Вопрос 4.

Электроразведка является одним из основных разделов разведочной геофизики – науки, относящейся к циклу наук о Земле и занимающейся изучением геологического строения земной коры и глубинных зон нашей планеты. Методы электроразведки широко применяются как при геологоструктурных исследованиях и геологическом картировании, так и при поисках и разведке месторождений полезных ископаемых.

Методы электроразведки

В электроразведке сейчас насчитывается свыше пятидесяти различных методов и модификаций, предназначенных как для глубинных исследований, так и для изучения верхней части разреза. В зависимости от принципа исследования их можно разделить на следующие группы или методы: электромагнитное зондирование, электромагнитное профилирование и скважинную электроразведку. В каждой из них условно выделяются две подгруппы модификаций, основанных на изучении квазистационарных и переменных электромагнитных полей. Рассмотрим сущность методов.

Электромагнитное зондирование

Определяют удельное сопротивление и диэлектрическую проницаемость пород.

Электромагнитным зондированием называют способ просвечивания слоистой толщи земли постоянным или переменным электрическим током. Он основан на измерении компонент поля в одной или одновременно в нескольких точках земной поверхности при последовательном увеличении глубины проникновения электрических токов. К этой группе относятся: вертикальное электрическое зондирование (ВЭЗ) и его модификации, основанные на измерении амплитуд (ВЭЗ-ВП) и фаз (ВЭЗ-ВПФ) поля вызванной поляризации, однополюсное комбинирование (ОКЭЗ) и дипольное (ДЭЗ) электрическое зондирование, а также частотное (ЧЗ), радиально-частотное индукционное (РИЗ), радиоволновое (РВЗ), магнитотеллурическое (МТЗ), зондирование становлением поля в дальней (ЗС) и ближней (ЗСБ) зонах. Электромагнитные зондирования применяют главным образом при региональных, структурно-картировочных и разведочных исследованиях, когда ставятся задачи расчленения геологического разреза на слои и блоки, определения последовательности залегания пластов и картирования тектонических структур, в частности при поисках месторождений нефти и газа.

Электромагнитное профилирование

Измеряют кажущееся сопротивление, определяют поляризуемость пород.

Электромагнитным профилированием называют способ исследования верхней части разреза, основанный на изучении компонент естественного или искусственного поля вдоль профиля при ограниченной или фиксированной глубине проникновения тока. Существенным является то, что глубина "охвата" током горных пород вдоль всего профиля сохраняется примерно одинаковой. Если при этом изучают искусственное поле, то профилирование представляет собой по сути дела упрощенную модификацию электромагнитного зондирования. Сюда относят все виды электрического профилирования с симметричной (СЭП), дипольной (ДЭП), комбинированной (КЭП) установками, способ срединного градиента (ЭП-СГ), в том числе модификации, основанные на измерении амплитуд и фаз поля вызванной поляризации (ЭП-ВП, ВПФ), бесконтактного измерения электрического поля (БИЭП), а также методы дипольного электромагнитного (индукционного) профилирования (ДЭМП, ДИП), незаземлённой петли (НП), длинного кабеля (ДК), постоянного и переменного естественного электромагнитного поля (ЕЭП, ПЕЭМП), радиоволнового профилирования в СДВ-диапазоне (СДВР), переходных процессов (МПП), магнитотеллурического профилирования (МТП) и теллурических токов (МТТ), различные варианты аэроэлектроразведки (ДИП-А, АМПП). Типичными задачами для электромагнитного профилирования являются геологическое картирование, прослеживание рудоконтролирующих или закарстованных зон, поиски рудных и нерудных полезных ископаемых.

Скважинная электроразведка

Измеряют амплитуды, фазы. Определяют диэлектрическую проницаемость, добротность среды.

Скважинной электроразведкой называют способ объёмного изучения межскважинного пространства, основанный на возбуждении и изучении поля как внутри скважин, так и на поверхности земли, а также на электромагнитном просвечивании окружающей среды, сюда относят все варианты электрического профилирования в скважинах (ЭПС), методы вызванной поляризации (ВПС, ВПФС), естественного электрического поля (ЕЭПС, ПЕЭМПС), электрической корреляции (МЭК), погруженных электродов (МПЭ), в том числе методы электрического (МЗ) и магнитного (МЗМ) заряда, контактный и бесконтактный способы поляризационных кривых (КСПК, БСПК), а также все виды скважинного электромагнитного профилирования, основанные на изучении поля дипольного источники (ДЭМПС), незаземлённой петли (НПС), переходных процессов (МППС), радиоволновое просвечивание (РВП) и др. Скважинные модификации применяют для поисков залежей полезных ископаемых в околоскважинном и межскважинном пространствах, изучения формы, размеров и компонентного состава залежи, а также для увязки результатов наземных и скважинных наблюдений. В "Инструкции по электроразведке" (1984) принят технологический принцип разделения методов и модификаций на группы по условиям работы. Выделяются наземные, морские, шахтно-рудничные и аэрометоды зондирования и профилирования, а также скважинные методы исследования. Все они, по существу, сводятся к трём выделенным группам.

Число методов электроразведки велико, они различаются типом используемых полей: их природой, частным составом, закономерностями распространения в геологической среде. Электромагнитные поля могут быть естественными и искусственными, постоянными и переменными, в последнем случае – гармоническими и нестационарными. Они вводятся в среду гальваническим способом (через заземление) либо без непосредственного контакта – за счёт индуктивной или емкостной связи. Их распространение в среде определяется частотой поля и электромагнитными свойствами горных пород. Измеряя разности электрических потенциалов, векторы напряженности электрической и магнитной компонент электромагнитного поля на земной поверхности, над ней или в скважинах, можно судить о пространственном распределении этих свойств пород в изучаемой геологической среде.

Поскольку дифференциация по электрическим свойствам горных пород, руд, различных геологических объектов очень велика, возникает возможность определения по измеренным характеристикам электромагнитных полей параметров геоэлектрического разреза и дальнейшей их геологической интерпретации в терминах структуры, состава, фазового состояния горных пород, определения природы границ изучаемых объектов.

Нарушения структуры пород – пористость, трещиноватость, флюидонасыщенность настолько сильно влияют на сопротивление пород, что практически любые литологические границы находят заметное отражение в геоэлектрическом разрезе. Зависимость электропроводности от концентрации и связности проводящих включений (самородных металлов, сульфидов, некоторых окислов, графита) определяет геоэлектрическое обособление рудных тел.

Закономерности распределения электрических свойств являются физико-геологическими предпосылками применения электроразведки:

Выделяют 4 направления электроразведки по характеру решающих геологических задач:

1. рудное – поиски и разведка рудных месторождений, детальное картирование складчатых областей, изучение массивов пород в целях разработки месторождений;

2. структурное – изучение мантии Земли, строения земной коры, региональное геологическое картирование платформенных областей, поиски нефтегазоносных структур, исследование угольных бассейнов, поиски залежей солей и др.;

3. поиски подземных вод, изучение гидрогеологического режима артезианских бассейнов, задачи экологии, гидромелиорации.

4. инженерно-геологическое - изыскания и исследования оснований для крупных инженерных сооружений (плотин, электростанций, заводов), исследование многолетнемерзлых толщ.

В зависимости от задач физико-геологических условий района исследований методы электроразведки могут быть реализованы как наземные, подземные морские, аэрокосмические.

Билет №14.

Вопрос №1. Типы базальтов и модели их образования.