Метод дипольного электромагнитного электропрофилирования

Метод ДЭМП применяется с целью прямого поиска хорошо проводящих рудных тел, и с целью решения общих задач геологического картирования.

В качестве источника обычно применяется вертикальный магнитный диполь, а измеряются различные компоненты магнитного поля.

Обычно магнитное поле диполя наблюдается в индукционной (ближней) зоне (зона малых параметров), характерной чертой которой является то, что проводимость вмещающей среды почти не влияет на нормальное магнитное поле источника. Это позволяет рассчитывает первичное магнитное поле в районе аномальных объектов как магнитное поле в воздухе.

Импеданс поля магнитного диполя Е_φ/Н_z в этой зоне, определяющий долю вторичных полей электрического типа, также не зависит от проводимости вмещающей среды.

Уровень аномалий электрического типа в методе ДЭМП примерно тот же, что и в методе НП. Так как наблюдения поля в методе ДЭМП проводят обычно при небольших расстояниях от генератора, то для тел с высокой проводимостью, находящихся в индукционной зоне поля диполя, вторичные поля магнитного типа будут преобладать. Это свойство является основой для применения дипольного профилирования при поисках хорошо проводящих рудных тел. По сравнению с методом НП в методе ДЭМП первичное поле диполя убывает с глубиной значительно быстрее. Вследствие этого с увеличением глубины залегания проводящего объекта быстрее убывает и вторичное поле от аномальных объектов. Следовательно, становятся соизмеримыми аномалии от поверхностных и глубинных неоднородностей и, соответственно, уменьшается глубинность исследований.

Метод ДЭМП имеет одно важное преимущество при решении задач геологического картирования, а именно, вследствие кривизны силовых линий электрического поля все проводящие объекты ведут себя как изометрические тела. Соотношение между вторичными полями электрического и магнитного типов можно оценить по формуле:

= χ₂²r₁r₂ , (116)

где χ₂² - волновое число вмещающей среды; r₁ и r₂ – расстояние от аномального объекта соответственно до источника поля и точки наблюдения; l – коэффициент, связанный с вытянутостью локального аномального объекта; D – функция, зависящая от размеров сферического локального проводника и от волнового числа. D - это комплексная величина как и рассматривавшаяся ранее функция Т. Параметр Т был введен для цилиндрических проводников; D – для изометрических проводников.

Зависимость коэффициента l от вытянутости проводника приведена на рисунке 22. Здесь используется отношение большой (b) и малой (а) полуосей сфероида. При b/а → 1 (сфероид вырождается в шар), l ® 1, а при b/а ® ∞, l ® 0.

Рис. 22.

Все проводники целесообразно разделить на 2 класса:

1. Проводники сферического типа: - хорошо

проводящие изометрические рудные тела. Для них характерно незначительное увеличение вторичного поля при росте их электропроводности g₁ и сильная зависимость от степени вытянутости проводника.

2. Проводники цилиндрического типа: - вытянутые

цилиндрические проводящие зоны. Для них характерно незначительное увеличение вторичного поля при росте вытянутости b/а и сильная зависимость поля от их проводимости g₁.

В зоне малых параметров влияние проводящей среды (за исключением тел высокой проводимости) весьма мало и при обычной точности измерений практически незаметно.

При повышении точности измерений удается фиксировать отклонение поля от первичного, связанное с изменением проводимости горных пород. При этом, вследствие прямой пропорциональности вторичных полей проводимости среды, метод обладает высокой разрешающей способностью в отношении разделения сред с различными удельными сопротивлениями. Причем ввиду отсутствия поглощения первичного поля глубинность исследований будет зависеть только от геометрии применяемой установки.

Этим и обусловлено применение метода ДЭМП для решения задач геокартирования.

Работа в индукционной зоне источника поля позволяет:

- существенно снизить уровень геологических помех от мелких поверхностных неоднородностей,

- обеспечивает наилучшие условия для исследования среды под довольно низкоомными экранами,

- сохраняет общее преимущество переменных полей при изучении электрического разреза под непроводящими экранирующими слоями.

Необходимая для проведения геокартировочных работ в этой зоне точность достигается применением методики и аппаратуры ЭПП (эллиптически-поляризованного поля).