 |
Фильтрационные поля. Диффузионные поля. Методика полевых работ. Обработка и изображение полученных наблюдений
|
|
|
|
Фильтрационные поля.
Естественные электрические поля возникают также вследствие фильтрации подземных вод в пористых породах. Практически эти поля можно отмечать всюду, так как фильтрационные процессы происходят повсеместно. Обычно фильтрационные поля незначительны но в отдельных вод искусственным путем увеличена за счет интенсивной обкачки погружными насосам напорных вод фильтрационные потенциалы могут достигать значительных величин и соизмеримы с электрохимическими потенциалами.
Если рассмотреть в качестве физико-геологической модели возникновение фильтрационного поля простой капилляр через который течет поток жидкости то, вследствие появление двойного электрического слоя на стенках капилляра на выходе из него будет положительный, потенциал, а на входе отрицательный. Горную породу можно рассматривать как среду с системой капилляров. При фильтрации раствора через пласт возникающая разность потенциалов является суммой разности потенциалов в каждом из капилляров. В результате создается общее электрическое поле вызывающее подземные электрические токи фильтрационного происхождение.
Диффузионные поля.
Естественные поля создаются также в результате процессов диффузии, происходящих на контактах пород, содержащих в порах растворы одной и той же соли но в разных концентрациях либо растворы разных солей. В первом случае вследствие того, что подвижность ионов разного знака в электролите различна, в процессе выравнивание концентраций более подвижные ионы опережают менее подвижные. В результате по одну сторону контакта происходит накапливание ионов одного знака, а по другую сторону противоположного знака.
|
|
|
Во втором случае в процессе диффузии также происходит отделение более подвижных ионов от менее подвижных и соответственно накапливание разноименных зарядов по разные стороны границы растворов.
В обоих случаях перераспределение ионов и ведет к возникновению электрического тока.
Для полевой электроразведки электрические поля диффузионного происхождения практического значения не имеют из-за своей незначительности и используются в основном в каротаже.
Методика полевых работ
Участок для съемки естественного поля выбирают на основании геологических сведений о данном районе. После этого в направлении предполагаемого простирания изучаемого объекта прокладывают магистрали и перпендикулярно к ним провешивают профили. На них с помощью мерной ленты через равные промежутки размечают колышками. На которых пишут номера профиля и точки. Профили нумеруют римскими цифрами, точки арабскими.
Сеть наблюдений определяется масштабом и задачами съемок, размерами геологического объекта, а также интенсивностью естественного поля.
Работы методом естественного поля проводят двумя способами:
-способ потенциалов
-способ градиентов потенциала
Чаще сего применяется способ потенциала как более производительный. Съемкой градиентов потенциала применяется при сильных помехах из-за блуждающих токов
Перед выходом на участок выбирают пару электродов а наименьшей поляризацией. Для этого электрода попарно устанавливают в землю возле друг друга и замирают потенциал между ними. Из промеренных пар выбирают ту, у которой поляризация не превышает 1-2 мВ.
В процессе полевых измерений для заземления электродов у колышков небольшой лопаткой вырывают лунку электрод помещают в землю так чтобы он касался земли только пористой частью. Землю предварительно необходимо полить водой или слабым раствором медного купороса.
|
|
|
При измерении способом потенциала один электрод остается возле прибора, а второй перемещается по пикетом. При этом измеряется каждый раз потенциал относительно неподвижного электрода. Провода используется типа ГПСМПО. После проведения замеров на профиле при смотке на каждой 5 или 10 точек проводят контрольные замеры. При возвращении к прибору повторно измеряют разность потенциалов между электродами. Она не должна превышать 5 мВ. Если превышает, меняют электроды.
При измерении способом градиента потенциалов, перемещаются сразу два электрода. Наблюдения проводят по замкнутому контуру в течение одного дня и не более.
Обработка и изображение полученных наблюдений
Прежде всего по разности основных и повторных измерений определяют средне - арифметическую погрешность. Она не должна превышать 5 mV. Разрешается отклонение на отдельных точках от среднеарифметической погрешности, но не более чес втрое. В случае больших отклонений либо обнаружения меняющихся во времени полей (до 30 mV и более в сутки) необходимы повторные измерения.
Результаты съемки естественного поля изображают в виде карт эквипотенциальных линий и графиков потенциала. Для построения эквипотенциальных линии на план наносят точки наблюдений и против каждой точки значения потенциала. Затем строят карту изолиний потенциалов. Для построения графиков потенциалов на ось абсцисс наносят точки наблюдений, а по оси ординат откладывают значения в соответствующих точках. Горизонтальный масштаб должен соответствовать масштабу карты. Под графиком строят рельеф поверхности и разрез под ним.
Для сопоставление данных по профилям при площадной съемки составляют карту графиков, на которой выделяют участки с анальными значениями потенциалов естественного поля.
Завершающим этапом изучения естественного поля являются истолкования полученных карт и графиков потенциала. В виду того что рудные тела поляризованы в вертикальном или близком к нему направлении.
V
2
0
Карты графиков
|
|
|
1 
1- при вертикальной поляризации
2пр горизонтальной поляризации
Изолинии на картах потенциалов имеют замкнутую форму. По положению минимумов потенциалов можно определить положение рудных тел.
При анализе полей фильтрационного происхождение направление подземных вод определяют по нарастанию потенциала. Увеличением или уменьшением градиента потенциала отмечаются участки соответственно увеличение или уменьшение скорости подземного потока.
Нередко полученные карты распределения потенциалов имеют очень сложную картину. Это объясняется тем что сложная геологическая обстановка обусловливает сложную картину наблюдаемого естественного поля, поэтому выделить только аномалии связанные с интересующими нас объектами очень непросто. Это в первую очередь касается аномалий над рудными залежами. На естественные поля, создаваемые рудными телами, накладываются поля фильтрационного происхождения и иногда даже при определенных условиях диффузионные поля. Чтобы правильно разобраться в картине естественных полей полученных в результате полевой съемки, надо привлечь также результаты исследований, полученные другими геофизическими методами.
Применение метода ЕП экономически целесообразно во всех случаях, когда есть соответствующие физико-геологические предпосылки.
Наиболее благоприятными объектами исследований являются тела, сложенные хорошо проводящими сульфидными рудами, графитами, антрацитами и залегающие в гидрогеологическом отношении в обстановке с сильными фильтрационными полями.
Метод может быть применен и для выявления объектов неполяризующихся, но залегающих в поляризующихся породах (например, в пиритизированных породах).
Неблагоприятными факторами являются глубокое залегание зеркала грунтовых вод и интенсивное развитие зоны окисление руд.
Можно наметить три основных направления применения метода естественного поля:
А) геологическое картирование
|
|
|
Б) поиски месторождений полезных ископаемых
В) гидрогеологические исследования
 | |||
 | |||
 |  | ||||
 | |||||
 | |||||
При геологическом картировании метод позволяет прослеживать участки графитизированные, углистых пород, выявлять зоны пирритизированных и пирритинизированных, а также магнетитсодержащих пород. Картирования таких участков и зон дает возможность не только выявлять площадное распространение соответствующих отложений, но и определить участки, перспективные в отношении полиметаллических и сульфидных месторождений. В частности, пиритизация является результатом гидротермальных процессов, с которыми связаны месторождения золота, молибдена, вольфрама и других редких и цветных металлов.
Метод широко используют на месторождениях медноколчеданных руд и сульфидных месторождениях. Он находит применение на месторождениях касситерита, а также на месторождениях некоторых редких металлов в тех случаях, когда рудные тела в качестве сопутствующих минералов содержат пирит, пирротин и другие хорошо проводящие сульфиды.
Метод находит также применение при поисках месторождений графита и антрацита.
Особая область использования метода естественного поля - изучение процессов фильтрации подземных вод. Наблюдение естественных электрических полей фильтрационного происхождения позволяет определять направление движения грунтовых потоков, выявлять места фильтрации вод через гидротехнические сооружения, обнаруживать зоны циркуляции трещинных вод и их выходы под насосы.
|
|
|
