1. - Медный стержень; 2 – пробка; 3 – резиновая прокладка; 4 – пластмассовый корпус; 5 – пористый сосуд.

Съемки естественного поля носят обычно площадной характер. Исследуемую площадь покрывают сетью профилей, вдоль которых измеряют поле. Расстояния между профилями и точками наблюдения зависят от предполагаемых размеров, формы и глубины залегания искомых объектов и определяют масштаб съемки.

Полевые наблюдения в методе ЕЭП могут выполняться двумя способами.

1. Способ потенциалов. Сущность способа заключается в том, что потенциал всех точек исследуемого профиля измеряют относительно одной точки, принятой за исходную. Обычно в качестве такой точки выбирают точку О на магистрали, где устанавливают неподвижный электрод N (рис.4.23, а). Второй электрод М последовательно перемещают во все точки профиля (i), измеряя разность потенциалов ΔU_oi. Для оценки стабильности собственной поляризации (ΔU) электродов М и N измерения начинают (ΔU^н_оп) и заканчивают (ΔU^к_оп) на опорной точке О вблизи (< 0,5 м) электрода N. Опорные точки на отдельных профилях увязываются между собой двукратными повторными наблюдениями ΔU_опj .При рядовой съемке по профилям при обратном ходе для контроля повторяют измерения на каждой 10-й точке (а в аномальных зонах— на каждой 5-й точке).

В горно-таежной местности, где провод может цепляться за камни и кусты, катушку (К) с тонким проводом приемной линии лучше переносить по профилю вместе с измерительным прибором (П) и электродом М. В остальных случаях катушку обычно устанавливают у прибора и электрода N (рис.4.23, в). Увеличить производительность съемки можно применяя две приемные линии, как это показано на рис.4.23, г. Детализацию аномалий ЕЭП рекомендуется проводить с использованием одной опорной точки О.

При сухой почве лунки для электродов за 0,5—1 ч до измерений смачивают водой для улучшения условий заземления приемной линии.

2. Способ градиентов потенциала. Отличительная особенность этого способа заключается в том, что в процессе полевых работ измеряют разность потенциалов между

Рис. 4.23. Методики работ методом естественного поля

а — при площадной съемке; б — способом потенциала с подвижным прибором (П) и ка­тушкой (К); в — то же, с неподвижными П и К; г — то же, с двумя приемными линиями; д — способом градиента потенциала

соседними точками профиля: ΔU₁₀, ΔU₂₁, ΔU₃₂ и т. д. По измеренным разностям потенциалов подсчитывают потенциалы всех точек исследуемой площади.

Схема установки для измерения градиентов потенциала естест­венного поля изображена на рис.4.23, д. Измерительный прибор устанавливают вблизи одного из электродов. Это позволяет с одной стоянки прибора измерять разность потенциалов между двумя парами точек профиля.

Наблюдения выполняют по системам профилей, образующим замкнутые ходы. Это дает возможность оценить и учесть при обработке погрешности наблюдений. Замкнутые ходы удобно составлять из двух соседних профилей или их половин. Рекомендуется все наблюдения по замкнутому ходу выполнять в течение одного рабочего дня.

Для уменьшения влияния поляризации электродов рядовая съемка выполняется с перестановкой электродов через пикет, т. е. «шагом циркуля» (см. рис.4.23, д).

Для оценки величины поляризации электродов ΔU на каждой пятой или десятой точке профиля осуществляют двукратное измерение разности потенциалов с перестановкой электродов между измерениями.

Как это следует из эквивалентной схемы приемной линии МN, по двум отсчетам (ΔU⁽¹⁾и ΔU⁽²⁾) можно рассчитать как собственную поляризацию электродов (ΔU, так и ΔU_MN ЕП: ΔU=e_M+e_N= (ΔU⁽¹⁾- ΔU⁽²⁾)/2 ; ΔU_MN=(ΔU⁽¹⁾+ ΔU⁽²⁾)/2

Как правило, наблюдения методом ЕЭП производятся по способу потенциалов и лишь в условиях сильных помех (от теллурических или блуждающих токов), а также при маршрутных съемках применяют способ градиентов потенциала.

В обоих способах съемки ЕЭП наряду с повторными наблюдениями проводится независимый контроль в объеме 5—30 % от общего числа точек наблюдений.

На акваториях рек, озер, водохранилищ и морей (на шельфе) чаще всего применяют непрерывную съемку градиентов потенциала, при которой оба приемных электрода М и N буксируются по дну. Только на ограниченных участках дна может быть использована потенциальная установка метода ЕЭП. Иногда съемку ЕЭП на акваториях выполняют в лунках, пробитых во льду (подобно наземной съемке).

В скважинах дискретные или непрерывные измерения ЕЭП (ЕЭП-С), как правило, выполняются способом потенциалов. При этом электрод N располагают у устья скважины, а электрод М перемещают вдоль ее оси. Наблюдения по отдельным скважинам увязываются между собой с помощью наземной съемки ЕЭП.

Обработка полевых данных.На первом этапе обработки оценивается качество наблюдений.

В способе потенциалов средняя разность между рядовым и повторным измерением (ΔU_oi) по п точкам не должна превышать 5 мВ при ее вычислении по формуле

. (4.22)

Временные вариации ЕЭП и нестабильность собственной поляризации приемных электродов (ΔU) могут быть учтены путем сопоставления начального (ΔU^н_оп) и конечного (ΔU^к_оп) отсчетов на опорной точке у электрода N. Предполагая эти изменения линейными во времени измерений и скорость съемки постоянной, потенциал i-го пикета можно рассчитать по формуле

(4.23)

Слабые аномалии ЕЭП могут быть выделены статистическими методами по специальным программам.

Интерпретация данных метода ЕП. Обычно вначале проводят качественную интерпретацию материала съемок ЕЭП. Она заключается в анализе морфологии поля (позволяющем выделить локальные аномалии различных порядков), в сравнении карт ЕЭП с топографическими картами (для выявления фильтрационных аномалий) и т. п. При этом должна учитываться вся имеющаяся геолого-геофизическая и гидрогеологическая информация о районе работ, оцениваться геологическая природа отдельных аномалий и аномальных зон, выделяться профили для количественной интерпретации. На рис 4.24 приведен план графиков по одному из сульфидных месторождений Рудного Алтая. Из рисунка видно, что выходы рудных тел под наносы отмечаются четкими минимумами потенциала ЕП.

Рис. 4.24. План графиков потенциала естественного поля и схематическая геологическая карта сульфидного месторождения на Рудном Алтае (по А.С. Семенову)

Достоверность количественной интерпретации очень сильно зависит от степени соответствия реальных рудных тел (зон фильтрации и т. п.) простым физическим моделям (шар, цилиндр, пласт и т. д.), для которых на основе решений прямых задач разработаны

Рис. 4.25. Характерные точки, используемые для интерпретации

данных метода ЕП

приемы численного истолкования результатов. Когда необходимая априорная информация о форме объектов отсутствует, интерпретация носит больше оценочный (полуколичественный) характер.

В способе «характерных точек» по сглаженному графику определяют ширину аномалии q на уровне половины ее амплитуды или расстояние т между точками пересечения касательных линий к экстремумам и к точке перегиба графика V (рис.4.25).

Анализируя результаты решений прямых задач для локальных тел, можно получить следующие выражения для нахождения глубин залегания шара (h_ш), горизонтального (h_гц) и вертикального (h_вц) цилиндров, вертикального пласта (h_вп) :

h_ш~0.65q~0.86m

h_гц~0.5q~0.6m (4.24)

h_вц~0.52m

h_вп~0.4q~0.55m

В литературе описаны способы оценки глубины залегания изометричных, цилиндрических, пластовых поляризованных залежей с помощью логарифмических палеток. Преимущество этого способа заключается в использовании при интерпретации всей наблюденной кривой потенциала, а не ее особых точек. Вместе с тем, учитывая оценочный характер интерпретации результатов съемки естественного поля, не следует ожидать, что применение палеточных способов приведет к существенному повышению точности определения глубины залегания поляризованных залежей.