Глава 1. Теоретические основы метода.

Под действием электрического тока в горных породах и рудах возникает эффект вызванной поляризации (ВП). Проявляется он в том, что за счет электрохимических процессов на границах твердой и жидкой фаз изучаемой среды образуются вторичные (поляризационные) источники э.д.с., которые после прекращения действия поляризующего тока в течение некоторого времени полностью разряжаются. Изучение поля этих вторичных источников э.д.с. используется при электроразведочном методе ВП для исследования геологического разреза. Таким образом, в отличие от других методов электроразведки, метод ВП изучает поведение в земле искусственно создаваемого вторичного электрического поля, имеющего электрохимическую природу. Этот метод дает возможность характеризовать изучаемую среду еще одним физическим свойством – поляризуемостью. Электронопроводящие минералы (руды) поляризуются интенсивнее ионопроводящих пород, что и является физической предпосылкой применения метода ВП при поисках рудных месторождений.

Использовать в поисковых целях эффект ВП сульфидных руд под действием постоянного электрического тока впервые предложил французский геофизик, профессор К.Шлюмберже в 1912 г. Однако попытки осуществить эту идею не дали положительных результатов. В начале 30-х годов М.Мюллер и О.Вейс также без успеха пытались измерить поляризационный эффект путем исследования искажения синусоидальных напряжений волновых форм. Проведенный в дальнейшем анализ работ указанных исследователей показал, что причиной неудач явились недостатки методики и аппаратуры.

Среди работ тех лет важное место должно быть отведено исследованиям, проведенным в 1935 г. Н.Н. Рагулиным в геофизическом секторе ВСЕГЕИ. Он впервые изучил поляризуемость различных сульфидных руд и магнетита в лабораторных условиях. В результате установил неодинаковую поляризуемость различных минералов, а также зависимость поляризуемости руд, обладающих электронной проводимостью, от плотности тока и состава окружающих их растворов. В этой же работе было впервые указано на высокую поляризуемость вкрапленных руд.

К послевоенному периоду относится и начало интенсивных исследований по использованию эффекта ВП при поисках рудных объектов. Эти исследования велись одновременно в СССР и за рубежом (Канада, США), но взаимная информация стала возможной только в середине пятидесятых годов. В СССР разработка метода ВП применительно к рудным объектам велась Свердловским горным институтом (Г.П. Саковцев), Каменской геофизической экспедицией Сибирского геофизического треста (Ю.С. Рысс) и некоторыми другими организациями.

Первые полевые работы с положительными результатами были проведены в 1948 г. А. С. Поляковым на медноколчаданных месторождениях Южного Урала. При этом выработана методика работ, основные положения которой используются и в настоящее время. Большое значение для развития метода имели полученные В. А. Комаровым и Ю. С. Рыссом (1952-1953 гг.) экспериментальные данные о сравнительно низкой и устойчивой поляризуемости безрудных горных пород и большой роли объемной поляризации сульфидных вкрапленников в создании аномалий ВП. Этот факт был теоретически обоснован Ю. П. Булашевичем.

В нашей стране наиболее распространенной является методика измерений ВП с использованием постоянного тока. Для наблюдения эффекта ВП применяется обычная четырехэлектродная установка. Расположение электродов при этом может быть таким же, как при методе сопротивлений. В общем виде процесс измерений можно представить следующим образом. В землю в течении некоторого времени пропускается постоянный ток. В процессе пропускания тока измеряют его силу тока I и разность потенциалов между приемными электродами ΔU_пр, затем ток выключается и через определенное время производится измерение разности потенциалов ВП ΔU_вп. Измеренное на дневной поверхности значение ΔU_вп не может приниматься в качестве меры поляризуемости, так как ее величина зависит и от сопротивления среды на участке приемных электродов. Для исключения ( в первом приближении) влияния неоднородности сопротивлений поверхностных образований на результаты мерой поляризуемости принята величина η_к= [3] выраженный в процентах.

В процессе работ методом ВП кроме величины η_к (кажущейся поляризуемости) получают и значение ρ_к (кажущегося сопротивления изучаемой среды), Ом*м, по формуле ρ_к =

Широкое внедрение метода ВП обусловлено его неоспоримыми преимуществами перед другими методами электроразведки. Главное преимущество заключается в том, что причиной аномалии ВП могут быть только объекты, обладающие электронной проводимостью, причем методом ВП выявляется и вкрапленные руды, представленные электронопроводящими минералами. Эти качества метода успешно используются для обнаружения и оконтуривания, рудных полей и месторождений, выявления, прослеживания и разведки рудных зон. С помощью метода ВП открыты крупные месторождения цветных металлов в различных странах.

Однако по мере внедрения в производство стали выясняться и некоторые отрицательные стороны метода: его производительность ниже, а стоимость несколько выше, чем других электроразведочных методов. Большое количество аномалий ВП обуславливается всякого рода геологическим образованиями, содержащими графит и пирит. Поляризуемость этих образований по величине сравнима с поляризуемостью искомых руд. Причем по данным метода ВП, как правило, нельзя установить геологическую природу получаемых аномалий.