Способ геоэлектроразведки

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

<11 798668

К АВТОРСКОМУ СВ ИИИвСТВУ (63) Дополнительное к аат. саид-ау(22) Заявлено 150878 (2т) 2656073/18-25 с присоединением заявки ИУ (23) Приоритетрцэр. у>.3

6 Оi V 3/08

Государственный комитет

СССР аа делам нзобретеаий я вткрытяй

Опубликовано 230181, Бюллетень Н9 3

Дата опубликования описания 2 3,0181 (53) УДК 550. 837 (088. 8) (72) Авторы изобретения

Г. Б. Свешийков, Н. Л. Штерн и Ю. Т. Ильин (71) Заявитель

Ленинградский ордена Ленина и ордена Трудового Красного

Знамени государственный университет км. A. A. Жданова (54 ) СПОСОБ ГЕОЭЛЕКТРОРАЗВЕДКИ

Изобретение относится к области геофизической разведки месторо>кдений полезных ископаемых и может быть использовано для определения минерального состава электроннопроводящих 5 рудных тел, не имеющих выхода на поверхность земли. Оно может быть применено для выяснения природы аномалий естественного электрического поля и вызванной поляризации. 10

Известен способ геоэлектрораэведки, в котором возбуждают в земле линейно изменяющийся электрический ток и измеряют разность потенциалов вызваннои поляризации в зависимости от плотности тока. Результаты представляют в виде "гистерезисных петель". установлено, что"отдельным по составу минералам присущи разные гистереэисные кривые (1) . 20

Точность определения минерального состава горных пород этим способом невысока.

Наиболее близким по технической сущности является контактный способ 25 поляризационных кривых, сущность которого заключается в том, что через два или несколько питающих электродов, расположенных во вмещающих по; родах от внешнего источника, пропуска ЗО ется линейно нарастающий электрический ток, которым на границе оруденения возбуждаются катодные и анодные электрохимические реакции. Число реакций увеличивается с повышением силы питающего тока. Электрохимические реакции регистрируются в виде суммарных катодно-анодных поляризационных кривых, снимаемых при помощи неполяризующихся электродов, расположенных во вмещающей породе. В суммарных анодно-катодных кривых выделяются отдельные катодные и анодные кривые. Из последних определяют потенцйал электрохимической реакции, по которому судят о минеральном составе изучаемых руд (2).

Недостатками известного способа является невысокая точность разделение пород по их.минеральному составу.

Кроме того, требуется получение большого числа поляризационных кривых, обработка которых весЬма трудоемка.

Цель изобретения — повышение точности разделения пород по их минеральному составу и повышение производительности труда.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе геоэлектро798668 разведки, основанном на возбуждении линейно изменяющегося электрического тока на границе оруденения, не вскрытого горными выработками и скважинами, с последующей регистрацией разности потенциалов, электрический ток пропускают в землю в виде цикла пилообразных импульсов разного направления и дополнительно измеряют разность потенциалов при выключении тока, регистрируют результаты в виде © петли гистерезиса, по параметрам кото рьы судят о минеральном составе горных пород.

Способ осуществляется следующим образоМ.

Наблюдения проводятся с помощью пятиэлектродной симметричной установки "AN0NB", где "О" — центр приемной и питающей линий. Размеры этих линий определяются из конкретных гео.логических задач и условий. 20

На выбранном участке, между питающими электродами AB. пропускается ток определенного значения с измерением разности потенциалов при пропускании тока (ь0п ) и при его выключении д (ьц „ ) между следующими парами неполяризующихся электродов: МИ, ОИ,ÎN .

Эта пятиэлектродная установка позволяет исключить влияние промышленных помех и неоднородности вмещающих пород. ЗО

Затем ток повышается на определенную величину, и вновь проводятся подобные измерения. Таким образом, ток увеличивается до максимально возможного значения, определяемого мощностью источников, условиями заземления и т. п. Далее проводятся на блюдения в обратном порядке, т. в. при снижении величины тока с измерением ЬОлр и aU< на тех же значениях поляризующего тока. Затем ао направление тока изменяется на противоположное и повторяются все вышеописанные измерения. Таких циклов измерений проводится не менее трех, чтобы получить достоверные результа- 4 ты.

В итоге после каждого цикла измерений получаются замкнутыв кривые, подобные петлям магнитного гистерезиса. На этих кривых измеряются следующие элементы: ширина петли В, величина тока пересечения Л„, площадь анодной и катодной частей петли 5, и 5„. Так как анодныв и катодные,процессы на электронных проводниках протекают различно, то соз- H дается возможность определения вещественного состава руд по части поляриза.ционной кривой, сравнивая ве аиодную и катодиую.составляющую.

Изобретение основано на использовании нелинейной зависимости между током и потенциалом на границе электронный проводник-раствор.

Известно, что на поверхности электронного проводника, при пропускании электрического тока происходят ! электрохимическив реакции, характеризующиеся определенным потенциалом и предельным током реакции. Совокупность этих данных (поляризационная кривая) дает возможность определить материал электрода, по которому идет реакция..

Способ основан на использовании явления гистерезиса поляризационных кривых. По формальной аналогии с теорией магнитного гистервзиса ферромагнитиков начальную часть поляризационной кривой электронного проводника можно представить в виде уравнения д0 а) + Я

2.,где ьН - величина разности потенциалов (а0„„или а U«);

3 - величина полярнзующего тока а,Ь - эмпирические коэффициенты характеризующие вид полярйзационной кривой и степень поляризуемости конкретного электронного проводника.

Из тех же аналогий известно, что эмпирический коэффициент Ь определяется уравнением

К ь

l или Ь

337. S

У а коэффициент а определяется подстановкой. Величина а характеризует обратную поляризуемость.

При наличии разницы между анодными и катодными процессами мы имеем дело с несимметричной петлей гистерезиса, что выражается в различии эмпирических коэффициентов а и Ь, которые характеризуют конкретный минеральный состав рудного тела. Формула изобретения

Способ геоэлектроразведки, основанный на возбуждении в земле линейно изменяющегося электрического тока и измерении разности потенциалов во время пропускания электрического тока в виде поляризационных кривых, отличающийся тем, что, с целью повышения точности разделения горных пород по их минеральному составу, электрический ток пропускают в землю в виде цикла пилообразных импульсов разного направления.и дополнительно измеряют разность потенциалов при выключении тока, результаты измерений изображают в виде гистврезисных петель, по параметрам которых, судят о минеральном составв горных пород.

798668

Составитель л. воскобойников

Редактор В. )Хиленко Техред A. Ач корректор Г. Назарова

Заказ 10022/58 Тираж 743

ВНИИПИ государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва; Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Дахнов В. Н. и др. Исследование скважин методом искусственно вызванных потенциалов. - Сб. "Прб мысловая геофизиКа", ГТТИ, 1952 а.44"

82.

2. Авторское свидетельство СССР

В 270120, кл. 6 01 Ч 3/06, 1970 (про" тотип).