Профилирование и вертикальное электрическое зондирование

Электрическое профилирование методом сопротивлений - это такая модификация метода сопротивлений, в которой вдоль профилей наблюдений перемещается установка с постоянными разносами и на каждой точке определяется кажущееся сопротивление ρ_к. Поскольку глубинность исследований зависит от ветчины разноса, то с помощью профилирования геоэлектрический разрез изучают вдоль профиля на некоторой приблизительно постоянной глубине. Профилирование обычно выполняют симметричной дипольной четырехэлектродной установкой AMNB. Большое значение в методике полевых работ имеет правильный выбор разноса АВ и систем наблюдений. Тип установки определяется геоэлектрическим разрезом. Выбрать правильный разнос можно двумя способами. Первый способ заключается в том, что на ис­следуемой площади вдоль профиля с известным геологическим строением (например, по данным сейсморазведки или бурения) выполняют наблюдения с различными разносами профилирова­ния. Сопоставляя графики ρ_к, полученные при разных разно­сах, с геоэлектрическим разрезом, определяют тот, при котором наиболее полно отражены особенности интересующего геоэлек­трического горизонта. В другом способе величину разноса вы­бирают по кривой ВЭЗ, т. е. определяют такой разнос, при ко­тором изучаемый горизонт оказывает существенное влияние на величину ρ_к. Для этого, например, можно кривую ВЭЗ разде­лить на участки, соответствующие отдельным слоям с разными удельными сопротивлениями. Границы между участками кривой определяют по точкам с максимальными градиентами кривой ρ_к. По точке, которая соответствует изучаемому геоэлектрическому горизонту, опре­деляют требуемый разнос. Раз­нос установок должен быть в 3-10 раз больше проектируемых глубин разведки. Направле­ние профилей задается вкрест предполагаемого простирания слоев и разведываемых объектов. Расстояние между профилями должно быть в 2-5 раз меньшим предполагаемой длины разведываемых объектов. Шаг наблюдений должен быть в 2-5 раз меньше видимой мощности искомых объектов.

В результате электропрофилирования строятся графики ρ_к; составляют карты графиков и карты равных значений ρ_к; карты изоом ρ_к и т.п.

Интерпретация данных электрического профилирования, при­меняемого главным образом для изучения крутопадающих гра­ниц раздела пород с разными удельными сопротивлениями, но­сит в основном качественный характер, т.е. по картам или графикам КС выделяются контакты пород с разными сопротивлениями, пласты, тектонические нарушения, отдельные локальные включения и т. п. Они приуро­чены к аномалиям КС. Аномалии коррелируются по соседним профилям и увязываются с геологи­ческими данными. Количественная интерпретация данных электропрофилирования сводится к оценке размеров, глубины залегания разведывае­мых объектов.

Вертикальное электрическое зондирование (ВЭЗ) - модификация мето­да сопротивлений, при которой в процессе работы расстояние между питающими электродами или между питающими и прием­ными линиями постепенно увеличивается. Чем больше это рас­стояние, тем больше глубина проникновения тока, а измеренное кажущееся сопротивление характеризует породы, расположенные на большей глубине. Таким образом, получая кажущиеся сопро­тивления установками разной глубинности, можно изучать гео­электрический разрез по вертикали.

Электрические зондирования применяются при решении сле­дующих задач: 1) структурной геологии, и в частности картиро­вания рельефа кристаллического фундамента и расчленения оса­дочных толщ на суше и дне морей; 2) поисках и разведке пластообразных полезных ископаемых осадочного происхождения; 3) инженерно-геологических задач, и в частности определении мощности наносов и глубины залегания скальных пород; 4) изуче­нии мерзлых и талых пород; 5) поисках и разведке подземных вод, определении глубины залегания зеркала подземных вод и оценки их минерализации.

Вертикальное электрическое зондирование выполняется чаще всего симметричной четырехэлектродной градиент-установкой. В симметричной установке АО = ВО и MO = NO. Всегда берут MN<<AB, что позволяет результаты измерений относить к центру установки. Разносы питающих электродов в процессе зондирования последовательно увеличиваются в геометрической прогрессии. Для создания достаточной для измерения электроразведочной аппаратурой разности потенциалов ΔU_MN по мере увеличения разносов зондирований увеличивают и базу приемной линии. По результатам измерений на бланке с логарифмическим масштабом по осям координат строится кри­вая ВЭЗ: по вертикали откладывается ρ_к, по горизонтали - вели­чина АВ/2. Расстояние между точками ВЭЗ должно быть меньше проектируемых глубин разведки. Максимальный разнос АВ/2 выбирается в 3-10 раз большим этих глубин. Выполнение ВЭЗ целесообразно лишь в тех районах, где наблюдается пологое (не более 20°) залегание слоев, а изучаемый горизонт резко отли­чается по удельному электрическому сопротивлению от пере­крывающих его слоев. Необходимо, чтобы в разрезе не было относительно мощных промежуточных слоев с высокими значе­ниями удельного сопротивления (экранов)-таких, как гипс, соль, известняк и т. п. Полевые работы выполняют по системе профилей проло­женных вкрест предполагаемого простирания структурных элементов.

Интерпретация кривых ВЭЗ бывает качественной и количественной. Качественная интерпретация сводится к выявле­нию по кривым геологических горизонтов и увязке их с геологи­ческими слоями. В результате качественной интерпретации можно составить представление о геоэлектрическом разрезе изучаемой площади, местоположении опорных горизонтов. Количественная интерпретация кривых ВЭЗ сводится к определению мощностей слоев: h₁, h₂, h₃ и т. д., а при благоприятных условиях — и их сопротивлений ρ₁, ρ₂, ρ₃ и т. д.

Наибольшее применение для интерпретации кривых ВЭЗ на­ходят палеточные методы. В теории электроразведки решены пря­мые задачи электрического зондирования и рассчитаны двух- и трехслойные кривые для типичных значений мощностей и сопротивлений. Эти теоретические кривые, выстроенные в таком же логарифмическом масштабе, как и полевые, собираются в палетки. Процесс количественной интерпретации сводится к совмеще­нию полевой кривой, вычерченной на проз­рачном бланке, с одной или несколькими теоретическими кривы­ми из альбома палеток.