Способ определения глубины залегания локальных поляризующихся тел

 

Союз Советскик

Социалистических

Респубпык (61) Дополнительное к авт. свнд-sy— (22) Заявлено 21. 07. 78 (21) 2б47458/18-25 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет—

Опубликовано 23. 08,81. Бвллетень № 31

Дата опубликования описания 25.08. 8 1 (jl)M. Кл.

G01 / 3/02

Госудерстынны11 квинтет

СССР вв делан нзебретекий и отирыткк (5З) УДК 550„83 (088.8) (72) Авторы изобретения

Л, 3, Бобровников, Л. И, Воскобойников и В. А; Усанов с

Московский ордена Трудового Красного Знамени геологоразведочный институт им.Серго Орджоникидзе . (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГЛУБИНЫ ЗАЛЕГАНИЯ ЛОКАЛЬНЫХ

ПОЛЯРИЗУЮЩИХСЯ ТЕЛ

Изобретение относится к технической физике и может быть использовано в геоэлектроразведке для непосредственного определения глубины залегания поляризующихся рудных тел иэомерной формы в методе вызванной поляризации.

Известно применение различных геофизических методов, в частности ые— тодов геоэлектроразведки определения глубины залегания локальных тел. Спо10

/ соб определения этого параметра сво; дится к следующему. На поверхности исследования производят съемку отдельных параметров электромагнитного

15 поля, в процессе интерпретации выделяют аномальные участки, в экстремальных точках (максимальных или минимальных) которых закладывают буровые скважины н по результатам бурения су 20 дят о глубине залегания рудных тел (1 1.

Недостаток этого способа — высокая стоимость из-за использования в комплексе работ бурения.

Наиболее близким к предлагаемому является способ определения глубины залегания локальных поляризующихся тел с помощью метода вызванной поляризации (ВП), в котором на исследуемом участке местности возбуждают первичное горизонтальнос электрическое поле и измеряют горизонтальные составляющие первичного и вторичного электрических полей, определяют параметр поляризации g, в процессе интерпретации строят графики распределения этого параметра по исследуемой площади, по точкам перегиба этих графиков графическим путем определяют глубину залегания (2).

Недостатком этого способа определения глубины залегания локальных поляризующихся тел является его невысокая точность вызванная тем, что результаты измерений параметров поля осложнены действием помех, графики распределения параметра поляризуемос" ти пологие, а дискретный характер

1600 j О х= ь

ЬН х 40o| ®

ЬЕ„KÎLc ЬК

45 .rge К= измерений по профилю не способствует : выделению точек перегиба, по которым можно судить о глубине залегания тел

Цель изобретения — повьппение точности определения глубины залегания локальных поляризующихся тел.

Для достижения поставленной цели согласно способу определения глубины залегания локальных поляризующихся тел, в котором на поверхности иссле- 10 дуемого участка возбуждают первичное горизонтальное электрическое поле и измеряют горизонтальную составляющую первичного и вторичного электрического поля ВП, дополнительно вы- |S деляют участок профиля с максимальными значениями горизонтальной компоненты вторичного электрического поля ВП, на котором измеряют горизонтальную компоненту максимального поля 2О

ВП и определяют глубину залегания локального поляризующегося тела как отношение горизонтальной компоненты магнитного поля ВП к горизонтальной компоненте электрического поля ВП.25

Сущность предлагаемого способа заключается в следующем.

На исследуемом участке местности

° раскладывают питающую линию АВ в форме полупетли. Разбивают систему профи- о лей, IIQ которым производят измерение горизонтальной компоненты электрического поля. Измерения произвоцят в гармоническом режиме. Иногочастотный генератор переменного тока, включенный в полупетлю, излуча т в землю ток нескольких инфракрас1ых частот„ например 1,2, 2,4, 4,8и 9,6 Гц. С помощью измерителя электрического поля измеряют горизонтальную электрическую составляющую первичного поля и поля ВП на разных частотах, используя, например, градиентную измерительную установку. Профилирование, например, при двухчастотных измерениях позволяет определить приращение амплитуды электрической составляющей поля, т.е. поле ВП. Дпя этого компенсируя нормальный уровень электрического поля, определяют приращение амплитуды поля ВП на двух частотах, выделяют участок профиля с максимальными отклонениями приращений электрической компоненты поля ВП от нормального уровня.

На этом участке, используя магнитометр, построенный на основе ферро зонда или сверхпроводящего квантового

7 ф интерферометрического датчика

{СКВИДа), одновременно измеряют приращение горизонтальной составляющей магнитного поля (т.е. магнитное поле

ВЩ на этих же частотах. Контроль измерений может быть произведен на других парах частот.

В случае измерения горизонтальной компоненты поля ВП над центром поляризующейся сферы, помещенной в неполяризующуюся среду, приращение амплитуд, определенное как разность значений горизонтальной компоненты поля íà двух частотах, равно

Х о 2. где Š— значение горизонтальной компоненты первичного электрического поля;

I(— разность коэффициентов отраЫ жения неполяризующейся среды с помешенной в нее поляризуктщейся сферой, определенная. по измерениям на двух частотах

3 а — радиус сферы" глубина залегания сферы.

Аналогично определенное приращение амплитуд соответствующей компоненты магнитного поля можно представить в виде где, сохраняя обозначения предыдущей формулы, I-величина тока в генераторной линии;

L - размер генераторной установки;

Определяя отношение приращений горизонтальной составляющей магнитного поля к горизонтальной составляющей электрического поля, имеем

400 1

К- —, Ео Иа отношения приращений компонент поля следует, что факторы, одинаково влияющие на величину этих компонент, сокращаются в приведенном отношении.

Зто свидетельствует об исключении отдельных ошибок, влияющих на параметры электрического и магнитного полей. В значение коэффициента К входят величины, которые всегда могут быть точно определены. Тогда отношение приращений компонент электрического и магнитного полей ВП пред5 8578 ставляется в виде произведения иска" мого параметра 1глубины. залегания) на постоянный коэффициент, откуда легко определяется глубина залегания сферы. Кожно показать, что приведенные расчеты справедливы для поляризующихся тел в форме сфероида, цилиндра и т.д.

Предлагаемый .способ просто реализуется на практике с помощью известных устройств.

На чертеже представлена измерительная установка, позволяющая непосредственно в месте измерения получить глубину залегания локальных поляри- 15 зующихся тел.

Установка содержит измерительную линию ИИ, магнитометр 1, ключ 2, электроизмерительный преобразователь

3, блок 4 установки коэффициентов, ключ 5, запоминающий элемент 6, ключ

7, делитель 8.

Поступающий с электродов МЙ на вход электроизмерительного преобра" зователя 3 электрический сигнал из- 25 меряется обычным образом, принятым в методе ВП на переменном токе. При этом сигнал фильтруется с целью выде.— ,ления измеряемых инфрайизких частот, усиливается и индицируется на инди- 30 каторе, входящем в преобразователь 3.

В случае обнаружения пика аномалии по электрической компоненте на блоке

4 установки коэффициентов устанавливается значение коэффициента, отли- 35 чающееся от единицы и равное значению К, указанному выше и определяемому величиной размера используемой генераторной установки L, током в генераторной линии и другими парамет- рами, указанными вьппе и определяющими коэффициент. Измеренное перед этим значение приращения электрической компоненты поля ВП через ключ 5 поступает на запомннающии элемент 6.

g5

Далее включается магнитометр 1, сигнал с которого через ключ 2 поступает на электроизмерительный преобразователь 3, На блоке 4 установки коэффициентов устанавливают значение

50 коэффициента, равное единице. Ключ

5 в момент измерения разомкнут. Измеренный сигнал с преобразователя 3 че97 6 рез ключ 7 поступает на вход делителя 8 одновременно с результатом измерения приращения электрической компоненты поля, хранимым в запоминаклцем элементе 6. Результат деления этих сигналов индицируется индикатором электроизмерительного преобразователя и представляет собой непосредственную глубину залегания поляризующихся тел.

Предлагаемый способ опробован в полевых условиях и подтверждает возможность определения глубины залегания локальных поляризующихся- тел непосредственно в полевых условиях.

Кроме того, исключение разрыва во времени между проведением измерений и интерпретаций, в результате которой оценивается результат исследований, существенно сокращает сроки геологоразведочных работ.

Формула изобретения

Способ определения глубины залегания локальных поляризующихся тел, в котором на поверхности земли возбуждают первичное горизонтальное электрическое поле и измеряют горизонтальную составляющую первичного и вторичного электрического поля вызванной поляризации (ВП), о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности измерения глубины залегания локальных поляризующихся тел, измеряют горизонтальную составляющую магнитного поля ВП на участке профиля с максимальными приращениями значений горизонтальной составляющей вторичного электрического ноля ВП и по отношению горизонтальной составляющей магнитного поля ВП к горизонтальной составляющей электрического поля ВП судят о глубине залегания локальных поляризующихся тел.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Хмелевской В.К. Основной курс элвктроразведки. Изд-во ИГУ, ч.ill, 1975, с.119.

2. Комаров В.И. Электроразведка

11 методом вызванной поляризации

Л., "Недра", 1972, с.233-236 (прототип) .

Составитель В. Зверев

Редактор G. Малец Техред З.Фанта Корректор Н.Швьщкая

Заказ 7236 75 Тираж 732 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113Î35, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4