационных кривых. Тем самым принцип временной развертки изменения силы тока, пропу­ скаемого через рудный объект, обеспечивает одно из основных требо­ ваний селективного возбуждения электрохимических реакций и соот­ ветственно их селективную регистрацию.

В зависимости от скорости изменения силы тока dl/dt, протека­ ющего через оруденение, меняются скорость, а следовательно, и усло­ вия протекания каждой реакции. Благодаря этому появляется воз­ можность усиливать или ослаблять одни процессы но сравнению с другими, обеспечивая условия наиболее благоприятного селектив­ ного возбуждения и регистрации каждого процесса в отдельности. Следовательно, использование принципа выбора скорости изменения силы тока dl/dt или скорости активного навязывания электрохими­ ческих процессов обследуемой системе является одним из главных средств индивидуального исследования электрохимических реакций.

Рассмотренные два принципа более пли менее иллюстрированы предшествующим изложением. Осуществление третьего принципа, касающегося исключения из регистрации сторонних физических эф­ фектов, описывается ниже.

§ 6

ИЗМЕРЕНИЕ КОНТАКТНОЙ РАЗНОСТИ ПОТЕНЦИАЛОВ НА ГРАНИЦЕ ОРУДЕНЕНИЯ

Прохождение тока через рудный объект и вмещающие породы не­ избежно приводит к тому, что разность потенциалов àU между любыми точками пространства будет складываться из нескольких сла­ гаемых. А именно: нз эффекта, обусловленного процессами, иду­ щими на границе руд с породами ф, эффекта, связанного с процес­ сами, происходящими при протекании тока по вмещающим поро­ дам ДUn, разности потенциалов внутри рудного объекта ДUp, в подводящих проводах Д£/пр на различных контактах между породами или проводами и рудным телом и т. д.

и т. п.

Из суммы перечисленных слагаемых величина ф, отражающая эффекты электрохимических процессов, является интересующей ве­ личиной, а все ДUi — мешающими для измерения ф. Очевидно, что участок приемной линии, поддающийся выбору в некоторых преде­ лах условий, можно подобрать таким образом, чтобы число слагае­ мых ДUt было минимальным, а их качество однородным н отличным от ф. Например, если один из приемных электродов расположить внутри оруденения и сделать его металлическим, а другой — во вме­ щающих породах в виде неполяризующегося электрода, то в число

AUi будут входить только ЛU„ ы АUp (на участке между местом приемного контакта п границей оруденения). Легко видеть, что зна­ чение At7p при низком удельном сопротивлении руд весьма мало и им

вбольшинстве случаев можно пренебречь. Однако, если оно н имеет какую-либо величину (например, при большой силе тока), то ее от­ личительной особенностью является пропорциональность силе тока

всоответствии с законом Ома.

Величина АUп колеблется в широких пределах и обычно много больше прочих A£7,- и величины ф. Ее характерной особенностью также является пропорциональность силе тока. Если учесть, что во вмещающей среде могут быть контактные поверхности между неко­ торыми из пород, на которых в общем случае возможно отклонение

тока или может быть подобрана таковой надлежащим выбором поло­ жения и материала приемных электродов.

В отличие от V Д£/,- величина ф основным своим качеством имеет

нелинейность относительно силы тока. Благодаря этому на прин­ ципе различия линейности н нелинейности величин ф и ^At/,- с из­

менением силы тока возможна их селекция друг от друга при реги­ страции измеряемой величины AU. В общем случае возможны раз­ личные формы рассматриваемой селекции. Одной из удобных ее форм является следующая.

К питающей цепи, с помощью которой возбуждаются электрохи­ мические реакции, подключается генератор разности потенциалов. Разность потенциалов с генератора должна быть пропорциональна силе тока, протекающего в питающей цепи. Следовательно, она также будет пропорциональна падению напряжения на участке при­ емной линии. В качестве генератора разности потенциалов может быть обычное омическое сопротивление. Нужную величину разности потенциалов, пропорциональную силе тока, снимают с некоторого участка этого сопротивления. Указанную разность потенциалов At/к0мп удобно алгебраически сложить на схеме суммирования в из­ мерительном приборе с разностью потенциалов AU в приемной линии. Если AUHmn подобрать таким образом, чтобы она по абсолютной величине равнялась ^At/,-, а по знаку была противоположной, то

на выходе прибора будет регистрироваться величина ф:

ких повторных измерений при разных величинах омического сопро­

тивления, с которого снимается А£/комп, или вообще при разной на­ стройке регулируемого генератора напряжения компенсации.

Рпс. 2. Полярпзационные кривые с разной компенсацией линейных элементов схемы.

падения напряжения от сипы тона на линейных элементах (J) и идеаль­ ная поляризационная кривая (2); б — поляри­

зационные кривые при малой (J) и большой (2) недокомпенсации; в —

поляризационные кривые при большой (J), средней

(2 ) и малой («з) перекомпенсаціш.

Величина 8AU линейно зависит от силы тока. В координатах / —АU она представляет собой прямую линию (рис. 2, а, кривая 1). Складывая значения ф и величины 8AU для каждого значения силы тока, получаем кривую 1 (рис. 2, б), представляющую зависимость между / и AU. Эта кривая отличается от искомой тем, что она вся лежит правее действительной поляризационной кривой.. Кроме того, если на искомой кривой имеются прямолинейные участки па­ раллельные оси ординат, то на полученной кривой эти участки на­ клонны. Легко заметить, что чем больше ôAU и, следовательно, чем меньше |АІ7К0МП| (недокомпенсация), тем более снимаемая кри­ вая будет прижата к оси абсцисс, тем более будут наклонны прямо­ линейные участки кривой, служащие для определения потенциалов реакций. Одновременно с этим сглаживаются изгибы кривых, отра­ жающие переходы от одной электрохимической реакции к другой, понижая точность определения потенциалов и предельной силы тока реакции.