Вертикальное электрическое зондирование методом вызванной поляризации

Методика работ.

Для производства работ мы использовали четырехэлектродную установку АMNB.

Приемная линия состояла из 2-х неполяризующихся электродов МN, токовая (АВ) – из 2-х стандартных металлических электродов. Были взяты 2 катушки с проводом длиной более 75 метров. На каждом проводе через определенные расстояния были сделаны специальные сигнализирующие метки (через 0,5; 1,5; 2; 3; 5; 9; 15; 25; 40; 50 и 75 метров).

Минимальный разнос АВ составляет 3 м, максимальный 150 м. Расстояние между приемными электродами MN составляло 0,5 или 5 метров, в зависимости от поступающего сигнала. В качестве источника тока использовали генератор ВП-60, в качестве измерителя напряжения - измеритель ВП. В качестве управляющего компьютера в измерителе используется миникомпьютер HP iPAQ операционной системой Windows Mobile. Измеритель управлялся с помощью КПК, подсоединенным через порт Bluetooth.

При работе было выбрано время импульса 2 с и время накопления 4 с. Сила тока в период пропускания стабилизирована и задается оператором. При работах методом ВП измеритель регистрирует разность потенциалов между измерительными электродами. В результате строятся графики зависимости кажущегося сопротивления ρ_к от АВ/2 (кривая зондирования), которая характеризует изменение значений удельного электрического сопротивления с глубиной.

Непосредственно в поле мы заносили данные напряжения (мВ), силу тока (мА) и высчитывали кажущееся сопротивление, используя заранее вычисленные коэффициенты установки и заряжаемость. По этим данным мы строили графики зависимости заряжаемости и сопротивления от АВ/2 в логарифмическом масштабе.

1. Результаты работ

Ориентируясь на полученные в ходе геофизического исследования данные, мы провели комплексную обработку двух участков Хаутаваарского геофизического полигона.

Первично поставленная задача геологического картирования,оконтуривания и поиска рудных тел была успешно решена. На основе полученных карт изолиний для кажущегося сопротивления, заряжаемости, естественного потенциала и аномального, мы можем смело утверждать, что рудное тело простирается в юго-восточном направлении между пикетами 100-200.

Повышенные значения аномального пространственно совпадают с пониженным значениям удельного кажущегося сопротивления. Аномалии потенциала ЕП очень интенсивны, но занимают более узкие области в пределах выделенных аномалий.

По всем методам выделяются две аномальные зоны: первая очень интенсивная, в интервале пикетов от -300 до – 100 и менее интенсивная в интервале от 0 до 200 пикета.

Руководствуясь априорными геологическими знаниями и формой наблюдаемых аномалий можно сделать следующие выводы: 1 зона вероятнее всего соответствует положению графитизированных сланцев с богатой пирротиновой вкрапленностью, 2 зона – положению рудных пластовых или линзообразных тел пирит-пирротинового состава.

На профиле «База» была проведена съемка методами георадиолокации, вертикального электрического зондирования и сейсморазведки.

По данным, полученным сейсморазведкой скорости продольных волн в коренных породах совпадали с точностью до целых и их значения определяются величиной около 5,5 км/с. Глубины залегания кровли коренных пород в заданном интервале колеблются от 6,3 м до 7,1 м.

По данным ВЭЗ-ВП в разрезе можно выделить три слоя. Сопротивление нижнего слоя соответствует сопротивлению выветрелых базальтов и составляет более 1000 Омм. Положение кровли фундамента фиксируется на глубинах от 6-7 метров, что хорошо согласуется с данными сейсморазведки. Преимущественно по данным ВЭЗ в пределах моренных отложений выделяются два слоя. Верхний слой имеет переменное сопротивление, которое колеблется в пределах от 200-1000 Омм, и переменную мощность. Его можно интерпретировать как почвенный и подстилающий почву горизонт сильно меняющийся по составу от песков, с мелким валунником, до суглинков. Второй слой более выдержан по мощности от 2-6 метров и характеризуется более устойчивыми значениями удельного сопротивления от 120- 200 Омм., что может соответствовать суглинкам или супесям. Между 20 и 40 пикетами в моренных отложениях выделяется третий линзообразный слой с сопротивлением 460 Омм, что может соответствоть пескам с гравием.

Наименее глубинным оказался метод георадиолокации, что связано с наличием суглинков и глин в нижней части моренных отложений. Слои с таким низким сопротивлением являются экраном для прохождения высокочастотных электромагнитных волн. Тем не менее георадар позволил уверенно картировать слои в пределах моренных отложений: хорошо отбилась граница суглинков с валунами. Наличие валунов в этом слое доказывается очень изрезанной границей, состоящей практически из гиперболических отражений от локальных дифрагирующих объектов. Выделенная по данным ВЭЗ линза в районе 40 пикета хорошо коррелируется с данными георадиолокации. Только на небольшом участке профиля «База» удалось проследить вероятную границу подстилающих базальтов примерно на глубине 10 метров.

Литература

• Серноколчеданные месторождения Карелии (геология, метаморфизм, генезис) Робонен В.И., Рыбаков С.И., Ручкин Г.В., Конкин В.Д., Светова А.И, Сергеева Нат.Е, «Наука», 1978
• Сейсмическая разведка И.И. Гурвич, Г.Н.Боганик, «Наука»,1980
• Электроразведка,Ю.В. Якубовский, Л.Л.Ляхов, ГосГеолТехИздат,1956
• Протонные магнитометры (уч. пособие), Г.Я. Дементьев, Екатеринбург,1992
• Интерпретация магнитных аномалий над пластами и контактами (мет. указания), Ленинград,1988
• Магниторазведка,А.А. Логачев,В.П.Захаров, Ленинград, «Недра»,1979
• Электроразведка,2 изд.,Ю.Я. Якубовский, «недра»,1980