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

туду вертикальной и реже горизонтальной составляющей магнитного поля. В обоих методах применяют сходную генераторную и измери­ тельную аппаратуру.

Дипольное индуктивное профилирование (ДИП). Эта модификация индуктивных методов характеризуется тем, что источником первич­ ного поля служит магнитный диполь — многовитковая рамка не­ большого диаметра (около 1 м), обтекаемая переменным током. Магнитное поле, так же как и в других индуктивных методах, изме­ ряют при помощи приемной рамки (измерительного диполя). Оба диполя в процессе полевых работ перемещают вдоль профиля без изменения взаимного положения (рис. 199, в).

Дипольное индуктивное зондирование (ДИЗ). Отличается от про­ филирования тем, что изучается зависимость поля неподвижного

Абсолютные измерения. При абсолютных измерениях определяют амплитуду и фазу, либо только амплитуду или фазу различных пространственных составляющих магнитного поля в точке измере­ ния. К абсолютным следует отнести измерение элементов эллипса поляризации вектора магнитного поля.

Для абсолютных измерений наиболее широко применяют а м ­ п л и т у д н ы й в о л ь т м е т р . На рис. 200 приведена блок-схема вольтметра ИМА (измеритель магнитной амплитуды), собранного на унифицированных блоках электроразведочной аппаратуры, изго­ товляемых заводами геофизического приборостроения.

В качестве датчика 1 в вольтметре ИМА применена секциониро­ ванная катушка с ферритовым сердечником; при помощи надлежащей коммутации секций и подстроечных конденсаторов датчик может быть настроен на одну из четырех частот — 78, 312, 1250 и 2500 Гц. Датчик устанавливается на штативе и при помощи двухосного угло­ мерного устройства может быть ориентирован по любому выбранному заранее направлению, компоненту поля вдоль которого желательно измерить. Сигнал с датчика поступает на выносной усилитель 2, снабженный калиброванным делителем напряжения. Усилитель укреплен на штативе датчика. С выхода выносного усилителя сигнал по соединительному шлангу поступает на семиступенчатый делитель напряжений 3, а затем на усилитель 4, снабженный активным фильтром 5, настроенным на рабочие частоты. Фильтр позволяет

319

подавлять внешние помехи и внутренние шумы схемы. Амплитудный детектор 6 выпрямляет усиленный и отфильтрованный сигнал. Микроамперметр 7 предназначен для измерения этого сигнала, а также для контроля напряжения питания, которое осуществляется бата­ реей 8 через стабилизатор напряжения 9.

Втом случае, когда необходимо использовать поля, меняющиеся

счастотой менее 78 Гц, для абсолютных измерений амплитуды маг­ нитного поля может быть применен комплект аппаратуры ИКС-50, в котором измерительный прибор укомплектован магнитоиндук­ ционным датчиком.

Относительные измерения. При относительных измерениях

Рис. 20І. Блок-схема афиметра АФИ-4.

но для двух пространственных составляющих. Для относительных измерений применяют а ф и м е т р ы (амплитудно-фазовые измери­ тели). Блок-схема афиметра АФИ-4 изображена на рис. 201.

Датчиками магнитного поля в афиметре служат две многовитковые рамки с ферритовыми сердечниками.

Измеряемые напряжения с датчиков поля 1 поступают на вынос­ ные усилители 2, расположенные около рамок или измерительных электродов, и затем на градуированные в децибеллах делители напряжения 3, при помощи которых амплитуда измеряемых сигналов делится без изменения их фазы. С делителей напряжения сигналы поступают на градуированные в градусах фазовращатели 4, которые изменяют фазы этих сигналов без изменения их амплитуды. Посту­ пающие с выхода фазовращателей сигналы смешиваются на сумма­ торе 5 и затем подаются на вход индикатора нуля, представляющего собой высокочувствительный избирательный усилитель 6 со стре­ лочным прибором 7 на выходе.

Процесс измерения с афиметром заключается в том, что при помощи делителей напряжения уравнивают амплитуды сигналов в обеих рамках; используя фазовращатели 4, сдвиг по фазе этих сигналов доводят до 180°. Поскольку на сумматор поступают два равных по амплитуде и противоположных по фазе сигнала, индика­ тор нуля отмечает момент уравнивания нулевым показанием стре­ лочного прибора (или отсутствием звука в телефоне). Отсчет

320

по шкалам делителя напряжений равен отношению амплитуд поля в двух точках, а отсчет по шкалам фазовращателей — сдвигу фаз.

Полевые работы. Полевые работы низкочастотными индуктив­

предшествуют опытные работы на хорошо изученных в геологи­ ческом отношении площадях или на участках с разведанными руд­ ными телами. В процессе опытных работ выбирают оптимальные для данных условий размеры петли, рабочую частоту, а также ори­ ентировку и расположение профилей.

Поисковую съемку выполняют обычно в масштабе от 1 : 5000 до 1 : 25 000. В районах с простым геоэлектрическим разрезом (мало­ мощные покровные отложения, высокоомные и однородные рудо­ вмещающие породы) общую съемку можно проводить на одной частоте, подобранной таким образом, чтобы рудные залежи, харак­ терные для данного района, наиболее четко отмечались аномальными эффектами. При поисках колчеданных и иных залежей хорошо проводящих руд эту частоту берут равной 200—400 Гц. При поисках залежей крупного размера рабочую частоту можно снизить до десят­ ков герц.

В районах с мощными и хорошо проводящими покровными отло­ жениями и неоднородными рудовмещающими породами поисковую съемку с амплитудными вольтметрами рекомендуется выполнять на двух частотах. Это позволяет уже в процессе общей съемки соста­ вить представление о природе источников обнаруживаемых анома­ лий. Обычно одну частоту выбирают близкой к оптимальной, а вто­ рую — в 2—3 раза выше.

Поисковую съемку с афиметрами обычно проводят на одной ча­ стоте. Природа аномалии в этом случае определяется по соотношению амплитудных и фазовых аномалий.

В том случае, когда объектом исследования являются высоко­ магнитные геологические объекты (например, залежи магнитных железных руд), одну из рабочих частот целесообразно выбирать настолько низкой, чтобы аномалии магнитостатического характера существенно превышали аномалии от вихревых токов, наведенных в проводящих областях разреза. Вторую рабочую частоту в этом случае можно выбирать достаточно высокой для того, чтобы по результатам наблюдений судить о проводимости горных пород и руд, слагающих геоэлектрический разрез исследуемой площади.

Детальные съемки выполняют на аномальных зонах, обнару­ женных в процессе общих съемок, а также в пределах аномальных зон, выделенных другими геофизическими методами.

В задачу этих съемок входит уточнение контуров аномальных зон и, что самое существенное, определение геологической природы аномалий.

Для уменьшения влияния токов, наведенных во вмещающих породах, детализационные исследования следует выполнять на планшетах, расположенных в центральной части незаземленной

петли, т. е. там, где нормальное электрическое поле минимально (см. гл. IX).

Характерной особенностью детализационных работ является то, что съемка магнитного поля выполняется на нескольких частотах. Количество частот и их диапазон выбирают такими, чтобы можно было построить частотные характеристики аномалий. В соответствии

свозможностями серийной аппаратуры частоту изменяют от десятков до первых тысяч герц. Количество фиксированных частот в этом диапазоне колеблется от 6 до 8.

Полевые работы индуктивными методами начинают с топографи­ ческой подготовки участка съемки, в задачу которой входит разметка на местности сторон петель или линий размотки прямолиней­ ного кабеля, а также разбивка профилей. При поисках залежей среднего и крупного размеров используют петли с длиной сторон от нескольких сотен метров до 2—3 км. Следует иметь в виду, что применение петель больших размеров выгодно в экономическом отношении, так как при этом уменьшаются затраты времени на смо- точно-размоточные работы; кроме того, внутри петель больших размеров умещаются длинные профили, необходимые для изучения широких аномальных зон, характерных для глубинных объектов. Использование петель малых размеров (со сторонами до 100—200 м) оказывается необходимым при работе в районах с мощными покров­ ными либо хорошо проводящими рудовмещающими породами, так как с уменьшением размеров петель понижается влияние этих пород. При работе методом БДК длина кабеля колеблется от одного до нескольких километров.

Расположение профилей, вдоль которых наблюдается магнитное поле, в значительной мере определяет характер получаемых резуль­ татов.

Вцентральной части незаземленной петли электрические компо­ ненты нормального поля от токов, текущих через противоположные стороны петли, компенсируют друг друга (вследствие того, что эти токи направлены противоположно). Таким образом, аномалии, наблюдаемые в центральной части петли, связаны главным образом

свихревыми токахми в хорошо проводящих частях геоэлектрического разреза. Это значительно облегчает интерпретацию аномалий, т. е. определение параметров (размеров и проводимости) их источ­ ников.

Аномалии, отмечаемые на профилях, внешних по отношению к петле, имеют двоякую природу: они могут быть связаны как с вихревыхми токами, так и с токахми, концентрирующимися в хорошо проводящих областях разреза. Это обстоятельство затрудняет ин­ терпретацию результатов наблюдений.

Длину профилей обычно берут такой, чтобы она была равна половине длины петли, параллельной профилям. При работе с бес­ конечно длинным кабелем профили обычно располагают перпенди­ кулярно к кабелю на участке средней трети последнего. Длина их не должна превышать 1]3длины кабеля.

322