19. Электрозондирование: определение, виды (вэз, чз), решаемые задачи. Электротомография.

К электромагнитным зондированиям относят группу методов, в которых изучается изменение электромагнитных свойств геологической среды с глубиной. С этой целью на изучаемом участке параметры установок и первичного электромагнитного поля изменяют таким образом, чтобы поле постепенно проникало на все большие и большие глубины. Для увеличения глубинности электроразведки используют следующие приемы:

дистанционный или геометрический, основанный на постепенном увеличении расстояния между питающими электродами А и В при использовании постоянных электрических полей (параметр глубинности - r = АВ / 2);

частотный, основанный на постепенном уменьшении частоты ω = √(2π / T) электромагнитных колебаний переменных синусоидальных полей (параметр глубинности - √T);

временной, основанный на постепенном увеличении времени t переходных процессов при использовании импульсных электромагнитных полей (параметр глубинности - √πt).

В результате измерения тех или иных геоэлектрических свойств разреза (чаще всего это кажущееся электрическое сопротивление) строят так называемые кривые зондирования, т.е. графики зависимости ρК от величины параметра глубинности (r, √T или t). В результате количественной интерпретации кривых электромагнитных зондирований по совокупности профильных или площадных наблюдений получают геоэлектрические разрезы или карты, на которых отражены послойные обобщенные электрические свойства горных пород, залегающих на разных глубинах.

Электромагнитные зондирования применяют для решения широкого круга геологических задач, связанных с расчленением пологослоистых (углы падения меньше 10-15O) геологических разрезов, состоящих из пластов, электромагнитные свойства которых изменяются и по простиранию, и по глубине. Основными геологическими задачами электромагнитных зондирований являются:

1. расчленение осадочных толщ при объемном структурно- геологическом картировании;

2. определение глубины залегания кристаллического фундамента или кровли интрузивных массивов;

3. определение мощности и состава покровных и коренных отложений;

4. поиски пластовых полезных ископаемых (уголь, вода, россыпи);

5. оценка физического состояния массивов приповерхностных пород в интересах инженерно-геологического, мерзлотно- гляциального, оползневого и гидрогеологического картирования;

6. изучение глубинного строения мантии Земли и электропроводности ее ядра.

В практике электроразведки используют несколько модификаций электромагнитных зондирований:

- вертикальное электрическое зондирование (ВЭЗ);

- дипольное электрическое зондирование (ДЭЗ);

- зондирование методом вызванной поляризации (ВЭЗ-ВП);

- магнитотеллурическое зондирование (МТЗ);

- зондирование методом становления поля (ЗСП);

- частотное зондирование (ЧЗ).

Вертикальное электрическое зондирование - это зондирование геологического разреза при помощи постоянного или низкочастотного (до 20 Гц) электрического поля, применяемый для изучения геоэлектрического разреза на глубинах до 300 м. В процессе выполнения ВЭЗ расстояние, или разнос, между питающими электродами постепенно увеличивают, чем достигается увеличение глубины проникновения электрического тока. Методика ВЭЗ включает в себя :

1. выбор измерительной установки;

2. выбор направления, по которому должны разноситься питающие и измерительные электроды;

3. измерение величин IАВ и ΔUMN при различных разносах линии АВ;

4. расчет значений ρК при различных разносах линии АВ;

5. построение кривой зондирования ВЭЗ в точке зондирования;

6. интерпретация данных ВЭЗ.

Частотное электромагнитное зондирование (ЧЗ) основано на изучении электрической или магнитной составляющих электромагнитного поля, созданного в земле или электрическим диполем АВ, или индукционной петлей, которые питаются переменным током с постепенно меняющейся частотой. Метод ЧЗ напоминает, с одной стороны, метод ДЭЗ на постоянном токе, а с другой - магнитотеллурическое зондирование и предназначен для решения тех же самых геологических задач - геоэлектрического расчленения пологослоистых сред с глубиной залегания до 5-7 км. В методе ЧЗ расстояние r между центрами питающего и приемного диполей остается постоянным в отличие от ДЭЗ, а эффект глубинности достигается уменьшением частоты электромагнитных колебаний. Методика ЧЗ сводится к измерению тока IАВ, напряжения Е X на приемном электрическом диполе и напряжения НZ на магнитном диполе. По этим измеренным параметрам рассчитывают кажущееся электрическое сопротивление на переменном токе. В результате выполнения ЧЗ строят кривые зондирования о вертикали откладывают кажущееся сопротивление, а по горизонтали - параметр глубинности, - T , где Т - период электромагнитных колебаний. В результате интерпретации определяются мощности и сопротивления отдельных горизонтов в разрезе.

Частным случаем ЧЗ являются высокочастотные зондирования (ВЗ), особенностью которых является применение радиоволн частотой от 10 кГц до 500 МГц. Глубина проникновения радиоволн волн очень мала и они очень быстро затухают с глубиной. Поэтому методы ВЗ можно применять лишь в условиях, когда верхняя часть геологического разреза сложена относительно мощными (в несколько десятков метров) слоями высокоомных пород и когда эти методы могут иметь практическое значение. Существует три основных метода высокочастотных зондирований: метод вертикального индукционного зондирования (ВИЗ), метод радиоволнового зондирования (РВЗ) и радиолакационный метод (РЛМ).