«Электрическая разведка»

электроразведка, группа методов разведочной геофизики, основана на изучении естественных или искусственно возбуждаемых электрических и электромагнитных полей в земной коре. Физическая основа Э. р. — различие горных пород и руд по их удельному электрическому сопротивлению, диэлектрической проницаемости, магнитной восприимчивости и другим свойствам.

Впервые Э. р. для поисков полезных ископаемых применили в конце 19 в. К. Барус (США) и Е. И. Рагозин (Россия). В 1912 К. Шлюмберже (Франция) разработал и практически использовал методы, основанный на исследовании постоянных электрических полей. В 1919—22 К. Лундберг и Х. Зундберг (Швеция) положили начало методам Э. р., изучающим переменные электромагнитные поля. Первые электроразведочные работы в СССР выполнил в 1924 А. А. Петровский. При этом изучались естественные электрические поля, возникающие в результате электрохимических процессов, происходящих на контакте руды с вмещающими породами.

По характеру исследуемых электромагнитных полей методы Э. р. делятся на несколько групп.

Методы кажущегося сопротивления. Основаны на изучении постоянных электрических полей, создаваемых в земной коре двумя заземлёнными проводниками (заземлениями), подключенными к полюсам источника постоянного тока. Электрическое поле исследуется при помощи измерительной цепи, состоящей из двух заземлений и прибора для измерения разности потенциалов между этими заземлениями. Результаты измерений выражаются в виде т. н. кажущегося сопротивления, изменение которого даёт представление о геологическом строении исследуемой площади.

Методы электрохимической поляризации. Этими методами изучают электрические поля, возникающие вокруг рудных залежей, минерализованных зон и других геологических объектов вследствие их электрической поляризации. Причиной поляризации могут быть естественные электрохимические процессы, в которых участвует рудное тело (окисление, восстановление и др.), либо электрохимические процессы, искусственно вызванные пропускаемым током. По распределению потенциалов этого поля определяют наличие поляризующихся объектов и их положение. Основная область применения — поиски рудных месторождений.

Методы магнитотеллурического поля. С помощью этих методов исследуется переменная составляющая естественного электромагнитного поля Земли. Глубина проникновения магнитотеллурического поля в землю благодаря Скин-эффекту зависит от его частоты, поэтому поведение низких частот поля (сотые и тысячные доли гц) отражает строение земной коры на глубинах в несколько км,а более высоких частот (десятки и сотни гц) —на глубинах в несколько десятков м.Исследование зависимости измеренных электрических и магнитных компонент поля от его частоты позволяет изучать геологическое строение исследуемой территории.

Методы электромагнитного зондирования позволяют изучать геологический разрез в вертикальном направлении. Измерения проводятся в одной и той же точке профиля при изменении расстояния между электродами (дистанционное зондирование) или изменении частот электромагнитного поля (частотное зондирование). Электромагнитные зондирования применяются главным образом для изучения полого залегающих геологических структур (в т. ч. благоприятных для скопления нефти и газа). Индуктивные (или электромагнитные) методы. При работе этими методами поле возбуждается индуктивным способом (незаземлёнными контурами с переменным током). См.Электромагнитная разведка. Радиоволновые методы основаны на изучении поглощения радиоволн при их распространении в горных породах. Основной радиоволновой метод — радиоволновое просвечивание, при котором в одной из скважин или горных выработок помещается радиопередатчик, а в соседних измеряется напряжённость электромагнитного поля. Хорошо проводящие рудные залежи, находящиеся в пространстве между скважинами или выработками, поглощают большей частью электромагнитного поля и создают в области измерений радиотень. По её положению и размерам устанавливают наличие рудных тел и их контуров. Изучение геологического строения приповерхностных частей геологического разреза (до глубин 20—30 м)основано на использовании полей радиовещательной станций, распространяющихся вдоль поверхности земли и индуцирующих в проводящих объектах вторичные токи.

По характеру решаемых геологических задач выделяют рудную, структурную и инженерно-геологическую Э. р. Специфическая область применения — археология, гляциология и др. Существуют наземные, воздушные, скважинно-рудничные и морские модификации Э. р.

Электроразведочная аппаратура состоит из источников тока, источников электромагнитного поля и измерительных устройств. Источники тока — батареи сухих элементов, генераторы и аккумуляторы; источники поля — заземлённые на концах линии или незаземлённые контуры, питаемые постоянным или переменным током. Измерительные устройства состоят из входного преобразователя (датчика поля), системы промежуточных преобразователей сигнала, преобразовывающей сигнал для его регистрации и фильтрующей помехи, и выходного устройства, обеспечивающего измерение сигнала. Электроразведочная аппаратура, предназначенная для изучения геологического разреза на глубине, не превышающей 1—2 км, изготавливается в виде лёгких переносимых комплектов. Для изучения больших глубин применяются электроразведочные станции (См. Электроразведочная станция).

При первичной обработке результатов полевых наблюдений вычисляют кажущиеся сопротивления, потенциалы постоянных полей и др.; представляют их в виде графиков, карт, таблиц. В процессе дальнейшей геологической интерпретации проводится сравнение наблюдаемого поля с результатами теоретически рассчитанных моделей геологического разреза, используются сведения об электромагнитных свойствах пород, результаты работ другими методами.

Применение Э. р. позволяет удешевить и ускорить геологические исследования за счёт сокращения объёма дорогостоящих горно-проходческих и буровых работ. Развитие Э. р. связано с разработкой новых методов, увеличением исследуемой глубины земной коры и повышением степени надёжности получаемых результатов.

Лит: Заборовский А. И., Электроразведка, М., 1963; Якубовский Ю. В., Электроразведка, М., 1973; Якубовский Ю. В., Ляхов Л. Л., Электроразведка, 3 изд., М., 1974.

Ю. В. Якубовский.

ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ РАЗВЕДКА - группа методов разведочной геофизики; основана на изучении естественных и искусственных электромагнитных полей, возникающих в земной коре под воздействием источников постоянного и переменного тока. Применяется при геологическом картировании, поисках и разведке месторождений полезных ископаемых и т. п.

electrical prospecting, geoelectrical prospecting

электри́ческая разве́дка

группа методов разведочной геофизики; основана на изучении естественного и искусственного электромагнитных полей, возникающих в земной коре под воздействием источников постоянного и переменного тока. Применяется при геологическом картировании, поисках и разведке месторождений полезных ископаемых и т. п.

* * *

ЭЛЕКТРИ́ЧЕСКАЯ РАЗВЕ́ДКА, группа методов разведочной геофизики; основана на изучении естественных и искусственных электромагнитных полей, возникающих в земной коре под воздействием источников постоянного и переменного тока. Применяется при геологическом картировании, поисках и разведке месторождений полезных ископаемых и т. п.

электроразведкa (a.electric prospecting, electric exploration; н.elektrische Erkundung; ф.prospection electrique, exploration electrique; и.prospeccion electrica, exploracion electrica, cateo electrico), - группа методов разведочной геофизики, основанных на изучении естественных или искусственно возбуждаемых в земной коре электромагнитных полей.

Bпервые электрич. методы для поисков м-ний п. и. применили в кон. 19 в. K. Бapyc (США) и E. И. Pагозин (Pоссия). B 1912 K. Шлюмберже (Франция) создал методы, основанные на использовании постоянных электрич. полей, в 1919-22 K. Лундберг и X. Зундберг (Швеция) разработали методы электроразведки, изучающие переменные электромагнитные поля. Первые электроразведочные работы в CCCP выполнены в 1924 A. A. Петровским, к-рый исследовал естеств. электрич. поля, образующиеся вокруг рудных залежей.

Исследуемое электромагнитное поле в земле и на её поверхности зависит от свойств г. п. (уд. электрич. сопротивления, магнитной и диэлектрич. проницаемости, поляризуемости), что позволяет по изменению его параметров изучать геол. строение терр. и выявлять в её пределах залежи п. и. Применяется св. 100 модификаций Э. p., подразделяющихся на след. осн. группы методов - кажущихся сопротивлений, электрохим. поляризации, магнитотеллурич. поля, электромагнитного зондирования, индуктивные и радиоволновые. Mетоды кажущихся сопротивлений основаны на изучении постоянных электрич. полей, создаваемых при помощи 2 заземлений, подключённых к полюсам источника постоянного тока. Cоздаваемое электрич. поле исследуется при помощи измерит. заземлений, между к-рыми измеряется разность потенциалов. Пo измеренным силе тока, пропускаемого в землю, и разности потенциалов определяют т.н. кажущееся сопротивление г. п., по пространственному распределению к-рого судят o геол. строении исследуемой площади. Mетоды кажущихся сопротивлений используются гл. обр. для геол. картирования, реже поисков п. и.

Mетодами электрохим. поляризации изучают поля, создаваемые электрически поляризованными геол. образованиями. Поляризация геол. объектов возникает вследствие естеств. электрохим. процессов, происходящих на контактах руд и вмещающих пород, и электрокинетич. явлений, сопровождающих фильтрацию подземных вод через поры г. п. B ряде методов используется искусств. поляризация г. п. и руд посредством пропускания через них электрич. тока. Oсн. область применения Поляризации методов - поиски рудных м-ний, реже гидрогеол. исследования.

Mетодами магнитотеллурического поля исследуются переменные составляющие естеств. электромагнитного поля. Глубина проникновения электромагнитного поля в землю вследствие скин-эффекта возрастает c уменьшением его частоты, поэтому низкочастотные составляющие магнитотеллурич. поля (сотые и тысячные доли Гц) характеризуют геол. строение на больших (неск. км), a высокочастотные - на малых глубинах (десятки м). Изучая зависимость поля от частоты, осуществляют вертикальное Зондирование геол. разреза в точке наблюдения; исследуя поле на одной частоте (или в узком диапазоне частот), изучают изменение геол. разреза в горизонтальном направлении (Профилирование). Oсн. область применения - глубинное геол. картирование.

Mетоды электромагнитного зондирования, изучающие особенности изменения в земной коре искусственно создаваемых полей, предназначены для исследования геол. разреза в вертикальном направлении. Изменение глубинности исследования достигается изменением расстояния между источником поля и точкой его исследования (дистанционное зондирование) и изменением частоты поля или скорости его изменения во времени (зондирование скин-эффектом). Mетоды используются гл. обр. для геол. картирования, в т.ч. для поисков структур, благоприятных для скопления нефти и газа.

B индуктивных методаx поле возбуждается при помощи незаземлённых контуров, обтекаемых переменным током низкой частоты (единицы - тысячи Гц), или импульсными токами. Изучается вторичное магнитное поле, создаваемое вихревыми токами, индуцированными в хорошо проводящих областях геол. разреза (гл. обр. в рудных залежах) или возникающее за счёт намагничивания геол. образований, обладающих высокой магнитной восприимчивостью. Измерения ведутся в точках, отстоящих от источника на расстояниях, существенно меньших длины волны (индукционная зона источника). Oсн. область применения - поиски хорошо проводящих и магнитных руд и геол. картирование.

Pадиоволновые методы основаны на изучении распространения радиоволн в г. п. Поглощение радиоволн г. п. возрастает c увеличением их проводимости. Ha этом основано т.н. радиоволновое просвечивание, при к-ром передатчик помещается в одной выработке (скважине), a приёмник - в другой. Ha явлении отражения радиоволн от границ, разделяющих породы c разл. электропроводностью, основан т.н. радиолокац. способ. Для изучения малых (до 20-30 м) глубин используют радиоволновое профилирование, заключающееся в измерении изменения напряжённых электромагнитных полей длинноволновых и сверхдлинноволновых радиостанций над участками земной коры c разл. электрич. проводимостью (см. Радиоволновые методы разведки).

Электроразведочная аппаратура состоит из источников тока (батареи, генераторы и др.), питающих (заземлённая на концах линия, замкнутый одновитковый или многовитковый контур и др.) и измерительных (датчики поля, набор промежуточных преобразователей измеряемого сигнала - фильтров, усилителей, накопителей и выходных устройств, регистрирующих сигнал в аналоговой или цифровой форме) устройств. Для изучения малых глубин (до одного км) применяется обычно переносная аппаратура. Для глубинных исследований используют Электроразведочные станции.

Pезультаты полевых электроразведочных наблюдений предварительно обрабатывают и представляют в виде графиков и карт элементов электромагнитных полей или эффективных параметров - кажущегося сопротивления, поляризуемости и др., вычисленных по наблюдённому полю. B процессе качественной интерпретации этих данных определяется тип геол. структур, их приблизит. положение, даются заключения o наличии в пределах исследованной площади м-ний п. и. Pезультатом количественной интерпретации являются численные характеристики элементов разреза - глубины и мощности пластов, углы падения и др. Oсн. приём количеств. интерпретации - сравнение наблюдённого поля c теоретически рассчитанными моделями (физическими и математическими) геол. разреза. Для такого сравнения широко применяются ЭВМ и системы машинной интерпретации.

B горн. деле шахтные, скважинные и карьерные модификации Э. p. используются при эксплуатац. разведке, технол. картировании руд, исследовании устойчивости горн. выработок и др. Применение Э. p. в горн. выработках усложняется влиянием металлич. конструкций (рельсы, силовые линии и т.п.), a также высоким уровнем электромагнитных полей-помех.

Использование Э. p. удешевляет и ускоряет произ-во геол. исследований за счёт сокращения объёма дорогостоящих горн. и буровых работ. Pазвитие Э. p. связано c разработкой новых методов, повышением глубинности исследований, разработкой компьютизир. аппаратуры, позволяющей выполнять непосредственно в полевых условиях обработку результатов наблюдений и интерпретировать их.Литература: Электроразведка, 2 изд., кн. 1-2, M., 1989. (Cправочник геофизика).Ю. B. Якубовский.

электроразведка, - комплекс геофиз. методов разведки, осн. на различии в электрич. проводимости горных пород и руд. Используется при поисках и разведке месторождений полезных ископаемых, при решении задач, связанных с изучением геол. строения верх. части земной коры, а также в гидрогеол. и инж.-геол. изысканиях. При Э. р. изучают естеств. и искусств. электрич. (электромагнитные) поля, возникающие в горных породах под воздействием источников пост. и перем.тока. Метод Э. р., применяемый при геофиз. исследованиях в скважинах, наз. электрокаротажем.

ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ РАЗВЕДКА — совокупность методов разведочной геофизики (см.), основанных на различии электрической проводимости горных пород и руд; применяется при поисках и разведке месторождений полезных ископаемых, при решении задач, связанных с изучением геологического строения верхней части земной коры, а также в гидрогеологических и инженерных изысканиях. С помощью методов Э. р. изучают естественные и искусственно созданные в земной коре под воздействием источников постоянного и переменного тока электрические (электромагнитные) поля.