Электромагнитное зондирование (эз).
ЭЗ это вторая основная модификация электроразведки, цель которой изучение геологических разрезов на глубину в заданной точке. Другими словами это электробурение, инструментом которого служит электрический ток. Способов ЭЗ как и ЭП много. Наиболее распространены два способа: ВЭЗ - вертикальное и ДЭЗ - дипольное электрическое зондирование.
ВЭЗ осуществляется путем последовательного увеличения размеров питающей линии АВ, когда каждый последующий разнос увеличивается по отношению к предыдущему в 1,5 - 2 раза, что соответствует логнормальному закону т.е. чем больше разнос (длина линии АВ), тем больше вклад вторичных зарядов формирующихся на границах разделов сред.
Технология выполнения ВЭЗ описана в многочисленных учебниках, справочниках и руководствах. Она сводится к устройству на поверхности земли электроразведочной установки, состоящей из двух питающих А и В и двух измерительных (приемных) М и N электродов, расположенных симметрично относительно центра (рис. 2.20). Через электроды А и В от батареи или генератора в землю поступает электрический ток силой I, а между приемными электродами М и N измеряют разность потенциалов ΔU. Сделав первый замер, увеличивают разнос АВ и вновь измеряют силу тока I и разность потенциалов ΔU.
Рис. 2.20. Схема установки вертикального электрического зондирования
К1,К2 - катушки с проводом; Г – генератор, И - измеритель, A,B,M,N – питающие и измерительные электроды; пунктиром показаны токовые линии
На одной стоянке прибора выполняют 20-25 измерений при последовательном увеличении разносов. Максимальные разносы выбирают исходя из заданной глубины исследования, которую оценивают приближенно по формуле:
(Ζэф)mах ≈ 0,1АВ (2.10)
Электрическое зондирование выполняется постоянным или переменным током низкой частоты. В процессе работ на каждом разносе по результатам измерений вычисляют кажущееся сопротивление:
(2.11), где
k – коэффициент установки:
(2.12)
ДЭЗ основан на последовательном удалении друг от друга питающего и измерительного диполей (линий АВ и MN, линейный размер которых меньше расстояния между их центрами). При этом, линия MN последовательно удаляется с заданным шагом от АВ (рис. 2.21).
Рис. 2.21. Схема установки ДЭЗ
Г – генератор, И - измеритель, A,B,M,N – питающие и измерительные электроды,
пунктиром показаны токовые линии
Возможен вариант, когда от точки зондирования в противоположных направлениях удаляются и АВ и MN. В обоих случаях физика процесса такова, что чем дальше MN от АВ, тем "ощущается" больший вклад от вторичных зарядов все более и более глубоких горизонтов. Регистрируемые сигналы на каждом удалении MN, как и при ВЭЗ, отражают интегральный (суммарный) вклад зарядов, при том, что чем больший по толщине слой, тем вклад зарядов от него наибольший.
Метод ДЭЗ по отношению к ВЭЗ точнее регистрирует локальные неоднородности за счет повышенной глубинности. Кроме того, его установки более мобильны. Недостаток ДЭЗ в том, что напряженность поля убывает пропорционально кубу расстояния (у ВЭЗ пропорционально квадрату расстояния) и поэтому требуется использование более мощного генератора, чем для ВЭЗ.
Обработка полевых данных начинается с пересчета наблюденных значений разности потенциала между приемными электродами в кажущееся сопротивление. Формула расчета приведена выше. После расчета значений кажущегося сопротивления строятся кривые ВЭЗ в билогарифмическом масштабе. Для этого можно использовать как специальные билогарифмические бланки, так и обычную миллиметровку. В последнем случае нужно с помощью калькулятора вычислить десятичные логарифмы для всех значений кажущегося сопротивления. Перейдя к логарифмам, можно легко строить кривые ВЭЗ в любом удобном масштабе, а не только в фиксированном масштабе билогарифмического бланка. После построения кривых ВЭЗ проводится отбраковка сильных выбросов на кривой связанных с ошибками наблюдения или влиянием неоднородностей. При достаточно частом шаге по разносам (обычно для дипольных установок) проводится сглаживание кривой ВЭЗ с помощью сплайна или вручную. Существуют и специальные методики подавления геологических помех (Median).