- •1. Предмет разведочной геофизики. Геофизическое поле: определение, основные классификации.
- •2. Виды геофизических исследований
- •3. Принципы обработки геофизической информации: аддитивность геофизического поля, частотное разложение полей. Принцип комплексирования.
- •Частотное представление геофизического поля
- •Принцип комплексирования геофизических исследований
- •4. Природа гравитационного поля Земли. Сила тяжести. Связь ускорения свободного падения с плотностью горных пород.
- •5. Нормальная составляющая гравитационного поля. Аномалии в редукции Фая и Буге.
- •Аномалии силы тяжести
- •6. Плотность горных пород. Структурно-вещественные факторы, влияющие на плотность горных пород и руд.
- •7. Аппаратура и методика гравиметрической съемки. Гравиметрическая аппаратура
- •Методика гравиметрической съемки
- •8. Геологические задачи, решаемые гравиразведкой.
- •9. Физические основы сейсморазведки: сейсмические волны, сейсмические границы, геолого-структурные факторы, влияющие на скорость распространения упругих волн.
- •Скорость сейсмических волн
- •10. Типы сейсмических волн, используемых в сейсморазведке.
- •11. Геологические задачи, решаемые сейсморазведкой.
- •12. Магнитные свойства основных типов горных пород: магматических, осадочных, метаморфических, рудных.
- •13. Аппаратура и методика магнитной съемки. Геологические задачи, решаемые магниторазведкой.
- •Методика магнитной съемки
- •28. Геологические задачи, решаемые магниторазведкой.
- •14. Природа постоянного электрического тока в горных породах. Удельное электрическое сопротивление основных типов минералов и горных пород. Электромагнитные свойства горных пород
- •Удельное электрическое сопротивление
- •15. Естественные электрические поля гальванического и кинетического происхождения.
- •16. Вызванная поляризуемость горных пород, измерение поля вп.
- •17. Способы возбуждения переменного электромагнитного поля в горных породах. Глубина проникновения электромагнитных волн.
- •18. Электропрофилирование: определение, задачи, типы установок (сэп, сг), решаемые задачи.
- •19. Электрозондирование: определение, виды (вэз, чз), решаемые задачи. Электротомография.
- •Электротомография
- •20. Объемное геоэлектрическое картирование методом заряда: рудный и гидрогеологический варианты.
- •21. Объемное геоэлектрическое картирование методом радиоволнового просвечивания.
- •22. Геоэлектрохимические методы: метод частичного извлечения металлов.
- •23. Систематика и краткая характеристика методов ядерной геофизики.
- •24. Главные закономерности распределения естественных радионуклидов в горных породах.
- •25. Гамма – спектрометрический метод: физическая основа, разновидности, круг решаемых геологических задач.
- •26. Эманационный метод: физическая основа, разновидности, круг решаемых задач.
- •27. Нейтронный метод: физическая основа, круг решаемых геологических задач.
15. Естественные электрические поля гальванического и кинетического происхождения.
К геоэлектрохимическим полям относятся поля естественной поляризации горных пород, поля вызванной поляризации, а также поля электрохимических реакций рудных минералов.
К естественным полям электрическим полям относятся локальные постоянные поля гальванической и электрокинетической природы. Естественные поля гальванического происхождения - это поля, естественным образом возникающие вблизи природных электронных проводников (сульфидных и магнетитовых руд, графита и антрацита). Они получили название "рудных" или электрохимических полей. Значительную роль для развития гальванических полей играют два геологических фактора:
- наличие тектонически ослабленных зон, открывающих доступ атмосферного кислорода к верхней части рудной залежи;
- уровень зеркала подземных вод, перекрывающий доступ кислорода к нижней части рудной залежи.
В благоприятных условиях окисления, э.д.с. природного гальванического элемента может достигать 500-900, максимум 1200 мВ на колчеданных и медноколчеданных месторождениях. В целом величина естественного электрического поля рудной залежи зависит от трех факторов:
- от соотношения электропроводностей рудного тела и вмещающей его среды - поле достигает наибольших значений, когда электропроводность залежи достаточно велика, а вмещающих пород наоборот низка;
- от градиента потенциалообразующих факторов (содержания кислорода, ионов HS-, отношения Fe2+/Fe3+);
- от вертикального размера залежи.
Кроме гальванических полей окислительно-восстановительной природы сильные электрические поля, интенсивностью до 1000 мВ возникают вблизи залежей графита и антрацита. Графит, как и другие соединения углерода, очень стоек в химическом отношении, и поэтому процессы окисления не являются главной причиной образования э.д.с. вокруг графитовых залежей.
Наряду с полями гальванической природы существуют "нерудные" поля, возникающие при фильтрационных, диффузионных и термокинетических процессах. Фильтрационные электрические поля наиболее отчетливо проявляются в горных и холмистых районах, в речных долинах. При этом возвышенности являющиеся участками водосбора, отмечаются относительно пониженными (отрицательными) значениями потенциала, а долины - области разгрузки подземных вод - относительно повышенными значениями потенциала. Над погребенными речными долинами и карстовыми воронками обычно наблюдаются положительные значения потенциала, которые всегда возрастают в направлении движения воды. Фильтрационные поля возникают во всех местах, где существует свободное движение воды. Поэтому это явление широко используется для определения мест утечки воды в плотинах и водохранилищах, мест водопритока и оттока в скважинах и т.д.
16. Вызванная поляризуемость горных пород, измерение поля вп.
Многие горные породы обладают свойством искусственной или вызванной поляризации . Вызванная поляризация - это сложный электрохимический процесс, возникающий при протекании через горные породы постоянного или низкочастотного (до 20 Гц) переменного тока. Природа этого явления состоит в различной природе и величине электропроводности вмещающих горных пород и некоторых видов минералов, главными из которых являются сульфидные, углеродсодержащие и глинистые минералы. Более высокая электропроводность этих групп минералов относительно вмещающих пород приводит к накоплению на их поверхности избыточных зарядов при пропускании через них электрического тока. Сразу же после "выключения" внешнего поля начинается разряд поляризованных минералов через внешнюю среду и вследствие этого во вмещающих породах протекает кратковременный электрический ток, величина которого пропорциональна суммарной площади поверхности поляризованных зерен.
Искусственные электрохимические поля вызванной поляризации (ВП) создаются при помощи гальванического возбуждения в горных породах постоянного или низочастотного переменного электрического поля напряжением ΔU. Измерение поля вызванной поляризации ΔUВП проводится по истечении некоторого времени задержки с момента отключения источника постоянного тока. По результатам измерений величин ΔU и ΔUВП вычисляется коэффициент вызванной поляризации ηВП= ΔUВП / ΔU • 100%, величина которого не зависит от абсолютных значений ΔU и ΔUВП и является мерой интенсивности поля ВП. Происхождение потенциалов ВП связывают с особенностями протекания электрического тока через горные породы. Известно, что электрические заряды в горных породах обычно переносятся ионами. Но, если на пути ионного переноса заряда окажется электронные проводники (пирит, графит), в которых носителями тока служат электроны, то вследствие различной подвижности ионов и электронов на границе электронного проводника с ионопроводящей средой будут накапливаться некомпенсированные заряды. Поляризационный эффект будет максимальным при максимальной границе соприкосновения двух типов проводников, т.е. если скопления рудных минералов будут носить вкрапленный, а не массивный характер.
Поля ВП наблюдаются и при отсутствии проводящих минералов. Необходимым условием этого, так называемого, "нормального поляризационного" эффекта является присутствие глинистых частиц в порах горных пород. Поверхность глинистых частиц всегда содержит адсорбированные катионы металлов, подвижность которых больше подвижности ионов поровых растворов. Различие в подвижности двух типов носителей и создает поляризационный эффект на границах глинистых частиц с вмещающей средой. Таким образом, совокупность двух эффектов, - поляризации электронных проводников и поляризации глинистых частиц, - создают вызванные электрохимические поля.
Вызванная поляризуемость ΔUВП горных пород колеблется в пределах 1-4% и составляет в среднем 2-3 %. У массивных магматических и метаморфических пород поляризуемость составляет 1-2%, у песчано-глинистых отложений, насыщенных пресной водой - 3-4%, а насыщенных минерализованной водой - 1%. Наибольшая поляризуемость наблюдается при незначительной влажности горных пород и низкой минерализации порового флюида, обеспечивающих только смачивание включений с электронной проводимостью. Максимальные значения поляризуемости достигаются у вкрапленных и прожилково-вкрапленных руд, сцементированных минералами-диэлектриками, и составляют 10-20%. Это свойство сульфидных минералов определяет ведущую роль методов на основе полей ВП при поисках и разведке вкрапленных и прожилково- вкрапленных руд.
Кроме сульфидизированных пород повышенной поляризуемостью характеризуются породы, в состав которых входит углистое вещество или графит. Это служит геологическим основанием для использования методов ВП при картировании углефицированных толщ, которые во многих случаях являются рудовмещающими. С другой стороны, наличие в породах рассеянной вкрапленности углистого вещества, пирита или магнетита затрудняет выделение среди множества аномалий ВП перспективных аномалий над сульфидами цветных металлов.