Метод электропрофилирования (ЭП)

Метод электропрофилирования (ЭП) на постоянном токе с наблюдением напряженности постоянного или низкочастотного электрического поля предназначен для изучения геоэлектрического разреза в горизонтальном направлении. При этом низкочастотное электрическое поле интерпретируется как постоянное. Методом ЭП решаются задачи на стадиях, связанных с геологическим картированием, поисками месторождений твердых полезных ископаемых, подземных вод, и при инженерно-геологических работах. Различные модификации ЭП позволяют более эффективно подчеркивать те или иные особенности геоэлектрического разреза, более экономично решать конкретные геологические задачи; модификации различаются большей или меньшей сложностью при производстве работ.

Условия, необходимые для применения метода ЭП, следующие: крутое падение крыльев складок, зон нарушений, контактов; резкое различие в удельном сопротивлении слагающих толщ; относительная простота геоэлектрического разреза; выдержанность удельного сопротивления в каждой из толщ; при поисках залежей полезных ископаемых — значительная разница в удельной электропроводности залежи и вмещающей породы, относительная выдержанность значений удельного сопротивления залежи и вмещающих пород, большая протяженность залежи по сравнению с глубиной залегания.

Модификации ЭП, разносы питающих и приемных линий, положение электродов, сеть наблюдений, тип аппаратуры выбираются в зависимости от решаемых геологических задач, характера и глубины залегания изучаемых объектов и условий работы. Вид установок — заземленные или незаземленные — зависит от условий заземления.

2.3.1. ЭЛЕКТРОПРОФИЛИРОВАНИЕ С ЗАЗЕМЛЕННЫМИ УСТАНОВКАМИ.

Для решения задач геологического картирования применяется симметричное электропрофилирование (СЭП) с установками AMNB и AA'MNB'B и дипольное электропрофилирование (ДЭП) с установкой ABMN. Работы ведутся в различных масштабах — от маршрутных исследований до съемок масштаба 1:10 000 и крупнее. Разносы АВ установки AA'MNB'B в зависимости от требуемой глубины исследования могут изменяться от первых километров до первых сотен метров. Установки AMNB и ABMN с разносами порядка 200 м и менее применяются в относительно простых геоэлектрических условиях для исследований на небольших глубинах. Установка AA'MNB'B применяется в относительно сложных геоэлектрических условиях.

Комбинированное (КЭП) и дипольное электропрофилирование, а также ЭП в модификации градиента применяются для поисково-разведочных целей (поисков и разведки сульфидых рудных тел, пегматитовых и кварцевых жил, угольных пластов и др.) и детального геологического картирования.

Работы методом ЭП в большинстве случаев ведутся по заранее разбитой сети. Профили ориентируются по возможности вкрест простирания изучаемых объектов с учетом рельефа местности.

При ЭП в модификации градиента при одном положении питающих электродов АВ отрабатывается участок, включающий от 3 до 15 и более соседних профилей. Измерения ведутся в средней части АВ (модификация срединного градиента — СГ) на профилях длиной до 0,8 l _AB/2 в обе стороны от осевой линии планшета, не доходя до питающих электродов на расстояние, обеспечивающее необходимую глубинность исследований. Иногда проводятся наблюдения за пределами питающих электродов (модификация внешнего градиента — ВГ) на расстояниях (3 - 5) l _AB/2 от середины линии АВ. Провод питающей линии раскладывается по прямой между заземлениями А и В. Для рабочих частот 5—20 Гц и при разносах l _AB порядка первых километров расстояние между проводом и ближайшим к нему профилем наблюдений должно быть не менее 10—20 м. При больших разносах и частотах это расстояние определяется необходимой глубинностью исследований. Удаленность крайних профилей зависит от возможности проведения достоверных измерений и обычно не превышает (1-2) l _AB/2.

Генератор тока с рабочей частотой 5—20 Гц может быть включен в любом месте питающей цепи. В случае рабочих частот звукового диапазона генератор следует располагать у одного из заземлений установки.

Детализация (сгущение сети профилей и уменьшение шага наблюдений), как правило, должна проводиться после завершения основной съемки планшета на участках с неуверенной корреляцией особенностей графиков наблюдений, представляющих интерес в геологическом отношении. При перестановке линии АВ смежные или соприкасающиеся профили соседних планшетов должны перекрываться.

При использовании любой модификации ЭП в случаях обнаружения аномалий на окончаниях профилей измерения должны быть продолжены до уверенного выхода в нормальное поле.

Разносы установок и размеры приемных и питающих линий при ЭП выбираются такими, чтобы изучаемый объект фиксировался наиболее четко.

При работе с различными модификациями ЭП выполняются общие требования по борьбе с помехами. Контроль влияния утечки при СЭП производится систематически: в сухую погоду контролируется не менее 5 %, а в сырую или при влажной почве — не менее 10 % от всего числа наблюдений. Влияние утечки в линиях проверяется путем попеременного отключения питающих заземлений, если источник питания находится в центре. При расположении источника питания у одного из заземлений проверка утечки производится только при отключении удаленного от источника питания заземления. При КЭП влияние утечки проверяется при отключении только заземлений, расположенных на профиле измерений. Во избежание влияния утечек при работе в сырую погоду или при влажной траве питающие провода не должны располагаться ближе, чем на 4—5 м от профиля. Разность потенциалов утечки не должна превышать 5 % от измеряемой разности потенциалов. В случае обнаружения утечки ее надо локализовать и устранить. При работе на переменном токе с установками градиента и ДЭП вместо проверки утечки осуществляется визуальный контроль за качеством изоляции проводов питающих и приемных линий при их раскладке.

Для заземлений приемной линии на постоянном токе следует применять латунные штыревые электроды. В случае плохих условий для заземлений нужно контролировать значения переходных сопротивлений приемной линии и при необходимости принимать меры для улучшения заземлений.

Влияние электрических помех линий электропередачи и связи, а также сверхдлинноволновых радиостанций устанавливается по отношению уровней наблюдаемых разностей потенциалов при включении и выключении тока установки. Допустимое значение отношения должно быть не менее 2—3. В трудных условиях для измерений необходимо выполнять повторные наблюдения в объеме, достаточном для достижения заданной точности наблюдений.

Погрешность наблюдений при ЭП определяется по относительной разности. значений ρ _к (или ∆ U/I) основных и контрольных (на тех же точках) измерений. Средняя относительная разность по участку съемки не должна превышать 5—10%: быть минимальной (до 5%) при последующем использовании результатов полевых измерений для количественной интерпретации и не более 10 % в условиях помех.

По результатам измерений на постоянном токе ∆ U/I вычисляют кажущееся удельное сопротивление ρ _к (Омм) по формуле (9).

Для метода серединного градиента коэффициент установки вычисляется по формуле:

, (11)

где у – расстояние от питающей линии АВ до профилей наблюдений, х – расстояние от середины профиля наблюдения до середины расстояния MN.

Основным способом графического изображения результатов наблюдений является построение карты (планов) графиков ρ _к. Точки графиков должны соответствовать центрам приемных линий. На карте графиков указывают район и участок работ, вид установки, горизонтальный и вертикальный масштабы, дату работ, название партии и отряда, условные обозначения к графикам, а также вычерчивают схему установки с указанием расстояний между электродами и схему расположения профилей с указанием ориентировки относительно сторон света. Схема установки градиента должна быть совмещена со схемой профилей с указанием местонахождения генератора.

По окончании работ на участке съемки производится предварительная интерпретация полученного материала. На выявленных аномалиях проводятся детализационные исследования, а при необходимости выполняются электрозондирования и другие электроразведочные работы.

Учет влияния рельефа местности и перекрывающих рыхлых отложений производится в соответствии с методическими рекомендациями. Оценка влияния рельефа местности обычно выполняется по топографической карте с сечением изогипс 2—5 м.

Результаты наблюдений модификациями профилирования записываются в журнал соответствующей формы. В графе «Примечание» указывается привязка наблюдений к горным выработкам и скважинам, при необходимости вычерчивается абрис местности, записываются сведения о погоде и других факторах, влияющих на результаты наблюдений.

Полевые материалы (журналы записей результатов измерений в поле, графики наблюдений по профилям, карты, разрезы и т. д.) сдаются комиссии по приемке полевых материалов.