ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 15.10.2024
Просмотров: 149
Скачиваний: 1
Существенную помощь метод ВЭЗ может оказать гидрогеологам, занимающимся поисками водоносных структур. В том случае, когда в составе пород, слагающих изучаемый район, имеется опорный электрический горизонт, структурные карты, построенные по дан ным зондирований, позволяют определить положение благоприятных для водонакопления структур. В ряде случаев удается непосред ственно выделить и оконтурить по площади водоносные горизонты, так как увеличение содержания песчаной фракции в породе ведет к увеличению ее удельного сопротивления. Изучая при помощи метода ВЭЗ геоэлектрический разрез, можно выделить в его пре делах горизонты с повышенным удельным сопротивлением и тем самым выявить пласты-коллекторы подземных вод.
Г л а в а V
ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПРОФИЛИРОВАНИЕ
§ 1. СУЩНОСТЬ МЕТОДА
Особенностью электрического профилирования (сокращенно электропрофилирования) является то, что при этом способе изучения кажущегося удельного сопротивления размеры установки, т. е. взаимное положение питающих и измерительных заземлений, остаются неизменными, в то время как вся установка от замера к за
меру перемещается вдоль |
некоторого направления, |
называемого |
э л е к т р о п р о ф и л е м . |
Это позволяет изучать |
геологический |
разрез вдоль линий наблюдений.
В качестве примера, иллюстрирующего сущность метода, рас смотрим электропрофилирование вдоль линии, проходящей над антиклинальным поднятием каких-либо высокоомных пород, пере крытых хорошо проводящими отложениями. На рис. 86 цифрами /
I I и I I I обозначены три последовательных положения |
четырех |
точечной установки AMNB. Положение / характерно тем, |
что уста |
новка расположена далеко от поверхности раздела пород с сопроти влениями р х и р 2 и, следовательно, эта граница мало сказывается на распределении тока, введенного в землю через заземления А н В . Это распределение будет близко к распределению тока в однородной среде с сопротивлением рх. Поскольку в однородной среде с удельным сопротивлением р рк = р , для положения / можно написать, что
Рк X-
Перемещение установки по профилю из положения I в положе ние I I равносильно приближению ее к рассматриваемой поверхности раздела и, следовательно, к зоне увеличения влияния этой границы на распределение тока. Это влияние проявляется в том, что плохо проводящие подстилающие породы вытесняют ток в верхний, более проводящий слой. Возрастание плотности тока в верхнем слое ведет к увеличению разности потенциалов между приемными электродами и, следовательно, к увеличению кажущегося сопротивления. Макси мального значения рк достигнет в положении I I над осевой частью
151
поднятия. По мере удаления установки от осевой части антиклинали р к будет уменьшаться и в положении I I I снова будет близко по вели чине к р На рис. 86 изображен также график зависимости рк от положения установки на профиле.
Л
Рис. 86. Электрическое профилирование над антиклинальным поднятием высокоомных пород.
1 — низкоомные породы с сопротивлением |
pj; 2 — высокоомные |
породы с сопротивлением |
р2. |
Аналогичным способом можно показать, что, когда ядро анти клинального поднятия сложено хорошо проводящими породами, над осевой частью антиклинали наблюдается минимум кажущегося сопротивления.
Рис. 87. Хорошо проводящее тело в поле точечных заземлений.
а — крутопадающее хорошо проводящее тело в поле двух точечных заземлений; б — экранирующее влияние крутопадающего тела.
Указанными выше особенностями изменения рк над антиклиналью определяется возможность применения электропрофилирования для картирования этой структуры без дорогостоящих горных работ.
Характер связи между кажущимся удельным сопротивлением и строением геологического разреза зависит также от типа применя емой установки. Так, например, крутопадающее хорошо проводящее тело (рудная жила, пласт антрацита и т. п.), расположенное в эква ториальной плоскости установки AB, мало искажает поле заземле ний А и В (рис. 87, а). Это объясняется тем, что у границы между хорошо проводящим телом и вмещающими породами вектор плот
152
ности тока перпендикулярен к этой границе. Однако если мы обра тимся к рис. 9, на котором изображены токовые линии двух точечных источников в однородной среде, то увидим, что и в этом случае токо вые линии перпендикулярны к экваториальной плоскости уста новки AB. Следовательно, хорошо проводящее тело существенно не исказит электрическое поле источников А и й в центральной части отрезка A B , и поэтому на графиках рк для симметричной установки крутопадающие хорошо проводящие тела отразятся недостаточно четко. С другой стороны, хорошо проводящие тела, расположенные вблизи питающего заземления трехточечной установки AMN (рис. 87, б), служат экраном для электрического тока и существенно искажают значение рк, измеряемого такой установкой. Таким обра зом, мы приходим к выводу, что симметричная установка мало эффективна для выявления крутопадающих хорошо проводящих образований и, наоборот, установка AMN в этом случае дает более четкие результаты.
Данный пример показывает, что в различных геологических усло виях для получения наиболее четких результатов надо применять различные установки. Этим объясняется существование разнообраз ных модификаций электропрофилирования, различающихся типом установок и способами их перемещения по профилю.
Электрическое профилирование может носить характер маршрут ной или площадной съемки. При маршрутной съемке точки наблюде ния располагают вдоль отдельных направлений (электропрофилей), пересекающих исследуемую площадь в наиболее интересных или характерных направлениях, обычно вкрест простирания пород.
При площадной съемке исследуемый участок покрывают равно мерной сетью точек наблюдения. Форма и густота сети определяются формой и размерами объектов исследования. Если изучаемые геоло гические структуры или геологические тела (например, рудные тела) имеют изомерную форму, применяют квадратную сеть, характери зующуюся тем, что расстояние между точками наблюдения по про филю равно расстоянию между соседними профилями. При изучении геологических структур, вытянутых в каком-либо направлении, наблюдения проводят по прямоугольной сети, при которой рассто яние между профилями больше, чем расстояние между точками наблюдения по профилю. Профили располагают вкрест простирания
структур. |
профилю — ш а г |
Расстояние между точками наблюдения по |
|
н а б л ю д е н и й — должно быть таким, чтобы |
на графиках рк |
достаточно детально выделялись максимумы, минимумы и точки перегибов кривых. Обычно это расстояние выбирают опытным путем на профилях с известным геологическим разрезом.
Расстояние между профилями определяется масштабом отчетной карты. В районах с простым геологическим строением расстояние между профилями на карте не должно превышать 4 см. В районах со сложным геологическим строением это расстояние должно быть не более 1—2 см.
§ 2. ПРОФИЛИРОВАНИЕ СИММЕТРИЧНОЙ УСТАНОВКОЙ AMNB
В симметричной четырехточечной установке AMNB все четыре заземления находятся на одной прямой, причем приемные заземле ния М и N расположены симметрично центру отрезка между пита ющими заземлениями (см. рис. 25, а).
Симметричная установка применяется для изучения сравнительно простых в электрическом отношении геологических структур при условии относительного постоянства сопротивления покровных отло жений. Наиболее характерные задачи, решаемые при помощи сим метричной установки, следующие:
а) картирование складчатых структур, сложенных однородными в электрическом отношении породами и имеющих в своем составе опорные электрические горизонты;
б) картирование крутопадающих контактов различных по удель ному сопротивлению пород — осадочных и изверженных, осадочных и метаморфических и т. п.;
в) картирование крутонадающих плохо проводящих геологи ческих образований — даек, кварцевых жил, пластов угля и т. и.
Существенной предпосылкой, обеспечивающей эффективность электропрофилирования, является правильный выбор размеров установки. Он может быть осуществлен двумя способами. Первый из них заключается в том, что на исследуемой площади выбирают профиль с известным геологическим строением (например, линию
буровых скважин) п вдоль этого |
профиля проводят |
наблюдения |
с установками различного размера. |
Сопоставляя затем |
графики р к |
с геологическим разрезом, выбирают ту установку, которая наиболее эффективно позволяет решить поставленную геологическую задачу. Этот способ хорош своей простотой и убедительностью, однако он доступен только при наличии подходящего участка для опытных работ.
Второй способ выбора размеров установки основан на исполь зовании данных вертикальных электрических зондирований. Для того чтобы уяснить этот способ, обратимся к следующему примеру. Пусть на исследуемой площади методом электропрофилирования следует провести картирование сброса, перекрытого поверхностными отложениями (рис. 88). Для выбора разносов питающих заземлений в точках Ог и 0 2, расположенных на различных крыльях сброса, выполняют вертикальные зондирования. Сравнивая кривые этих зондирований, можно видеть, что разнос питающих заземлений, равный, например, 8 м, явно непригоден для решения поставленной задачи, так как в этом случае по обе стороны от сброса величины рк практически не различаются и близки к значению удельного сопро тивления перекрывающих сброс пород. С другой стороны, при раз носе 800 м рк близко к удельному сопротивлению коренных пород, в которых отмечен сброс. Очевидно, что в рассматриваемом случае наилучшие результаты можно получить при профилировании уста новкой с разносом A B , равным 40—80 м, так как при этом разносе
разница в значениях рк по обе стороны от сброса будет достаточно велика, чтобы сброс хорошо отметился на графиках электропрофили рования и карте изоом.
При выборе разносов следует учитывать, что экономически выгод нее работать с установками, имеющими малые разносы.
Рн.Ом-нвЗЛ |
|
0332 |
|
т |
0, |
Д |
|
|
р= 2000м м |
||
|
=200Омм |
||
|
Z3 |
1 |
*2 |
200 |
> |
||
|
|
|
ВЗЗІ |
*' |
wo |
|
во
во
во
Ю
?0—-AB/2WM-
,
' t |
і |
3 |
2 |
- О э
А
•
Л
0
*—
—
- - |
|
|
|
г"? |
м |
|
|
И |
1—1 111- |
|
|
И |
1 |
' да тло/гл |
|
s o w |
го зо оо во во юо 200 |
Рис. 88. Выбор разносов AB для профилирования при помощи кривых ВЭЗ.
s> - |
— У |
|
" й і
• |
• |
• • |
4 |
8 |
М N |
зек
фр
D J --ев^
# — *
Рио. 89. Монтажная схема симметричной четырехточечной установки AMNB с ЭСК.
Монтаж установки. Монтажная схема симметричной четырехто чечной установки AMNB, в которой в качестве измерительного при бора применен автокомпенсатор ЭСК, изображена на рис. 89. Для питающих и приемных линий установки применяют провода марки ГПСМП, ГПСМПО или другой подходящей марки. В зависи мости от требуемого напряжения и силы тока в качестве источника тока используют батареи 69-ГРМЦ-6 или 29-ГРМЦ-13; для заземлений
155