Файл: Якубовский, Ю. В. Электроразведка учебник.pdf

действия, равным нескольким десяткам километров. Эти радио­ станции обеспечивают дистанционное управление каналом марки­ ровки времени в лаборатории и двухстороннюю радиосвязь между операторами в генераторной группе и в лаборатории. Аппаратура смонтирована в автомашине повышенной проходимости и выпу­ скается промышленностью под маркой ЭУЛ-60 (электроразведочная универсальная лаборатория).

Всвязи с тем, что нестационарное электрическое и магнитное поля обладают непрерывным спектром, измерительные каналы дол­ жны обладать широкой полосой пропускания для того, чтобы заре­ гистрировать неискаженный сигнал. Это обстоятельство обусловли­ вает слабую помехозащищенность аппаратуры для регистрации нестационарных полей. Выделение полезного сигнала на фоне помех должно проводиться в процессе обработки полевых материалов путем применения статистических приемов. Эта трудоемкая вычис­ лительная операция наиболее эффективно может быть выполнена при помощи ЭВМ. Последнее обстоятельство обусловливает целесо­ образность применения в качестве аппаратуры, регистрирующей нестационарные электромагнитные поля, цифровой электроразведочной станции (ЦЭС) в сочетании с устройством ввода полевой инфор­ мации в ЭВМ общего типа. Применение ЦЭС позволяет существенно повысить эффективность полевых работ методом ЗСП.

Зондирование становлением поля выполняется при неизменном расстоянии между питающим и измерительными диполями. Это рас­ стояние зависит от требуемой глубины исследования.

Взависимости от расстояния между источником и точкой измере­ ния различают зондирование становлением поля в дальней и бли­ жайшей зонах.

При зондировании в дальней зоне разнос установки должен в несколько раз превышать глубину залегания опорного горизонта. При зондировании в ближней зоне разнос близок к глубине залегания опорного горизонта.

Размер питающего диполя не должен превышать половины раз­ носа (чтобы практически сохранилась диполыюсть установки). Так же как и при частотном зондировании, наиболее употре­

поля В г.

Если в надопорной толще пород нет высокоомных экранирующих горизонтов, можно ограничиться измерением Ех. При наличии экра­ нов необходимо измерять Вг. Электрическая компонента поля в боль­ шей степени зависит от рельефа экранирующих пород.

Программа записи осциллограммы при зондировании становле­ нием поля включает в себя 15—20 рабочих и последующих разно­ полярных градуировочных импульсов, необходимых для определения цены 1 мм записи в милливольтах. Длительность импульсов берут достаточной для того, чтобы переходные процессы к концу каждого

308

Образец осциллограммы, записанной по указанной выше про­ грамме, приведен на рис. 190.

а

5

Рис. 190. Типичные осциллограммы, полученные при работе методом ЗСП.

Становление поля: а — магнитного, б — электрического.

Обработка осциллограммы заключается в определении разности потенциалов на выходе датчиков поля для различных моментов времени ЛU (t). Величина AU (t) для этих моментов получается как произведение отклонения блика соответствующего канала осцил­ лографа в миллиметрах на цену 1 мм в микровольтах, определенную по градуировочным импульсам.

309

Глава XII

ИНДУКТИВНЫЕ МЕТОДЫ ЭЛЕКТРОРАЗВЕДКИ

§1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ОБ ИНДУКТИВНЫХ МЕТОДАХ

Киндуктивным относятся такие методы электроразведки, в кото­ рых электромагнитное поле создается при помощи незаземленных контуров, обтекаемых переменным током. В качестве таких контуров могут служить рамки малых размеров, большие прямоугольные петли, очень длинные кабели и др. Электромагнитное поле этих источников (обычно его магнитная компонента) исследуется на днев­ ной поверхности, в скважинах или над поверхностью земли (назем­ ные, скважинные и аэроэлектроразведочные варианты индуктив­ ных методов).

Другой особенностью индуктивных методов является то, что расстояние между источником поля и точками его наблюдения выби­ рают таким, чтобы оно было меньше длины волны, т. е. поле иссле­ дуется в ближней (индукционной) зоне источника поля.

Рис. 193 иллюстрирует сущность тех явлений, которые опре­ деляют характер переменных электромагнитных полей, наблюдаемых в индуктивных методах электроразведки.

Первичное переменное поле источника индуцирует в проводящем теоэлектрическом разрезе в и х р е в ы е т о к и , интенсивность которых определяется характером геоэлектрического разреза, типом и расположением источника, а также зависимостью поля от времени. Схематично можно выделить токи, наведенные в покровных отло­ жениях, в рудовмещающих породах и в локальных рудных залежах. Магнитные поля вихревых токов накладываются на первичное поле незаземленного контура и являются одним из источников наблюда­ емых аномалий. При рудопоисковых исследованиях особый интерес представляют те аномалии, которые связаны с вихревыми токами в рудных залежах. При геологическом картировании большую роль играют аномалии от вихревых токов во вмещающих покровных отложениях.

В том случае, когда вихревые токи, наведенные в проводящем разрезе, пересекают поверхности раздела сред с различным удельным

311

сопротивлением, на этих поверхностях накапливаются электриче­ ские заряды, поле которых обусловливает перераспределение токов в окружающей среде. В частности, токи в окрестностях хорошо проводящих рудных тел концентрируются в этих телах подобно тому, как это происходит в постоянных полях (см. гл. Ill), токи в окрестностях плохо проводящих тел обтекают последние и т. д. Аномалии, связанные с подобным перераспределением токов, при­ нято называть к о н ц е н т р а ц и о н н ы м и .

Если горные породы и руды, слагающие геоэлектрический разрез, обладают повышенной магнитной восприимчивостью, то, намагни-

Рис. 193. Проводящий магнитный разрез в пере­ менном индуктивно-возбу­ жденном поле.

силовые линии: а — первич­ ного поля, б— вихревых то­

ков в рудном теле; в — вих­

токов в рудовмещающих по­ родах; д — индуцированных магнитных зарядов.

чиваясь в первичном магнитном поле, они создают аномалии, которые мы в дальнейшем будем называть м а г н и т о с т а т и ч е с к и м и .

Аномалии вихревого, концентрационного и магнитостатического типов сложным образом накладываются друг на друга, создавая суммарное аномальное поле. Специальным выбором типа источника поля, его зависимости от времени и измеряемого параметра поля можно усилить одни аномальные эффекты, подавить другие и таким образом специализировать модификации индуктивных методов для решения тех или иных геологических задач.

Теория индуктивных методов электроразведки строится на основе расчетов и моделирования электромагнитных полей при наличии проводящих геоэлектрических разрезов. Вследствие математических затруднений расчеты удается выполнить лишь для простейших разрезов. В более сложных случаях приходится прибегать к модели­ рованию.

Для теории рудопоисковых модификаций индуктивных методов большую роль играют расчеты переменных электромагнитных полей при наличии локальных проводящих тел, для картировочных моди­ фикаций — расчеты полей в присутствии однородного или горизонтально-слоистого разреза.

312