книги из ГПНТБ / Бердичевский, Марк Наумович. Электрическая разведка методом теллурических токов

В зависимости от характера поляризации поля ТТ, масштаба съемки и назначения наблюдении анализ векторов вариации выполняется различными способами (табл. 8).

Теллуреграммы, полученные в районах с нелинейной поляри­ зацией поля ТТ, обрабатывают способом эллипсов или способом треугольников.

Способ эллипсов применяют при крупномасштабной съемке с одной или несколькими базисными точками, а также для первич­ ной (выполняемой в полевых условиях) обработки рядовых наблю­ дений мелкомасштабной съемки. Этот способ позволяет определить параметры К и М, а также коэффициенты a, b, с, d линейного соответствия, существующего между составляющими поля ТТ. Чаще всего обработка теллурограмм сводится к нахождению значений параметров К и М. Значения коэффициентов a, b, с, d вычисляют в отдельных случаях, о которых сказано ниже.

При обработке теллурограмм по способу треугольников можно определить только параметр К. Способ треугольников сопряжен с трудоемкими расчетами, однако по сравнению со способом эллип­ сов дает более точный результат и поэтому применяется: 1) для определения параметра К в точках опорной сети; 2) для вторич­ ной (выполняемой в камеральный период) обработки рядовых на­ блюдений мелкомасштабной съемки; 3) для подтверждения слабо выраженных теллурических аномалий, отмеченных способом эл­ липсов при крупномасштабной съемке.

Способ треугольников применяют также для получения зна­ чений параметра К в тех случаях, когда из-за нарушения линей­ ной связи между составляющими поля ТТ обработка теллурограмм способом эллипсов не дает положительных результатов.

В зонах устойчивой линейной поляризации поля ТТ способ

торной диаграммы; 4) преобразования векторов вариаций и по­ строения сопряженных эллипсов; 5) определения параметров К и М-, 6) определения коэффициентов соответствия.

Синхронизация теллурограмм

Синхронизация базисной и полевой теллурограмм заклю­

эти способы пока не нашли практического применения.

149

ные марки а, б как на базисной, так и на полевой теллурограммах следуют за рядовыми марками 3/1, 8/III, что свидетельствует о правильной синхронизации.

Особое внимание при оцифровке марок времени следует обра­ щать на импульсы, вызванные атмосферными разрядами. Эти импульсы на теллурограмме имеют длительность порядка долей секунды и наблюдаются в базисной и полевой точках одновре­ менно. В связи с этим они могут служить критерием правильности синхронизации. На рис. 72 такие импульсы видны между марками

1/11 и 2/II.

Интересно отметить, что в Главной геофизической компании (Париж), судя по опубликованным материалам, принята иная система синхронизации теллурограмм [63, 69, 70]. Для подачи марок времени французские геофи­ зики применяют на каждой станции независимые контактные хронометры. При этом синхронность вариаций поля ТТ устанавливается не только по мар­ кам времени, но часто и по фазовым моментам импульсов (по-видимому, предполагается, что экстремумы соответствующих друг другу импульсов на базисной и полевой теллурограммах приурочены к одному и тому же моменту времени). Такая методика синхронизации теллурограмм на наш взгляд несовершенна.

В самом деле, пусть в точке р составляющие поля ТТ изменяются по за­ кону гармонических колебаний:

Е=Е0 i(a>t^q>x)

(361)

ft — ftO eivt

ур ур

При этом в точке q согласно (124)

150

В общем случае b 0, с 0 и, следовательно, <ри =/= срк, ср,, =/= 0. Та­

ким образом, фазовые моменты соответствующих друг другу импульсов на базисной и полевой теллурограммах в общем случае не совпадают и в связи

с этим не могут быть использованы для точной синхронизации вариаций поля ТТ.

Определение постоянных регистрирующих каналов

Постоянной регистрирующего канала называется величина Р, представляющая собой цену милли­ метра отклонения пишущего блика в мв/км. Эта величина вы­

прадуировочного импульса в мм; MN — длина измерительной

Рис. 88. Обработка градуировочного импульса по способу смещения.

айв — теллурограмма; биг — калька.

Здесь множитель 100 имеет смысл масштабного коэффициента и введен для удобства записи.

Обработка градуировочных импульсов производится способом смещения, сущность которого заключается в следующем. На теллурограмме вблизи обрабатываемого импульса проводится направляющая линия АА, перпендикулярная направлению дви­ жения фотобумаги (рис. 88, а). Затем на обрабатываемый импульс накладывают кальку. Участки «нулевой» линии ai «2, С1С2 и уча­ сток линии импульса bibz, не искаженные переходными процессами

151

в гальванометре, переносят на кальку вместе с направляющей линией А А и получают отсчетные линии a ia 2, с 1С2, bib?. и направ­ ляющую линию АА (рис. 88, б). Не нарушая совпадения направ­ ляющих линий АА и А А, кальку смещают вниз до тех пор, пока

изображенная на пей неискаженная часть линии импульса 61&2 не займет наиболее естественное положение в разрыве a?ci неиска­ женных частей «нулевой» линии (рис. 88, в). Не сдвигая кальки,

на нее переносят линию bib? и получают отсчетную линию bi 62 (рис. 88, а). В завершение графических построений на кальке проводят вспомогательную линию dd, параллельную направляю­

щей линии АА, и определяют расстояние между отсчетными ли­ ниями bi b? и bi b?, равное величине градуировочного импульса *. Результаты измерений заносят в таблицу (см. табл. 9).

Таблица 9

Определение постоянных регистрирующих каналов

Отметим, что расхождение между величинами градуировочных импульсов различной полярности не должно превышать 3%. Между величинами градуировочных импульсов в начале и конце записи допускается максимальное расхождение 5%.

Постоянные регистрирующих каналов в дальнейшем будем обозначать Рх, PY, Ри и Ру в зависимости от наименования канала.

Построение векторной диаграммы

На базисной и полевой теллурограммах измеряют в милли­ метрах смещения \Х, АУ (базисная теллурограмма) и АС7, ДУ (полевая теллурограмма) пишущего блика для некоторого произ­ вольно выбранного интервала времени, длительность которого может колебаться от 5 сек. до 1 мин. Синхронность интервала времени на базисной и полевой теллурограммах устанавливают по маркам времени.

152

Умножая величины смещений пишущего блика на постоянные регистрирующих каналов, можно получить значения составляю­ щих векторов вариаций Рх АХ, РуАУ (базисная точка) и PVXU,

PyXV (полевая Точка). Эти значения, как предполагают, свя­

PyXV = сРхХХ +

+ dPyXY.

Здесь постоянные ре­ гистрирующих каналов имеют смысл масштаб­ ных коэффициентов при величинах АХ, АУ,

полевой точке на Рц. Иными словами, масштабные коэффициенты при величинах АХ, XU принимают равными единице, а масштаб­ ные коэффициенты при величинах АУ, А У — равными соответ­ ственно Ру/Рх, Ру /Р Подобный прием сокращает вдвое коли­

чество вычислений, необходимых для построения векторов вариа­ ций, не нарушая при этом их ориентации1. Таким образом, вместо соответствия (366) рассматривают соответствие

XU = аХХ -\-b^XY,

153

Рис. 90. Построение сопряженных эллипсов и определение коэффициентов соответствия.

Пример относится к теллурограммам, изображенным на рис. 72.

в котором

(368)

6 =

1 и 'и

В идентичности формул (366) и (367) легко убедиться, под­ ставив (368) в (367).

Векторы вариаций строят на специальном бланке с миллимет­ ровой сеткой. На бланке, пример которого изображен на рис. 90, проводят координатные оси X, Y и U, V, азимуты которых совпа­ дают с истинными азимутами соответствующих измерительных линий в полевой и базис­

ных точках, причем оси X

и U направлены в сторону заземлений с номером 2, а оси У и V — в сторону заземлений с номером 1. Положение стрелки С-Ю выбирают так, чтобы оси X и U располагались парал­ лельно линиям сетки.

Величины АХ, АТ/

Величины АУ, АУ предварительно умножают на масштабные коэффициенты PylPx, Pv/Pv. В результате умножения опреде­ ляют величины •

то умножение осуществляется при помощи простых номограммРассмотрим в виде примера номограмму для умножения величины АУ па масштабный коэффициент Ру/Рх. Номограмма представ­

ляет собой две прямые линии, расходящиеся под углом arctg Ру/Рх (рис. 91). Очевидно, что если отложить по линии OD отрезок ОА, равный АУ, то искомое произведение будет равно длине пер­ пендикуляра АВ, восстановленного из точки А до пересечения

155

с линией ОС. Аналогичным образом устроена номограмма для ум­

ния всей последовательности номеров векторов вариаций являются ошибки в подключении измерительных линий илп в наименовании регистрирующих ка­ налов. Обращение номеров отдельных векторов вариаций является результатом либо случайных ошибок обработки, либо эпизоди­ ческого нарушения линейной связи между составляющими поля ТТ. На рис. 90 такое обращение номеров векторов вариаций отмечается между векторами 1, 12 и 6, 11.

Преобразование векторов вариаций и построение сопряженных эллипсов

Преобразование векторов вариаций выполняется с целью получения сопряженных эллипсов и заключается в изменении величин векторов вариаций путем пх умножения па нормирующие множители.

Рассмотрим в базисной и полевой точках произвольную пару &ЕР п синхронных векторов вариаций и умножим их на один и тот же скаляр /. При этом, как было доказано в § 13, соответствие между векторами не нарушится. Величину скаляра / выберем с таким условием, чтобы базисный вектор / A.J7P своим

156

■ Образом вектора /AJ?P на полевой станции является вектор /A£Jg, конец которого, как следует из теории линейных соответ­ ствий, лежит на эллипсе. Этот эллипс, являющийся образом окруж­ ности радиуса R, представляет собой не что иное, как полевой эллипс (см. § 14).

Имея несколько пар различно направленных векторов вариа­ ций, можно получить ряд точек, лежащих на полевом эллипсе. По этим точкам легко построить полевой эллипс.

Аналогично можно построить базисный эллипс. Для этого со­ ответствующие друг другу векторы AJ?P и Aj?3 следует умножить

назовем нормирующими м н о жителями. На практике для построения сопряженных эллипсов полевые векторы вариаций умножают на нормирующие множители /, а базисные векторы вариаций — на нормирующие множители h. Эта операция дает точки, лежащие па полевом и базисном эллипсах, и носит название преобразования векторов вариаций.

Рис. 93. Пример преобразования базисного и полевого векторов вариаций.

Концы преобразованных векторов вариаций обводят круж­ ками. Полученные таким образом точки дополняют «отраженными» точками: при отражении преобразованные векторы откладывают в направлениях, противоположных направлениям исходных век­ торов.

Пример преобразования базисного и полевого векторов вариа­

157

Точки, соответствующие концам преобразованных векторой вариации, обозначены на чертеже черными кружками; «отражен­ ные» точки показаны белыми кружками. Аналогичные обозначе­ ния использованы и на рис. 90.

Все расчеты, выполняемые в ходе преобразования векторов

Данные таблицы относятся к векторной диаграмме, изобра­ женной на рис. 90. Величина R принята в рассматриваемом слу­ чае равной 30 мм.

По расположению концов преобразованных векторов вариа­ ций приближенно определяют размеры полуосей А, В полевого эллипса и полуосей Ai, Bi базисного эллипса. При этом следует иметь в виду, что полуоси сопряженных эллипсов должны удо­

поправки.

Для вычерчивания эллипсов применяется специальная па­ летка, изображенная на рис. 94, а. Палетка представляет собой семейство лучей, исходящих из общего центра. Через этот центр проходит горизонтальная линия, являющаяся осью палетки. Пример построения эллипса показан на рис. 94, б. На кальку наносят концентрические окружности, радиусы которых равны полуосям эллипса. Кальку накладывают на палетку так, чтобы центр окружностей оказался совмещенным с центром палетки. Через точки, образованные пересечением лучей палетки малой окружностью, проводят прямые, параллельные осп палетки. Через точки, образованные пересечением лучей палетки большой

158