3.6 Методи несталого поля

На стику між методами постійного і змінного струму знаходяться методи, в яких вивчаються несталі про­цеси, що протікають у середовищі при включенні і виключенні по­стійного струму в живлячих лініях. З методів несталого поля розглянемо методи викликаних потенціалів і становлення поля.

Метод викликаної поляризації (викликаних потенціалів), скорочено метод ВП, заснований на вивченні потенціалів, спостережуваних в гірських породах після пропускання через них постійного електричного струму. Якщо вимкнути струм в живлячій лінії то між приймальними електродами напруження зникає не миттєво, а протягом декількох секунд або навіть хвилин. Інтенсивність і характер спаду викликаних потенціалів залежить від поляризує мості гірських порід.

Природа викликаних потенціалів складна і недостатньо з’ясована. Причинами їх виникнення є електрохімічні процеси, що проходять на поверхні рудних і глинястих частинок у присутності підземних вод при пропусканні струму через породу.

Вимірювання викликаних потенціалів проводяться за допомогою спеціальних електророзвідувальних станцій, змонтованих на автомашинах.

На відміну від звичайних електророзвідувальних станцій в цих станціях є пристрій дозволяючи перемикати приймальні електроди (MN) з грубого каналу осцилографа, що виміряє великі величини при пропусканні струму в АВ, на точний канал, що виміряє мале значення після виключення струму в АВ. Вимірювання викликаних потенціалів проводяться тими ж установка­ми, що і в методах опорів (триелектродні, чотириелектродні і ін.). При вимірах над одно­рідним середовищем одержуємо поляризує­мість а при вимірюваннях над не­однорідним середовищем одержуємо уявну поляризуємість. Це складна функція від місцеположення і об'єму порід, а також від сили струму, вигляду і розмірів установки і деяких інших чинників, що поляризуються.

Таким чином, метод викликаних потенціалів ґрунтується на вимірюванні і вивченні розподілу цього параметра за площі з глибиною.

Методика проведення робіт методом ВП схожа з електро­розвідкою методом опору. Розрізняють профілізацію методом ВП, призначене для вивчення круто залягаючих порід з високою поляризуємістю і зондування ВП для дослідження горизонтальношаруватих розрізів. У результаті профіліру­вання методом ВП будуються графіки, карти графіків і карти. Максимум спостерігаються над рудними об'єктами і іншими породами, що поляризуються. У результаті зондувань ВП будуються схожі з кривими ВЕЗ криві ВП. За допомогою спеціальних палеток ВП можна оцінити поляризуємість і потужність шарів у горизонтальному розрізі.

Метод викликаних потенціалів застосовується для: 1-пошуків і розвідки металевих руд (зокрема сульфідних), а також графіту, вугілля; 2- рішення задач геологічного картування і розчленовування геологічних розрізів; 3 - пошуків і розвідки водонасичених порід, виявлення прісних і мінералізованих вод, визначення глибини залягання рівня підземних вод.

Метод ВП - один з найефективніших методів в рудній геофізиці. Він застосовується для пошуків і розвідок як сполошних, так і вкраплених і прожилково-вкраплених руд. Проте аномалії ВП можуть бути і не над промисловою вкрапленістю руд а за рахунок «зараженості» порід рідкісної вкраплен­істю сульфідів, графіту, вугілля, що утрудняє розвідку перспективних покладів. В цьому випадку необхідно суміщати метод ВП з іншими геофізичними методами.

Метод становлення поля заснований на вивченні встановлення електричної і магнітної компонент електромагнітного поля у гірських породах при подачі прямокутних імпульсів постійного струму. Тривалість і характер становлення поля пов'язана з розподілом індуктивності і питомого опору порід на різних глибинах.

Метод становлення застосовується у варіанті зондування і називається зондуванням становлення поля (ЗСП). Зміна глибинності розвідки в методі ЗСП пояснюється таким чином. При включенні імпульсу струму в живлячу лінію АВ електромагнітне поле розповсюджується спочатку в при поверхневих частинах розрізу, а надалі проникає все глибше і глибше. При цьому у середовищі відбуваються складні пере­хідні процеси і імпульс приходить до приймальної установки в спотвореному вигляді. Малим часам становлення поля відповідає невелика глибинність, великим часом - велика глибина розвідки.

Зондування становленням поля виконується за допомогою звичайних електророзвідувальних станцій при незмінній відстані між живлячим і вимірювальним диполями. Запис елек­тричної і магнітної компонент здійснюється одночасно автоматично на фотоосцилограмі. Відстань між генераторною групою і польовою лабораторією на відміну від ДЕЗ залишається постійною в 3 - 6 разів великим передбачуваної глибини залягання опорного горизонту, що вивчається (як правило, кристалічного фундаменту).

Звичайно АВ паралельно MN, а кут полягає в межах ±20°. У результаті обробки осцилограм становлення поля розраховуються опори по електричному і магнітному компонентах для різних (до 10) часів становлення. Під часом становлення розуміється час після включення струму в АВ.

Маючи приблизно 7 - 10 значень для різних часів, можна побудувати криві становлення. Інтерпретуючи отримані криві за допомогою палеток становлення, можна визначити глибину залягання високоомного опорного гори­зонту.

Зондування становленням поля застосовується в структурній геології і при вивченні глибини залягання фундаменту. Перевагою ЗСП в порівнянні з ДЕЗ є більш про­ста методика проведення робіт (вимірювання на одному рознесенні) і можливість вести розвідку під шарами високого опору. До недоліків методу можна віднести те, що розвідувати існуючою апаратурою структури на глибині, меншій 1 км, не можна.