Электротомография

Электротомография — это целый комплекс, включающий в себя как методику полевых наблюдений, так и технологию обработки и интерпретации полевых данных. Ее особенностью является многократное использование в качестве питающих и измерительных одни и те же фиксированные на профиле наблюдений положения электродов. Такой подход позволяет с одной стороны, работать с современной высокопроизводительной аппаратурой, а с другой стороны, применять эффективные алгоритмы моделирования и инверсии. Интерпретацию данных электротомографии проводят в рамках двумерных и трехмерных моделей. Это принципиально расширяет круг решаемых электроразведкой задач, за счет исследования сред, значительно отличающихся от «классических» горизонтально-слоистых.

Разрешающая способность (т.е. количество деталей геоэлектрического разреза, устойчиво проявляющихся в электрическом поле) и, соответственно, качество интерпретации данных электротомографии тесно связано с числом и плотностью измерений на одном профиле. Их число обычно достигает первых тысяч, поэтому вопрос о производительности полевых измерений имеет принципиальное значение и во многом определяет возможность практического использования этого метода. Для достижения максимальной эффективности при проведении полевых работ применяется специальная аппаратура с программируемой автоматической коммутацией электродов [Griffiths and Barker, 1993; Бобачев и др., 1996; Dahlin, 2001]. Далее для краткости мы будем использовать термин многоэлектродная аппаратура.

20. Объемное геоэлектрическое картирование методом заряда: рудный и гидрогеологический варианты.

В группу объемных методов электроразведки входят: метод заряженного тела.

Метод заряженного тела Метод заряженного тела (МЗТ) или метод заряда (МЗ) служит для оценки либо формы и пространственного положения рудных тел (рудный вариант МЗТ), либо направления и скорости течения подземных вод (гидрогеологический вариант МЗТ).

Рудный вариант МЗТ сводится к "заряду" с помощью питающего электрода А рудного тела через скважину или горную выработку постоянным или низкочастотным переменным током. При этом второй электрод В отнесен "на бесконечность", т.е. на расстояние в 10-15 раз больше, чем глубина заземления электрода А. На земной поверхности с помощью приемной линии MN и милливольтметра изучают распределение потенциала UM подвижного электрода М относительно неподвижного электрода N, отнесенного "на бесконечность". В результате измерений строят эквипотенциальные линии (изолинии UM). Так как заряженная рудная залежь является эквипотенциальным проводником, с которого ток стекает равномерно, то вокруг нее образуются поверхности равного потенциала, повторяющие форму залежи. Поэтому по форме эквипотенциальных линий можно судить о контуре проекции рудной залежи на земную поверхность. Кроме измерения потенциала можно измерять градиент потенциала ΔUMN (когда длина линии MN постоянна, а оба измерительных электрода последовательно перемещаются вдоль профиля наблюдений), или напряженность переменного магнитного поля (когда в качестве первичного используется низкочастотное электромагнитное поле).

Детализационным вариантом МЗТ является метод электрической корреляции (МЭК), который применяется для установления связи между двумя или несколькими рудными подсечениями в скважинах или других горных выработках. С этой целью питающий электрод А поочередно устраивают в каждом из вскрытых скважиной рудных интервалов, а измерения UM или ΔUMN выполняют в других скважинах. По характеру полученных графиков при разных положениях электрода А можно решить вопрос о связи рудных интервалов в межскважинном пространстве.

В гидрогеологическом варианте МЗТ направление и скорость подземного потока определяют по искажению во времени изолиний потенциала от точечного источника, заземленного в подземный поток через скважину. В скважину на глубину подземного потока опускается поваренная соль в пористом мешке. Движущейся жидкостью раствор соли распространяется в водоносном пласте, образуя около скважины подвижную зону электролита, вытянутую в направлении потока. Передний фронт этой зоны движется со скоростью подземного потока, а наиболее концентрированная часть остается неподвижной около скважины. Вместе с солью в скважину опускается электрод А питающей линии, а электрод В заземляется "на бесконечности". При замыкании цепи АВ подвижная зона электролита становится заряженным телом. Перед опусканием соли в скважину производят прослеживание одной или нескольких эквипотенциальных линий при расположении измерительного N в устье скважины, а электрода M в 20 - 30 м от него. Если горные породы, вскрытые скважиной, относительно однородны по составу, то эта изолиния будет близка к окружности с центром в устье скважины. Спустя 1-2 часа через определенные интервалы времени прослеживают изолинии потенциала, форма которых оказывается близкой к эллипсам, вытянутым в направлении потока. Измеряя скорость распространения той или иной изолинии вдоль поверхности земли от устья скважины может быть рассчитана скорость подземного потока. Гидрогеологический вариант МЗТ интересен тем, что динамику подземных вод можно изучать по одной скважине, тогда как гидрогеологам для этих же целей нужны 3-4 скважины.