Полевая геофизика
.pdf
vk.com/club152685050Магнитотеллулические| vk.com/id446425943 съемки (МТ)
• Э/м волны поглощаются Землей.
Длинные (НЧ) проникают глубже чем |
|
|
короткие (ВЧ). Для того, чтобы |
|
|
изучить глубинные уровни коры или |
|
|
верхнюю мантию нужны очень |
|
|
длинные и интенсивные волны, |
|
|
которые не могут быть созданы |
|
|
искусственно. Такие волны создаются |
|
|
природой – токами в ионосфере. |
|
|
Последние вызываются заряженными |
|
|
частицами, поступающими от |
|
|
Солнца. Когда необычная активность |
|
|
Солнца посылает больше частиц – |
• |
Теллурические токи проходят в |
колебания возрастают и вызывают |
||
магнитный шторм (нарушение |
|
наиболее проводящих породах. Линии |
радиосвязи, магн. съемок и др.) Эти |
|
тока поднимаются и сгущаются над |
вариации имеют частоты от одного |
|
плохо проводящим глубинным |
цикла в день до тысяч герц. Наиболее |
|
хребтом. Это искажение трасс линий |
длиннопериодные колебания |
|
тока – основа МТ съемок. |
проникают глубоко в Землю. Эти Э/м |
|
|
волны индуцируют токи в Земле – |
|
|
теллурические токи. |
|
|
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943Базовые положения МТ
•Мы хотим измерить сопротивление разреза Земли. Закон Ома связывает ток I, текущий через сопротивление R и разность потенциалов между концами сопротивления (рис а):
V=I X R
• Это уравнение можно использовать двумя способами:
-Для заданного R значение V определяет величину тока I.
-Наоборот, если теллурические токи проходят через неоднородный разрез, разность потенциалов V над ним пропорциональна его сопротивлению. На рис разность потенциалов над хребтом возрастает, фиксируя увеличение R разреза.
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943Базовые положения МТ
•Т.к. разрез Земли не имеет резких границ, внутри которых только и протекаетток, закон Ома должен быть адаптирован.
•Пусть подземный объем выполнен из маленьких кубиков 1 X 1м и допустим, что ток входит в куб только с одной стороны и выходит из другой.
Rкаждого_ куба |
длина |
куба |
площадь лицевой |
стороны куба |
ρ удельное_электрическое_сопротивление
•Если ток, проходящийчерез куб единичного размера, равен I,
а разность потенциалов =E, то по закону Ома E I
• Если два зонда ввести в Землю на расстоянииD по направлению тока, то разность потенциалов может быть
измерена как в методе сопротивлений:
V E D
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943Базовые положения МТ
•Для того, чтобы измерить R мы должны знать ток I. Он не может быть измерен напрямую, но он создает магнитное поле.
•Каждый ряд кубов формирует токовые трубы, которые создают магнитное поле на поверхности, потенциальныелинии которого горизонтальны и перпендикулярны линиям тока.
•Суммарное магнитноеполе на поверхности – это эффект от всех труб. Расчеты позволяютоценить силу тока, уменьшающуюся с глубиной:
|
0.2 |
10 6 |
|
E |
2 |
|
а |
|
|
|
|
|
где F частота, |
|
|
|
||||
|
|
F |
|
H |
|
|
|
E разность потенциалов электрического поля (вольт |
м |
) |
|
H интенсивность магнитного поля (нТл). |
|
|
• |
|
|
|
Измерения этой комбинации магнитного поля и разностей потенциала |
|||
называется магнитотеллурика (МТ).
• Глубинный разрез не имеет одинакового уд. эл. сопротивления, величина RA, которая рассчитывается – это кажущееся сопротивление. Т.к. НЧ волны
проникают глубже, чем ВЧ, то вариации R с глубиной находят путем
измерений в широком спектре частот. Измерения на различных позициях
– дают латеральныевариации.
vk•.com/club152685050Разность потенциалов| vk.com/id446425943между зондами
измеряется так же как в методе сопротивлений или ЕП с использованием 2-х электродов (неполяризующихся).Градиенты потенциалов обычно достигают 10мВ/км: т.о. электроды располагаются в нескольких сотнях метров друг от друга, чтобы обеспечить точность измерений.
Выполнение
магнитотеллурических
съемок
•Магнитное поле очень маленькое – неск. тысячных от нТл, что требует очень чувствительных инструментов и больших колец со многими витками
проводов, соединенных с усилителем.
• Так как мы не знаем направления |
• |
При проведении крупномасштабных |
|
теллурических токов и полей |
|||
|
работ на поиски неглубоких |
||
используется две пары зондов и |
|
||
|
месторождений используются частоты |
||
петель, ориентированных под |
|
||
|
в десятки – сотни Гц с расстоянием |
||
прямыми углами. |
|
между станциями – десятки м. Для |
|
|
|
более глубинных съемок используются |
|
|
|
более низкие частоты, а период |
измерений – часы.
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
Геоэлектрические разрезы земной коры ВЕП
•Амплитуды и фазы различных частот преобразуются в разрезы сопротивлений.
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
Метод переходных процессов
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
МПП -
• индуктивный метод электроразведки, основанный на изучении
неустановившегося электромагнитного поля (переходного процесса), возникающего в г. п. в момент выключения электрического тока в питающей цепи. В качестве источника первичного поля и приемника используется прямоугольная незаземленная петля.
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
Особенности метода
По способу создания первичного поля и регистрации вторичного поля МПП относится к индуктивным методам электроразведки.
Обладая всеми достоинствами индуктивных методов (отсутствие гальванических заземлений, направленность излучений и т. д.), МПП выгодно отличается от большинства из них: метод переходных процессов в значительно меньшей степени подвержен мешающему влиянию хорошо проводящих нерудных образований, чем методы, использующие гармонические поля; измерение переходных характеристик производится в момент отсутствия первичного поля, что позволяет измерять полезные сигналы весьма малых амплитуд, а возможность изучения поздних стадий переходного процесса делает его одним из наиболее глубинных методов электроразведки.
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
Аппаратура и методика проведения
•В комплект аппаратуры для регистраци и переходных процессов входят генераторная установка и регистрирую щее устройство.
•Существует две модификации аппаратуры: «Импульс-Д» и «Каскад -
2М»