Материалы X-го международного геофизического научно-практического семинара

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ ВРЕМЕННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ВП ПРИ ПОИСКАХ ЗОЛОТОРУДНЫХ ОБЪЕКТОВ

Клепиков А.В., Хрол Н.С., Духнин К.Ю.

Группа геолого-геофизических компаний “Теллур”, Санкт-Петербург, klepikoff@mail.ru

Аннотация

Описывается методика измерения производной переходной характеристики ВП, приводятся данные измерений различных образцов в водном баке, а также результаты применения методики в полевых условиях. В качестве одного из примеров представлены измерения производной переходной характеристики ВП над известным золоторудным объектом золото-кварц-сульфидного типа.

Summary

Describing method of measuring the derivative of the transient response of VP, provides measurement data of different samples in a water tank, as well as results of using the technique in the field. As one of the examples presented the measurements of the derivative of the transient response of VP over well-known Gold-mining object is gold-quartz-sulfide type.

Вопрос изучения временных характеристик ВП и их практического применения для решения поисковых задач является одной из интереснейших задач метода. Непосредственное сравнение временных характеристик, полученных при измерениях с различной аппаратурой невозможно ввиду зависимости уровня наблюдаемого поля от длительности зарядки и времени измерения ВП. Для решения этой проблемы было введено понятие производной вызванной поляризации (дифференциальной поляризуемости), определяемой как отношение приращения ВП к приращению логарифма времени. В. А. Комаровым был предложен способ расчета дифференциальной поляризуемости как отношения кажущейся поляризуемости к временному коэффициенту

приращения ВП в паузе [1, 2]. Минусом такого подхода является то, что он предполагает закон изменения ВП во времени близким к логарифмическому, что на практике подтверждается не всегда.

Избежать проблемы аппроксимации спада ВП позволяет методика изучения временных характеристик ВП посредством прямого измерения производной вызванной поляризации, которая была разработана в 60-70-х годах О. М. Шаповаловым, В. Ю. Чернышом, И. С. Михельсоном и некоторыми другими исследователями [4, 5, 6]. Суть ее заключается в измерении напряжения ВП в паузах некоторого набора токовых импульсов возрастающей длительности с соблюдением для каждой длительности постоянства отношения tз./tсп. В этом случае значение временного коэффициента Р остается постоянным, что позволяет говорить о непосредственном измерении дифференциальной поляризуемости [3, 6]. Время Tср., к которому относятся такие измерения, в паузе определяется как

В рамках данной методики проводились исследования с использованием возможностей современной высокоточной аппаратуры, разработанной в Группе геолого-геофизических компаний ”Теллур” К. Ю. Духниным. С целью подробного изучения характеристик дифференциальной поляризуемости в широком диапазоне времени, измерения велись при длительностях токового импульса tз., равных 6.4; 12.8; 25.6; 51.2; 102; 204; 409 мсек; 0.8; 1.6; 3.2; 6.5; 13.1; 26.2; 52.4; 104.9 сек. Значение временного коэффициента Р сохранялось равным 0.7. Для получения размерности поляризуемости вычислялось отношение значения напряжения ВП импульса каждой длительности к значению напряжения пропускания для длительности токового импульса в 13.1 сек (напряжение Uпр. определялось на времени 11.5 сек.):

Получаемые таким образом графики производной переходной характеристики ВП (ППХ ВП)

22

Материалы X-го международного геофизического научно-практического семинара

являются характеристикой скорости спада ВП. Приведение напряжения ВП к напряжению на фиксированном времени зарядки необходимо для сравнения характеристик дифференциальной поляризуемости, измеренной на разных образцах и точках профиля.

На всех полученных кривых ППХ ВП оценивалась амплитуда полученных значений дифференциальной поляризуемости, а также положение максимума производной переходной характеристики (постоянной времени τ) на оси времен.

Измерения на образцах производились в водном баке с градиентной установкой при АВ = 56 см, MN = 8 см, центр приемной линии располагался над центром образца. Использовались образцы магнетитовых, вкрапленных и сплошных сульфидных руд различного состава, шунгитов, безрудных горных пород, а также образцы, приготовленные из графита.

Результаты измерений в баке, представленные на рис. 1, показали, что для образцов пиритовых и пирит-халькопиритовых руд характерны малые значения постоянной времени (τ = 0.05-2 cек.), при относительно невысоком уровне максимумов дифференциальной поляризуемости (ηd = 6-10 %). Постоянная времени для образцов сплошных руд заметно выше, чем для вкрапленных. Образцы, изготовленные из графита характеризуются диапазоном значений τ в поздних временах (τ = 7-30 cек. и более) и высокими значениями максимумов дифференциальной поляризуемости, которые достигают 2030 %, а в отдельных случаях 60%. Магнетитовые руды отличаются положением максимума ППХ ВП в ранних временах (0,08 сек.) и, в то же, время, высоким значением ηd, составляющим для разных образцов 18-25 %. Образцы шунгита имеют постоянные времени τ в диапазоне от 0.1 до 1 сек, уровень максимумов ППХ ВП при этом колеблется в достаточно широких пределах (5,5-22 %). Отдельно следует отметить что с повышением содержания шунгита в образце постоянная времени сдвигается в область более ранних времен. Это объясняется уменьшением сопротивления образца, что приводит к ускорению процессов ВП. При измерении образцов, содержащих электронопроводящие минералы различной природы (например, шунгит с прожилками пирит-халькопиритовой руды) на временной характеристике отмечалось два максимума, что говорит о том, что производная переходной характеристики ВП, будучи измеренной в достаточно широком диапазоне времени, содержит полную информацию о природе поляризующегося объекта. Исследования безрудных образцов показали что уровень их дифференциальной поляризуемости крайне низкий (0.2-0.25 %), а постоянная времени смещена в сторону низких времен за пределы временного диапазона измерений. Это, вероятно, связано с проявлением индукционных процессов на ранних временах измерений.

Как известно, ценность любой методики определяется возможностью ее использования при решении практических задач. В полевых условиях измерения переходных характеристик ВП

23

Материалы X-го международного геофизического научно-практического семинара

проводились в ходе обнаружения и изучения рудных объектов золото-сульфидного и золото-кварц- сульфидного типа, для которых съемка ВП является одним из главных методов поиска. Измерения временных характеристик проводились над центрами аномалий поляризуемости, выделенных по результатам площадной съемки ВП. Для уменьшения влияния индукционных процессов использовалась трехэлектродная установка с размером MN = 10-40 м и разносом АО от 10 до 200 м. Сильное увеличение АО зачастую приводит к падению полезного сигнала, поэтому увеличивать разнос можно лишь до определенных пределов, позволяющих измерить UВП с достаточной достоверностью. Это несколько ограничивает глубинность измерений.

Интересные результаты получены при измерении ППХ ВП на участке Верхний Урях, расположенном в Бодайбинском р-не Иркутской обл. Участок представляет собой область контакта вулканогенно-осадочных и терригенно-карбонатных пород (углеродистых сланцев), разделенных зоной мощного регионального разлома. В обеих толщах, различных по составу пород, отмечается наличие проявлений золоторудной минерализации: для вулканогенно-осадочных образований характерны золото-кварц-сульфидные жилы, а также слабая золото-сульфидная минерализация березитизированых милонитов по гранитам; в углеродистых сланцах отмечались перспективы выявления прожилкововкрапленных руд сухоложского типа. Таким образом, здесь в рамках одной геологической ситуации выявлены рудопроявления, связанные с поляризующимися объектами различной природы: зонами сульфидной минерализации и углефицированными терригенными породами.

Измерения производной переходных характеристик ВП позволяют однозначно разделить аномалии над объектами различной природы при том, что уровень значений кажущейся поляризуемости над ними в ряде случаев достаточно близок. Над углефицированными терригенными породами (черными сланцами) график ППХ ВП имеет вид растущей кривой и не достигает своего максимума на самых поздних временах диапазона измерений (τ >60 сек.), а уровень ηd составляет 7-11 %. В то же время над телами березитов, содержащими рассеянную сульфидную вкрапленность, производная переходной характеристики ВП имеет вид кривой с четким максимумом в районе 0.01-0.03 сек., максимальные значения ηd = 6,5 %. ППХ ВП сульфидсодержащей кварцевой жилы имеет своеобразную форму с протяженной ”полкой” максимума, постоянная времени τ здесь составляет 0,3 сек., уровень максимума ηd по сравнению с другими объектами несколько понижен и равен 3,7% (рис. 2).

Более сложная ситуация наблюдалась при измерении переходных характеристик ВП над одной из золотоносных жил Кедровского рудного поля (Республика Бурятия). Жила отрабатывается подземным способом и представляет собой выдержанный наклонный пласт, сложенный серым, темносерым полосчатым кварцем. Полосчатость обуславливается наличием тонких прожилков сульфидов (пирита, галенита, сфалерита), при этом в висячем боку жильного тела отмечается наличие примеси углисто-графитистого вещества. В пределах рудного поля именно такое сочетание геологических признаков характерно для объектов, представляющих наибольший интерес, при том что углефицированные зоны рассланцевания, а также участки сульфидизированных пород, не несущие золотую минерализацию, встречаются здесь значительно чаще. Аномалия ВП над известным жильным телом, соответственно, имеет комплексную природу, что хорошо отражается на графике производной

24

Материалы X-го международного геофизического научно-практического семинара

переходной характеристики ВП. График ППХ ВП имеет два максимума – один в области ранних времен (0.015 сек.), другой на значительно более поздних временах (30-40 сек, иногда более), уровень значений ηd для обоих максимумов составляет 11-12 %. Таким образом, определив производную переходной характеристики ВП над известным рудным объектом, частично отработанным и изученным в ходе эксплоразведки, появляется возможность разбраковки аномалий ВП, выявленных в ходе поисковых работ на других участках рудного поля (рис. 3).

Рис. 3 Графики ППХ ВП как характеристика известного золоторудного объекта (эталонная кривая) и поляризующихся тел, выявленных в ходе площадной съемки ВП

Заключение

Результаты применения методики измерения производной переходной характеристики ВП показывают принципиальную возможность использования переходных характеристик ВП для изучения природы источников электроразведочных аномалий и позволяют рекомендовать методику как способ разделения поляризующихся объектов различного состава. Наиболее очевидным представляется разделение аномалий поляризуемости над графитизированными телами и объектами сульфидной минерализации, вероятной также является возможность разделения сульфидизированных объектов по объему и характеру сульфидной вкрапленности. Проведение работ по поиску рудных объектов золотосульфидного и золото-кварц-сульфидного типа при наличии известного рудного объекта позволяет использовать измерения ППХ ВП как эталонную характеристику рудного тела, что дает возможность выявлять сходные объекты методом аналогий.

Список литературы

1.Комаров В. А. Временные характеристики вызванной поляризации. – Методика и техника разведки, 1965, № 49, с. 29-62. (ОНТИ ВИТР).

2.Комаров В. А. Электроразведка методом вызванной поляризации. Л.: Недра, 1980.

3.Литманович Я. Л., Духнин К. Ю., Анализ результатов измерений вторичных электромагнитных полей, возбуждаемых разнополярными импульсами тока. – Методы разведочной геофизики// Наземные варианты электроразведки импульсными полями при поисках рудных месторождений, 1983, с. 60-69. (Труды НПО ”Геофизика”).

4.Шаповалов О. М. Экспериментальное изучение переходных характеристик вызванной поляризации. – Методика и техника разведки, 1972, № 81, с. 15-21. (ОНТИ ВИТР).

5.Шаповалов О. М., Черныш В. Ю., Кузьмичев В. В. Метод переходных характеристик электромагнитного поля. – Методы разведочной геофизики, 1976, вып. 26, с. 101-109. (Труды НПО ”Геофизика”).

6.Шаповалов О. М., Черныш В. Ю., Кузьмичев В. В. Метод производной вызванной поляризации и его практическое значение. – Методы разведочной геофизики, 1976, вып. 26, с. 86-95. (Труды НПО ”Геофизика”).

25