Слайд 1Электрические методы разведки
( Электроразведка )
Гр. 2090
Объем аудиторной работы 92 часа
лекций - 46 часов
лабораторных работ – 46 часов
Самостоятельная (внеаудиторная) работа - 42 часа
Форма отчетности - экзамен
Гр. 2290
Объем аудиторной работы 36 часа
лекций - 18 часов
лабораторных работ – 18 часов
Самостоятельная (внеаудиторная) работа - 16 часов
Форма отчетности - зачет
Слайд 3ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ РАЗВЕДКИ
(ЭЛЕКТРОРАЗВЕДКА)
Литература
Якубовский Ю. В., Ренард И.В. Электроразведка: Учебник
для
вузов.– 3-е изд.- М.: Недра, 1991. -359 с.
2.Хмелевской, В.
К. Основной курс электроразведки : в 3 ч. / М. : Изд-во МГУ, 1970-1975.
Ч. 1: Электроразведка постоянным током. — 1970. — 243 с.
Ч. 2: Электроразведка переменным током. — 1971. — 271 с.
Ч. 3: Электроразведка в комплексе геолого-геофизических исследований. — 1975. — 207 с.
3. Хмелевской В.К., . Электроразведка . – М.: Изд. МГУ, 1984.-420 с.
4. Матвеев Б.К. Электроразведка при поисках месторждений
полезных ископаемых: Учебник для вузов. – М.: Недра, 1982.
375 с.
5.Электроразведка: Справочник геофизика. В двух книгах/Под ред. В.К. Хмелевского и В.М. Бондаренко. Книга первая – М. Недра, 1989
6.Жданов., Электроразведка: учебное пособие. – М.: Недра, 1986
7. Ерофеев Л.Я. Электрические свойства минералов и горных
пород. Учебное пособие. -Томск: изд. ТПУ, 1994. -54 с.
Слайд 4Основные вопросы электроразведки ( как и всех геофизических методов):
Сущность и
назначение метода;
Геологические и физико-математические предпосылки;
Измеряемые величины, размерности и единицы измерения;
Аппаратура;
Методика
и техника полевых измерений;
Обработка полевых материалов, поправки;
Способы изображения полевых наблюдений;
Качественная интерпретация, районирование;
Методы количественной интерпретации;
Применение.
Лекция 1
1.
Электроразведка. Сущность, предпосылки (общие геолого-геофизические основы применения), история развития.
2. Классификация методов (по используемым полям, по месту проведения и по области применения).
3. Нормальные и аномальные поля.
Прямая и обратная задача электроразведки.
Неоднозначность решения обратной задачи. ФГМ в электроразведке.
Слайд 6Геологический разрез
Геоэлектрический разрез
1 – покровные отложения,
2 – граниты,
3 – известняки,
4
– рудная залежь
ρ – удельное электрическое
сопротивление,
μ - магнитная проницаемость,
ε
- диэлектрическая проницаемость,
η - поляризуемость.
Условные обозначения:
Слайд 7A
B
М
N
ρ1
A
B
M
N
a
б
ρ2
ρ1< ρ2
ρ1> ρ2
ρ2
ρ1
Слайд 8Графики к СЭП над пластами малой мощности.
а — вертикальный пласт
пониженного сопротивления;
б — наклонный пласт пониженного сопротивления;
в —
наклонный пласт повышенного сопротивления
Слайд 9ρ2
ρ1
ρ1> ρ2
Геологический разрез
Электрический разрез
ρ1
ρ1 = ρ2
песок
глина
песок
М >0,4 г/л
УГВ
УГВ
Несовпадение литологических и
электрических границ раздела
Геологический разрез
Электрический разрез
Слайд 10Электрическое поле двух линейных электродов
Нормальное электрическое поле
Аномальное электрическое поле
U
I
Слайд 11Объект изучения – геоэлектрический
разрез
Классификация методов электроразведки
геологический разрез
Метод
электроразведки
Группа методов
Модификации
По
характеру используемого
пространства (по месту проведения)
группы методов:
космические
аэрометоды
наземные (полевые),
подземные (скважинные ,
шахтные),
морские,
2. По области применения
электроразведка:
структурная,
нефтяная
рудная,
инженерно-геологическая
По характеру
используемых полей
Методы искусственных полей
Методы естественных полей
По типу решаемых
геологических задач
Зондирование
Профилирование
Слайд 12Классификация методов электроразведки
По типу, происхождению используемых полей
и измеряемым параметрам:
Электроразведка
Сопротив-
лений
Электро-
химической
поляризации
Индуктивные
Электро-
магнитные
Магнито-
теллурические
Группы методов
ВЭЗ
ЭП
МЗТ
ЕП
ВП
МПП
НЧИ
ЧЗ
ЗСБЗ
МТЗ
МТП
Радио-
волновые
РВП
РадиоКИП
Поля
Постоянных
точечных
и дипольных
источников
Поверхностно-
и объемно
поляризованных
тел
Незазем-
ленных
источников
Переменных
электромаг-
нитных ди-
полей
Ионосферных
источников и
дальних гроз
Слайд 13Классификация электромагнитных методов электроразведки (по В.К. Хмелевскому)
Слайд 14Классификация основных электроразведочных методов по типу используемого поля
Слайд 15Одна из возможных физико-геологических моделей (ФГМ) геоэлектрического разреза , построенная
по характеру изменения поля по профилю электропрофилирования (ЭП)
Слайд 16Лекция 2
Электрические (электромагнитные) свойства горных пород. Удельное электрическое
сопротивление (УЭС). Определение, формула, единицы измерения.
Удельное электрическое
сопротивление горных пород (осадочных, метаморфических, изверженных) и руд. Факторы, влияющие на величину УЭС. Анизотропия свойств.
Методы сопротивлений. Физическая сущность методов.
Кажущееся удельное электрическое сопротивление.
Слайд 17Удельное электрическое сопротивление ρ
Характеристика удельных электрических
сопротивлений горных пород
J
(Ом м2)/м
J
ρ
- в Ом м
Удельная проводимость (электропроводность)
γ = 1/ρ (См/м)
Коэффициент анизотропии
ρT - удельное электрическое сопротивление пород в направлении перпендикулярном напластованию
ρL - удельное электрическое сопротивление пород вдоль направления
напластования
Проводимость (электропроводность) γ = 1/R (См)
Слайд 18 А. Факторы, влияющие на электропроводность
горных пород
вода
Нефть и
газ
Минеральный состав
Слайд 19Удельное электрическое сопротивление минералов
Самородные элементы
(проводники с электронной
проводимостью)
Графит (C)
10-4 - 1
Железо (Fe)
(9 – 12) 10-8
Никель (Ni) (6 – 7) 10-8
Медь (Cu) 1,6 10-8
Серебро (Ag) 1,5 10-8
Золото (Au) 2 10-8
Платина (Pt) 9,8 10-8
Ртуть (Hg) 95 10-8
Висмут (Bi) 13 10-8
Минерал
ρ, Ом м
(полупроводники)
ρ, Ом м
Рудные минералы
Пирит (FeS2 ) 10-5 - 1
Галенит (Pb S ) 10-5 - 1
Киноварь (HgS ) 106 - 1010
Халькопирит (CuFeS2 ) 10-4 – 10-1
Пирротин (FeS ) 10-6 – 10-4
Арсенопирит (FeAsS ) 10-5 – 10-1
Молибденит (MoS2 ) 103 -102
Антимонит (MoS2 ) 104 – 106
Магнетит (Fe3O4 ) 10-2 – 10-5
Лимонит (FeTiO3 ) 102 – 106
Гематит (Fe2 O3 ) 10-1 - 102
Непроводящие
Сера (S) 1012 -1015
Полевой шпат 1011 -1012
сульфиды
оксиды
Слайд 20Породообразующие
минералы
Минерал
ρ, Ом м
Кварц
1012 - 1016
Кальцит
109 - 1014
Оливин 108 - 1010
Роговая
обманка 108 - 1014
Биотит 1012 - 1015
Ортоклаз 1010 - 1014
Эпидот 109 - 1014
Кальцит 109 – 1014
Доломит 107 -1016
Изверженные (102 – 107)
Порода
ρ, Ом м
Сиенит 103 - 106
Граносиенит 103 - 106
Гранит 103 - 106
Диорит 103 - 107
Габбро 102 - 106
Базальт 104 - 107
Горные породы
Метаморфические ( 102 – 108)
Амфиболит 103 - 106
Гнейс 103 - 106
Глин. сланец 102 - 103
Мрамор 103 - 108
Осадочные (0,01 – 1000) редко 104
Известняк 100 - 1000
Песчаник 10 - 1000
Глины 1 - 50
Бурый уголь 10 - 1000
Каменный уголь 100 - 104
Антрацит 0,01 - 100
Жидкости
Нефть 1012 - 1014
Речные воды 10 - 1000
Морские воды 0,15 – 1,5
Слайд 21Зависимость УЭС пород от водонасыщения
1 - перидотит с пористостью 1,4%,
2 – гранит (2,8%)
3 – габбро (2,8%), 4 – диабаз
(0,7%), 5 – порфирит (2,7%)
6 –кварцевый порфир (3,2%), 7 – базальт (4%).
Слайд 22Зависимость УЭС кристаллических
водонасыщенных пород от их
пористости
Зависимости относительного сопротивления обводненных
пород от
коэффициента пористости К. 1 – рыхлые пески, 2
– слабосцементированные
песчаники, 3 – среднесцементированные песчаники, 4 – плотные известняки
и доломиты
Слайд 23Основной минерал УЭС,
Ом м
в руде
Минерала Руды
Пирит 5 10-5 – 5 10-2 10-4 - 101
Халькопирит 10-4 – 7 10-4 10-4 – 10-1
Пирротин 10-5 – 5 10-5 10-5 – 10-3
Арсенопирит 3 10-4 10-3 – 10-1
Галенит 3 10-5 – 3 10-4 10-2 – 3 102
Магнетит 10-4 10-2
Порода, руда
УЭС, Ом м
Поперек слоистости Вдоль слоистости
Руда: галенит 3,6 104 0,1
Кристаллический
сланец с серици-
том 7 106 – 3 109 6 106 – 5 107
Глинистый сланец 107 5 104
Каменный уголь 1,7 103 0,7 103
Коэффициент анизотропии
ρT - удельное электрическое сопротивление пород в направлении перпендикулярном напластованию
ρL - удельное электрическое сопротивление пород вдоль направления
напластования
Слайд 25Типичные диаграммы электрического каротажа
КС, Ом*м
Слайд 26Аппаратура и оборудование для электроразведки.
Общая характеристика электроразведочного генераторно-измерительного канала.
(Источники питания, устройства для возбуждения поля в земле, измерители, общие
требования к измерительным электроразведочным приборам. Компенсационная и автокомпенсационная схемы измерения разностей потенциалов. Аналоговая и цифровая записи в электроразведке.)
Переносная аппаратура. Электроразведочные станции. Аэроэлектроразведочные станции.
Слайд 28Лекция 3
Методы сопротивлений: электропрофилирование (ЭП), электрозондирование - вертикальное (ВЭЗ) и
дипольное (ДЭЗ), подземные методы - метод заряженного тела (МЗТ) рудный
вариант, метод погруженных питающих электродов, методы электрической корреляции и вертикального градиента, МЗТ гидрогеологический вариант.
Геологические предпосылки и физическая сущность методов.
Лекция 4 (2090)
Основные законы теории поля постоянного тока
Поле точечного, полусферического и стержневого заземлителей (электродов) над однородным изотропным полупространством. Влияние границы «земля-воздух».
Системы заземлений.
Поле двух точечных источников.
Поле диполя.
Кажущее сопротивление его физический смысл.
Принцип взаимности.
Глубина проникновения тока.
Электрическое поле двух электродов
и схема установки
Физическая сущность метода сопротивлений
Токовые линии
Эквипотенциальные линии
Слайд 31Основные законы теории поля постоянного тока
- Закон Ома в
обычной форме
R = ∆U/I, или ∆U= R*I
Учитывая, что R = ρ ∆ℓ/s и Е = dU/dℓ = ∆U/∆ℓ , запишем
∆U/ ∆ℓ = R *I/ ∆ℓ =(ρ ∆ℓ/s) *I/ ∆ℓ =ρ*I/s и , что I/s = j,
где R – сопротивление, ∆U – разность потенциалов, ∆ℓ - длина проводника,
s – площадь поверхности, через которую проходит ток, Е – напряженность поля, j – плотность тока, получаем Е = ρ j, или
- Закон Ома в дифференциальной форме
j = E/ρ; - для изотропной среды
jx = Ex/ρx, jy = Ey/ρy, jz = Ez/ρz –для анизотропной
Слайд 32- Закон Кирхгофа в дифференциальной форме
div j = 0 ; div j = ∂Ex/ρx +
∂Ey/ρy + ∂Ez/ρz = 0
- Уравнение Лапласа – основное дифференциальное уравнение поля постоянного тока
∆U = ∂²U/ ∂x² + ∂²U/ ∂y² + ∂²U/ ∂z² = 0
Слайд 33Точечный источник поля – источник, линейные размеры которого
намного
меньше расстояния от этого источника до точек, в которых
исследуется
поле
Закон Ома
в дифференциальной форме
Потенциал точечного (или
полусферического) электрода
- вектор плотности тока
Е – напряженность
электрического поля
М
r
j = E/ρ
j
Слайд 34A
2J
ρ
ρ
1
2
3
4
Наличие границы раздела «земля- воздух» приводит к удвоению величины потенциала
Слайд 35Поле точечного источника
Используя закон Ома в дифференциальной форме
Е =j
и выражение для потенциала
dU = - Edr; или dU= R*I
можно записать dU = - (Iρ/2π)*(dr/r²).
Отсюда потенциал точечного источника в точке М равен интегралу по r от ∞ до данной точки:
r
Uм = - ∫ (Iρ/2π)*( dr/r²) = Iρ/2π r.
∞
или
Uм = Iρ/2π r.
Слайд 36Потенциал полусферического электрода
Uм = Iρ/2π r.
Потенциал стержневого электрода
Uм = Iρ/2π r
Потенциал на поверхности стержневого электрода радиусом а
Uа = Iρ/2π*а, отсюда Uа/I=ρ/2π*а=R
R – имеет размерность сопротивления и называется
переходным сопротивлением электрода
или сопротивлением заземления,
величина которого зависит от контакта электрода с почвой (коэффициента прилегания С изменяющегося от 1 до 3) и
при а=1 см и глубине погружения до 50 см R примерно в 1,5 больше удельного сопротивления грунта, в который погружается электрод
Слайд 37U
U
U
E
E
E
A
B
A
B
M
+J
-J
1 - U
2 - E
a
б
l
x
UАм = Iρ/2π*1/x
UВм = Iρ/2π *1/(l-x)
Uм
= Iρ/2π *(1/x-1/(l-x))
E = - ∂U/ ∂x = Iρ/2π*(1/x²+ 1/(l-x)
²)
Поле двух точечных электродов
Слайд 38А
В
М
N
A
B
M
N
АВ – питающие (токовые)
MN – приемные (измерительные)
Электроды:
Принцип измерения удельного сопротивления
среды
При малых расстояниях MN по сравнению с АВ
Е ≈ ΔU
2π/(1/AM-1/BM-1/AN+1/BN) = K При измерении тока в А
При измерении тока В сА
ΔU = Iρ/2π *(1/AM-1/BM )- Iρ/2π *(1/AN-1/BN) = Iρ/2π (1/AM-1/BM-1/AN+1/BN)
ρ = 2π (1/AM-1/BM-1/AN+1/BN) *ΔU/I
ΔU = Uм - UN
Uм = Iρ/2π *(1/AM-1/BM )
UN = Iρ/2π *(1/AN-1/BN)
+
-
Слайд 39A
B
θ
ℓ
Er
Eθ
E
Поле электрического диполя
В однородной среде с сопротивлением ρ
r
момент диполя
на
поверхности земли
Составляющие напряженности
Полная напряженность
На оси диполя поле в 2 раза
больше, чем в экваториальной плоскости
момент диполя в однородной
безграничной среде
γ
-радиальная
-азимутальная
Слайд 40A
B
M
E
Eθ
Er
Силовые линии поля диполя, в плоскости проходящей через его ось.
Слайд 41Напряженность электрического поля
Е =MN
jMN = ΔU / MN,
где jMN - плотность тока, MN - удельное сопротивление вблизи приемных электродов
Нормальная плотность тока в однородной среде
j0 = J / 2πr²
На постоянных разносах при однородном верхнем слое
MN/i MN = const
В результате получаем
к = 2πr²/MN * ΔUMN / J0 = jMN * MN /iMN ≈ iMN,
т.е. к над неоднородным полупространством пропорционально плотности тока у приемных электродов
Физический смысл кажущегося сопротивления
к – сложная функция геоэлектрического разреза и типа установки. Величина
функции пропорциональна сопротивлению пород и плотности тока вблизи
приемных электродов.
к - характеризует степень искажения токовых линий вблизи приемных электродов неоднородностями, расположенными на глубине.
Слайд 42Кажущееся сопротивление ρк
ρ1 ρк > ρ3
ρ2
ρ3
ρ4
ρ1
ρ 1
ρк < ρ4
Слайд 43Принцип взаимности
А
М
N
В
А
В
М
N
K=2π/(1/AM-1/BM-1/AN+1/BN)
K=2π/(1/MA-1/MB-1/AN+1/BN)
AM = MA
BM = MB
ΔU =
Iρ/2π (1/AM-1/BM-1/AN+1/BN)
Для однородной среды
AN = NA
NB = BN
Для
неоднородной линейной среды принцип взаимности сохраняется
Слайд 44Глубина проникновения тока
A
B
М
α
L
-
+
h
r
r
α
α
Графики затухания плотности
jх / jх0 электрического тока
для разных разносов АВ
Zэф – эффективная глубина исследования
jh
К выводу
закона изменения плотности тока с глубиной
jh = I/s = (I / π r²)*cos α =
(I / π h²)* sin²α*cos α =
(I / 2π h²)*sin 2α*sin α
При α >54°10´ падение плотности тока происходит более интенсивно
j / j0
h/L(АВ)
1
2
3
1
0.8
0.6
0.4
0.2
0.25
j / j0 = 1/[1+ (2h/L)²]
3/2
L3 >L2 > L1
Слайд 45Влияние рельефа на величину ρк
Форма рельефа: а – отрицательная; б
– положительная.
ρк
пк
j > j0
j < j0
Лекция 4
Электропрофилирование (ЭП). Сущность и назначение.
Типы установок профилирования (2-,3-,4-х точечные, симметричные, одноразносные, двухразносные, дипольные, срединного градиента), их отличие (эффективность и недостатки) и применение.
Методика работ электропрофилирования симметричными, дипольными установками и установками срединного градиента.
Выбор рациональной методики проведения полевых работ методом электропрофилирования.
Способы изображения результатов ЭП. Графики, карты графиков ρк, планы изоом.
Интерпретация данных электропрофилирования
Виды графиков электропрофилирования над различными типами вертикальных контактов сред.
Слайд 471. Электропрофилирование (ЭП)
Основная особенность – расстояния между электродами при измерениях
на каждой точке не меняются, чем обеспечивается примерно постоянная
глубина исследования
на всей площади. Взаимное расположение
Питающих (АВ) и приемных (MN) электродов называется установкой.
К - const
Установки:
1. Четырехэлектродная симметричная
Г
mV
О
А
В
М
N
АО = ОВ, MO = ON
K = π AM AN / MN
2. Дипольная (AB < r, MN < r )
Г
mV
A
B
M
N
O
O – точка относимости
( центр установки)
r
K = π r³ / AВ*MN
Слайд 48Типы симметричных установок электропрофилирования
симметричная 4-хэлектродная
симметричная 4-хэлектродная
двухразносная
срединного градиента
трехэлектродная
дивергентная
Дивергентная двухразносная
Слайд 49 Кривые к над антиклиналью и синклиналью:
а – 2<1 и б - 2>1
Слайд 503. Установка срединного градиента (ЭП СГ)
А
В
М
N
M
N
График ρК симметричного ЭП
над антиклинальным
поднятием
Типы дипольных установок
:
АВ – питающий диполь; MN – приёмный диполь;
ABMоNо – осевая (=0, =0);
ABMaNa – азимутальная (0<<90, =90);
ABMрNр – радиальная (0<<90, =0) ;
ABMпNп – параллельная (0<<90, =);
АВМэNэ – экваториальная параллельная (=90, =90);
АВМэпNэп – экваториальная перпендикулярная (ортогональная) (0<<90, =+90).
АВМппNпп –перпендикулярная θ = 90°, β =0°;
Мэп
Nэп
Мпп
Nпп
О
О
(радиальная)
(азимутальная)
(экваториальная
параллельная)
(перпендикулярная)
(экваториальная перпендикулярная,
ортогональная)
(параллельная)
(осевая)
β
Слайд 52План расположения питающих (А и В) и приемных ( М
и N) электродов в разных установках метода сопротивлений: а -
четырехэлектродной, б - срединного градиента, в - симметричной четырехэлектродной, г - трехэлектродной, д - двухэлектродной, е - дипольной радиальной, ж - дипольной азимутальной
Слайд 53Схема проведения дипольного азимутального зондирования:
ГГ - генераторная группа, ПЛ
- полевая лаборатория
Слайд 54Для изучения направления трещиноватости
и электрической анизотропии разреза
применяют круговое
профилирование
Направление трещиноватости определяют
по длинной оси эллипса сопротивлений
(парадокс анизотропии)
Принцип взаимности:
если поменять местами
питающие и приемные электроды, значение
ρК не изменится
Слайд 55Лекция 5
Качественная и количественная интерпретация ЭП.
Основные области применения ЭП.
Вертикальное
электрическое зондирование. Сущность, назначение, применяемые установки ВЭЗ и ДЭЗ.
ВЭЗ: двухслойные,
трехслойные, четырехслойные разрезы, их параметры и соответствующие им типы кривых ВЭЗ. Масштаб построения кривых ВЭЗ.
Слайд 56 Схема установки для метода симметричного профилирования
а – схема установки
для метода симметричного профилирования при измерении с ЭП-1:
A1M1N1B1, A2M2N2B2,
A3M3N3B3 – размещение электродов на профиле;
б – геологический разрез: 1 – токовые линии, 2 – равнопотенциальные линии; в – график к:
I – ток, пропускаемый через АВ, U – разность потенциалов между M и N.
Слайд 571 – сланцы, 2 – известняки,
3 - покровные отложения.
План
графиков ρК над дайками
График ρК над высокоомным
пластом
Слайд 58Карта графиков ρК над контактом
известняков и сланцев.
АВ = 200
м, MN = 40 м.
Карта изоом над антиклинальным
поднятием с высокоомными
породами
в ядре. АВ = 200 м, MN = 40 м.
Слайд 59Качественная интерпретация данных ЭП
Слайд 60Графики двухразносного профилирования над антиклиналью и синклиналью
при разных соотношениях
сопротивлений выше- и нижележащей толщ.
Слайд 61Над фациально меняющейся толщей
Графики двухразносного профилирования
Над асимметричной структурой
Над погребенной долиной
Слайд 62 Прослеживание разрывной дислокации методами сопротивлений и естественного тока:
а –
план, б – разрез по профилю I-I,
1 – графики
к, замеренные установкой AMNB при АВ=150 м, MN=10 м, шаг 10 м,
2 – графики потенциала естественного поля, 3 – почвенный слой, 4 – известняки,
5 – профили наблюдений, 6 – зона тектонического нарушения, 7 – карстовые воронки,
8 – источники, 9 – горизонтали рельефа, м
Слайд 63Вид графика ρк при электрическом профилировании над контактом двух
сред
симметричной четырехэлектродной установкой АМNВ (теоретическая кривая)
Слайд 64 Вид кривой к над контактом двух сред при наблюдении
симметричной установкой
1 — поверхностный слой; 2 — слой высокого сопротивления
Слайд 65Графики к над наклонным контактом при падении его в сторону
среды с меньшим (а)
и большим (б) сопротивлением
Слайд 66График к СЭП над вертикальным пластом большой мощности и высокого
сопротивления. П1, П2 — пики
Слайд 67График к СЭП над пластом большой мощности и пониженного сопротивления
Слайд 68График к СЭП над наклонным
пластом высокого сопротивления
График к
СЭП над наклонным
пластом пониженного сопротивления
Слайд 69Графики к СЭП над пластами малой мощности
Слайд 70Графики КЭП над проводящими пластами малой мощности и низкого сопротивления.
а — при вертикальном залегании пласта; б — при наклонном
залегании пласта
Схема установки для метода ВЭЗ:
а – схема установки
для метода ВЭЗ при измерениях с ЭСК-1;
б – схема подключения ЭП при измерениях с линиями АВ, превышающими 2 км,
А1В1, А2В2 – точки заземления питающих электродов; в – кривая ВЭЗ:
1, 2, 3 – участки кривой, полученные разными приемными линиями MN,
I- ток, пропускаемый через питающую линию АВ, U – разность потенциалов между M и N;
г – геологический разрез: 1 – токовые линии в случае однородной среды,
2 – токовые линии в случае неоднородной среды
Вертикальное электрическое зондирование
б
а
в
г
Слайд 72Вертикальное электрическое зондирование (ВЭЗ)
И
ГНЧ
К
К
А1
А2
А3
В1
В2
В3
М
N
f = 4.88 Гц
lg ρК
lg AB/2
Типы кривых
ВЭЗ:
Двухслойные
Трехслойные
Н
К
Q
A
Многослойные
Основные типы кривых ВЭЗ.
а – двухслойные: 1 – (1>2), 2 – (1<2);
б – трехслойные: 1 – тип Н (1>2<3), 4 – тип А (1<2<3).
2 – тип К (1<2>3), 3 – тип Q (1>2>3),
в - четырехслойные – на восемь типов – HK, HA, KH, KQ, AA, QH,QQ, AK
Слайд 74 Типичные трехслойные кривые ВЭЗ:
а - графики КС, б -геоэлектрические разрезы;
1 и 2 - литологические и гидрогеологические границы;
3 и 4 - известняки массивные и трещиноватые;
5 - пески; 6 - глины; 7 - граниты
Слайд 75
Пятислойная кривая ВЭЗ-ДЭЗ типа
KQH
Слайд 77Реальная кривая ВЭЗ
АВ/2
ρК
Интерпретация данных ВЭЗ
Качественная
Количественная
Карты типов кривых
Разрезы изоом
Карты изоом
Карты ρК
МИН или ρК МАКС
Определение S
По палеткам
Моделирование
(подбор) разреза
на ЭВМ
Слайд 78Карта типов кривых ВЭЗ
Схематический геологический разрез,
отстроенный по виду кривых ВЭЗ
Слайд 79Карта изоом относительно среднего уровня (100 Ом м) для
полуразноса
питающих электродов АВ/2 = 500 м.
Слайд 831971 ГОД
2007 ГОД
РЕЛЬЕФ УЧАСТКА ПРАВОГО БЕРЕГА РЕКИ ТОМИ 36 ЛЕТ
НАЗАД - (ЛЕВЫЙ РИСУНОК)
В НАШИ ДНИ (ПРАВЫЙ РИСУНОК)
Слайд 84Примеры использования геофизических методов
Слайд 86вертикальный план изоом по профилю 1
Слайд 87Схематический геоэлектрический разрез и разрез изоом
по результатам ВЭЗ на профиле
к югу от Новосибирска
(из работ Новосибирского геофизического треста)
Цифрами указаны
электрические сопротивления отдельных горизонтов и пород в Ом*м
Слайд 88Рис. 67. График Za (а), разрез кажущихся сопротивлений по данным
СЭЗ (б)
и геоэлектрический разрез (в) в районе Северо-Муйского тоннеля:
1 – удельные электрические сопротивления пород, кОмм,
2-4 – граниты слаботрещиноватые, трещиноватые, сильнотрещиноватые; 5 – дайки; 6 – тектонические зоны: I – узкие, II – широкие
Слайд 89Результаты геофизических исследований на участке «Карпаты» (по Н.Н.Кабину, 1971 г)
а
— разрез изоом рк по линии ABC и геоэлектрический разрез
по линии ABC; б — карта участка с результатами электроразведки; 1 — пункты ВЭЗ на разрезах; 2 — изоомы рк,-Ом-м; 3— скважины гидрогеологические и их номера; 4 — толщи карбонатных пород среди' терригенных отложений; 5 — тектонические нарушения: 6 — электрическое сопротивление пород, Ом-м, и границы геоэлектрических горизонтов по ВЭЗ; сопротивления геоэлектрических горизонтов, Ом-м: 7—10—20, 8—20—35, 9—35—60; 10 — пункты ВЭЗ на карте; 11—'буровые скважины на карте и их номера; 12 — линия геоэлектрических разрезов; 13— изогипсы кровли известняков мелового возраста, м
Слайд 90Вид двухслойной палетки для интерпретации кривых ВЭЗ
Слайд 91Вид трехслойных палеток для интерпретации кривых
ВЭЗ типов Н и К
Слайд 92Продольная проводимость и поперечное сопротивление
S
S
T
T
Si = hi / ρi
Ti =
hi ρi
h
h1
h2
h3
SЭКВ = h1/ρ1 + h2/ρ2 + … = Σ
hi/ρi = Σ Si
h2 = S T
ρ2 = T/S
TЭКВ = h1ρ1 + h2ρ2 + … =Σ hi ρi = Σ Ti
S – продольная проводимость
Т – поперечное сопротивление
1м2
Для слоистого разреза
Количественная интерпретация кривых ВЭЗ
Слайд 94Номограмма-палетка
для интерпретации
кривых ВЭЗ, ДЭЗ, ДАЗ
Слайд 95Результаты интерпретации кривой ВЭЗ методом подбора
по программе SONET
Слайд 96В-1
В-2
В-3
В-4
В-5
В-6
В-7
В-8
100
200
300
Н, м
ρ1 = 250 – 300 Ом м
ρ2 = 50
– 100 Ом м
ρ3 = 800 – 1000 Ом м
Геоэлектрический
разрез по данным количественной
интерпретации кривых ВЭЗ
256
268
250
254
300
262
270
275
90
60
100
50
70
80
68
74
850
820
970
825
996
870
955
864
Слайд 97Интерпретация кривых ВЭЗ в программе IPI2WIN
Слайд 98Применение методов геофизики при решении инженерно-геологических задач
Обработка данных ВЭЗ
Типы дипольных установок
:
АВ – питающий диполь; MN – приёмный диполь;
ABMоNо – осевая (=0, =0);
ABMaNa – азимутальная (0<<90, =90);
ABMрNр – радиальная (0<<90, =0) ;
ABMпNп – параллельная (0<<90, =);
АВМэNэ – экваториальная параллельная (=90, =90);
АВМэпNэп – экваториальная перпендикулярная (ортогональная) (0<<90, =+90).
АВМппNпп –перпендикулярная θ = 90°, β =0°;
Мэп
Nэп
Мпп
Nпп
О
О
(радиальная)
(азимутальная)
(экваториальная
параллельная)
(перпендикулярная)
(экваториальная перпендикулярная,
ортогональная)
(параллельная)
(осевая)
β
Слайд 101План расположения питающих (А и В) и приемных ( М
и N) электродов в
дипольных установках метода сопротивлений:
радиальная
азимутальная
Слайд 102Схема проведения дипольного азимутального зондирования:
ГГ - генераторная группа, ПЛ
- полевая лаборатория
Слайд 103 Электрическое поле вокруг заряженного хорошо проводящего тела.
А – график
градиента потенциала вдоль профиля, проходящего над заряженным телом; б– токовые
и эквипотенциальные линии в окрестности заряженного тела; в – эквипотенциальные линии на дневной поверхности; 1 – токовые линии; 2 – эквипотенциальные линии; 3 – точка зарядки.
Исследование методом заряженного тела (геологический вариант).
Слайд 104 Исследование методом заряженного тела (гидрогеологический вариант).
а – блок-схема: А
и В – питающие электроды; Б – источник электрического тока;
I – измеритель силы тока; N – неподвижный и М – подвижный приёмные электроды; ∆U – измеритель напряжения; S0, S1, S2, S3… – положения контуров области, насыщенной электролитом, для момента времени t0, t1, t2, t3; б – изолинии потенциалов; в – график смещений изолиний; г – график скоростей; д – таблица полевых наблюдений.
Слайд 109Зависимость УЭС водных растворов солей
от концентрации раствора
УЭС (Ом*м) ≈
8,4 / М (г/л)
Слайд 111Типы дипольных установок :
АВ – питающий диполь; MN –
приёмный диполь;
ABMоNо – осевая β = θ = 0⁰;
(=0, =0);
ABMaNa – азимутальная β =90° θ = 45⁰; (0<<90, =90);
ABMрNр – радиальная β =0°, θ = 60⁰; (0<<90, =0)
ABMпNп – параллельная, β = θ = 45⁰; (0<<90, =);
АВМэNэ – экваториальная параллельная β =90° θ = 90°; (=90, =90);
АВМэпNэп – экваториальная перпендикулярная (ортогональная) (0<<90, =+90) ;
АВМппNпп –перпендикулярная θ = 90°, β =0°.
Слайд 1131
14
15
26
27
42
7
19
ВЭЗ-1
ВЭЗ-2
ВЭЗ-8
ВЭЗ-5
ВЭЗ-4
ВЭЗ-6
ВЭЗ-3
ВЭЗ-7
38
40
35
