- •Федеральное агентство по образованию
- •Модуль 1. Введение в экологическую геофизику. Грави-, магнито-, электро- и сесморазведка
- •Раздел 1-а – Введение в геофизику
- •По физическим свойствам геологического объекта
- •Для магматических и метаморфических пород
- •Раздел 1-б - Гравиразведка
- •Породообразующих минералов
- •В виде план – графиков
- •Раздел 1-в - Магниторазведка
- •Магнитного поля у диамагнетиков
- •Магнитного поля у парамагнетиков
- •Магнитного поля у ферро-, ферри- и антиферромагнетиков
- •Магниторазведочная аппаратура
- •Раздел 1-г- Электроразведка
- •Характеристика электрических свойств горных пород
- •И диэлектрической проницаемости (ε) у минералов групп различной литологической принадлежности
- •У кристаллических пород
- •Для одноименных по степени преобразования осадочных пород
- •Метод естественного постоянного электрического поля (еп)
- •Над стальной трубой Методы электроразведки на основе искусственного постоянного электрического поля
- •Электроразведочная установка
- •Электропрофилирование (эп)
- •Приемной линии
- •Над синклиналью и антиклиналью
- •Методы на основе неустановившегося электрического поля
- •Раздел 1-д - Сейсморазведка.
- •У кристаллических пород
- •Осадочных терригенных породах, в зависимости от стадий их преобразования
- •Дования скважин и комплексирование геофизических методов
- •Раздел 2-а - Ядерная геофизика
- •1) Слаборадиоактивные кварц, калиевые полевые шпаты,
- •2) Нормальная и биотит,
- •4) Высокорадиоактивные сфен, ортит, монацит,
- •Раздел 2-б - Терморазведка
- •Породообразующих минералов
- •Современные технологии терморазведки
- •Поисково-разведочные геотермические работы
- •Области применения терморазведки
- •Раздел 2-в- Геофизические исследования скважин
- •Каротаж на основе естественных и искусственно вызванных электромагнитных полей
- •Каротаж на основе полей естественной и наведенной (искусственной) радиоактивности
- •Каротаж на основе сейсмоакустических полей
- •В нефтяной скважине (Западная Сибирь)
- •В разрезе нефтегазовой скважины (Западная Сибирь)
- •Данные для построения фактических кривых зондирования
- •Результаты количественной интерпретации данных бкз
- •Раздел 2-г – Комплексирование геофизических методов
- •1 Увлажненные наносы, 2 – граниты, 3 – зона трещиноватости, 4 – глыбовые песчаники, 5 – глины
Характеристика электрических свойств горных пород
По электрическим свойствам все природные объекты подразделяются на:
Проводники ρ→0 и ε→∞;
Полупроводники 1 Ом*м > ρ > 0 и 20 отн. ед. < ε < ∞;
Диэлектрики ρ→∞ и ε→1.
В проводниках электромагнитное поле обусловлено сквозным током электронов и ионов, в полупроводниках сквозным током ионов и дырок, в диэлектриках преобладают волновые процессы, связанные с токами смещения, т.е. передачей энергии электромагнитного поля от одних двойных электрических слоев к другим (беспроводная поляризация).
Изменение электрических свойств в природных объектах зависит от частоты электромагнитного поля: чем выше частота, тем меньше ρ и .
Твердая фаза
Электрические свойства минеральной части горных пород зависят от их вещественно-петрографического состава. Основное значение играет соотношение металлической, ковалентной и ионной связей химических элементов внутри кристаллов. Тенденция изменения удельного электрического сопротивления ρ) и диэлектрической проницаемости (ε) у минералов групп различной литологической принадлежности показана на рис. 40.
Рис. 40. Тенденция изменения удельного электрического сопротивления ρ)
И диэлектрической проницаемости (ε) у минералов групп различной литологической принадлежности
Жидкая фаза
Нефть и дистиллированная вода относятся к диэлектрикам поэтому у них ρ→∞, притом, что ε→1 только у нефти, а у воды ε = 80.
По мере увеличения концентрации солей в природных водах и по мере окисления нефти (если она существует длительное время в виде разливов на дневной поверхности и в покровных отложениях) показатель ρ уменьшается, а показатель ε при таких же условиях практически не изменяется в природных водах и уменьшается по мере увеличения окисления нефтей.
Газовая фаза
Воздух и все природные газы диэлектрики, поэтому ρ→∞ и ε→1. Таким образом, все пористые среды заполненные газом или природной нефтью являются более высокоомными по сравнению с таковыми заполненными водой.
Кристаллические породы (магматические и метаморфические)
Основные породообразующие минералы магматических и метаморфических пород обладают низкой электропроводностью. Следовательно, ввиду малой пористости, эти породы относятся к разряду диэлектриков. В то же время эта малая пористость закономерно изменяется, уменьшаясь у магматических пород в ряду от кислых к ультраосновным и у метаморфических пород по мере усиления степени метаморфизма. Определённую роль в формировании показателей ρ и ε играет и скелетная проводимость, определяемая как химическим составом минералов, так и строением их кристаллической решётки.
Вследствие действия вышеперечисленных факторов, имеет место тенденция увеличения уменьшения в ряду магматических пород от кислых к ультраосновным, а у метаморфических пород по мере усиления степени метаморфизма (рис.41).
Рис. 41. Тенденция изменения удельного электрического сопротивления
У кристаллических пород
Магматические породы Стадии метаморфизма
I – кислые I - зеленосланцевая
II – средние II - амфиболитовая
III – основные III - гранулитовая
IV – ультраосновные IV – эклогитовая
Осадочные породы
Для одноименных по стадиям преобразования осадочных пород тенденция изменения электрических свойств соответствует твердой фазе (рис. 42).
Рис. 42. Тенденция изменения удельного электрического сопротивления