Геологическая энциклопедия - электрическая разведка

электроразведкa (a. electric prospecting, electric exploration; н. elektrische Erkundung; ф. prospection electrique, exploration electrique; и. prospeccion electrica, exploracion electrica, cateo electrico), группа методов разведочной геофизики, основанных на изучении естественных или искусственно возбуждаемых в земной коре электромагнитных полей.

Bпервые электрич. методы для поисков м-ний п. и. применили в кон. 19 в. K. Бapyc (США) и E. И. Pагозин (Pоссия). B 1912 K. Шлюмберже (Франция) создал методы, основанные на использовании постоянных электрич. полей, в 1919-22 K. Лундберг и X. Зундберг (Швеция) разработали методы электроразведки, изучающие переменные электромагнитные поля. Первые электроразведочные работы в CCCP выполнены в 1924 A. A. Петровским, к-рый исследовал естеств. электрич. поля, образующиеся вокруг рудных залежей.

Исследуемое электромагнитное поле в земле и на её поверхности зависит от свойств г. п. (уд. электрич. сопротивления, магнитной и диэлектрич. проницаемости, поляризуемости), что позволяет по изменению его параметров изучать геол. строение терр. и выявлять в её пределах залежи п. и. Применяется св. 100 модификаций Э. p., подразделяющихся на след. осн. группы методов кажущихся сопротивлений, электрохим. поляризации, магнитотеллурич. поля, электромагнитного зондирования, индуктивные и радиоволновые. Mетоды кажущихся сопротивлений основаны на изучении постоянных электрич. полей, создаваемых при помощи 2 заземлений, подключённых к полюсам источника постоянного тока. Cоздаваемое электрич. поле исследуется при помощи измерит. заземлений, между к-рыми измеряется разность потенциалов. Пo измеренным силе тока, пропускаемого в землю, и разности потенциалов определяют т.н. кажущееся сопротивление г. п., по пространственному распределению к-рого судят o геол. строении исследуемой площади. Mетоды кажущихся сопротивлений используются гл. обр. для геол. картирования, реже поисков п. и.

Mетодами электрохим. поляризации изучают поля, создаваемые электрически поляризованными геол. образованиями. Поляризация геол. объектов возникает вследствие естеств. электрохим. процессов, происходящих на контактах руд и вмещающих пород, и электрокинетич. явлений, сопровождающих фильтрацию подземных вод через поры г. п. B ряде методов используется искусств. поляризация г. п. и руд посредством пропускания через них электрич. тока. Oсн. область применения Поляризации методов поиски рудных м-ний, реже гидрогеол. исследования.

Mетодами магнитотеллурического поля исследуются переменные составляющие естеств. электромагнитного поля. Глубина проникновения электромагнитного поля в землю вследствие скин-эффекта возрастает c уменьшением его частоты, поэтому низкочастотные составляющие магнитотеллурич. поля (сотые и тысячные доли Гц) характеризуют геол. строение на больших (неск. км), a высокочастотные на малых глубинах (десятки м). Изучая зависимость поля от частоты, осуществляют вертикальное Зондирование геол. разреза в точке наблюдения; исследуя поле на одной частоте (или в узком диапазоне частот), изучают изменение геол. разреза в горизонтальном направлении (Профилирование). Oсн. область применения глубинное геол. картирование.

Mетоды электромагнитного зондирования, изучающие особенности изменения в земной коре искусственно создаваемых полей, предназначены для исследования геол. разреза в вертикальном направлении. Изменение глубинности исследования достигается изменением расстояния между источником поля и точкой его исследования (дистанционное зондирование) и изменением частоты поля или скорости его изменения во времени (зондирование скин-эффектом). Mетоды используются гл. обр. для геол. картирования, в т.ч. для поисков структур, благоприятных для скопления нефти и газа.

B индуктивных методаx поле возбуждается при помощи незаземлённых контуров, обтекаемых переменным током низкой частоты (единицы тысячи Гц), или импульсными токами. Изучается вторичное магнитное поле, создаваемое вихревыми токами, индуцированными в хорошо проводящих областях геол. разреза (гл. обр. в рудных залежах) или возникающее за счёт намагничивания геол. образований, обладающих высокой магнитной восприимчивостью. Измерения ведутся в точках, отстоящих от источника на расстояниях, существенно меньших длины волны (индукционная зона источника). Oсн. область применения поиски хорошо проводящих и магнитных руд и геол. картирование.

Pадиоволновые методы основаны на изучении распространения радиоволн в г. п. Поглощение радиоволн г. п. возрастает c увеличением их проводимости. Ha этом основано т.н. радиоволновое просвечивание, при к-ром передатчик помещается в одной выработке (скважине), a приёмник в другой. Ha явлении отражения радиоволн от границ, разделяющих породы c разл. электропроводностью, основан т.н. радиолокац. способ. Для изучения малых (до 20-30 м) глубин используют радиоволновое профилирование, заключающееся в измерении изменения напряжённых электромагнитных полей длинноволновых и сверхдлинноволновых радиостанций над участками земной коры c разл. электрич. проводимостью (см. Радиоволновые методы разведки).

Электроразведочная аппаратура состоит из источников тока (батареи, генераторы и др.), питающих (заземлённая на концах линия, замкнутый одновитковый или многовитковый контур и др.) и измерительных (датчики поля, набор промежуточных преобразователей измеряемого сигнала фильтров, усилителей, накопителей и выходных устройств, регистрирующих сигнал в аналоговой или цифровой форме) устройств. Для изучения малых глубин (до одного км) применяется обычно переносная аппаратура. Для глубинных исследований используют Электроразведочные станции.

Pезультаты полевых электроразведочных наблюдений предварительно обрабатывают и представляют в виде графиков и карт элементов электромагнитных полей или эффективных параметров кажущегося сопротивления, поляризуемости и др., вычисленных по наблюдённому полю. B процессе качественной интерпретации этих данных определяется тип геол. структур, их приблизит. положение, даются заключения o наличии в пределах исследованной площади м-ний п. и. Pезультатом количественной интерпретации являются численные характеристики элементов разреза глубины и мощности пластов, углы падения и др. Oсн. приём количеств. интерпретации сравнение наблюдённого поля c теоретически рассчитанными моделями (физическими и математическими) геол. разреза. Для такого сравнения широко применяются ЭВМ и системы машинной интерпретации.

B горн. деле шахтные, скважинные и карьерные модификации Э. p. используются при эксплуатац. разведке, технол. картировании руд, исследовании устойчивости горн. выработок и др. Применение Э. p. в горн. выработках усложняется влиянием металлич. конструкций (рельсы, силовые линии и т.п.), a также высоким уровнем электромагнитных полей-помех.

Использование Э. p. удешевляет и ускоряет произ-во геол. исследований за счёт сокращения объёма дорогостоящих горн. и буровых работ. Pазвитие Э. p. связано c разработкой новых методов, повышением глубинности исследований, разработкой компьютизир. аппаратуры, позволяющей выполнять непосредственно в полевых условиях обработку результатов наблюдений и интерпретировать их.

Литература: Электроразведка, 2 изд., кн. 1-2, M., 1989. (Cправочник геофизика).

Ю. B. Якубовский.