2.6 Обработка материалов работ методом вп

Обработка полевых работ материалов при регистрации потенциалов на постоянном токе сводится к определению амплитуды импульсов (в мм) по первому каналу, измеряющему ∆U_ПР, и по второму каналу – ∆U_ВП через 0,5 с после отключения тока.

При работах на переменном токе с приборов непосредственно снимаются отсчеты разностей потенциалов ∆U(f₁), ∆U (f₂), ∆U (f₃) и фаз φ₁, φ₂, φ₃… на разных частотах f, а далее определяются кажущиеся сопротивления , где k_n – коэффициенты установок. Для одинаковых установок коэффициенты равны между собой, поэтому при расчетах их можно опустить. Приняв одно из значений ρ_к за ρ_в, а остальные за ρ_н, по формулам

100 %

[1]

­­­ – рассчитываются те или иные параметры. Чаще всего определяются параметры φ, φ₁₂, а также F или K. При наличии взаимной индукции вычисляются m, при слабых поляризуемостях и высоких сопротивлениях вмещающих пород.

В результате профилирования ВП строятся графики тех или иных параметров поляризации (η_к, ή_к, А_к, Ȧ_к, ρ_к, F, ϕ, K, M) от точек наблюдения (пикетов), откладываемых соответственно по вертикальной и горизонтальной осям. Иногда строятся карты графиков и карты изолиний этих же параметров.

В результате зондирования ВЭЗ-ВП строятся графики и вертикальные разрезы тех или иных параметров. При построении графиков (или кривых ВЭЗ-ВП) по горизонтальной оси откладываются разносы , а по вертикали – рассчитанные параметры. Они строятся на бланках с логарифмическим масштабом по осям координат. Вертикальные разрезы строятся следующим образом. По горизонтальной оси откладываются центры измерительной линии. Если работы проводятся симметричными или градиентными установками, то вниз под центром приемной линии в том же масштабе откладывается поля разнос питающей линии. У полученной точки проставляется значение того или иного параметра. Аналогичным образом ставятся точки по другим электрическими или дипольными установками, то из питающего диполя проводятся линии до их пересечения под углом 90 ͦ друг с другом. На полученном поле значений проводятся изолинии с сечением, в 2-3 раза большим ошибок измерений. Это и есть вертикальный разрез.

Глава 3. Интерпретация метода вп.

Процесс обработки и интерпретации результатов наблюдений при методе ВП складывается из вычисления параметров η_к и ρ_к, построения графиков этих величин, выделения аномалий η_к, определения геологической природы, а также геометрических и электрических параметров объектов, обусловивших появление аномалий.

Принципы интерпретации и геологическое применение метода вп.

Интерпретация материалов профилирования методом вызванной поляризации сводится к выделению на графиках, картах тех или иных параметров η_к (0,5), ή_к, А_к, Ȧ_к, F, ϕ, K, M, m аномалий, т.е. отклонений от фоновых значений этих параметров на величины, в несколько раз превышающие ошибки полевых измерений. Обычно аномалия считается убедительной, если она в 1,5-2 раза отличается от абсолютной величины фонового значения. Характерно, что все из перечисленных параметров ВП несут примерно одну и ту же информацию о геоэлектрическом разреще, подчеркивая иногда те или иные его особенности. Под аномалиями ВП располагаются породы и руды с повышенной поляризуемостью. Отдельные четкие аномалии профилирования, как и кривые зондирования ВП, интерпретируются количественно и в результате оцениваются поляризуемости и геометрические размеры слоев с разными η_.

Основные области применения метода вызванной поляризации:

1. Поиски участков оруденения (зон поритизованных, графитизированных, углефицированных пород).

2. Поиски и разведка полиметаллических месторождений, сложенных электронопроводящими минералами.

3. Поиски угольных и графитовых месторождений.

4. Расчленение горизонтальнослоистых разрезов и структурные исследования.

5. Решение задач геологического картирования.

6. Решение таких инженерно-геологических т гидрогеологических задач, как определение местоположения, глубины залегания и мощности водоносных пород в условиях песчано-глинистых разрезов, фациальное расчленение пород и оценка степени их сохранности и обводненности, разделение подземных вод по степени минерализации и др.

Качественная интерпретация графиков, карт графиков и карт тех или иных параметров, получаемых при профилировании методом ВП на постоянном или переменном токе, начинается с оценки природы наблюдаемых потенциалов ВП на нормальных и аномальных участках. За нормальное значения кажущейся поляризуемости η_к - основного параметра ВП, через который выражаются все другие измеряемые параметры этого метода, принято считать фоновую поляризуемость. Она находится либо визуальным осреднением графиков η_к , либо ( в случае нормального распределения ошибок) расчетом средних фоновых значений η_кф и стандартного отклонения σ_ф на заведомо безаномальных участках.

Фоновая поляризуемость определяется природой ВП м обычно на небольших участках остается достаточно постоянной, мало зависящей от неоднородности среды и неровностей рельефа. Однако над хребтами она обычно выше, а над впадинами ниже по сравнению с участками с горизонтальным рельефом. В районах, сложенных осадочными породами, фоновая поляризуемость меняется от 0,5 до 2%, а магматическими и метаморфическими – от 2 до 4%. При «зараженности» пород сульфидами, графитом, магнетитом фоновая поляризуемость может достигать 5-10%.

Интерпретация данных съемки ВП сводится к выделению аномалий, которые в два и более раз превышают фоновые значения или в три раза – стандартное отклонение. Далее они коррелируются по соседним профилям и проводится их геологическое и столкновение, исходя из ожидаемой природы ВП на изучаемом участке.

Интенсивные аномалии ВП наблюдаются на месторождениях, которые содержат в рассеянном состоянии такие электропроводящие минералы, как пирит, пирротин, марказит, халькопирит, халькозин, галенит, магнетит, уголь, графит и др. Поэтому главное назначение метода вызванной поляризации – поиск и разведка полиметаллических железорудных, угольных, графитовых месторождений. Наибольшие аномалии наблюдаются на месторождениях вкрапленных и рассеянных руд, в то время как массивные залежи, представляющие наибольший практический интерес, нередко выявляются лишь по ореолам рассеянных руд. Метод ВП может использоваться при решении задач геологического картирования, и в частности для выделения контактов различных литологических разностей пород, зон дробления, участков оруденения.

При анализе аномалий на картах и графиках ВП следует иметь в виду, что направление вызванной поляризации рудных объектов близко к горизонтальному, а измеряется горизонтальная составляющая напряженности поля. По форме аномалий можно оценить форму, горизонтальные размеры, иногда глубину залегания создающих их объектов. Форма аномалий ВП над поляризующимися объектами зависит от используемой установки и примерно такая же, как над высоомными объектами по данным электропрофилирования. Объясняется это тем, что , т.е. связи ρ_к и η_к с напряженностью первичного поля обратные. В целом над объектами, вертикальные размеры которых сравнимы или меньше глубины залегания верхней кромки (шарообразные, цилиндрические и др.), наблюдается максимум, а по сторонам от него небольшие минимумы поляризуемости. Над объектами с глубоко залегающими нижними кромками (крутозалегающие пласты, штоки и др.) наблюдаются лишь максимумы поляризуемости. Над наклонными пластами графики η_к асимметричны: аномалия плавно возрастает по восстанию пласта и круто обрывается над его верхней кромкой. Над гранями объектов, горизонтальные размеры которых превышают глубину залегания верхней кромки, как и над контактом, наблюдаются аномалии «типа контакта».

Отдельные четкие локальные аномалии ВП могут быть проинтерпретированы количественно. В методе ВП известны аналитические и графические способы определения параметров разведываемых объектов.

Интерпретация аномалий ВП над объектами типа контакта и пласта проводится с учетом формул и графиков кажущейся поляризуемости. Положения круто залегающих контактов и боковых сторон толстых пластов определяются по переходу η_к с минимума на максимум или наоборот (рис. 9).

Рис. 9

Центры тонких поляризующихся пластов находятся под максимумами η_к и «нерудными» пересечениями на графиках несимметричных установок.

Из графических способов интерпретации данных ВП наиболее прост способ касательных. Глубина залегания верхней кромки объекта, создающего аномалию при профилировании методом ВП, оценивается по разности абсцисс (х₁-х₂ и ẋ₁ - ẋ₂) точек пересечения касательных, которые проведены к максимуму, минимумам, вдоль боковых сторон аномалий с помощью формулы . Для тел, у которых нижние кромки залегают на глубинах, сравнимых с верхними ( например, изометриченые), истинная глубина h верхней кромки заключена в пределах

ḣ < h < 1,5 ḣ, а для тел с глубоко расположенными кромками (например, круто залегающий пласт) – в пределах 0,5ḣ < h < ḣ.