Методика полевых работ методом индукции.

Комплект аппаратуры, используемой в методе индукции, состоит из генераторной и приемной групп («Земля – 2»). Аппаратура настроена обычно на фиксированные частоты в Кгц (18.75, 37.5, 75 Кгц). Приемник должен обеспечивать точность измерения амплитуд составляющих магнитного поля с ошибкой, не превышающей 3%.

Для решения задач геологического картирования применяются два вида профилирования.

1. Генератор и приемник с постоянным разносом одновременно перемещаются по одному профилю друг за другом в крест простирания пород.

2. Генератор и приемник перемещаются по двум параллельным профилям, в крест простирания пород так, чтобы они одновременно пересекали их контакты.

Полевые работы ведутся в следующей последовательности.

На предварительном этапе выбираются оптимальные разнос r и частота f. Эти работы ставятся на изученном в геологическом отношении участке. Разнос и частота выбираются так, чтобы рабочие значения параметра аномалии р₁ находились бы в области наибольшей разрешающей способности измеряемой величины поля, а глубинность была бы максимальной. Обычно при частоте 37.5 Кгц, разнос колеблется 50 – 120 м, в среднем он равен 80 м.

Далее проводится площадная съемка по сети профилей. Профили задаются в крест простирания пород, с ранее выбранным разносом и шагом, в масштабе 1:50000 до 1:10000. Выявленные при этом аномалии прослеживаются в плане, инструментально привязываются и наносятся на карту.

При этом могут быть выявлены помимо аномалий геологической природы также аномалии топографической природы, вызванные неоднородностью рельефа.

Так, например, при наблюдении на склоне, величина измеряемых углов α проходит через нуль дважды – выше передатчика – отмечается схождение нормалей (α с - на +), а ниже передатчика – расхождение нормалей (α с + на -). При измерениях вдоль хребта – по обе стороны от передатчика – выявляется электроось (схождение нормалей от – к +). Если передатчик в овраге, то такая же ось будет выявлена перпендикулярно к горизонталям рельефа.

«Ложные аномалии» выявляются в районах развития крутопадающих низкоомных пород. Соответствующие им электрооси при движении передатчика, перемещаются в ту же сторону. Аномалии могут вызываться линиями электропередач, трубопроводами и т.д.

При детализация решается задача установления природы аномалий и элементов залегания объектов. При этом выполняется профилирование вдоль электрооси, с шагом вначале 2.5 м, далее шаг увеличивается до 5 -10 м.

На всех частотах измеряют H_z, H_y, иногда и Н_х, и угол наклона большой оси эллипса поляризации.

При прямых поисках хорошо проводящих руд рекомендуется параллельное перемещение генераторной и измерительной аппаратуры на оси Х перпендикулярно к оси горизонтального магнитного диполя на выбранной частоте. Детализация ведется по той же методике, но уже на трех частотах.

Интерпретация результатов полевых измерений в методе индукции.

Предварительная обработка измеренных амплитуд составляющих магнитного поля и углов наклона большой оси эллипса поляризации заключается в вычислении по их значениям значений кажущихся сопротивлений горных пород.

При определении кажущихся сопротивлений по амплитудам составляющих магнитного поля предварительно необходимо найти модуль магнитного числа:

, m = JsN, (135)

где J – ток в рамке, s – площадь рамки, N – число витков в рамке.

Затем по полученной величине |h| с помощью теоретических кривых, рассчитанных для магнитного поля над однородным полупространством определяем параметр р₁.

Используя формулу (136)

вычисляем кажущееся сопротивление горных пород.

Удобнее использовать отношения амплитуд различных составляющих поля магнитного диполя. Так при обработке результатов измерений на оси горизонтального магнитного диполя выгодно использовать теоретическую кривую отношений H_z/H_y, а на оси вертикального магнитного диполя – отношение H_r/H_z (рис.

32).

По этим теоретическим графикам для значений горизонтального диполя H_z/H_y в любой точке профиля, находят р₁. Аналогично, для значений H_r/H_z для вертикального магнитного диполя находят р₁. Далее, зная р₁ вычисляют ρ_к по формулам:

; . (137)

Такие вычисления выполняются для каждой точки измерений и далее строится обычная кривая ρ_к.

Для ускорения определения кажущихся сопротивлений пород по измеренным величинам рассчитаны и построены специальные номограммы для составляющих полей различных магнитных диполей на частоте 37.5 Кгц. На них для ряда разносов r по вышеназванным формулам уже рассчитаны величины ρ. Для определения ρ_к по номограмме находят на теоретической кривой значение р₁ и затем по шкале ρ для соответствующего разноса определяется величина ρ_к. Определенные значения ρ_к надо умножить на при частоте 75 Кгц, и разделить на при измерениях на частоте 18.75 Кгц.

По измеренной фазе или углу наклона большой оси эллипса поляризации на соответствующей теоретической кривой находится р₁, а затем по формуле находят ρ_к.

Теоретические кривые зависимости измеренных параметров поля от р₁ и номограммы для нахождения ρ_к вычислены и построены для следующих величин.

1. Для горизонтального диполя, Для Н_у, φ_у ( на оси Х), φ_z - φ_у, Н_у,

H_z, φ_у, а, b, β (на оси У).

2. Для вертикального диполя. Для H_z, φ_z, H_r, φ_r, а, b, β.

3. Для наклонного диполя – для угла наклона большой оси

эллипса поляризации - β.

Практически теоретические кривые вычислены для всех возможных измеряемых в методе индукции компонент поля.

Далее полученные кривые ρ_к интерпретируются обычным способом, как в методах электропрофилирования.

Положение контакта на графиках ρ_к находится по центру аномальной части кривой (рис. 33).

Пласт большой мощности на графиках кажущихся сопротивлений отмечается перекрестием. Причем, над высокоомным пластом должно отмечаться верхнее перекрестие, а над низкоомным пластом – ниже, если материалы измерений представляются в виде двух кривых. Если же данные наблюдений отображают одной кривой, то пласт высокого сопротивления будет отличаться максимумом, а низкого минимумом (рис. 34).

Рис. 34.

Графики кажущихся сопротивлений над пластом малой мощности как высокого, так и низкого сопротивлений принципиально ничем не отличаются от аналогичных графиков над пластом большой мощности. Они становятся лишь менее выразительными из-за уменьшения величины аномалий, особенно над низкоомными пластами.

На каждом профиле по графикам ρ_к выделяются контакты пород, пласты высокого и низкого сопротивлений, которые наносятся на план профилей, построенный по данным топопривязки.

Затем все аномалии прослеживаются от профиля к профилю и строится корреляционный план и по данным геологического разреза проводится геологическая привязка. В итоге получают геоэлектрический разрез.

Необходимо отметить, что величины амплитуд и углов наклона большой оси эллипса поляризации сильно зависят от мощности и удельного сопротивления рыхлых отложений. Поэтому там, где покровные отложения меняют свой состав и мощность, корреляция аномалий между профилями должна проводиться не по уровню ρ_к, а по характерной форме самих аномалий.