1.1 Сущность метода вызванной поляризации

Метод вызванной поляризации (метод ВП) основан на наблюдении в полевых условиях вызванной поляризации, под которой понимается электрохимический процесс, происходящий в горных породах под воздействием протекающего через них постоянного тока и выражающийся в появлении вторичных электродвижущих сил (рисунок 1).

– Токовые лини первичного поля

– Токовые линии вторичного поля

ИП – измерительный прибор

Рис. 1 Схема возникновения поля ВП и способ его наблюдения

Для наблюдения вызванной поляризации через систему заземленных (питающих) электродов пропускается постоянный или импульсный ток. В процессе пропускания тока, называемого в этом случае поляризующим, между измерительными заземлениями возникает разность потенциалов, величина которой определяется силой тока, взаимным расположением питающих и приемных заземлений, характером геоэлектрического разреза. Эта разность потенциалов обозначается ∆U_пр. После выключения тока между измерительными заземлениями наблюдается некоторая остаточная, спадающая со временем до нуля разность потенциалов, наличие которой объясняется поляризацией того объема пород, через который до этого протекал электрический ток. Эту остаточную разность потенциалов называют разностью потенциалов ВП и обозначают ∆U_ВП (рисунок 1.1.2).

Рис. 2 График ∆U при наблюдении вызванной поляризации.

Так как ∆U_ВП является убывающей со временем величиной, то для сопоставления результатов отдельных измерений поляризуемости принято проводить замеры ∆U_ВП в один и тот же момент времени, как правило, через 0,5 сек после выключения поляризующего тока.

Процесс обработки и интерпритации результатов наблюдений при методе ВП складывается из вычисления параметров ŋ_к и ρ_к, построения графиков этих величин, выделения аномалий ŋ_к ,определение геологической природы, а также геометрических и электрических параметров объектов, обусловивших появление аномалий.

1.2 Задачи метода

В настоящее время метод ВП применяется для выделения в геологическом разрезе объектов, обладающих повышенной поляризуемостью. К ним в первую очередь относятся геологические образования, в состав которых входят минералы с электронной проводимостью - сульфиды железа, меди, никеля, свинца, серебра, молибдена, а также магнетит, ильменит, графит, пирозит, самородные металлы и др.

Наибольшие эффекты ВП вызываются не сплошными скоплениями, в которых поляризация носит поверхностный характер, а вкрапленниками перечисленных минералов, чья вызванная поляризация носит объемный характер. Причина в том, что при равных массах рудного вещества суммарная поверхность вкрапленников намного больше поверхности сплошного рудного тела. Таким образом, поиски и разведка вкрапленных и прожилко-вкрапленных руд - первостепенная задача метода ВП.

Второстепенная задача - поиск массивных руд. Наряду с рудными месторождениями с помощью метода ВП могут изучаться также газонефтяные месторождения, для которых характерно присутствие пирита в приповерхностных слоях осадочной толщи.

На практике часто встречаются случаи общей зараженности пород сульфидной минерализацией или углистыми веществами и как следствие наблюдается большое количество аномалий. Для выделения более перспективных аномалий метод ВП компенсируют с другими геофизическими и геохимическими методами. Анализируя результаты комплексных работ можно однозначно определить природу геофизических аномалий. Так, например аномалии ВП над скоплениями магнетита или пирротина коррелируют с магнитными аномалиями.

В связи с тем, что поляризуемость ионно-проводящих пород зависит от их влажности и минерализации, метод ВП применяют при поисках воды для расчленения разрезов, сложенных осадочными породами, с целью выделения коллекторов вообще и пресных водоносных горизонтов в частности.

Также метод ВП применяют для инженерно-гидрогеологического картирования с целью выделения зон с тем или иным характером осадочных отложений.