Краткое пособие по электроразведке

на первой учебной геофизической практике

в Крыму

Содержание

Введение 1

1. Основы метода сопротивлений 1

1.1. Удельное электрическое сопротивление горных пород 1

1.2. Таблица электрических свойств горных пород района практики в Крыму 2

1.3.Геоэлектрические модели 2

1.4. Установки метода сопротивлений 5

1.5. Аппаратура для электроразведки методом сопротивлений 7

2. Электропрофилирование 8

3. Электрические зондирования 9

3.1. Искажения кривых электрических зондирований, вызванные

приповерхностными неоднородностями 12

4. Изучение анизотропных сред с помощью азимутальных наблюдений 15

4.1. Выбор установок 17

4.2. Результаты изучения анизотропии на плато Патиль. 19

Литература 20

Приложения 21

Введение

За несколько десятилетий на Крымской геофизической практике применялось много разных методов электроразведки (ВЭЗ, ЭП, ЕП, ВП, ДЭМП, СДВР, ЧЗ, МТЗ), но наиболее удачное место в учебном процессе нашел метод сопротивлений: электрические зондирования (ВЭЗ), профилирование (ЭП) и азимутальные (круговые) наблюдения (АЭП).

Применение любого метода геофизики возможно там и тогда, где и когда в разрезе находятся геологические тела, обладающими разными физическими свойствами. Контраст свойств - первое необходимое условие применимости геофизических методов. Второе условие - размеры объекта должны быть достаточно большими относительно глубины его залегания. Третье условие - сигнал от объекта должен превышать уровень помех. После того, как развитие аппаратуры помогло в значительной степени преодолеть влияние электромагнитных помех, главным фактором, ограничивающим возможности электроразведки стало влияние геологических помех. Подавление геологических помех позволяет резко повысить эффективность электроразведки.

1. Основы метода сопротивлений

1.1. Удельное электрическое сопротивление горных пород

Удельное электрическое сопротивление (УЭС) определяется как сопротивление (отношение падения напряжения к силе протекающего тока) единицы объема (1 м³) при пропускании тока через этот объем от одной грани к противоположной. В отличие от сопротивления линейных проводников, обозначаемого в физике буквой R, электроразведка имеет дело с удельным сопротивлением объемных проводников, обозначаемым буквой . УЭС горных пород зависит от внутренних (минеральный состав и размеры минеральных зерен, глинистость) и внешних (водонасыщенность, температура, пористость и трещиноватость, минерализация влаги) факторов. При изучении верхней части геологического разреза в процессе инженерно-геологических исследований приходится иметь дело с горными породами преимущественно осадочного происхождения, не содержащих больших включений электронопроводящих минералов. В этом случае преобладает влияние на УЭС горных пород внешних факторов.

Минерализация влаги в районе практики изменяется слабо, главным образом под влиянием сильных осадков и продолжительных сухих периодов. Поверхностные воды имеют сопротивление около 30 Ом.м. Температура горных пород в верхней части разреза в период практики также стабильна. Водонасыщенность (или влажность) может меняться в довольно больших пределах. Так известковистые песчаники на плато Патиль не насыщены водой и имеют сопротивление около 400 Ом.м, а те же песчаники на плато Обсерватория более водонасыщены и их сопротивление - 90 Ом.м.

Пористость пород меняется в значительных пределах. Так, например, пористые нуммулитовые известняки имеют сопротивление 160 Ом.м, а менее пористые датские известняки - 800 Ом.м. К наиболее сильно влияющим внутренним факторам следует отнести глинистость. Минералы глин обладают наиболее высокой пористостью (60 - 70%), тогда как у песков 20-25%, а у скальных пород еще меньше. Вода в порах глин находится в прочносвязанной форме, сопротивление ее в этом случае меньше, чем у свободной воды в больших порах. Чистые глины имеют наиболее низкое сопротивление в районе практики. Примесь глины в других породах, песчаниках или известняках, заметно уменьшает их УЭС. Мергель, как смесь известковистых и глинистых составляющих обладает более низким сопротивлением, чем чистый известняк. Выветривание также понижает сопротивление пород, Так верхний слой выходящих на поверхность пород таврической серии обладает на 30-40% более низким сопротивлением, чем те же породы на глубине в несколько метров.