MISCELLANEOUS / Geophysics / Geophysics Methods Костицын В. И

Электроразведка

перекрывающей толщи или меньше, ошибки в определении hi и i могут достигать величин в десятки и сотни процентов независимо от метода интерпретации - палеточного или машинного. Поэтому с помощью специальных номограмм, стрелок на номо- граммах-палетках или алгоритмов машинной интерпретации можно оценить пределы действия принципа эквивалентности, т.е. найти чисто физические погрешности в определении не

ВЭЗ-ДЗ, например, получаются высокие (до 10–20 %) точности либо для Si в низкоомных слоях, подстилаемых высокоомными (ветви кривых H i 1 i i 1 и A i 1 i i 1 , либо для Ti в высокоомных слоях, подстилаемых низкоомными (ветви кривых K i 1 i i 1 и Q i 1 i i 1 ), где i 1 и i 1 – сопротивления слоев, покрывающего и подстилающего изучаемый

слой с i .

Всегда имеются наиболее достоверные параметры для разных слоев изучаемого разреза (например, для рассматривае-

мой на рис. 3.10 кривой это h1, 1, T2, T3, S4), которые и являются главным результатом формальной физико-математической интерпретации ЭМЗ. Их можно использовать для получения гео- лого-гидрогеологических характеристик слоев горных пород: трещиноватости, обводненности, скорости движения или фильтрации подземных вод, степени загрязненности, засоленности почв, грунтов, грунтовых вод и др.

Для получения остальных параметров (особенно hi) нуж-

ны дополнительные сведения об электромагнитных свойствах промежуточных горизонтов (чаще всего о i). Такие сведения получают путем постановки параметрических ЭМЗ на скважи-

сейсморазведки, тщательного анализа всей геологогеофизической информации по району, взаимной корреляции

Электроразведка

Кроме того, по данным зондирований строят структурные карты по кровле опорных горизонтов и карты мощностей тех или иных слоев. Сопоставив их с геологическими данными, можно создать соответствующие структурные геологические карты.

3.17.4. Области применения электромагнитных зондирований

Несмотря на то, что все методы электромагнитных зондирований предназначены для расчленения горизонтально- и пологослоистых сред, их геологические возможности разные, они зависят прежде всего от проектируемой глубинности и решаемых задач.

При малоглубинных (до 100 м) исследованиях целесооб-

разно применять ВЭЗ, ВЭЗ-ВП, в условиях повышенных сопротивлений (больше 100 Омм) и при плохих условиях заземления

– ВИЗ, в условиях высокоомных (больше 1000 Омм) разрезов (например при изучении льдов, мерзлоты, поисках подземных вод в пустынях) – РВЗ, РЛМ.

При разведке глубин до 500 м можно применять ВЭЗ,

ВЭЗ-ВП, а также ЗСБ и ЧЗ (особенно при наличии в разрезе высокоомных карбонатных или галогенных экранов). С помощью этих методов решаются следующие задачи:

1.Определение мощности и состава покровных и коренных осадочных отложений, глубины залегания фундамента, что очень важно для структурно-геологического объемного картирования;

2.Оценка геометрических параметров и физических свойств массивов горных пород, представляющих большой интерес для инженерно-геологического, мерзлотно-гляциологичес- кого, гидрогеологического картирования;

3.Поиски пластовых, как правило, нерудных полезных ископаемых.

При структурных исследованиях на суше и морях до глубин 5–10 км используются ДЗ, ЗСД и ЗСБ, а чаще магнитотеллурические методы и прежде всего МТЗ. Изучение глубинной неоднородности Земли можно проводить с помощью ГМТЗ.

221

Электроразведка

3.18.1. Интерпретация данных электромагнитных профилирований

1. Качественная интерпретация. Качественная интер-

претация электромагнитного профилирования – это прежде всего визуальное (или с помощью вероятностно-статистических методов) выявление аномалий на профилях и картах, т.е. отклонений наблюденных параметров поля или кажущихся сопротивлений, поляризуемостей от первичного (нормального) или среднего (фонового) поля. Аномалия считается достоверной, если она удовлетворяет правилу «трех сигм и трех точек», т.е. амплитуда аномалий превышает 3 , где – среднеквадратическая или близкая к ней относительная среднеарифметическая ошибка съемки, которая прослеживается не менее чем на 3 точках профиля. С помощью вероятноcтно-статистических методов и ЭВМ выявляются аномалии с амплитудой, близкой к , а визуально – в 3 раза больших .

Форма и простирание аномалий электромагнитного профилирования обычно соответствуют плановому положению создавших их объектов. Ширина (l) аномалии над тонким (l h) объектом зависит от глубины залегания его верхней кромки (h), а над толстым (l H) – от его ширины (L). Форма и интенсивность аномалий, а значит, и эффективность профилирования зависят от следующих природных и технических факторов:

1)глубины залегания (h) по отношению к поперечным размерам (d) геологических объектов (обычно выделяются объекты с h/d меньше 2–5);

2)контрастности электромагнитных свойств объектов и вмещающей среды, а в индуктивных методах – от абсолютных электропроводностей объектов;

3)уровня технических помех и наличия помехозащищенной аппаратуры;

4)оптимального выбора метода, глубинности разведки (а значит, r, T, t), системы наблюдений, интенсивности первичного (питающего) поля и его поляризации, т.е. направления вектора E по отношению к простиранию объектов. Например, когда вектор E совпадет с простиранием объектов, в проводящих телах

223

Электроразведка

2. Количественная интерпретация. Количественная ин-

терпретация данных электромагнитного профилирования – это определение (чаще – оценка) формы, глубины, а иногда размеров, физической и геологической природы аномалий. Она начинается с выбора физико-геологических моделей, которыми можно аппроксимировать разведываемые объекты: контакты сред, мощные (L h) и тонкие (L h) пласты, изометрические (шарообразные), вытянутые (линзообразные, цилиндрообразные) объекты и др. Решение прямых и особенно обратных задач методами математического и физического моделирования для перечисленных моделей сложнее, чем для зондирований. Тем не менее, в каждом методе существуют аналитические и графические приемы количественной интерпретации.

Простейшим способом оценки глубины залегания верхней кромки (h) является способ касательных, используемый в магниторазведке. С его помощью интерпретируются четкие локальные аномалии, называемые аномалиями кондуктивного типа (ЭП, ВП, ПЕЭП), а также ЕП и некоторые другие. Для этого проводятся касательные к максимуму, минимуму и боковым граням аномалии (рис. 3.14).

Рис. 3.14. Кривая ЕП над сульфидной залежью и ее интерпретация способом касательных

По разностям абсцисс точек пересечения касательных (m1 и m2) можно определить h по формуле

h m1 m2 ,

где параметр в разных методах профилирования меняется: для пластообразных объектов – от 0,2 до 0,5, а для изoметрических тел – от 0,4 до 1,0.

225

Электроразведка

При качественной интерпретации скважинно-

подземных методов выделяются аномалии, т.е. отклонения наблюденных параметров поля от нормальных. Для расчета нормальных полей с помощью ЭВМ решаются прямые задачи для погруженных в однородное полупространство источников поля. Аномалии коррелируются по соседним скважинам и горным выработкам, оценивается положение электрических аномальных осей, проводящих экранов. Далее они сопоставляются с подсечениями скважинами отдельных пластов горных пород, рудных тел и т.п. В результате в межскважинном и околовыработочном пространстве выявляются и оконтуриваются рудные объекты.

Полуколичественную оценку результатов подземной электроразведки осуществляют путем сравнения наблюденных кривых с теоретическими, рассчитанными над простейшими моделями аномальных тел (шар, пласт и др.) с погруженными источниками поля.

Интерпретация скважинно-подземных геоэлектрохимических методов (ЕП, ВП, КСПК, БСПК, ЧИМ и др.) осуществляется с учетом химической природы аномалий. В работе участвуют кроме геологов и геохимики.

3.18.3. Особенности геологического применения электромагнитных профилирований и объемных методов

Геологические задачи, решаемые многочисленными методами электромагнитного профилирования, разнообразны. В зависимости от глубинности, решаемых задач и особенностей геоэлектрического разреза одновременно с зондированиями, дающими опорную информацию, применяются один-два метода профилирования.

Для изучения верхней части (до 10–20 м) геологической среды используются методы аэроэлектроразведки (ИКС, РЛС, ДИП-А, СДВР-А), полевые съемки методами СДВР, ДИП, ДЭМП, реже – ЭП, ВП.

При малоглубинных (до 100 м) исследованиях наряду с геологическим, инженерно-геологическим, геоэкологическим и мерзлотным картированием, поисками нерудных полезных ископаемых чаще всего применяются различные варианты ЭП.

227