Геофизика_1 / Геофизика ХЗ / Документ Microsoft Office Word

Российский Государственный Геологоразведочный Университет

Кафедра общей геологии и геологического картирования

Реферат

Низкочастотные методы электроразведки

Выполнил: студент группы

РМБА –08 Хозяинов З.Н.

Проверил: Бондаренко В.Н.

Москва 2009

Методы электроразведки относятся к общим методам разведочной геофизики и основаны на измерении изменений характеристик естественно и искусственно созданных электромагнитных полей с целью исследования строения земной коры и верхней мантии, поисков и разведки полезных ископаемых, решения гидрогеологических, инженерно – геологических, горно – технических и экологических задач.

Низкочастотные методы применимы к техногенным переменным электромагнитным полям. К ним относятся низкочастотные индуктивные методы, электромагнитные зондирования и магнитотеллурические. Теория таких полей базируется на уравнениях Максвелла, которые устанавливают связь между напряжённостями электрического Е и магнитного Н полей, электрической D и магнитной В индукциями и плотностью j электрического тока. Методами низкочастотной электроразведки исследуют гармонически и ступенчато изменяющиеся поля.

Структура и характер гармонически изменяющегося электромагнитного поля зависят от волнового числа k, которое выражается через абсолютные диэлектрическую e и магнитную u проницаемости, электропроводность среды y, и частоту поля w:

В средах с высокой электропроводностью k практически не зависит от e, а изучаемые особенности объясняются главным образом токами проводимости.

Ступенчато меняющиеся поля характеризуются тем, что до момента времени t=0 существует постоянное по величине возбуждающее магнитное поле, которое исчезает после t≥0. Длительность процесса затухания зависит от электропроводности и размеров рудных объектов, чем крупнее объект и выше электропроводность, тем больше длится так называемый переходный процесс (становление поля), а характер поля называют неустановившимся или нестационарным.

Зависимость компонент неустановившегося электромагнитного поля от времени называют переходной характеристикой поля, которая является основой информации о геологических средах.

Индуктивные методы электроразведки.

Метод гармонических полей. Источники возбуждения полей – незаземлённые контуры, питаемые переменным низкочастотным или ступенчато меняющимся током. Контуры могут иметь вид: а) петли с длиной сторон до 2 км; магнитного диполя, представляющего собой многовитковую рамку небольшого диаметра (до 1-2 км); в) кабеля длиной до 3-4 км, заземленного на концах.

При обтекании незаземленного контура переменным током вокруг него создается переменное магнитное поле, вызывающее появление в проводящих частях разреза вторичных (вихревых) токов. Последние создают вторичное магнитное поле, направленное в основном противоположно вторичному. На земной поверхности наблюдается суммарное магнитное поле, представляющее собой сумму векторов первичного и вторичного полей.

Метод переходных процессов. В незаземлённый контур подаётся ступенчато меняющийся ток и измерения проводят в паузах, когда ток в контуре отсутствует. В проводящих объектах возникают вихревые токи, создающие вторичное магнитное поле, затухающее тем медленнее, чем больше электропроводность и размеры рудного тела. Работы методом МПП проводятся в варианте площадных и детализационных съёмок. При площадных работах для возбуждения и измерения часто используют один и тот же контур, поэтому такой вариант МПП называют однопетлевым. Детальные работы проводят с источником типа незаземлённой петли, охватывающей аномальную зону, внутри которой по сети профилей передвигается автономная измерительная рамка, подключённая к измерительному прибору.

В труднодоступных районах работы проводятся в аэроварианте (АМПП), с аппаратурой АМПП-2, имеющей генераторный и приёмный диполи. Станция АМПП-2 имеет несколько каналов регистрации, каждый из которых фиксирует переходный сигнал на одном из времен задержки (1,2,5,7,15,20 мс). | Малые задержки (1,2 мс) дают представление о расположении хорошо проводящих коренных пород и рыхлых отложений, поздние о возможном наличии и положении рудных объектов.

Электромагнитные зондирования

Выделяют дистанционное и индукционное зондирования. Дистанционные зондирования основаны на индукционном возбуждении тока в земле и изменении отношения плотностей тока на глубине и в точке наблюдения при увеличении разноса. Генераторный контур (питающий диполь) представляет собой петлю небольших размеров, питае­мую переменным током на фиксированной частоте. Измеряют как электрическую Е с помощью приемной линии MN, так и магнитную Н приемной рамкой или рамочной антенной компоненты электромагнитного поля.

При индукционном зондировании изменяют частоту или время наблюдения неустановившегося сигнала при ступенчатом изменении тока в возбуждающем контуре. Масштабные зондирования проводят как в дальней, так и в ближней зонах.

При частотных зондированиях (ЧЗ) питающие линии могут быть заземленными либо незаземленными контурами. Измерения проводят на ряде фиксированных или непрерывно меняющихся частот со специальной аппаратурой ЧЗ. Принцип ЧЗ основан на так называемом скин-эффекте, т.е. на увеличении глубинности разведки с уменьшением частоты питающего тока.

Зондирование становлением проводят в дальней зоне от питающего диполя (ЗС) и ближней зоне (ЗСБЗ). Зондирование проводят цифровыми и электроразведочными станциями при большом токе, поступающем в питающий контур. Расстояние г между генераторной группой и лабораторией выбирается в 3-6 раз большим предполагаемой глубины залегания опорного горизонта (как правило, кристаллического фундамента).

В основном измеряют вертикальную составляющую магнитного поля В и по результатам этих определений вычисляют кажущееся удельное электрическое сопротивление р_к = k[Δu(t)/I].

Магнитотеллурические методы

Основаны на изучении естественного нестационарного электромагнитного поля проводятся в варианте магнитотеллурического зондирования (МТЗ) Токовые системы в ионосфере и магнитосфере, возникающие под действием корпускулярного излучения Солнца, индуцируют в проводящих слоях Земли вихревые токи; электрические и магнитные компоненты созданного таким образом поля регистрируются на земной поверхности.

Метод переменного естественного электромагнитного поля применяется для картирования вертикально залегающих пород разреза и изучает электромагнитные поля обусловленные грозовой активностью. При этом измеряют горизонтальную компоненту магнитного переменного поля и углы наклона вектора магнитного поля с помощью аппаратуры ИНВЕМП. Датчиком служат две взаимно - перпендикулярные приемные рамки.

В практике картировочно - поисковых работ проводят измерения электрической компоненты с помощью заземленных приемных электродов приемного устройства аппаратуры ИКС и изучают поведение электрической составляющей на частоте 22,5 Гц. По результатам измерении строят график напряженности Е переменного электромагнитного поля, позволяют выделять тектонические зоны, дайки, контакты горных пород, а также проводящие рудные объекты.