2 Електророзвідувальні методи дослідження

Початковою датою , від якої, зазвичай, ведуть літопис електророзвідування, є 1824 р, .коли Фокс вперше зафіксував над мідно колчеданними родовищами Корнуельса (Англія) природні електричні поля. Метою цих робіт не було опрацювання методики розшуків рудних родовищ , а тому їм був властивий більше науковий ніж виробничий характер

Спробу застосувати електрометричні методи з метою розшуків і розвідування родовищ корисних копалин наприкінці Х1Х століття зробили Броун, Мак Клетчей і Рагозін, а в 1910 році французький вчений К. Шлюмберже для прак-тичного використання запропонував метод опорів

В наш час існує велика кількість різновидів електричних методів досліджень, які є найуніверсальнішими і з тою чи іншою ефективністю можуть бути застосовані для вирішення практично всіх геологічних, інженерно-геологічних і гідрогеологічних задач. Найважливіші із них .описані нижче.

2.1 Метод опорів.

2.1.1 Загальні відомості про метод опору

Під час проведення інженерно-геологічних і гідрогеологічних пошуків найчастіше використовують методи, які ґрунтуються на дослідженні розповсюдження в землі постійного або квазіпостійного електричного струму (електричне зондування, електричне профілювання, метод зарядженого тіла та ін.) У цьому. випадку первинне електричне поле створюють сукупністю цяткових джерел, які можуть бути довільно розташовані на поверхні Землі або (значно рідше) у свердловинах чи гірських виробітках. Характеризувати його можна значеннями потенціалу( U) та величиною сили струму І. (рис.2.1).

а б в

Рис. 2.1. Нормальне поле одного (а) і двох (б) цяткового джерел струму в однорідному середовищі та одного електрода в анізотропному середовищі (в).

На практиці електричне поле в землі створюють, пропускаючи електричний струм через електроди заземлення А і В, які назвали електродами живлення. Характер поля, створеного за допомогою цих електродів, досліджують, вимірюючи різницю потенціалів між двома іншими пунктами, у яких розташовані заземлення, названі вимірювальними, або приймальними електродами M i N.

Сукупність електродів живлення та приймання називають установкою для проведення польових досліджень.

Доведено, що питомий опір однорідного середовища, що заповнює нижній півпростір, визначають за формулою:

(2.1)

або позначивши:

=К (2.2)

отримаємо вираз:

. (2.3)

Із формули (2.2) випливає, що значення к залежить тільки від взаємного розташування електродів, має розмірність довжини і його називають коефіцієнтом установки.

О

Рис 2.2 Загальна схема чотириелектродної установки AMNB

скільки в реальних умовах зображена на рис. 2.. установка розташована в середовищі, яке загалом не є однорідним, то значення ρ не є його питомим опором, і в цьому випадку, мабуть, доцільніше вести мову про певний ефективний параметр, розмірність якого відповідає питомому опору (Ом·м), однак, конкретно кажучи, не є ним. У практиці цей параметр прийнято називати позірним опором і позначати символом ρ_п (ρ_п=КΔU/I). Встановлено, що значення його складно залежить від:

• характеру геоелектричного розрізу;

• розмірів установки;

• взаємного розташування електродів на місцевості.

Для вимірювань позірного опору застосовують різноманітні установки, які відрізняються одна від одної кількістю електродів живлення та приймання, а також їхнім взаємним розташуванням. Така різноманітність установок зумовлена:

• не однаковою ефективністю різних схем у різних геологічних умовах;

• різними техніко-економічними показниками;

• залежністю глибини дослідження від типу установки.

Рис.2.3.Схеми установок електропрофілювання: а- симетрична; б-трьохелектродна; в – двохелектродна; г – дипольні: АВМ₁N₁ –азимутальна, АВМ₂ N₂ – паралельна, АВМN –екваторіальна, , АВМ₃N₃ – осьова; д – двостороння дипольно-осьова; е – серединних градіентів.

Деякі схеми спостережень, які найчастіше вживають під час вирішення тих чи інших гідрогеологічних, інженерно-геологічних та екологічних завдань наведені на рис. 2.3. До них, безумовно, слід додати схеми установок , які використовують під час проведення робіт за методом вертикальних електричних зондувань (ВЕЗ), зарядженого тіла та деякі інші , зображення яких буде наведено нижче.

. І на завершення зазначимо, що незалежно від типу установки, зміна ролі електродів живлення і приймання не приводить до зміни позірного опору. Це положення названо принципом взаємності.