Добавил:

ivanov666 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Башкирский Государственный Аграрный Университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

книги из ГПНТБ / Светов Б.С. Теория, методика и интерпретация материалов низкочастотной индуктивной электроразведки

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

24.10.2023

Размер:

11.24 Mб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 2425 / 2625 26 > Следующая >>>

hb • JO'2

	0	WOOM
	L _ _	i
Рис. 64. Графики повысотной съемки поля мето
дом ДИП-А над серноколчеданным месторожде
нием	(Карелия)
Шифр	кривых — высота полета в м.	Цифры на про
филе — номера ориентиров
становятся сравнимыми сфлюктуациями поля (рис. 64).Из			анализа
высотной зависимости аномалий следует, что в подобных			геоэлек

трических условиях при разносе установки г = 35 м и реализован ной точности измерения вторичного поля предельная глубинность метода ДИП-А составляет примерно 50 м (при высоте полета 100 м ) .

Другой пример относится к участку Вескиозерного рудопроявления на Кольском полуострове, которое приурочено к зоне круп ного тектонического нарушения и представлено пирит-пирротино- выми рудами с включениями марказита, халькопирита и пентландита. В пределах нарушения руды распределены неравномерно, а рудные тела изменяют свою мощность от единиц до первых де сятков метров. Вмещающие оруденение породы в целом высокоомны, однако в пределах мощных тектонических нарушений, пере секающих участок работ, они характеризуются пониженным сопро тивлением.

	На рис. 65	сопоставлены		результаты	съемки поля методом
ДИП-А на трех		профилях на частотах 312 и 5000 Гц				(ft = 100	м ) ,
с	амплитудными	(А) и	фазовыми (Д<р)		графиками	ВМП	(/ =
=	1225 Гц). На	частоте	312	Гц уверенно отмечается		рудоносное

тектоническое нарушение (Аз) и менее минерализованное северное разрывное нарушение (А4). На частоте 5000 Гц эти аномалии уве личиваются слабо либо не возрастают вообще, но одновременно появляется ряд значительных аномалий над другими тектоничес кими зонами ( A i , А2 и др.). Постоянные времени аномальных объ ектов Аз и А4, определенные на основе двухчастотной съемки поля, равны примерно 2—2,5 мс, тогда как у аномальных объектов A i и кг они не превышают 0,6—0,8 мс. На основе этих данных можно

240

Ню-2

О 1км

I I

Рис. 65. Сопоставление результатов двухчастотной съемки поля методом ДИП-А (а) и методом

ВМП (б) над Вескиозерным рудопроявлением (Кольский полуостров)

Цифры на профиле — номера ориентиров

судить о связи различных аномалий с сульфидным оруденением. Эти данные будут еще более достоверны, если учесть разную ширину аномальных зон. Следует отметить, что на частоте 312 Гц в исследованном районе выделяются лишь единичные аномалии, связанные, как правило, с зонами, обогащенными сульфидами, а на частоте 5000 Гц достаточно подробно картируется вся неглу бинная тектоника.

16 Заказ № 271

241

Рис. 66. Схема профилей наблюдений метода ДИП-А в районе Панских высот (Кольский полу остров)

На рис., 66 приведен план графиков И.ь = Н~ь/На, полученных ме тодом ДИП-А на частоте / = 1 2 5 0 Гц на площади примерно 300км2 в районе Панских высот (Кольский полуостров). Район сложен эф- фузивно-осадочными и метаморфическими породами, прорван ными крупными интрузиями кислого и основного состава. В пре делах участка работ зафиксирован ряд тектонических нарушений различного направления. Они уверенно отмечаются аномалиями метода ДИП-А (Ai — Ловозерский разлом, А4-—разлом вдоль кон такта Цагинского интрузивного массива и т. д.). Аномалии в дан ном случае довольно широкие, что, с одной стороны, указывает на большую мощность проводящих зон, но, с другой стороны, отчасти объясняется слишком большой постоянной времени измерительного канала. Об этом же говорит смещение экстремумов аномалий по соседним маршрутам в направлении полета самолета.

Помимо тектоники, аномалиями ДИП-А отмечаются проявле ния титано-магнетитовых руд (Аз), а также более мелкие прово дящие зоны неизвестного геологического происхождения. Некото рые из них подтверждаются проведенными на отдельных участках

242

наземными работами (Аб — методом переходных процессов). На ос нове проведенной одночастотной съемки поля, конечно, трудно установить геологическую природу выявленных довольно многочис ленных аномалий без дополнительных данных. Такие дополнитель ные материалы могут быть получены прежде всего на основе измерения поля на более низкой частоте (f = 312 Гц), а также путем сопоставления материалов метода ДИП-А с результатами магнитной съемки.

Картирование покровных отложений и коренных пород

Выбор основных параметров, определяющих эффективность геокартировочных исследований — высоты установки и рабочей ча стоты, производится так же, как и выбор соответствующих пара метров при наземных исследованиях методом ДИП. Высота уста новки находится из формул малых параметров (III . 70) и палетки (см. рис. 10).

Задаваясь теми же требованиями, что и в гл. X, нетрудно найти условие, при котором будут достоверно картироваться коренные породы:

1 0 A , | l — ( X I . 1 )

Наоборот, если
( z + A ) m i n < 0 , 4 A ,	(XI.2)
	02
	°1

то на результатах измерений будут сказываться только поверхност ные отложения.

На основе палетки рис. 11 можно найти соответствующие тре бования к рабочей частоте.

Для того чтобы при достаточно большом разносе достоверно

картировалось	основание, необходимо условие
	8 1 т а х > Ю Л 1 ^ \| 1 - \| - \| .	(XI.3)
Наоборот, при
	8 ! т , п < Л 1	(XI.4)

вторичное поле определяется только наносами. В этих формулах

о 1 = 1 / — толщина скин-слоя в верхней толще пород.

Г0 i p ©

Если наносы настолько малы, что заведомо выполняются оба требования ( X . l ) , ( X I . 3 ) , то высота установки и рабочая частота выбираются на основе графиков нормального поля приподнятого диполя (см. рис. 19,а). Чтобы обеспечить более высокую разре

шающую способность	результатов измерений в отношении а и
16*	243

проводить исследования на более низких частотах, нужно стремить ся к тому, чтобы измеренные значения поля располагались на левой ветви графика I m h*. С учетом этого требования и минимальной

величины достоверно измеряемого поля, равной 0,02%, можно, на

пример, найти, что на частоте / = 312 Гц		и при	высоте	установки
г + /г=160	м (/i=100 м, г = 30 м, z = h — г \| 2 ~ 6 0		м) целесообразно
проводить	картирование горных пород	в диапазоне р		от 10 до

1000 О м - м .

Вообще говоря, ввиду экстремального характера графика нор мального поля для правильного определения проводимости среды необходимо знать, на какую ветвь этого графика попадет резуль тат измерения. Поэтому, если нет априорных сведений о пределах изменения проводимости картируемых пород, предварительно изу чают геоэлектрический разрез по выборочными профилям на двух частотах или двух высотах.

При решении двухслойной задачи такие измерения становятся обязательными. Если задача состоит в картировании наносов по их мощности и проводимости, а коренные породы весьма высокоомны, то возможны два варианта исследований. В первом основ

ную съемку проводят на небольшой	высоте, которая выбирается
вблизи ( 2 + / i ) m i n (XI . 2), и на достаточно низкой частоте так,		чтобы
результаты измерений располагались	на левой ветви графика	13,6,

а затем повторяют наблюдения на большой высоте. Во втором ва

рианте частота	поля должна	быть такой, чтобы толщина	скин-слоя
6 i находилась	вблизи 6 i m i n	(XI . 4), а высота полета	была доста

точно большой, чтобы результаты измерений располагались на пра

вой	ветви графика 13, а. Повторные полеты проводят на более низ
кой	частоте.

При картировании наносов по их продольной проводимости и коренных пород по их сопротивлению съемку поля также следует проводить либо на двух высотах, либо на двух частотах, причем мощность наносов должна быть в несколько раз меньше минималь ной высоты полета и толщины скин-слоя на наибольшей частоте. Выбор варианта исследований и определение конкретных значений

высоты	установки	и рабочей частоты производится	на основе
рис. 12	так, чтобы	при двухвысотной съемке результаты	измерений

располагались на левой ветви графика 12,6, а при двухчастотной съемке — на правой ветви графика 12, а. Надо заметить, что в об щем случае двухчастотные измерения обладают более высокой раз решающей способностью в отношении параметров геоэлектричес кого разреза.

Результаты измерений		методом ДИП-А	следует	изображать
в виде значений магнитных чисел I m h*.
Они находятся по измеренным значениям Нь и На				по	формуле
im пг—	7 г	з sin в cos в	7П •		Ум-Ь'
справедливой для достаточно больших высот установки. В					качестве

244

угла на гондолу 6 берется среднее в условиях полета значение этой величины. Удобство такого представления заключается в воз можности непосредственного использования палеточных графиков на рис. 9—13. Однако нередко ограничиваются простым построе-

нием графиков - 7 7 - .

В простейшем случае пренебрежимо малого влияния наносов значения I m h* переводятся в значения кажущейся проводимости.

Такой перевод осуществляется		так же, как и при наземных иссле
дованиях, но с	применением	графиков	рис. 9, а или	формул
(III . 72) — ( I I I . 7 3 ) .	В более общем случае		двухслойной	среды ре

зультаты наблюдений интерпретируются на основе одной из двух ранее упомянутых моделей: пласта конечной мощности с непро

водящим основанием либо тонкого пласта				с заданной продольной
проводимостью	S,	подстилаемого	средой	конечного		сопротив
ления.
При измерении поля на двух частотах на прозрачный						двойной
логарифмический	бланк с тем же		модулем, что и		на	палетках
рис. 12, 13, строится		график вычисленных		значений	Im h* в		зави
симости от У<о. Этот бланк накладывается				на палетку S-проводи-
мости (см. рис.	12, а) так, чтобы совпали			значения	I m / i *		по оси

ординат, и перемещается вдоль оси абсцисс до наилучшего нало жения нанесенных экспериментальных точек на одну из палеточных кривых. После этого по палетке определяется индекс кривой (5 =

=P l ^ 1 , ч и находится обобщенный параметр а*г. По найденным

o2{z + h)

значениям

этих

величин

вычисляются

S =

G\h\ и о2.

Если

экспери

ментальные

точки попадают

в область

низкой

разрешающей

спо

собности

палеточных кривых

( Р ^ 1 ) ,

то

либо

находится

только

одно значение 5(аг = 0), либо

такая

же

интерпретация

проводится

по палетке

для

пласта конечной мощности (см. рис.

13,а). В

по

следнем

случае

по

индексу

кривой

определяется

значение

g =

z+h

„

= —

и, кроме

того,

находится

параметр

qfZ.

Значение

этих

величин

позволяет

(при

а2 —0) раздельно

вычислить hi и Oi. Если

экспериментальные точки располагаются в области низкой разре

шающей	способности кривых			I m / i *		(g^l),	то это означает, что
при выбранных значениях			{z + h)		и со можно получить			лишь	про
водимость верхнего слоя		(ei).
Точно так же строится интерпретация двухвысотных								измерений.
Значения	I m / i * , построенные			в	зависимости от lj(z + h),				совме
щаются вначале с палеткой S-проводимости							(см. рис. 12, б)		и на
ходятся параметры a = 0\hi			~^~~		и	Я*-- По	ним вычисляются S =
= o"iAi и	02. Если а > 1 ,	то	удается		найти только S(o2 = 0). В				этом
									245

случае переходят к палетке рис. 13, б и пробуют определить раз

дельно 0 i и hi на основе полученных по	этой палетке значений q =
= \ kihi\ и qh- Если q>\, то на основе	палетки 13, б удается найти

только проводимость верхнего слоя, что, как и в случае двухчас тотной съемки, означает неудачный выбор методики измерений. Неудачно выбраны высота установки и рабочая частота и тогда, когда результаты повысотной съемки располагаются на правых

ветвях графиков 12, б и 13, б	{ поле изменяется как —	гт-г)	либо
к ^	V	(z + h)4	12, а
результаты двухчастотной съемки — на левых ветвях графиков			12, а

и 13, а (поле изменяется пропорционально частоте).

Приведем два примера постановки работ методом ДИП-А и ин терпретации полученных материалов при картировании покровных

О		90 то нот
.200	I U	90 то нот
.200
Ш\		LJ U • • 1_
J02V—		LJ U • • 1_
		!

Ч** СЗ

Рис. 67. Графики двухчастотной съемки поля над участком № 1 в Северном Казахстане

1 — известняки; 2 — осадочные породы неустановленного •состава; 3 — туфы, порфириты; 4 — кора выветривания; 5 — меловые отложения; 6 — рыхлые отложения; 7 — бок ситы

246

Jt=SO*f ft=ZUOM

Рис. 68. Графики двухвысотной съемки поля над участком № 2 в Северном Казахстане

/ — известняки; 2 — порфириты и их туфы; 3 — кора вы ветривания; 4 — рыхлые отложения

отложений и коренных пород. Оба они относятся к решению за дачи поисков бокситовых месторождений, связанных с депресси ями в палеозойском фундаменте, перекрытом проводящими поверх ностными отложениями. Палеозойский фундамент сложен эффу зивными и карбонатными породами довольно высокого сопротив ления (600—1200 О м - м ) . Депрессионные отложения в нем имеют карстовое или эрозионное происхождение и тяготеют к контакту эффузивных пород с известняками или к зонам тектонических на рушений. В этих депрессиях сохранились меловые бокситоносные отложения, представленные в основном глинами с удельным сопро тивлением от 1 до 20 Ом • м. По палеозойским породам широко развита кора выветривания. Весь район закрыт четвертичными и неогеновыми отложениями мощностью до 20—30 м, которые ха рактеризуются высокой проводимостью ai (до 1 Сим/м), изменяю щейся к тому же в значительных пределах.

На одном из обследованных месторождений была проведена, площадная съемка методом ДИП-А, а отдельные профили были изучены на ряде высот (h от 60 до 360 м с разносами г от 30 до 120 м) и на трех частотах: 78 и 312 Гц. На рис. 67 приводятся ре зультаты измерения поля по одному из профилей, секущих место рождение, на частотах 78 и 312 Гц при высоте полета 240 м. Из менение поля на обеих частотах довольно сложное и плохо.

247

характеризует геоэлектрический разрез. Данные двухчастотных из мерений проинтерпретированы но палетке на рис. 12, а и на ос нове этого были построены графики 5 и а2 . Наиболее хорошо коррелируется с депрессионными углублениями график а2 , на котором основная депрессия отмечается проводимостью более 2 Сим/м. Учитывая довольно высокие удельные сопротивления палеозойских пород, следует полагать, что значения о2 в данном случае отно сятся к породам, заполняющим депрессию. Величина 5 хуже от ражает изменения мощности покровных отложений, что связано, по-видимому, со значительными колебаниями проводимости верх ней толщи пород. В правой части профиля значения 5 и аг умень шаются. Это отражает выход палеозойских пород на поверхность.

По этому же профилю была проведена интерпретация разновысотных измерений поля (/г = 60, 90, 120 м) на частоте 312 Гц. Ин терпретация проводилась машинным способом на БЭСМ-4 по мо дели пласта конечной мощности (палетка рис. 13, б) и установила хорошую качественную корреляцию с депрессионными углублени ями графика hi. Следует заметить, что ъ тех случаях, когда ма шиной выбираются значения мощности hi, превышающие высоту полета (120 м ) , то они уже не характеризуют мощность верхнего слоя, а лишь указывают на выход соответствующих двухслойных кривых на кривую однородного полупространства. Так обстоит дело не только в районах развития депрессий, но и на тех участках, на которых мощность наносов стремится к нулю (юго-восточная часть профиля). Разница между этими'двумя случаями может быть ус тановлена по поведению Oi, которая при выходе высокоомных пород на поверхность соответственно уменьшается.

На другом месторождении депрессии более локальны и харак теризуются не очень 'большими относительными углублениями фун дамента. На рис. 68 приведены графики двухвысотной (/и = 90 и h2 — 240 м) съемки поля на частоте 312 Гц и результаты их интер претации по палетке 12, б. Повышенные значения а2, как и в пре дыдущем случае, тяготеют к депрессионным углублениям, а гра фик 5 в большей мере отражает изменения проводимости поверх ностных отложений. Так, например, в восточной части профиля высокими значениями S отмечается участок развития весьма низкоомных солончаков.

Интересно сопоставить графики непосредственно наблюденных величин (например, при h = 90 м) с графиками, полученными при интерпретации. Увеличение Нь/На в западной и восточной частях профиля, как следует из результатов интерпретации, имеет раз личное происхождение. Если в восточной части оно связано с*чисто поверхностными отложениями (увеличение 5, но уменьшение а2), то в районе пикетов 30—40 отражает более глубокие изменения геоэлектрического разреза (увеличение S и а 2 ) .

Таким образом, даже простейшая интерпретация на основе идеализированных двухслойных моделей позволяет значительно лучше понять геологическую причину изменений поля.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. А в а з а ш в и л и Д. 3. Задача дифракции электромагнитных колебаний. Автореф. дисс. на соиск. уч. степ. докт. фнз.-мат. наук. Тбилиси, АН ГрузССР, 1957.

2.	А л ь п и н Л. М. Теория поля. М., «Недра», 1966.
3.	А л ь п и н Л. М. К	моделированию задач электроразведки и электриче
ского каротажа.—«Труды Моск. геол.-развед. ин-та.», т. XXXVI, 1959.			«Наука»,
4.	А н г о А. Математика для электро- и радиоинженеров. М.,
1967.	А н т о к о л ь с к и й	М. А. Теория информации и ее применение	в геофи
5.

зической разведке. Обзоры по отдельным проблемам, вып. 16. Изд. Гос. геол. ко-

мит., 1965.			слоистых средах. М., Изд-во АН СССР,
6.	Б р е х о в с к и х Л. М. Волны в
1957.	В а н ь я н	Л. Л. Основы электромагнитных зондирований. М., «Недра»,.
7.
1965.	В а т с о н Г. Н. Теория бесселевых функций. М., изд-во иностр. лит., 1949.
8.
9.	В е л и к и й	А. Б., Ф р а н т о в	Г. С. Электромагнитные поля, применяе
мые в индукционных методах разведки. Л., Гостоптехиздат, 1962.
10.	В е л и к и й	А. Б., Б у л г а к о в	Ю. И. Индуктивная электроразведка ме

тодом переходных процессов с совмещенными источником и приемником поля. Л.,. «Недра», 1967.

11. В е ш е в А. В., Л ю б ц е в а Е. Ф., С а м о с ю к Г. П. Определение эф фективных параметров среды в поле конечного заземленного кабеля.—«Уч. зап.

Лен. гос. ун-та»,	1962, № 284.
12. В е ш е в	А. В., И в о ч к и н В. Г., И г н а т ь е в Г. Ф. Электромагнитное

профилирование. Л., «Недра», 1971.

13.В у д в о р д Ф. М. Теория вероятностей и теория информации с приме нениями в радиолокации. М., «Советское радио», 1955.

14.Г а с а н е н к о Л. Б. Нормальное поле вертикального гармонического низ кочастотного магнитного диполя.—«Уч. зап. Лен. гос. ун-та», 1958, № 249.

15. Г а с а н е н к о Л. Б. Поле вертикального гармонического магнитногодиполя над поверхностью многослойной структуры.—«Уч. зап. Лен. гос. ун-та».

1959, № 278.	Л. Б., М о л о ч н о в Г. В. Электромагнитное поле горизон
16. Г а с а н е н к о
тального магнитного	диполя	над горизонтально-слоистой структурой.— «Уч. зап.
Лен. гос. ун-та», 1958, № 249.		Ш о л п о	Г. П. К теории	электромагнитных зонди
17. Г а с а н е н к о	Л. Б.,
рований.—«Уч. зап. Лен. гос. ун-та», 1960, № 286.
18. ' Г о л д м а н С. Теория информации, М., изд-во иностр. лит., 1957.
19. Г р а д ш т е й н И. С,		Р ы ж и к	И. М. Таблицы	интегралов, сумм, рядов
п произведений. М., Физматгиз, 1962.
20. Д м и т р и е в	В. И. Электромагнитные поля в неоднородных средах.—
«Труды Вычислительного центра МГУ», 1969.

21. До б р о х о т о в а И. А., Я к у б о в с к и й Ю. В. О возможности и ре зультатах применения индуктивных методов электроразведки на месторождениях магнитных руд.—«Разведочная геофизика», 1970, вып. 39.

249»

<<< < Предыдущая 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 2425 / 2625 26 > Следующая >>>

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ