Теоретические основы ВГИП

Рассмотрим величины и характер аномальных эффектов для случая сферического проводящего тела и тонкого крутопадающего пласта.

1. Сферическое рудное тело находится во вмещающей среде с

бесконечно малой электропроводностью. Тогда для не слишком больших размеров тел выражение для сигнала разбалансировки имеет вид:

, (145) где с – константа приемных рамок, D – известная функция параметра шара, а – радиус сферы рудного тела, - глубина над центром тела, выраженная в единицах L, À - координаты середины установки в тех же единицах. (рис. 38).

2. Тонкий вертикальный пласт. Прямая и обратная задачи

аэроэлектроразведки методом ВМП решены для случаев бесконечного по простиранию и падению тонкого крутопадающего пласта идеальной электропроводности (рис. 39).

. (146)

 

Эти результаты позволяют найти простые способы определения глубины залегания пластов по записанным в полете графикам. Оптимальные разносы в этом случае аналогичны описанным выше для сферического тела. Глубину определяют по формуле:

Ф₂ = (в х = 0). (148) Далее по формуле зависимости Ф₂(À, h) от h определяют величину h.

Оптимальными разносами считаются такие, которые в 2 раза больше глубины залегания рудного тела. Уменьшение их ведет к ослаблению вторичного сигнала, чрезмерное увеличение ведет к существенному уменьшению ΔV_вт и к проигрышу в величине ΔV_вт/V_перв.

Решение обратной задачи упрощается тем, что фаза сигнала разбалансировки зависит только от параметра р = λmwа² и зависит от координат глубины залегания, размеров установки. Другим параметром может быть |ΔV|, Re ΔV, Im ΔV. В основном же используется Re ΔV.

Глубина залегания h определяется для h = h/L = 0.3 – 0.55 следующим образом. На записанной в поле диаграмме измеряется Re ΔV₀ в центре аномалии, а затем Re ΔV₁ измеряется на ширине, равной разносу рамки. Величина отношения Re ΔV₁/ Re ΔV₀ = h = h/L.

Найденная величина h позволит определить значение Ф(ϰ, h) в любой точке профиля.

Порядок интерпретации:

1. По диаграмме Re ΔV определяем h и h.

2. По найденному значению h по графику зависимости Ф(0, h) от h определим значение Ф(0, h).

3. По измеренному значению фазы φ находим величину параметра р и соответствующие ему значения Re D по графикам Re D от р и φ от р.

4. Подставляя в формулу (149) для точки х = 0 известные значения С, L, m и определенные значения Ф(0, h), Re D, Re ΔV₀, находим величину радиуса а.

5. По радиусу а и р находим электропроводность тела по формуле . (150)

Метод бесконечно длинного кабеля в аэроварианте.

В этом методе изучается в воздухе горизонтальная составляющая переменного магнитного поля тока в длинном прямолинейном кабеле, расположенном на земной поверхности и заземленном на концах. Длина кабеля – 20 -30 км. Рабочие частоты генератора – 244 и 976 Гц (в одном из вариантов аппаратуры).

Методика полевых работ и интерпретация результатов базируется на анализе основных задач о поле бесконечно длинного кабеля и кабеля конечной длины в присутствии проводящего полупространства, находящегося в низкочастотном электромагнитном поле (ранее было рассмотрено).

Физические процессы, изучаемые в этом варианте аэроэлектроразведки, весьма близки к явлениям, наблюдаемом в соответствующем наземном варианте.

Однако, поле изучается в дальней или волновой зоне, поскольку измерения в ближней зоне затруднены в силу быстрого изменения нормального поля в направлении, перпендикулярном к кабелю.

При | ϰ у| >> 1 асимптотическое выражение горизонтального магнитного числа:

- (150) свидетельствует о том, что при больших расстояниях от кабеля, измерения на высоте z мало отличается от наземных измерений. Поэтому расчет поля на земной поверхности может быть использован для оценки поля в аэроэлектроразведке с допустимой погрешностью.

В варианте аппаратуры ВИТР, измерительная группа расположена на вертолете. Питание – от бортовой сети. Измеряется Re H_y или Im H_y и фазовый сдвиг φ_у.

Высота полета 50 – 70 м, со скоростью 80 -100 км/час.

Аэроэлектроразведка БДК – поисково-картировочный метод для исследований в масштабе 1:25000, реже 1:50000.

По сравнению с другими методами аэроэлектроразведки метод БДК обладает наибольшей детальностью и глубинностью. Недостаток метода – громоздкая наземная генераторная группа, кабель. Поэтому данный метод полуназемный.

Наилучшие результаты метод дает при решении задач картирования, прослеживания тектонических зон, контактов и т.д., для поисков вертикальных или крутопадающих проводников. Менее чувствителен метод к горизонтально залегающим слоям.

В высокоомных вмещающих породах хорошо проводящие сульфидные руды можно выявлять на глубинах до 200 м. Глубинность резко уменьшается при уменьшении сопротивления вмещающих пород. Так, например, при ρ в среднем 100 Омм глубинность составляет первые десятки метров.

На выявленных аномалиях иногда производятся детализация в воздухе (на другой частоте и высоте полета), а затем – наземные комплексные съемочные работы.

Представление результат работ:

1. Диаграмма напряженности поля Н_у (Re и Im) и фазового

сдвига φ_у сводятся к масштабу карты в 1 – 2 вертикальных масштабах.

2. Разделяются нормальные и аномальные поля (для Re H_y, Im H_y

и |H_y|). Линия нормального поля проводится так, чтобы суммы площадей положительных и отрицательных полей равнялись бы нулю.

3. Графики нормального поля совмещаются с палетками полей

над полупространством различных сопротивлений и оценивается удельное сопротивление среды по отдельным профилям, после чего можно построить карту удельных сопротивлений для всех планшета. На карте выделяют аномальные объекты и увязывают их с геологией, объясняют природу аномалий.

Затем интерпретируют по возможности количественно: по экстремальным точкам графика или по отношению на разных высотах определяют глубины залегания проводника.

Из других методов аэроэлектроразведки существует вариант метода индукции (в нем измеряется результирующее магнитное поле, создаваемое генераторной рамкой) и метод AFMAG – изучение угла наклона плоскости поляризации естественного переменного магнитного поля.