3.4 Потенційні методи електророзвідки

Потенційні - це найпростіші методи електророзвід­ки, в яких застосовуються постійні (а іноді і низькочастотні змінні) штучні електричні поля. До них відно­сяться декілька методів електророзвідки заснованих на вимірюванні потенціалу або вивченні еквіпотенціальні ліній електри­чного поля, створеного за допомогою різного роду наземних або свердловин заземлите лей. Розглянемо метод зарядженого тіла і метод ізоліній.

3.4.1. Метод зарядженого тіла

Метод зарядженого тіла (МЗТ) або метод заряду використовується у двох варіантах: рудному і гідрогеологічному. Якщо добре провідна струм рудний поклад розкритий хоча б однією свердловиною або гірським виробленням, визначити її простягання, контури можна методом зарядженого тіла. Способи проведення робіт при цьому зводяться до наступного. Один живлячий електрод заземляється в рудне тіло, що вивчається, а другий відноситься у «нескінченність», тобто на відстань, що перевищує розміри тіла приблизно у 20 разів з тим, щоб його впливом можна було нехтувати.

Завдяки більш високої в порівнянні з навколишнім середовищем провідності заряджене рудне тіло стає практично еквіпотенціальним провідником, з якого струм стікає рівномірно у всі сторони. Поверхні рівного потенціалу (ізоповерхні) перпендикулярні струмковим лініям, повторюватимуть форму покладу. За допомогою двох електродів і будь-якого електророз­відувального приладу знаходяться еквіпотенційні лінії (лінії рівного потенціалу). Ізолінії на поверхні землі оконтурюють заряджене тіло і лише у міру видалення від тіла ізолінії стають близькими до кіл. Якщо тіло заля­гає, що вивчається, на невеликій глибині у порівнянні з його розмірами, то його контури достатньо точно можна визначити по згущуванню ізо­ліній. Вузькі витягнуті рудні тіла виявляються у вигляді осей аномалій.

При розвідці рудних родовищ використовуються різні варіанти методу заряду, що включають вимірювання електричного поля на поверхні землі або в свердловинах при заряді тіла на різній глибині, в сусідніх свердловинах.

Одержувані при цьому дані дозволяють розвідувати рудні тіла при значно меншому, ніж без методу заряду, об'ємі буріння. Іноді для розвідки рудних покладів застосовується ме­тод заряду з вимірюванням магнітного поля, створеного струмом у зарядженому тілі. В цьому методі використовується змінний струм частотою в декілька стільників герц. Другий варіант методу нарядженого тіла застосовується для визначення напряму і швидкості руху підземних вод по одиночних свердловинах.

Роботи в гідрогеологічному варіанті методу зарядженого тіла проводяться в наступній послідовності. В свердловину нижче за рівень підземних вод опускається один живлячий електрод, а другий у «нескінченність», тобто приблизно у 10 разів далі чим глибина заземлення першого електроду.

Цей метод іноді називають методом електричної кореляції. Рішення цих задач звичайними гідрогеологічними способами вимагає бу­ріння не менше 3 - 4 свердловин.

На відстані, дещо більшому глибини залягання дзерка­ла підземних вод, заземляється один приймальний електрод (N), а за допомогою другого приймального електроду (М) по тих, що розходяться від гирла свердловини через 45° промінню знаходяться точки рівного потенціалу. Потім в певному масштабі будується лінія рівного потенціалу (вона має вигляд, близький до кола).

Подальша операція зводиться до засолення куховарською сіллю через свердловину підземного потоку і вимірюванню в певні інтервали часу по тому ж промінні (при нерухомому електроді N) точок рівного потенціалу. Зона добре провідних струм мінералізованих вод серед прісних поступово витягується по напряму руху потоку, а еквіпотенційні лінії на поверхні повторюватимуть її контури. Напрям підземного потоку співпадає з напрямом максимального зсуву ізоліній. Швидкість підземного потоку рівна відношенню максимального зсуву ізоліній до часу, за який воно відбулося. Добрі результати методом заряджен­ого тіла виходять при роботі у не обсаджених трубами свердловинах і глибині залягання прісних підземних вод, не більшій 50 - 80 м.