19. Сущность метода чим

Метод частичного извлечения металлов (ЧИМ) основан на растворении минералов горных пород и руд под действием электрического тока, перемещении (миграции) растворенных заряженных компонентов в поле тока и накоплении извлекаемых элементов в местах присоединения к горным породам внешних источников тока, а также в некоторых других участках вмещающей среды (точках наблюдений). Возникшие в результате растворения твердой фазы ионы металлов перемещаются в соответствии со знаками их зарядов к внешним источникам поля.

Методом ЧИМ решаются задачи определения положения руд вдоль оси скважин, элементного состава руд, содержания элементов в рудах, пересеченных скважинами.

Объекты изучения методом ЧИМ — медные, медно-никелевые, полиметаллические, золото-, оловорудные и другие рудные тела и месторождения.

Для обследования околоскважинного пространства метод ЧИМ целесообразно применять при детальных поисках глубокозалегающих месторождений и оценке рудопроявлений, каротаж ЧИМ — при поисках и разведке месторождений в условиях кавернозных скважин и неудовлетворительного выхода керна. Наблюдения методом ЧИМ проводят либо по всему стволу скважины, либо в пределах выделенных стандартным каротажем перспективных зон для установления вещественного состава и содержания полезных компонентов. Длина профиля, а также обследуемый интервал скважины зависят от количества включенных элементоприемников и расстояния между ними.

20. Метод заряженного тела

Метод заряда (или заряженного тела - МЗТ) обычно применяется в двух вариантах – рудном и гидрогеологическом.

В рудном варианте метод используется при поисках и разведке месторождений хорошо проводящих руд (сульфидных, магнетитовых), а также месторождений графита, антрацита, для прослеживания отдельных рудных тел. С его помощью можно изучать проводящие тектонические зоны, зоны рассланцевания или гидротермального изменения пород, которые могут контролировать месторождения различных полезных ископаемых.

Метод заряда в производственной практике применяется, кроме того, для выделение аномалий от незаряженных проводников.

Работы методом заряда в зависимости от взаимного расположения питающих и измерительных электродов могут проводиться в наземном варианте (наблюдения на поверхности земли) и подземных вариантах (скважинные и шахтные) при корреляции рудных подсечений по буровым скважинам.

Для прослеживания рудного тела необходимо, чтобы это тело было вскрыто хотя бы в одной точке (скважиной или канавой). В этом случае с помощью МЗТ можно быстро установить его примерный контур и простирание. При этом глубина залегания исследуемого тела должна быть не более 500 м.

Физическая сущность МЗТ в рудном варианте заключается в следующем. Один электрод питающей цепи заземляют в рудное тело в месте его вскрытия, а другой электрод (В) заземляют на «бесконечности», т.е. относят на возможно большее расстояние, до 1 – 1,5 км.

Через питающие электроды с помощью специальных источников пропускают постоянный или переменный низкочастотный ток (рис.1б). После этого исследуют распределения эквипотенциальных линий вблизи первого электрода, которые по своей форме будут подобны контуру тела и будут отображать его простирание (рис. 2)

Для этого с помощью приемных электродов (МN), заземленных на поверхности, измеряют разность потенциалов (V или ∆V) в приемной линии, используя ту же аппаратуру, что и в методе сопротивлений (АНЧ-3, ЭРА-В знак, и др.).

Если рудный объект обладает повышенной электропроводностью (пониженным сопротивлением) по сравнению с вмещающими породами, например, сульфидная рудная залежь, то при заземлении в этой залежи питающего электрода (А) саму залежь можно рассматривать как токовый электрод. И в первом приближении потенциалы всех точек поверхности залежи можно считать одинаковыми и малыми по сравнению с окружающей средой. То есть в непосредственной близости от заряженного тела форма эквипотенциальных поверхностей будет повторять форму этого тела, а на контакте с вмещающими породами будет наблюдаться резкое падение потенциала V (рис.1в, а).

Рис. 1. Электрическое поле вокруг заряженного хорошо проводящего тела. а – график градиента потенциала вдоль профиля, проходящего над заряженным телом; б– токовые и эквипотенциальные линии в окрестности заряженного тела; в – эквипотенциальные линии на дневной поверхности; 1 – токовые линии; 2 – эквипотенциальные линии; 3 – точка зарядки.

По мере удаления от залежи (заряженного тела) форма эквипотенциальных поверхностей теряет сходство с формой объекта и определяется характером электрических свойств вмещающих пород. Если вмещающая среда однородна в электрическом отношении, то с удалением от рудного тела эквипотенциальные поверхности все более приближаются к сферическим (рис.1в).

Указанные выше особенности поля обусловили применение двух способов изучения электрического поля над заряженным телом:

-съемка эквипотенциальных линий над заряженным телом (обычно при разведке изометричных объектов);

-съемка градиентов потенциала (или потенциала) вдоль системы профилей, расположенных над заряженным телом (обычно при разведке вытянутых, крутопадающих жил и пластов).

В наземном варианте работы МЗТ проводят обычно в масштабах 1:2000 - 1:5000 по сети соответственно 20 * (5-10) и 50 * (10-20) метров. При необходимости детализации сеть сгущают.

Рис. 2. Схема измерительной установки по методу заряженного тела.