3.3. МЕТОДЫ НАЗЕМНОЙ ЭЛЕКТРОРАЗВЕДКИ

Методы наземной электроразведки служат для изучения геологического разреза по изменению электрических свойств горных пород и руд по горизонтали (методы профилирования) и на глубину (методы зондирования).

В них используются электромагнитные поля, существующие на Земле, и их вариации (методы естественного электрического поля, переменного электрического и магнитного поля, магнитотеллурические методы), а также поля, искусственно создаваемые различными источниками постоянного тока (метод заряда, электропрофилирования, зондирования и др.) и переменного тока (электромагнитного зондирования, электромагнитного профилирования, радиоэлектромагнитного профилирования др.). Часть используемых полей имеет физико-химическую природу (метод естественного электрического поля, метод вызванной поляризации, контактный способ поляризационных кривых, метод частичного извлечения металлов).

Методы наземной электроразведки применяются для решения задач рудных в районах – детальное и крупномасштабное геологическое картирование и поиски месторождений металлических и неметаллических полезных ископаемых; структурных задач – региональное мелкомасштабное геологическое картирование, поиски и разведка месторождений угля, нефти и газа, а также инженерно – гидрогеологических задач.

3.3.1. МЕТОД ЕСТЕСТВЕННОГО ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ (прил. 6-7)

3.3.1.1.Метод естественного постоянного электрического поля (ЕЭП) применяется для поисков и разведки сульфидных месторождений, графитовых залежей и пластов антрацита и при геологическом картировании (по графитизированным и пиритизированным толщам пород), а также при решении некоторых гидрогеологических задач (определение направления подземных потоков, выявление мест фильтрации воды из водохранилищ и др.). Необходимым условием для постановки работ методом ЕЭП является наличие геологической, гидрогеологической гидрохимической обстановки, благоприятствующей созданию достаточно интенсивных естественных электрических полей. Препятствием для применения метода являются блуждающие токи.

3.3.1.2.Работы по методу ЕЭП проводятся наиболее часто в масштабах 1: 50000 – 1: 25000 – 1: 10000. В отдельных случаях, например при маршрутных съемках, они могут выполняться в более мелких масштабах.

Профили разбиваются вкрест известного или ожидаемого простирания изучаемых объектов.

3.3.1.3.Наблюдения, как правило, производятся по способу потенциала. Способ градиента применяется лишь в условиях, когда вследствие влияния помех (блуждающие и меняющиеся во времени поля и теллурические токи) измерение потенциала невозможно, и в отдельных случаях при маршрутных работах (например, при изучении коррозии трубопроводов) и. т. д.

3.3.1.4.Наблюдения ведутся с относительно простой аппаратурой (электронные компенсаторы типа ЭСК-1, АЭ-72 и.т.п.). В качестве заземлений используются неполяризующиеся электроды, для соединения установки – легкие провода типа ГПСМПО, ПСРП и др. При этом клеммой (-) прибора следует считать ту, которая при проверке прибора батарейкой при переключателе полярности в положении (+) и отклонении стрелки измерителя вправо была соединена с отрицательным полюсом батареи. Работа с приборами осуществляется в соответствии с требованиями заводских инструкций (см. 3.1.3.).

3.3.1.5. При работе методом ЕЭП особое внимание обращается на состояние неполяризующихся электродов. Разность потенциалов между парой работающих электродов (собственная поляризация электродов) не должна превышать первых единиц милливольт (1 – 2 мВ) и должна быть устойчивой во времени (см. 3.3.1.6., 3.3.1.7). Для выполнения этого требования медные неполяризующиеся электроды должны заливаться химически чистым раствором медного купороса. Для изготовления раствора применяется дистиллированная (или чистая дождевая) вода. Все работающие на профиле электроды должны заливаться из одной порции раствора медного купороса. Необходимо следить, чтобы при залитых электродах медные стержни были всегда целиком погружены в раствор медного купороса. Пробка электрода при завинчивании должна иметь резиновое уплотнительное кольцо. Для уменьшения фильтрации раствора медного купороса из пористого сосуда рекомендуется приготовлять его с агар-агаром.

Верхняя часть корпуса электрода, пробка и соединительные вилки должны быть сухими и чистыми.

Необходимо следить, чтобы на профиле работающие в паре электроды имели по возможности близкие температуры; в жаркую погоду электроды следует предохранять от прямых солнечных лучей.

Во время перерывов в наблюдениях электроды содержаться в идентичных условиях (устанавливаются рядом в одной лунке).

3.3.1.6.Подготовка электродов к работе проводится на базе партии. Керамическую часть электрода погружают на 1 – 1,5 сут в воду для пропитывания. Медные стержни зачищаются мелкой шлифовальной шкуркой, протираются ваткой и свинчиваются с керамической частью, предварительно заполненной раствором медного купороса (см. 3.3.1.4, 3.3.1.5).

Собственная поляризация электродов изменяется путем наблюдения разности потенциалов между электродами, попарно поставленными на расстоянии 10 – 15 см друг от друга во влажную землю. Если увлажнение делается путем полива , то его производят за 1,5 – 2 ч до эксперимента.

Устойчивость поляризации проверяется путем многократных (по 5 – 10 раз) наблюдений с перестановкой и встряхиванием электродов. Изменение поляризации между измерениями не должно превышать 1 – 2 мВ.

Если электроды не удовлетворяют этим требованиям, применяют меры по приведению их в рабочее состояние. Прополаскивают медные стержни в 15 %-ном растворе азотной кислоты, проверяют герметичность изоляции медных стержней, герметичность закрытия электрода пробкой с медным стержнем. В случае необходимости стержни электрода покрывают электролитическим слоем меди.

3.3.1.7.Отряд (бригада), работающий на профиле, должен иметь комплект неполяризующихся электродов (три-четыре штуки) и раствор медного купороса (0,5 – 0,7 л). Для работы на профиле из комплекта электродов выбирают такую пару, которая дает минимальную и наиболее устойчивую поляризацию. Изменение поляризации электродов должно быть малым и не влиять на характер наблюдаемого поля.

3.3.1.8.Для измерения разности потенциалов между двумя точками профиля неполяризующиеся электроды устанавливают в лунки с разрыхленной почвой и плотно обжимают (вся пористая часть электрода должна находиться в контакте с почвой). При сухой почве лунки за 0,5 1 ч до наблюдения поливают водой (независимо от входного сопротивления измерителя). При работе на скальном грунте заземления делают в рыхлой (переносной) почве, которая за 0,5 – 1 ч до измерений поливается водой до полного увлажнения. Если вблизи точки заземления имеются участки с растительным слоем, заземления устраивают на них.

3.3.1.9.Измерения в модификации потенциала, как правило, ведут с магистральной точки профиля, на которой устанавливаются измерительный прибор и катушка с проводом.

Неподвижный электрод (всегда N) располагается вблизи магистральной точки профиля. Измерения начинаются с магистральной точки, на которой устанавливается подвижный электрод (всегда M), перемещаемый по профилю.

Наблюдения ведутся поочередно или одновременно на обеих сторонах профиля (в последнем случае используются две прямые линии). По окончании наблюдений на последней точке каждой их сторон профиля производится намотка проводов на катушку с остановками для повторных наблюдений. Последнее повторное измерение производится при установке подвижного электрода M на магистральной точке.

При работе с проводами малой прочности (тонкий хлорвиниловый провод с медными жилами), а также в сильно пересеченной или заселенной местности, когда управление с магистральной точки профиля затрудняется, катушки с проводом и измерительный прибор находятся около подвижного электрода М и перемещаются вместе с ним. Свободный конец провода при этом закрепляется у нулевой точки и присоединяется к неподвижному электроду N.По окончании наблюдений на профиле бригада возвращается к начальной точке, производя смотку провода и повторные наблюдения. Повторные измерения проводятся через 10 точек в спокойном поле и через 5 – в аномальном.

3.3.1.10. На больших планшетах, в условиях интенсивных и промышленных помех, а также при маршрутных съемках, когда длина провода на катушке мала по сравнению с длиной профиля, наблюдения проводятся поинтервально.

В каждом интервале измерение поля ведется при одном положении неподвижного электрода N, допускаются работы с двумя линиями в ту и другую стороны от электрода N. Точка состояния неподвижного электрода выбирается так, чтобы последующий интервал перекрывался с предыдущими тремя – пятью точками (перекрытие).

При смотке провода производятся повторные наблюдения (см. 3.3.1.19).

3.3.1.11.Собственная поляризация электродов измеряется до, и после работы на каждом профиле или на каждой стороне профиля в соответствии СС схемой наблюдений.

3.3.1.12. При переходе с профиля, на котором закончены наблюдения, на следующий производится увязка значений поля между профилями по магистральным точкам (точкам стояния неподвижного электрода Nна профилях).

По окончании наблюдений на всех профилях планшета производится повторная увязка значений поля всех профилей по магистрали. Электрод N при этом по возможности остается в одной точке. Если длина провода мала, то увязка продолжается относительно вновь выбранной магистральной точки с таким расчетом, чтобы с этой точки была повторена увязка трех – пяти профилей. Повторная увязка по магистрали производится дважды – при прямом и обратном ходах.

При длинных профилях (2 км и более) необходимо производить увязку и по крайним точкам профилей. Если на одном участке расположено несколько планшетов, то измеряемые на них естественные поля приводятся к одному уровню (производится увязка поля планшета) по аналогии с увязкой поля по профилям. При наличии на участке съемки электрических помех для получения надежного результата увязка производится многократно.

На планшете работ методом ЕЭП необходимо иметь одну – две точки, выбранные в спокойном поле и долговременно закрепленные на местности, значения поля в которых увязаны со значениями поля на участке.

3.3.1.13. Перед построением графиков естественного поля по планшету все наблюденные его значения на профилях должны быть пересчитаны к значению поля в одной точке планшета (обычно к магистральной точке одного из профилей). Увязка значений поля планшетов между собой производится путем поднятия или опускания графиков поля одного планшета относительно графиков поля другого планшета на значение среднего смещения в точках перекрытия (обычно три – пять точек).

3.3.1.14. Детализационные работы на выявленных аномалиях должны производиться сразу после съемки планшета или той его части, в пределах которой оконтуривается аномалия. При детализационных работах в пределах небольших планшетов наблюдения проводятся с одной точки стояния электродаN . В этом случае результаты наблюдений получаются увязанными.

3.3.1.15. Наблюдения в модификации градиента ведутся по замкнутым полигонам, каждый из которых представляет собой два профиля, увязанных по магистрали и крайним точкам. Наблюдения производятся с перестановкой электродов через один пикет (при переходе передний электрод остается на месте, задний переносится через два интервала вперед). При переходе с точки на точку подключение проводов к прибору не меняется. Провод, подключенный к клемме M прибора, всегда направлен вперед по ходу профиля. Возможен и другой способ измерений – с одновременным перемещением обоих электродов, что особенно существенно для горно-таежной местности. Повторные наблюдения выполняются через 10 точек в спокойном поле, через 5 – в аномальном. Собственная поляризация электродов измеряется через 1 км профиля.

3.3.1.16.По наблюденным градиентам вычисляется значение потенциала по профилям. При наличии невязок более допустимых (см. 3.3.1.19) наблюдения на соответствующих полигонах повторяются.

3.3.1.17. Результаты наблюдений записываются в полевой журнал по формам прил. 6, 7.

По форме прил. 6 в графе 2 записывается положение электрода M, в графе U– потенциал точки Mотносительно неподвижного электрода (наблюдаемая разность потенциалов); в графе DU – собственная эдс (поляризация электродов); в графе U₀– разность потенциалов, приведенная к нулевой точке планшета.

По форме прил. 7 в графе 2 записывается положение электродов N, M; в графе DU– измеренная разность потенциалов; в графе DU– поляризация электродов; в графе DU¹ – разность потенциалов, исправленная с учетом поляризации электродов; в графе DU¹¹– то же, что и в предыдущей, но исправленное с учетом невязки; в графе U– значение потенциала.

Параллельно с записью вычерчиваются графики наблюденных величин. Результаты измерений везде даются в милливольтах с указанием знака (+) или (-).

3.3.1.18. Оценка точности наблюдений при работах в модификации потенциала производится по средней разности между основными и повторными наблюдениями. Средняя разность по планшету не должна превышать 5 мВ. Расхождение наблюдений на отдельных точках при этом не должно превышать 15 мВ, в аномальных точках ±15% от измеряемого значения.

При наличии на участке работ резко меняющихся во времени аномалий (до 20 – 30 мВ/сут и более) область распространения последних при расчете средней погрешности во внимание на принимается (наличие таких аномалий должно быть документально установлено в результате неоднократных наблюдений).

3.3.1.19. При работах в модификации градиента потенциала оценки точности наблюдений производится по величине невязки, которая не должна превышать 5% суммы абсолютных значений измеренных градиентов (разностей потенциалов) по полигону. Расхождение наблюдений на отдельных точках в спокойном поле не должно превышать 5 мВ, в аномальных полях – 15 мВ.

3.3.1.20. Помимо повторных наблюдений, проводимых на каждой 5-й или 10-й точке, необходимо вести специальные контрольные наблюдения: на профилях, когда по характеру кривые существенно отличаются от соседних, на участке профилей с незакономерным поведением кривых или с большими расхождениями основных и повторных наблюдений, а также в аномальных зонах.

При детализации аномалий основные наблюдения повторяются полностью как на основном, так и на смежном профилях.

Общий объем контрольных наблюдений (не считая повторных) при работах по методу ЕЭП может составлять от5 до 30% общего объема работ в зависимости от устойчивости воспроизводимости результатов наблюдений.

3.3.2. МЕТОД ЗАРЯДА (прил. 8 -17)

3.3.2.1.Метод заряда (МЗ) применяется на этапе поисково-разведочных работ, если искомый или разведуемый объект обладает повышенной удельной электропроводностью по сравнению с вмещающей средой. Метод позволяет оценивать размеры объекта исследований, элементы залегания, определить наличие связи между отдельными рудопроявлениями, вскрытыми разными выработками, а также проводить поиски новых рудных тел в соседстве со вскрытыми, определять скорость и направление течения подземных вод и. т. п.

3.3.2.2.работы по МЗ проводятся как в крупных (обычно 1:10000 и крупнее), так и в мелких масштабах. Метод заряда различается по типу источника поля (переменный и постоянный ток) и по способу измерения параметров поля (градиента, потенциала, измерение различных характеристик электромагнитного поля и.т.д.).

Наземный и скважинный варианты МЗ используются как самостоятельно, так и комплексно при благоприятных условиях их применения (см. 3.4.1).

3.3.2.3.В зависимости от характера решаемых задач и геолого-геофизических условий в МЗ производятся измерения электрического или магнитного поля тока заряда. Измерение характеристик электрического поля проводится на участках резкой контрастности удельной электропроводности исследуемых объектов и вмещающих пород, если объекты имеют формы вытянутые или близкие к изометрическим (жилы или линзы) и при любом их залегании вплоть до горизонтального. Для успешного проведения работ необходимы хорошие условия заземлений приемной линии. Измерения характеристик магнитного поля заряда проводятся в тех случаях, когда объекты исследования имеют вытянутую (близкую к линейной) форму крутопадающих жил и линз. Измерение характеристик магнитного поля имеет преимущество перед измерением характеристик поля в следующих случаях: если объекты имеют сравнительно низкую удельную электропроводность (неэквипотенциальныепроводники), поверхностные образования неоднородны по удельному сопротивлению и мощности; при работах в районах развития разного рода осыпей, курумов (т. е. с плохими условиями заземлений); на участках высокого стояния уровня грунтовых вод, а также в зимнее время.

В нормальном поле точечного источника тока отсутствует вертикальная компонента магнитного поля, что позволяет проводить наблюдения чисто аномальных эффектов и повышает эффективность работ методом заряда с измерением магнитного поля при появлении объектов слабой контрастности по удельному сопротивлению.

3.3.2.4.При измерениях напряженности магнитного поля cНu может быть использована аппаратура типа ИМА-1, ИКС с входным преобразователем (магнитным индукционным датчиком типа МИД-1) и.т.п. Для измерений напряженности как электрического, так и магнитного поля в наземной и скважинном вариантах МЗ применяется аппаратура «Лазурит» или аналогичная ей. С помощью этой аппаратуры возможно изучение вещественных компонент трех составляющих магнитного поля Re H_x, Re H_y, Re H_z, синфазных с током в питающей линии. При этом обеспечиваются помехозащищенность и учет знака. Для электрического поля применяют аппаратуру и станции типа АЭ-72, СВП-74 и др.

А. Метод заряда с измерением характеристик электрического поля

3.3.2.5.В случае применения метода заряда с измерением характеристик электрического поля (МЗЭП) для определения элементов залегания заряженных тел и поисков новых объектов, на всей исследуемой площади измеряется градиент потенциала. Эти наблюдения являются основными. В отдельных случаях они дополняются измерением потенциала в каждой 5 – 10-й точках (в качестве опорных), с тем, чтобы с учетом значений градиентов потенциала имелась возможность вычислить поле потенциала для всего планшета. Для решения частных вопросов, например выяснения связи между двумя или большим количеством вскрытых рудных проявлений, работы могут проводиться по отдельным (одному или нескольким) профилям или скважинам. Простирание вскрытого рудопроявления можно определить путем прослеживания двух-трех изолиний потенциала.

3.3.2.6.Работы по измерению характеристик электрического поля заряда при отсутствии или слабом уровне помех выполняются на постоянном токе, при помехах (особенно на частоте 50 Гц) применяется переменный ток низкой частоты с использованием избирательной помехозащищенной измерительной аппаратуры.

3.3.2.7.Подготовительные работы: устройство удаленного электрода, точек заряда, установку источников питания схемы, подготовку и раскладку проводов – рекомендуется проводить одновременно с разбивкой сети наблюдений. Допускается увеличивать площадь планшета параллельно с проведением измерений на готовых профилях.

3.3.2.8. Магистраль сети наблюдений задается в направлении предполагаемого простирания исследуемого объекта. Профили задаются перпендикулярно магистрали. Расстояние между профилями берется в зависимости от поставленной задачи. Если ширина участка более 3 км, задаются две-три параллельные магистрали. Для определения элементов залегания исследуемого объекта длина профиля lв каждую сторону от магистрали, заданной по ожидаемому простиранию объекта, определяется выражением l=5h+d, где h– глубина до верхней кромки объекта, d– протяженность оруденения на глубину.

При малой глубине залегания объектов (до 50 м ) расстояние между точками уменьшается до 10 м. Влияние удаленного питающего электрода не должно заметно сказываться на результатах наблюдений или может учитываться при обработке материалов.

3.3.2.9.Для планшетов площадью в один или несколько квадратных километров удаленный питающий электрод относится от планшета работ на расстояние, в два раза больше, чем диагональ планшета (но не менее 2 км), в направлении, примерно перпендикулярном преобладающему простиранию горных пород, В случае отнесения удаленного электрода по простиранию пород расстояние до удаленного электрода необходимо брать в 1,5 раза больше, чем при сделанных выше рекомендациях.

3.3.2.10. В качестве источников питания, обеспечивающих необходимую силу тока, применяются стабилизированные генераторные установки, батареи 29 ГРМЦ-13 или аккумуляторы. Источник питания включается в любой точке цепи между изучаемым планшетом и удаленным электродом. Обычно его устанавливают в месте, наиболее удобном в отношении обслуживания транспортом.

Отрицательный полюс батареи (источника питания) всегда подключается к погруженному электроду, что обеспечивает единообразие материала.

3.3.2.11.Точка заряда устраивается с помощью заземления в 1 – 5 рудных подсечениях, относящихся к одному исследуемому объекту, так, чтобы добиться минимального сопротивления заземления. Если рудопроявление вскрыто горной выработкой, то точка заряда устраивается с помощью стальных шпилек, вбиваемых в места трещин или в специальные шпуры. В некоторых случаях контакт с объектом исследований целесообразно осуществлять с помощью глинистого соленого пластыря. В скважинах контакт исследуемого объекта с токонесущим проводом осуществляется с помощью щеточных (вертикальные скважины) или специальных свинцовых электродов (наклонные скважины). Применять штанги в качестве электродов (заземлений) можно только в наклонных скважинах и при большой видимой мощности объекта. Электроды опускают в скважину на каротажном кабеле или проводе типа ГПСМП. Оптимальное место точки заряда при этом уточняется измерением силы тока в цепи питания при перемещении электрода в пределах намеченного интервала заземления. Электрод закрепляется в точке, в которой сила тока в цепи питания будет наибольшей.

Особое внимание должно быть уделено устройству точки заряда в скважинах, когда в районе работ наблюдается высокое стояние грунтовых вод. В этих условиях при плохом контакте токонесущего провода с объектом часть тока будет распространятся к дневной поверхности непосредственно по раствору, обсадной трубе и растекаться от устья скважины. Контроль качества контакта (отсутствие выноса тока) в скважинах производится путем прослеживания изолинии потенциала. Исходная точка для прослеживания изолинии потенциала берется на расстоянии 3 – 5 м от устья скважины. В случке выноса тока к дневной поверхности (плохой контакт токовой линии объектом) изолиния потенциала в форме окружности оконтурит устье скважины. При отсутствии выноса тока изолиния потенциала у устья скважины не замыкается, идет параллельно простиранию объекта. Допускается также наблюдение потенциала по профилю, проходящему через зарядную скважину, и по форме кривой делают вывод о наличии выноса тока к дневной поверхности по стволу скважины. Необходимо или ликвидировать причину выноса, или остановить работы.

3.3.2.12. Перед началом полевых работ производится подготовка и проверка всего оборудования (см. 3.3.9).

В качестве приемных электродов в случае постоянного тока применяются латунные или медные шпильки. Каждый электрод желательно сделать из одной шпильки. Для уменьшения переходного сопротивления рекомендуется глубже забивать шпильки или увеличивать их число (сопротивление цепи MNдолжно быть не больше 5 – 10 кОм).

Измерение потенциала производится относительно удаленного измерительного электрода N_? , который обычно выносится за планшет в сторону, противоположную удаленному токовому электроду. Заземление этого электрода может быть групповым (сделано из многих шпилек) при условии, что отдельные шпильки располагаются по одной изолинии потенциала или по кругу с диаметром не более 1 м. Электрод N_? соединяется с измерительным прибором при помощи провода типа легкого хлорвинилового.

Если электрод Nне выносится за пределы планшета или располагается у точки заряда, то измерения потенциала на постоянном токе выполняются с учетом знака, а при обработке производится пересчет результатов наблюдений относительно удаленного электрода N_?.

3.3.2.13.В полевом журнале дается схема расположения сети наблюдений, на которой указываются местоположения точек заряда, удаленных электродов (питающего и измерительного), а также местоположение и полярность источника питания.

В этом случае работы на планшете начинаются с измерения потенциала поля по точкам на магистрали для всех профилей относительно электрода N. Эти измерения выполняются со 100%-ным контролем. На основании этих измерений вычисляется относительный потенциал всех точек на магистрали, строятся графики потенциала по магистрали для каждой точки заряда.

3.3.2.14.При одном положении приемных электродов производится поочередное наблюдение градиента потенциала или потенциала, или той и другой величины. Сочетание наблюдений градиента потенциала и потенциала особенно важно при детализационных работах.

Сила тока в питающей цепи измеряется и фиксируется в журнале через 10 – 20 точек наблюдений. В случаях изменения силы тока измерение производится чаще (в 3-й и 4-й точках), при необходимости постоянство силы тока контролируется на каждой точке.

3.3.2.15.Значение измеряемого потенциала всегда относится к точке М (потенциал в точке N_? принимается равным нулю). При измерениях градиента потенциала (разности потенциалов) необходимо строго следить за знаком измеряемых значений. Необходимо, чтобы в процессе наблюдений не менялось относительное положение приемных электродов. Электрод, расположенный в сторону большего номера пикета, всегда должен быть подключен к клемме М прибора. Для градиента точка записи относится к середине приемной линии.

3.3.2.16.При наблюдениях в модификации градиента потенциала длина приемной линии и шаг в зависимости от глубины залегания объекта обычно берутся равными 10 – 20 или 50 м. Наблюдения ведутся поочередно в каждую сторону профиля от магистрали или одновременно в обе стороны.

Для построения отчетных графиков вычисляют градиент потенциала на постоянном токе DU/I, где DU– измеренная разность потенциалов, мВ; I– сила тока, А; в случае потенциала вычисляется U/I.

При построении графиков для количественной интерпретации, а также при использовании измерительной линии различной длины допускается построение модуля напряженности электрического поля

cЕu» (1)

где l_MN– разнос электродов М и N.

3.3.2.17.Аномальные участки детализируются путем сгущения точек наблюдения по профилям и сгущения сети профилей. Размеры приемной линии сокращаются в два – четыре раза при определении точек перехода через нуль.

Детализация, как правило, должна проводиться после завершения основной съемки.

3.3.2.18. При трудных измерениях должны браться повторные отсчеты, общее число которых должно быть не менее 30% общего числа наблюдений.

При рядовой съемке делается контроль путем повторных измерений (без изменения положения электродов) в объеме 10%. Оценка точности наблюдений производится по средней относительной разности наблюденных значений на контрольных профилях путем контрольных измерений (с новой установкой электродов), которая по планшету не должна превышать 15%.

В сырую погоду при каждой перестановке измерительной аппаратуры и перекладке проводов измеряются разности потенциалов утечки. Измерения производятся при отключении рабочих заземлениях, при двух – трех положениях приемной линии на участках профилей, наиболее близко расположенных к токовым проводам. Разность потенциалов утечки при этом не должна превышать 5% от измеряемой разности потенциалов (при подключении точки заряда).

3.3.2.19. Вспомогательные работы проводятся методом профилирования на профилях, по которым ведется количественная интерпретация или на которых выявлена аномалия. При большой мощности поверхностных образований разносы АВ симметрического профилирования увеличиваются до двух – трех глубин до точки заряда (см. 3.3.2.31).

3.3.2.20. В каждом районе работ по методу заряда необходимо провести определение характеристик анизотропии осадочных пород (коэффициента анизотропии L, азимута простирания угла падения анизотропных пород). Коэффициент анизотропии простирание пород определяются на основании прослеживания двух – трех изолиний потенциала от точечного заземления на дневной поверхности безрудного участка по соотношению большой и малой осей эллипса изолинии. Угол падения анизотропных пород определяется по кривой градиента потенциала поля погруженного электрода, полученной на профиле, который проходит над эпицентром точки заряда (см. также 5.4).

3.3.2.21.Запись наблюдений при работе в модификации градиента ведется по форме, приведенной в прил. 8, в модификации потенциала – в прил. 9.

3.3.2.22.Изучение характеристик электрического поля заряда на переменном токе низкой частоты производится в модификации градиента потенциала и изолиний потенциала. При этом работы ведутся на каждой точке заряда раздельно.

3.3.2.23.Подготовка планшета при выполнении вспомогательных работ по прослеживанию изолиний потенциала, например при необходимости, оценить простирание рудного тела, включает подготовку магистрали (как для работ на постоянном токе) и трех – пяти профилей. Центральный профиль, проходящий в 20 - 30 м от проекции точки заряда на дневную поверхность, называется базисным. Обычно профили задаются на расстоянии 150 – 200 м друг от друга, а пикеты на магистрали и профилях устанавливаются через 10 м.

3.3.2.24.На базисном профиле, в качестве которого используется один из профилей, проложенных перпендикулярно магистрали вблизи проекции точки заряда на дневную поверхность, измеряется значение градиентов и определяется особая точка, от которой ток течет в разные стороны (точка, соответствующая изменению знака градиента при работах на постоянном токе). Особая точка определяется в районе резко выраженного минимума градиента на базисной линии. Для установления точного местоположения особой точки один из электродов приемной цепи располагают в 10 – 15 м от точки, где наблюдаются резкие изменения градиента, а второй перемещают по профилю с шагом 2 - 3 м в направлении особой точки. При каждом положении подвижного электрода измеряется разность потенциалов. До подхода к особой точке измеряемые значения будут расти, а дальше уменьшаться. Максимальное значение соответствует искомой точке. Местоположение ее уточняется с шагом 0,5 м. После определения местоположения особой точки измеряется разность потенциалов между ней и ближайшими пикетами.

На основании измеренных значений градиента потенциала DU/I строится кривая потенциалов, а по ней определяется местоположение исходных точек для прослеживания изолиний потенциалов. Исходные точки выбираются так, чтобы разность потенциалов между ними была одинаковой; обычно среднее расстояние между изолиниями составляет около 20 – 30 м, минимальное – не менее 10 м, а максимальное – не более 50 м.

Для нахождения местоположения исходных точек на местности один из электродов измерительной цепи устанавливают в особой точке базисного профиля, а второй перемещают в одну из сторон профиля до тех пор, пока на приборе не будет наблюдаться заданное значение разности потенциалов. Эта точка стояния подвижного электрода принимается за исходную точку первой линии. Затем неподвижный электрод устанавливают в исходной точке первой изолинии и аналогично находят местоположение исходной точки второй изолинии и. т. д. Все исходные точки для прослеживания изолиний должны находиться по одну сторону профиля от особой точки. Для контроля точности прослеживания изолиний на другой стороне профиля от особой точки располагают контрольные точки.

3.3.2.25. Цепь для прослеживания изолиний потенциала состоит из двух щупов, один из которых соединен с измерительным прибором гибким изолированным проводом длиной 25 – 30 м, а второй – с прибором отрезком провода 1 – 1,5 м. Прослеживание изолиний выполняется оператором и рабочим. В начале работ рабочий устанавливает удаленный от прибора щуп в исходной точке, а оператор другим щупом и прибором отходит на 20 – 25 м в направлении предполагаемого простирания изолинии и заземляет щуп последовательно в нескольких точках, расположенных по линии, перпендикулярной предполагаемому простиранию изолинии. В точке, где показания прибора равно нулю или минимально, устанавливается веха с надписью римскими цифрами номера изолинии и арабскими – номера точки. Аналогично находятся вторая и последующая точки изолиний потенциала. Разрыв в работе по прослеживанию изолинии и ее привязки не допускается.

При пересечении изолинией профилей или магистрали ее положение определяется по отношению к пикетам на этих профилях. Запись наблюдений производится в журнале (прил. 10).

После прослеживания изолиний потенциала измеряется градиент по всем вспомогательным профилям магистрали и по двум взаимно перпендикулярным профилям, один из которых проходит по особым точкам.

3.3.2.26.Оценка точности прослеживания изолиний потенциала производится по отклонению конечных точек изолиний от исходной. Расхождение конечной и начальной точек изолинии должно быть не более 10 м на 1 км изолинии. Контрольными следует также считать соответствующие вспомогательные точки, расположенные на базисной линии ( по другую сторону от особой точки). Оценка точности измерений градиентов производится так же, как и при работах на постоянном токе.

3.3.2.27.Полевая документация при работе на переменном токе включает журнал градиентов и план изолиний.

3.3.2.28.При окончании работ по МЗ с измерением электрического поля демонтаж установки разрешается только после предварительной интерпретации материалов съемки и выполнение детализационных работ на аномальных участках.

3.3.2.29.Комиссии по приемке полевых материалов предъявляют: журналы полевых и контрольных наблюдений; планы графиков градиента потенциала (или потенциала) на топооснове; планы изолиний потенциала (если они строились); местоположение точки заряда и удаленного электрода, нанесенное на топооснову для расчета нормального поля (см. также 3.9.20).

3.3.2.30.Неровности, углы наклона скатов которых меньше 10⁰, как правило, не вносят в результаты измерений визуально заметных искажений, при больших углах следует выделить аномалию от неоднородностей рельефа. Неровности рельефа выявляются по топографической карте или по плану местности, масштаб которых позволяет снимать отметки высот с погрешностью, меньшей 10% от ширины основания неровности. Отдельные неоднородности, на которые падает менее трех точек наблюдения, можно исключить из рассмотрения.

3.3.2.31.При наличии поверхностных неоднородностей по удельному сопротивлению (наносов) следует особенно тщательно закартировать границу их выклинивания (например, по данным электропрофилирования), так как наибольшее искажение поля заряда наблюдается именно у кромки наносов.

Учет влияния наносов в методе заряда необходим во всех тех случаях, когда наличие отмечается по данным методов, изучающих удельное сопротивление. Допускается погрешность определения мощности наносов 25%.

3.3.2.32. Для количественного определения влияния неоднородностей рельефа и наносов, отбраковки ложных аномалий и подбора рудного объекта в методе заряда проводятся расчеты на ЭВМ по программе «Ландшафт» или аналогично ей.

3.3.2.33.Метод заряда применяется в гидрогеологии для определения направления и действительной скорости движения подземных вод с целью исследования подземных потоков до глубины 100 м в модификации изолиний потенциала.

3.3.2.34.Съемку изолиний потенциала производят по системе радиальных лучей, расходящихся от устья скважины под углом 45⁰ друг к другу. В соответствии с методическими рекомендациями питающий электрод погружают в скважину до середины водоносного пласта; второе заземление относят на расстояние, примерно в 10 – 15 раз превышающее глубину погружения первого заземления; в качестве электролита применяется поваренная соль, которая погружается в скважину до уровня водоносного пласта (см. также 3.3.23 и.т.д.).

3.3.2.35. После погружения электролита снимается первая серия эквипотенциальных линий. Расстояние от изолиний до устья скважин выбирается в пределах от 1 до 2,5 глубин погружения питающего электрода в скважину.

3.3.2.36.Необходимо снять две – три замкнутые изолинии. Эквипотенциальные линии, снятые до введения соли или сразу же после засоления скважины, называются базисными изолиниями. Результаты наблюдений записываются в журнал (прил. 12).

3.3.2.37.Съемка производится непрерывно или периодически при неизменном положении неподвижного электрода и непрерывном добавлении соли в скважину. Периодическую съемку производят в условиях малых скоростей движения подземных вод (до 1 2 м/сут).

3.3.2.38.Обработка материала включает в себя построение изолиний потенциала, определение максимальных смещений изолиний, направления смещений, а также построение графиков для определения скорости потока в соответствии с методическими рекомендациями.

3.3.2.39.Применение метода заряда с целью изучения морфологии рудного поля как единого целого получило название мелкомасштабной модификации, которая используется для выделения и оконтуривания участка земной коры, внутри которого заключены геологически взаимосвязанные рудные тела, входящие в данное рудное поле, а также для обнаружения и прослеживания основных частей (ветвей) внутри данного рудного поля.

Результаты работы методом заряда при изучении рудных полей заключается: а) в построении объемной системы изоповерхностей измеренного потенциала электрического поля от заряженного рудного поля; б) в создании модели рудного поля, построенной в виде карты, планов и разрезов рудного поля, на основе геологического истолкования указанной объемной системы изоповерхностей потенциала.

3.3.2.40. Для проведения работ необходимо выбрать оптимальную точку заряда в рудном поле, которая должна быть связана электрически по возможности с большим числом рудных залежей в рудном поле, обладающих наибольшей площадью поверхности; оптимальную точку заряда следует выбирать из числа тех, которые по данным токового каротажа обладают наименьшим переходным сопротивлением заземления. Зарядное подсечение должно размещаться по возможности ближе к прикорневым частям рудного поля (исходя из известной морфологии его составных частей) с целью уменьшения сопротивления току при его растекании в соседние ветви, быть как можно глубже, чтобы проводящие ветви рудного поля оказались между точкой заряда и поверхностью, на которой производятся измерения.

Для построения системы изоповерхностей потенциала поля на участке все скважинные и наземные наблюдения необходимо выполнять с одними и теми же долговременными заземлениями. Площадь съемки должна быть в своем максимальном размере не менее чем в три раза больше ожидаемого максимального размера рудного поля, установленного по другим данным, например по размеру наземной аномалии ВП, и примерно такой же в ширину, с тем, чтобы форма внешних изолиний потенциала от заряженного рудного поля приближалась к окружности.

3.3.2.41.Для технического выполнения мелкомасштабной модификации заряда, учитывая, что работы проводятся на большой площади и обычно в условиях промышленных электрических помех, следует использовать низкочастотный переменный ток (1 – 4 Гц) и мощные генераторные группы, например от электроразведочных станций ВПС-63, ЭРС-67, СВП-74 и др. Необходимо также удалять второй питающий электрод на несколько километров (до 7 – 10 км) от участка работ, используя для этой цели провода с низким сопротивлением. Прокладка таких питающих линий в обжитых районах в целях обеспечения безопасности должна выполнятся по столбам.

3.3.2.42.Наблюдения по мелкомасштабной модификации заряда, как на поверхности земли, так и в скважинах и горных выработках следует вести с установкой потенциала, приводя все наблюдения к единому уровню, близкому к истинному нулевому потенциалу, т. е. к потенциалу «бесконечно» удаленной точки. Проведение работ установкой градиента потенциала здесь допустимо, но менее целесообразно, так как в поле градиента потенциала существенно проявляются все мелкие неоднородности среды различного удельного сопротивления в районе измерительных электродов.

3.3.2.43.Одновременно с площадью съемки выбирается сеть наземных и скважинных измерений. По – видимому, для рудных полей, имеющих размеры в длину не менее 1 км, оптимальной можно считать наземную сеть (200 ?250) ?(50 ?100) м, а для рудных полей с меньшими размерами ветвей – сеть 100 ?20 м.

Наблюденные значения потенциала электрического поля заряда на рудном поле представляются в виде планов изолиний или графиков потенциалов на геологической основе: на карте участка, погоризонтных планах и разрезах.

Рекомендуется два способа получения более или менее приближенных представлений о строении рудного поля. Первый способ имеет качественный характер. На изученной бурением части рудного поля рекомендуется выбрать изоповерхности, внутри которых находятся рудные скопления, и на основе приближенного представления о форме этих изоповерхностей во всем объеме участка выделить на планах и разрезах участка рудного поля объемы под дальнейшую буровую разведку. Второй способ основан на выполнении расчета электрического поля от сложных заряженных проводников с помощью программ для ЭВМ. Подбор морфологии заряженных проводников в этом случае выполняется согласно требованиям соответствующих методических пособий.

Б. Метод заряда с измерением характеристик магнитного поля

3.3.2.44.Работы по методу заряда на переменном токе низкой частоты с измерением магнитного поля (МЗМП) проводятся по профилям, идущим перпендикулярно предполагаемому простиранию изучаемого объекта или по лучам, расходящимся от точки заряда.

3.3.2.45. Для выделения аномалии, обусловленной рудным телом, нормальное поле питающей цепи и заземлений должно быть исключено из результатов наблюдений или уточнено при интерпретации. Знание основных закономерностей распределения нормального поля питающей цепи является обязательным условием успешного применения метода. Представление о степени искажения результатов наблюдений полем токонесущего кабеля необходимо на самом начальном этапе работ при выборе направления выноса удаленного электрода по отношению к предполагаемому простиранию рудного тела.

1. Не следует выносить второй электрод питающей цепи в направлении ожидаемого простирания вскрытого рудного тела и выполнять наземные наблюдения на продолжении кабеля по профилям, перпендикулярным ему. Пространственное совпадение аномалии от рудного тела с такими особенностями нормального поля, как максимум горизонтальной (направленной вдоль профиля) и смена знака (минимум) вертикальной составляющих, усложняет истолкование результатов наблюдений.

2. Нецелесообразно раскладывать наземную часть цепи перпендикулярно простиранию заряженного проводника и располагать профили параллельно проводу (вкрест простирания рудного тела). При такой схеме наблюдений вертикальная составляющая нормального поля имеет крайне неоднородный характер и непосредственно над проводником наблюдается резкий спад, на фоне которого не проявляется четко аномальный эффект.

3. Предпочтительнее раскладывать токонесущий кабель под углом 30 – 50⁰ к простиранию рудного тела и располагать профили вкрест последнего. При такой схеме аномальный эффект, обусловленный подземным проводником, наблюдается на спокойном фоне нормального поля и положение зоны повышенной плотности тока может быть достоверно установлено по результатам наблюдений суммарного поля.

3.3.2.46. Известны различные способы расположения пунктов наблюдений по отношению к питающей цепи, при которых отдельные составляющие нормального магнитного поля на дневной поверхности равны нулю, что позволяет измерять непосредственно аномальное поле. К ним относятся следующие способы.

1. Наблюдения на продолжении прямолинейной наземной части цепи, когда профили разбиваются радиально от зарядной скважины и провод раскладывается на продолжении каждого профиля. Этот способ связан с большой трудоемкостью подготовительных работ.

2. Наблюдения аномального поля по радиальным лучам, которые можно выполнять и при неизменном положении питающей цепи, компенсируя нормальное поле особым расположением наземной части провода. Для этого используются два удаленных заземления, расположенных на одной прямой симметрично зарядной скважины. Компенсация нормального поля на любом профиле-луче достигается соответствующим подбором силы токов, текущих в противоположных направлениях по кабелю.

3. Наблюдения при расположении верхнего заземления питающей цепи у устья горной выработки (шурфа, скважины), через которую осуществляется ввод тока в рудное тело. В этом случае нормальное поле питающей цепи устраняется полностью (в случае однородных или горизонтально-слоистых сред) и объектом наземных наблюдений является аномальное поле. Достоинством питающих установок, заземленных в вертикальных скважинах, является возможность прослеживания рудных тел в противоположных направлениях при неизменном положении генератора в питающей цепи. Целесообразно использование питающих установок, заземленных в наклонных скважинах. При этом нормальное поле на поверхности земли полностью не скомпенсировано, но ослаблено в значительной степени, и эффект от заряженных проводников наблюдается без существенных искажений, Способы расположения питающей цепи обеспечивают прослеживание вскрытых и выявление незаряженных проводников непосредственно по результатам полевых наблюдений без трудоемких расчетов нормального поля токонесущего кабеля. В ряде случаев целесообразны повторные измерения поля с различным расположением питающей цепи. Они значительно повышают достоверность сведений о положении рудных тел и тем самым исключают их пропуск при бурении.

3.3.2.47.Для работ МЗМП по профилям подготавливается сеть наблюдений. Профили задаются на расстоянии 50 – 100 м друг от друга. Точки на профилях наиболее часто устанавливаются через 20 м. Длина профилей и их количество определяются перспективной площадью, подлежащей изучению. При этом учитывается мощность генератора тока и чувствительность измерительной аппаратуры к полезному сигналу.

При работах по лучевой схеме наблюдения проводятся последовательно по 6 – 12 лучам. Длина каждого луча берется в 1,5 раза больше предполагаемого простирания исследуемого объекта от точки заряда. Удаленный электрод и кабель с током относятся от точки заряда в сторону, противоположную лучу. При этом луч, по которому проводятся наблюдения, и прямая линия, на которой расположен кабель, должны составлять угол 180⁰. Общие требования к расстоянию до положения удаленного электрода такие же, как в разд. А.

Удаление одного из заземлений с целью уменьшения влияния его на поля приводит к увеличению длины подводящих ток проводов. Допустимая длина провода, при которой сохраняется распределение поля, как в случае постоянного тока, в зависимости от рабочей частоты и удельного сопротивления пород может быть определена с помощью палетки (прил. 13).

3.3.2.48. На каждой точке стояния прибора измеряются амплитуда и углы трех ортогональных составляющих вектора напряженности магнитного поля: Н_х – горизонтальная составляющая, направленная вдоль профиля или луча; Н_у – горизонтальная составляющая, перпендикулярная профилю или лучу; Н_z– вертикальная составляющая; j - азимут направления полного вектора напряженности магнитного поля относительно положительного направления линии профиля; a- угол наклона полного вектора напряженности магнитного поля к горизонтальной плоскости.

Документация полевых работ ведется по форм, приведенной в прил. 11.

3.3.2.49.При высоком уровне промышленных помех, а также в случае вредного характера магнитного поля, обусловленного наличием апофиз или смежных рудных тел, целесообразно измерять синфазную с током в питающей линии вещественную компоненту пространственных составляющих поля ReН_х, Re Н_у, Re Н_z.

При этом опорное напряжение может подаваться на измерительный прибор либо непосредственно с питающей линии, либо с заземленных на безрудном участке электродов.

3.3.2.50.Для контроля за работой аппаратуры на планшете вне рудного тела выбирается контрольный пункт, на котором жестко закрепляется источник поля в виде квадратной либо круглой незаземленной петли или заземленного на концах прямолинейного отрезка провода длиной 20 – 50 м. Колышками фиксируются точки стояния приборов в центре петли или напротив середины заземленного провода на расстоянии, не превышающем его длину.

На контрольном пункте производится определение коэффициента преобразования (чувствительности к полю) магнитного индукционного преобразователя (датчика) С, необходимого для пересчета эдс выходного сигнала измерителя в вольтах в единицы напряженности магнитного поля – А/м (Э). Здесь же производится маркировка магнитного индукционного преобразователя, выходных клемм генератора и цепи опорного напряжения, обеспечивающая однозначность определения направления поля ReН_х, Re Н_у, Re Н_z, т. е. знака пространственных компонент.

Коэффициент преобразования магнитного индукционного преобразователя вычисляется по формуле, В/ (А/м) или В/Э,

С=U/ cHu, (2)

где U– значение эффективного напряжения на выходе измерителя, В; cHu - модуль напряженности магнитного поля (или его вещественная компонента Re Н) данного источника, А/м (Э) ( при единичном значении силы тока на рабочей частоте). Перед определением коэффициента преобразования (чувствительности к полю) магнитного индукционного преобразователя измеритель сигналов должен быть прокалиброван.

Определение коэффициентов С выполняется ежедневно перед началом и в конце рабочего дня, а также после устранения возникших неисправностей или регулировок измерителей. Одновременно в процессе измерений следят за тем, чтобы сила тока поддерживалась по возможности постоянной.

3.3.2.51.Маркировка выходных клемм генератора, цепи опорного напряжения и магнитного индукционного преобразователя из условного предположения, что источник поля питается постоянным током. ?Положительное направление поля ReН_х, Re Н_у, Re Н_zопределяется правовинтовой системой связи силовых линий поля с направлением тока в источнике.

3.3.2.52.Оценка погрешности полевых измерений магнитного поля производится на основании контрольных и повторных наблюдений, которые составляют до 10% от общего объема работ.

Количественная оценка погрешности измерений составляющих Н_х, Н_у, Н_zпространственных компонент модуля cHuили вещественных составляющих ReН_х, Re Н_у, Re Н_z поля производится на основе расчета средней относительной погрешности, исходя из формулы, %

d= ?100 = ?100, (3)

где DН_j– разность основных и повторных измерений составляющих поля Н_х, или Н_у, или Н_z; cHu - модуль полного вектора напряженности магнитного поля, измеренный непосредственно или вычисленный на основании наблюдений пространственных компонент поля; п – число повторных наблюдений.

Выражение (3) применяется также, для оценки погрешности при измерении ReН. Средняя относительная погрешность не должна превышать 5 – 7%. Средняя абсолютная погрешность в определении азимутального jи зенитного aуглов должна быть не более 1 - 2⁰.

3.3.2.53.Результаты наблюдений по профилям поля Н_х, Н_у, Н_zили ReН_х, Re Н_у, Re Н_z , выраженные в вольтах, приводятся к единичному значению силы тока в питающей линии и переводятся в единицы напряженности магнитного поля посредством умножения на коэффициент, 1/ (В ?м),

К_п =1/ (СI), (4)

где С определяется формулой (2). Форма журнала градуировки приведена в прил. 15.

Вычисление напряженности поля Н производится с учетом коэффициента перевода К_п по формуле

Н = К_п U. (5)

Полученные данные изображаются в виде графиков составляющих поля и углов с указанием исходных сведений, необходимых для расчета нормального поля питающей линии. При вычислении нормального поля необходимо знать координаты питающих электродов и расположение токоподводящего кабеля.

Составляющие аномального поля вычисляются по формуле

cH_aiu= cH_ciu- cH_niu, (6)

где cH_aiu- модуль напряженности аномального поля, А/м (Э); i – x, y, z; cH_ciu- модуль напряженности суммарного поля; cH_niu- модуль напряженности нормального поля (если H_ni?0 за счет выбора установки). Аномальное поле с учетом выражения (6) вычисляется по формуле

cH_au= .

При изучении вещественной компоненты вместо H_aаномальное поле вычисляется по формуле

Re Н_аi = Re Н_ci- Re Н_ni, (7)

где Re Н_аi - напряженность аномального поля вещественной компоненты; Re Н_ci– напряженность суммарного поля, А/м (Э); Re Н_ni - напряженность нормального поля, А/м (Э); i – x, y, z.

Форма журнала для обработки приведена в прил. 14.

В процессе интерпретации аномального поля на основании графиков напряженности составляющих определяют местоположение рудного тела, уточняют угол его падения, размеры по простиранию, выявляют невскрытые рудные тела. При интерпретации графиков аномальных полей используют имеющиеся в литературе методические рекомендации.

3.3.2.54. Комиссии по приемке полевых материалов предъявляют журналы полевых и контрольных наблюдений, журналы эталонировки аппаратуры, графики характеристик магнитного поля, исходные данные для расчета нормального поля питающей цепи: местоположение заземлений и конфигурации кабеля, данные инклинометрии по зарядной и измерительной скважинам (см. также 3.9.20).

3.3.3 МЕТОД ЭЛЕКТРОПРОФИЛИРОВАНИЯ (прил. 18 – 21)

3.3.3.1.Метод электропрофилирования (ЭП) на постоянном токе с наблюдением напряженности постоянно или низкочастотного электрического разреза в горизонтальном направлении. При этом низкочастотное электрическое поле интерпретируется как постоянное.

Методом ЭП решаются задачи на стадиях, связанных с геологическим картированием, поисками месторождений твердых полезных ископаемых, подземных вод, и при инженерно – геологических работах. Различные модификации ЭП позволяют более эффективно подчеркивать те или иные особенности геоэлектрического разреза, более экономично решать конкретные геологические задачи; модификации различаются большей или меньшей сложностью при производстве работ.

Условия, необходимые для применения метода ЭП, следующие: крутое падение крыльев складок, зон нарушений, контактов; резкое различие в удельном сопротивлении слагающих толщ; относительная простота геоэлектрического разреза; выдержанность удельного сопротивления в каждой из толщ; при поисках залежей полезных ископаемых - значительная разница в удельной электропроводности залежи и вмещающей породы, относительная выдержанность значений удельного сопротивления залежи и вмещающих пород, большая протяженность залежи по сравнению с глубиной залегания.

Модификация ЭП, разносы питающих и приемных линий, положение электродов, сеть наблюдений, тип аппаратуры выбираются в зависимости от решаемых геологических задач, характера и глубины залегания изучаемых объектов и условий работы. Вид установок – заземление или незаземленные – зависит от условий заземления.

А. Электропрофилирование с заземленными установками

3.3.3.2.Для решения задач геологического картирования применяется симметрическое электропрофилирование (СЭП) с установками AMNB AA^? MN^? B^? Bи дипольное электропрофилирование (ДЭП) с установкой ABMN. Работы ведутся в различных масштабах – от маршрутных исследований до съемок масштаба 1: 10000 и крупнее. Разносы AB установки AA^? MN^? B^? Bв зависимости от требуемой глубины исследования могут изменяться от первых километров до первых сотен метров. Установки AMNB и ABMN с разносами l_AB и l_OO? порядка 200м и менее применяются в относительно простых геоэлектрических условиях для исследований на небольших глубинах. Установка AA^? MN^? B^? Bприменяется в относительно сложных геоэлектрических условиях.

Комбинирование (КЭП) и дипольное электропрофилирование, а также ЭП в модификации градиента применяются для поисково-разведочных целей (поисков и разведки сульфидных рудных тел, пегматитовых и кварцевых жил, угольных пластов и др.) и детального геологического картирования.

Другие модификации ЭП (дифференциальные установки, модификации вращающегося поля и двух составляющих, установка потенциала и др.) применяются в тех случаях, когда их преимущества подтверждены результатами опытно – методических работ на известных геоэлектрических разрезах изучаемого района. Дифференциальное электропрофилирование с многоэлектродными и дивергентными установками применяется для решения инженерно-геологических задач. Работы ведутся, как правило, в крупных масштабах (1:10000 и крупнее).

3.3.3.3.КЭП и СЭП выполняются, как правило, на постоянном токе с помощью аппаратуры типа ФЭ-72 или аналогичной. При работе на переменном токе следует применять меры для учета (исключения) влияния токового провода. ДЭП и ЭП в модификации градиента выполняются обычно с использованием низкочастотной аппаратуры типа ИКС-1, ИКС-50, АНЧ-3 или аналогичной (см.3.1.).

3.3.3.4.Работы методом ЭП в большинстве случаев ведутся по заранее разбитой сети. Профили ориентируются по возможности вкрест простирания изучаемых объектов с учетом рельефа местности (см. 3.2).

3.3.3.5. При ЭП в модификации градиента при одном положении питающих электродов AB отрабатывается участок, включающий от 3 до 15 и более соседних профилей. Измерения ведутся в средней части AB(модификация срединного градиента – СГ) на профилях длиной до 0,8 l_AB/2в обе стороны от осевой линии планшета, не доходя до питающих электродов на расстояние, обеспечивающее необходимую глубинность исследований. Иногда проводятся наблюдения за пределами питающих электродов (модификация внешнего градиента – ВГ) на расстояниях (3 ?5) l_AB/2от середины линии AB. Провод питающей линии раскладывается по прямой между заземлениями A и В. Для рабочих частот 5 – 29 Гц и при разносах l_AB порядка первых километров расстояние между проводом и ближайшим к нему профилем наблюдений должно быть не менее 10 – 20 м. При больших разносах и частотах это расстояние определяется необходимой глубинностью исследований. Удаленность крайних профилей зависит от возможности проведения достоверных измерений и обычно не превышает (1 ?2) l_AB/2.

Генератор тока с рабочей частотой 5 – 20 Гц может быть включен в любом месте питающей цепи. В случаях рабочих частот звукового диапазона генератор следует располагать у одного из заземлений установки.

Детализация (сгущение сети профилей и уменьшение шага наблюдений), как правило, должна проводиться после завершения основной съемки планшета на участках с неуверенной корреляцией особенностей графиков наблюдений, представляющих интерес в геологическом отношении. При перестановке линии ABсмежные или соприкасающиеся профили соседних планшетов должны перекрываться.

3.3.3.6.При использовании любой модификации ЭП в случаях обнаружения аномалий на окончаниях профилей измерения должны быть продолжены до уверенного выхода в нормальное поле.

3.3.3.7.Разносы установок и размеры приемных и питающих линий при ЭП выбираются такими, чтобы изучаемый объект фиксировался наиболее четко. При выборе разносов пользуются данными рекогносцировочных ВЭЗ и результатами опытно-методических работ, выполненных на нескольких профилях через известные объекты, аналогичные искомым.

3.3.3.8. Разносы установки AA^? MN^? B^? Bдолжны быть кратны длине l_MN и шагу наблюдений. Разница между разносами должна быть, по крайней мере более 2 l_MN , а их отношение друг к другу выбирается таким, чтобы наиболее полно изучить существенные характеристики геоэлектрического разреза. Работы с установкой AA^? MN^? B^? Bмогут вестись с одной питающей линией, имеющей разрывы у заземлений A^? и B^? , или двумя независимыми линиями. В первом случае наблюдение вначале производится с короткой линией, после чего провод у заземлений A^? и B^? переключается на длинную линию.

3.3.3.9. При КЭП оптимальная длина разносов l_АО и l_ОВ зависит от глубины расположения и размеров объектов поисков и может быть ориентировочно определена по формуле

l_АО= , (8)

где d₁– мощность поверхностных образований; h₂– предполагаемая длина до верхней кромки искомого объекта; r₁ и r₂ - удельные электрические сопротивления поверхностных образований и вмещающих пород соответственно.

Шаг наблюдений и длина разносов MN установки берутся в интервале 20 – 80 м. Для устранения влияния удаленного электрода на результаты измерений он относится на расстояние не менее (5 ?10) l_AО от планшета работ, предпочтительнее за зону пород высокого удельного сопротивления с малой мощностью поверхностных образований.

3.3.3.10.При ДЭП размеры питающей и приемной линии, как правило, берутся одинаковыми. Различные размеры линий (малые размеры приемной при относительно больших размерах питающей линии) применяются лишь при детализационных работах с двухсторонней дипольной установкой.

3.3.3.11.При работе с различными модификациями ЭП выполняются общие требования по борьбе с помехами.

Контроль влияния утечки при СЭП производится систематически: в сухую погоду контролируется не менее 5%, а в сырую или при влажной почве – не менее 10% от всего числа наблюдений. Влияние утечки в линиях проверяется путем попеременного отключения питающих заземлений, если источник питания находится в центре. При расположении источника питания у одного из заземлений проверка утечки производится только при подключении удаленного от источника питания заземления. При КЭП влияние утечки проверяется при отключении только заземлений, расположенных на профиле измерений. Во избежание влияния утечек при работе в сырую погоду или при влажной траве питающие провода не должны располагаться ближе, чем на 4 – 5 м от профиля. Разность потенциалов утечки не должна превышать 5% от измеряемой разности потенциалов. В случае обнаружения утечки ее надо локализовать и устранить. При работе на переменном токе с установками градиента и ДЭП вместо проверки утечки осуществляется визуальный контроль за качеством изоляции проводов питающих и приемных линий при их раскладке.

Для заземлений приемной линии на постоянном токе следует применять латунные штыревые электроды. В случае плохих условий для заземлений нужно контролировать значения переходных сопротивлений приемной линии и при необходимости принимать меры для улучшения заземлений.

Влияние электрических помех линий электропередачи и связи, а также сверхдлинноволновых радиостанций устанавливается по отношению уровней наблюдаемых разностей потенциалов при включении и выключении тока установки. Допустимое значение отношения должно быть не менее 2 – 3.

В трудных условиях для измерений необходимо выполнять повторные наблюдения в объеме, достаточном для достижения заданной точности наблюдений.

3.3.3.12.Погрешность наблюдений при ЭП определяется по относительной разности значений r_к(или DU/I) основных и контрольных (на тех же точках) измерений. Средняя относительная разность по участку съемки не должна превышать 5 – 10 %: быть минимальной (до 5%) при последующем использовании результатов полевых измерений для количественной интерпритациии и не более 10 % в условиях помех.

3.3.3.13. По результатам измерений на постоянном токе DU/Iвычисляют кажущееся удельное сопротивление r_кпо формуле, Ом ?м,

r_к = К DU/I, (9)

где К – коэффициент установки, м.

3.3.3.14. Коэффициенты установок для рассматриваемых модификаций ЭП вычисляются по формулам:

К =

для СЭП с установками AMNB

К_СЭП = ; (10)

для КЭП с установками AMN, B_?

K_КЭП = (11)

для ДЭП с установками ABMN

K_ДЭП = (12)

для модификации СГ с установками AMNB

K_СГ = , (13)

где l_AB/2– полудлина АВ; l_MN/2– полудлина MN; y– расстояние от питающей линии АВ до профиля наблюдений; х – расстояние от середины профиля наблюдений до середины приемной линии MN. При этом сила тока измеряется в миллиамперах, разность потенциалов – в милливольтах, длина линии и координаты х, у точки наблюдения – в метрах.

Коэффициенты установок могут быть определены с помощью таблиц.

3.3.3.15. При интерпретации наблюдений необходимо учитывать, что значения r_к, рассчитанные с помощью формул (9) –(13) при измерениях на переменном токе, практически совпадают со значениями r_кпри измерениях на постоянном токе лишь при значениях параметра r_ЭП, больших 25 – 50 мкГн/м. При меньших значениях r_ЭП, в особенности на профилях, расположенных вблизи питающей линии (для установки градиента), значения r_кна переменном токе могут быть существенно завышены по сравнению с соответствующими значениями для постоянного тока. Однако в большинстве случаев завышение значения не оказывает заметного влияния на относительный характер кривых и, следовательно, на разрешающую способность ЭП. Параметр r_ЭП, мкГн/ц, определяется по формуле r_ЭП= r/ (l²f), где r измеряется в ом-метрах, f– в герцах, разнос установки l – в километрах. Для оценки r_ЭП вместо r используется среднее значение r_к ; l = l_AB/2 или l = l_OO? соответственно для установок градиента и дипольного профилирования. При малых значениях r_ЭП расчет кажущегося удельного сопротивления на переменном токе r_к выполняется в соответствии с методическими рекомендациями.

3.3.3.16.Основным способом графического изображения результатов наблюдений является построение карты (планов) графиков r_к (DU/I). Точки графиков должны соответствовать центрам приемных линий. На карте графиков указывают район и участок работ, вид установки, горизонтальный и вертикальный масштабы, дату работ, название партии и отряда, условные обозначения к графикам, а также вычерчивают схему установки с указанием ориентировки относительно стран света. Схема установки градиента должна быть совмещена со схемой профилей с указанием местонахождения генератора. Схемы установок КЭП ДЭП следует оформлять в виде «ключей» установок (прил. 22), показывающих ориентировку питающих электродов по странам света и условное обозначение соответствующих им графиков.

3.3.3.17.По окончании работ на участке съемки производится предварительная интерпретация полученного материала. На выявленных аномалиях проводится детализационные исследования, а при необходимости выполняются электрозондирования и другие электроразведочные работы.

3.3.3.18.Учет влияния рельефа местности и перекрывающих рыхлых отложений производится в соответствии с методическими рекомендациями. Оценка влияния рельефа местности обычно выполняется по топографической карте с сечением изогипс 2 -5 м.

3.3.3.19.результаты наблюдений модификациями профилирования записываются в журнал соответствующей формы (прил. 18). В графе «Примечание» указывается привязка наблюдений к горным выработкам и скважинам, при необходимости вычерчивается абрис местности, записываются сведения о погоде и других факторах, влияющих на результаты наблюдений.

3.3.3.20.Полевые материалы (журналы записей результатов измерений в поле, графики наблюдений по профилям, карты, разрезы и. т. д.) сдаются комиссии по приемке полевых материалов в соответствии с требованиями 3.8, 3.9.

Б. Электропрофилирование с незаземленными установками

3.3.3.21. При поверхностном покрове, неблагоприятном для устройства заземлений (каменные россыпи, сухие пески, мерзлый грунт, лед, снежный покров и т. п.), электропрофилирование выполняется с незаземленными приемными и питающими линиями по методике бесконтактного измерения электрического поля (БИЭП).

3.3.3.22.Методика БИЭП основана на измерении в воздухе составляющих электрического поля с помощью незаземленной приемной линии, расположенной вблизи земной поверхности. Низкочастотное электрическое поле (100 – 5000 ГЦ) возбуждается с помощью заземленной, незаземленной и частично заземленной питающих линий.

Методика БИЭП применяется при электропрофилировании в модификациях СГ, ДЭП и КЭП, а также при изучении электрического поля заряженного рудного тела. При этом основные требования к производству полевых и камеральных работ указанными видами ЭП сохраняются (см. 3.3.3, А).

3.3.3.23.Для работ с незаземленными рабочими линиями используется аппаратура типа БИЭП. Запись результатов наблюдений производится в журналы соответствующих модификаций ЭП (прил. 18).

3.3.3.24.При наблюдениях с незаземленной приемной линией электрическое поле, так же и в случае заземленной линии, определяется по результатам измерения разности потенциалов DUприемных электродов. В качестве электродов в незаземленной линии используются достаточно протяженные проводники: отрезки проводов, металлические штыри. Незаземленный приемный электрод принимает в электрическом поле потенциал, по назначению равный среднему значению потенциала первичного поля в объеме, занятом проводником (под первичным здесь понимается поле, существующее до внесения в него проводника – электрода).

Разнос (действующая длина) незаземленной приемной линии определяется длиной отрезка, соединяющего геометрические центры приемных электродов. Середина этого отрезка является электрическим центром приемной линии, к которому относятся результаты наблюдений при их графическом изображении.

3.3.3.25.При ЭП в модификации градиента в зависимости от требуемой детальности работ применяется один из трех вариантов конструкции незаземленных приемных линий (прил. 19): подвесная, стелющаяся или штыревая. При ДЭП и КЭП используется стелющаяся линия.

3.3.3.26.Штыревая и подвесная линии имеют симметричную конструкцию и рассчитаны на подключение к симметричному входу индикатора напряжения. Стелющаяся линия подключается к несимметричному входу пробора, причем с «нулевой» входной клеммой N индикатора должен соединяться металлический браслет, закрепленный на руке оператора. Электрический центр приемной линии совпадает для штыревой и подвесной линий с их геометрическим центром, а для стелющейся линии он смещен от геометрического центра в сторону оператора на расстояние, равное ? длины провода линии.

3.3.3.27. Подвесная линия при наблюдениях поддерживается оператором и двумя рабочими на высоте 1 -1,5 м над землей параллельно земной поверхности.

Штыревая линия ориентируется оператором по направлению определяемой составляющей электрического поля с помощью уровней и компаса. При измерениях горизонтальной составляющей поля она удерживается рукой за центр на высоте 0,8 – 1 м над землей на расстоянии не менее 0,2 – 0,3 м от оператора. При определении вертикальной составляющей поля центр линии поддерживается над землей на постоянной высоте в интервале 1 – 1,5 м. В момент измерения электроды линии не должны касаться травы, кустов и веток деревьев.

3.3.3.28.При сильном ветре измерение малых уровней разностей потенциалов DU (50 – 100 мкВ) с помощью стелющейся линии осложнено интенсивными электрическими помехами, обусловленными электризацией изоляции провода. В этом случае необходимо повысить уровень измеряемых значений DU, увеличив выходной ток генератора или уменьшив разнос установки. Если эти меры окажутся недостаточными, необходимо перейти к наблюдениям с подвесной линией, следя за тем, чтобы при взятии отсчета DUпровода линии не соприкасались с травой кустами и деревьями.

3.3.3.29. Действующие и отключенные линии электропередачи, а также прочие свободно лежащие на земле длинные провода (например, провода взрывной магистрали) могут вызывать появление ложных аномалий DU. В связи с этим наличие таких проводов вблизи незаземленной приемной линии следует отмечать в полевом журнале с целью последующей отбраковки наблюдений при их камеральной обработке.

3.3.3.30. Незаземленная емкостная питающая линия состоит из двух отрезков изолированных проводов, стелющихся по земле. Внешние концы проводов изолируются, внутренние подключаются в центре линии к генератору тока. Эти провода служат незаземленными питающими электродами. У частично заземленной питающей линии лишь один из питающих электродов является незаземленным. Стекание тока с незаземленного электрода происходит благодаря «емкостной утечке», равномерно распределенной по его длине. При прокладке провода по траве и кустам высота его над землей не должна превышать 0,5 – 1 м. Активное сопротивление изоляции незаземленного питающего электрода не должно быть не более 10 МОм.

3.3.3.31.При электропрофилировании в модификации СГ наряду с заземленной питающей линией АВ используются емкостная и индуктивная незаземленная питающие линии, выполненные проводом ГСП-0,35, -0,50.

Емкостная линия раскладывается в форме прямоугольной полупетли с основанием, параллельным профилям наблюдений. Планшет съемки располагается во внутренней области полупетли. Профиль, ближайший к основанию, должен быть удален от него на расстоянии 150 - 200 м. Расстояние от провода полупетли до ближайшей к нему точки наблюдения определяется необходимой глубинностью исследований. Полуразнос l_AB/2питающей линии равен полудлине основания – обычно 300 – 600 м. Схема установки СГ с емкостной питающей линией показана в прил. 20, а-I. Для параметров r_ЭП ? 10 мкГн/м коэффициенты К установки вычисляются по формуле, м,

К = (14)

где К_{Т. Е} – безразмерные коэффициенты таблицы прил. 20, в; l_AB/2 , l_MN/2– полуразносы питающей и приемной линий, м.

Индуктивная линия укладывается в форме прямоугольной петли, замкнутой на генератор тока. Отношение длин боковой стороны к основанию петли, 1:2. Основание ориентируется параллельно профилям наблюдений, расположенным во внешней области петли. Расстояние от основания петли до ближайшего профиля определяется необходимой глубинностью исследований. Полуразнос l_AB/2 индуктивной линии равен полудлине основания петли – обычно 250 -500 м. Схема установки СГ с индуктивной питающей линией показана в прил. 20, а - II. Для параметров r_ЭП ? 10 мкГн/м электрическое поле петли практически не зависит от удельного сопротивления однородной среды. Расчет r_кдля указанных значений r_ЭП возможен лишь при известном значении среднего удельного сопротивления пород r_сручастка съемки. В этом случае коэффициент К рассчитывается по формуле, м,

К = ,

где К_Т.И – коэффициент из таблицы прил. 20, в, м/Гн; r_ср– в омметрах; l_MN/2– полуразнос приемной линии, м; f– частота, Гц.

3.3.3.32. Незаземленная емкостная питающая линия установки ДЭП собирается из двух отрезков гибкого кабеля в резиновой оболочке – типа РПШ-2?0,35, ШБРЛ-2?0,5 или аналогичного. Разнос (действующая длина) питающей линии равен длине отрезка, соединяющего геометрические центры электродов. Середина этого отрезка служит электрическим центром питающей линии. Разнос всей установки l_ОО?определяется расстоянием между электрическими центрами питающей и приемной линий.

Частично заземленная питающая линия КЭП образована удаленным заземлением и одним незаземленным электродом, выполненным из гибкого кабеля. Разнос установки равен расстоянию между электрическим центром незаземленного питающего электрода.

Схемы и рекомендуемые размеры рассмотренных установок профилирования приведены в прил. 21. Там же изображены схемы заземленных установок, эквивалентных незаземленным по длине разносов.

Для стабилизации разносов установки внутренние концы незаземленных электродов питающей и приемной линий рекомендуется соединять пеньковым шпагатом или капроновым шнуром.

Приемка полевых материалов ведется в соответствии с требованиями 3.3.3.20.

3.3.4. МЕТОД ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ЗОНДИРОВАНИЯ (прил. 22-37)

3.3.4.1.Электрическое зондирование (ЭЗ) – метод изучения геоэлектрического разреза по кривым зависимости кажущегося удельного сопротивления от расстояния между питающими и приемными электродами установки. Зондирование используется для изучения геоэлектрического разреза на глубину (см. 3.3.7). Метод основан на наблюдении напряженности постоянного тока электрического поля или низкочастотного, по своим характеристикам не отличающегося от постоянного. Работы по методу зондирования проводятся в различных масштабах.

Условия, благоприятные для применения метода электрического зондирования, следующие: пологие формы складчатости или подземного рельефа (углы наклона геоэлектрических границ до 20⁰), наличие опорного геоэлектрического горизонта, отсутствие экранирующих (высокого и низкого удельного сопротивления) горизонтов в надпорной толще. Метод вертикального электрического зондирования может применяться также для выявления структур с углами падения до 40 - 50⁰ . В этом случае используется специальная методика с применением асимметричных установок.

Работы по методу ЭЗ проводятся на стадиях, связанных с геологическим картированием, с поисками и разведкой месторождений полезных ископаемых, при разведке структур, перспективных на нефть и газ, при съемках специального назначения: гидрогеологических и инженерно – геологических, а также при режимных наблюдениях за водными токами. Результаты зондирования используются для изучения электрических, водно-физических и теплофизических свойств горных пород, а также для введения поправок в гравитационные наблюдения, оценки перспективности литогеохимических аномалий и т. д.

В зависимости от задач, размеров и глубин залегания объектов, наличия топографических карт наблюдения могут производиться по предварительно разбитой сети или с привязкой точек зондирования по карте. Крупномасштабные работы (масштаб 1: 25000 и крупнее), как правило, ведутся по заранее разбитой сети.

Наблюдения по методу ЭЗ выполняются с различными установками (прил. 22). Модификации зондирования и разносы выбираются в зависимости геологических задач и геоэлектрических условий работ. Работы, связанные с исследованиями на относительно небольших глубинах, ведутся преимущественно по схеме AMNBи реже AMN,B_?. Длина разноса l_AB редко превышает 20 км (прил. 26). При глубинных исследованиях применяются дипольные установки.

Максимальная длина разносов определяется необходимостью отчетливой фиксации на кривой зондирования исследуемого опорного горизонта. Соответствующий этому горизонту прямолинейный участок кривой ВЭЗ, параллельный оси разносов или составляющий с ней угол, близкий к 45⁰, должен быть охарактеризован не менее чем тремя точками, расположенными не более чем через 2 см на стандартном логарифмическом бланке.

Рекогносцировочные зондирования выполняются с максимально большими разносами, предусмотренными проектом работ.

3.3.4.2. Направление разносов АВ выбирается с учетом тектонических и геоморфологических особенностей района работ, условий проходимости местности и удобства производства работ.

Следует по возможности избегать пересечения проводами резко неоднородных толщ, залегающих вблизи дневной поверхности, железнодорожных рельсов, резких форм рельефа, речек, застроенных участков, трасс высоковольтных линий и т. д.

3.3.4.3. Положение точек заземлений при работе по схемам AMNBи AMN,B_? определяется по длине проводов, которые предварительно размечаются в соответствии с принятыми интервалами разносов. При работе с дипольными схемами длина разносов определяется по разбитому пикетажу. Направление линий задается с помощью угломерных инструментов, а положение заземлений – по размеченному проводу.

3.3.4.4. При устройстве заземлений, особенно при работе с большими разносами, должны быть приняты все необходимые меры для уменьшения сопротивления заземлений.

В случае неблагоприятных условий заземления в данном пункте наблюдений положение электродов может быть смещено относительно заданной точки в место, более благоприятное для устройства заземления (например, с увлажненной почвой). Когда такие смещения вызывают изменении разносов и значений r_к не более чем на 1 -2%, они не учитываются. При больших смещениях вносятся соответствующие поправки в значения разносов и коэффициента К.

При работах с установками AMNBи AMN,B_?смещение заземлений предпочтительно делать перпендикулярно линии разносов. При этом смещение заземлений до значения 0,1l_AОможет не учитываться. При дипольных зондированиях смещение точек питающих и приемных заземлений от заданного направления не должно превышать 0,02l_ABи 0,02 l_MN..

Заземления питающих линий устраиваются с помощью стальных или железных, а приемных при работе на постоянном токе – с помощью медных или латунных электродов. При работе со станциями приемные заземления устраиваются с помощью неполяризующихся электродов не должно превышать 10 мкВ/мин.

В районах, где поверхностные рыхлые отложения имеют высокое удельное сопротивление, при больших разносах рекомендуется устраивать заземления на достаточно большой глубине, где действие пород высокого удельного сопротивления (например, мерзлых пород) ослаблено.

3.3.4.5. При работах на малых разносах каждое заземление производится с помощью одного электрода. При увеличении размеров установок число электродов увеличивается. Расстояние между двумя соседними электродами должно быть более удвоенной длины заземленной части электродов. Заземление, состоящее из большого числа электродов, выполняется в виде круга, квадрата или прямой линии; в последнем случае электроды следует располагать примерно перпендикулярно направлению разносов. Длина всего заземления (расстояние между крайними электродами) или диаметр круга должны быть не более 0,1 расстояния до ближайшего измерительного или питающего заземления. При малых разносах необходимо следить, чтобы глубина погружения электрода в землю не превышала 0,1 расстояния до ближайших заземлений. Изложенные требования связаны с необходимостью соблюдения точечности заземлений, следующей из теории.

3.3.4.6. Работы по методу ЭЗ ведутся с помощью приборов типа АЭ-72, ИКС-50, ЭКС-1, АНЧ-1, АНЧ-3 или электроразведочных станций типа ЭРС, а также другой аналогичной аппаратуры. Результаты измерений записываются в полевые журналы по формам прил. 23 -25.

Зондирование с разносами 1 – 2 км производится на постоянном токе с помощью электронных компенсаторов типа АЭ-72, ЭСК-1, а в случае благоприятных условий (малое влияние индукции и емкостной утечки питающего провода) – на переменном токе с помощью аппаратуры типа АНЧ-3, АНЧ-1, ИКС-50. Электронные компенсаторы могут применяться до разносов 6 км, если отсутствуют заметный процесс становления поля, а также интенсивные блуждающие и теллурические токи. В неблагоприятных условиях зондирования с разносами более 2 км следует производить с электроразведочной станцией.

В отдельных случаях, когда использование электроразведочных станций затруднено (труднопроходимая местность) или нерационально по экономическим соображениям (при малом числе зондирований), а также в условиях геологического разреза с большим удельным сопротивлением пород (r > 10³ Ом ?м) допускается выполнение зондирований с электронными компенсаторами с разносами до 10 км. При этом должны быть приняты меры, обеспечивающие получение необходимой точности наблюдений (см. 3.3.4.20).

При выполнении зондирований с помощью электроразведочной станции измерения на малых разносах выполняются электронными компенсаторами, а также приборами ИКС, АНЧ. При переходе от измерений с приборами к измерениям с осциллографической записью необходимо иметь как минимум одну-две общие точки измерений. Использование аппаратуры типа АНЧ целесообразно в условиях промышленных помех.

3.3.4.7.При выполнении зондирования с небольшими разносами в качестве источников питания используются батареи типа 29-ГРМЦ-13, 69-ГРМЦ-6 и в отдельных случаях (в условиях геоэлектрического разреза с высоким удельным сопротивлением) – батареи серии ПМЦГ, АМЦГ и другие с напряжением 100 – 400 В.

3.3.4.8. При производстве полевых работ с электроразведочной станцией необходимо строго соблюдать правила техники безопасности (см. 3.1.3).

3.3.4.9.Перед началом работы электроразведочная станция должна быть проверена на утечку с помощью мегомметра. Сопротивление изоляции регистрирующих каналов DU относительно корпуса осциллографа должно быть не менее 5 МОм.

При хорошей изоляции проводов и сухой почве контроль утечки в методе ЭЗ по схеме AMNB производится при переходе с минимальной приемной линии на следующую и при максимальных разносах AB. При сырой погоде, влажной почве, низком качестве проводов и в других случаях, когда контрольные измерения показывают заметное влияние утечек, контроль на утечку производится на каждой приемной линии при максимальных разносах ABдля данной линии MN . При работе с дипольными установками контроль утечки в линиях производится при максимальном значении разноса DUВлияние утечки считается допустимым, если сумма разностей потенциалов, измеренных при попеременном отключении электродов A и В, не превышает 5% измеряемой разности потенциалов (наблюденной с обоими включенными заземлениями). В схема, при которых влияние утечки проверяется при отключении только одного электрода, вместо суммы берется только одна измеренная разность потенциалов. При измерении утечки выполняются требования техники безопасности. Данные при проверке на утечку фиксируются в полевом журнале, а при работе с электроразведочной станцией, кроме того, на осциллограмме. С АНЧ емкостные и индуктивные влияния питающей линии на приемную учитываются по методическим рекомендациям.

3.3.4.10. Сопротивление измерительной цепи при осциллографировании без предварительного усилителя должно обеспечивать условия работы гальванометра, близкие к критическому режиму. Режим работы гальванометра определяется по виду градуировочных импульсов.

Для улучшения отношения измеряемый сигнал/помеха в случае необходимости допускается демпфирование гальванометра.

3.3.4.11. При сильных вариациях поля теллурических токов перед началом измерений и после окончания рабочего цикла (импульсы DU и градуировочные импульсы) рекомендуется в течение 1 - 2 мин регистрировать нулевую линию, характеризующую вариации поля теллурических токов.

3.3.4.12. При работе с осциллографом фильтр RC канала DU применяется в случае высокочастотных помех, которых не удается избежать путем изменения расположения измерительной линии.

3.3.4.13. Число импульсов тока на одном разносе зависит от значения DU и сложности его измерения, а также от характера и интенсивности помех. В благоприятных условиях на малых разносах запись делают с двумя-тремя импульсами тока, а при разносах AB?1000 м число импульсов должно быть не менее пяти. При наличии помех число импульсов увеличивают; причем моменты записи DU должны быть приурочены ко времени относительного спокойствия поля теллурических токов.

При выполнении измерений на последних разносах зондирования для получения надежных результатов целесообразно иметь несколько записей, произведенных в различные интервалы времени.

3.3.4.14.Длительность импульсов тока должна быть не менее 5с и, по крайней мере, в два-три раза больше длительности переходного процесса. Скорость лентопротяжного механизма следует подобрать таким образом, чтобы импульсы DU занимали на осциллограмме участки длиной от 2 до 6 см. Продолжительность становления поля и связь его с размерами установки определяются на основании выполненных наблюдений в данном районе (или по данному профилю зондирования).

На поверхности проводящего слоя с суммарной проводимостью S, подстилаемого породами высокого удельного сопротивления, для достаточно больших размеров установок зондирования время становления поля t_C в секундах ориентировочно может быть определено по формулам:

а) для установки AMNB t_C = 2,0S l_AB;

б) для экваториальной дипольной установки t_C = 1,5SL;

в) для осевой дипольной установки t_C = 1,9SL;

Здесь величина S выражается в сименс, а L(расстояние между центрами линий AB и MN) – в метрах.

3.3.4.15. Минимально допустимое отклонение пишущего блика гальванометра устанавливается в зависимости от измеряемого значения DU , уровня и характера помех. При низком уровне помех минимально допустимое отклонение составляет 10 мм, при этом число импульсов п должно удовлетворять неравенству ), где А₀ – отклонение блика гальванометра, мм.

Во всех случаях минимально допустимое отклонение блика гальванометра должно быть обусловлено необходимостью определения DUпо осциллограмме с погрешностью не более 3%.

3.3.4.16. Градуировку каналов DU₁ , DU₂и тока I производят на всех чувствительных, на которых проводилась запись. Градуировочные импульсы должны быть различной полярности. Расхождение в разнополярных градуировочных импульсах не должно превышать 2%. Значения градуировочных импульсов должны быть близки к значениям записанных разностей потенциалов DU, но не менее 25 мм. При высоком уровне помех число градуировочных импульсов должно быть доведено до 8 – 10 и более.

3.3.4.17. Перед началом работ в том или ином районе с использованием приемных линий длиной 1,5 – 2,0 км необходимо надежно определить время максимальной интенсивности поля теллурических токов на основе круглосуточных наблюдений вариаций теллурических токов и составить распорядок рабочего дня партии таким образом, чтобы измерения на больших разносах выполнялись при минимальной интенсивности вариаций поля теллурических токов (см. 3.3.6).

3.3.4.18. Измерительная аппаратура электроразведочных станций должна проверяться и эталонироваться в соответствии с требованиями заводских технических инструкций по эксплуатации. До и после ремонта, затрагивающего узлы градуировочного устройства и токовые шунты, производится внеочередная эталонировка. Относительное расхождение результатов двух смежных эталонировок является допустимым, если оно не превышает 2%.

3.3.4.19.При работах по методу ЭЗ должны выполняться требования, изложенные в 3.8.

Во всех точках, где нарушается закономерный ход кривых, должны проверяться правильность размеров и ориентировки (при дипольных схемах) линий, браться повторные отсчеты, производиться проверки на утечку в линиях (при работе с установками AМNBи AMN, В_?), особенно при резком изменении сопротивлений заземлений.

3.3.4.20.При повторных измерениях отклонение значений r_кот их среднего арифметического не должна превышать ±5%. Абсолютная разность средних арифметических значений r_к контрольного и основного зондирования для каждого разноса не должна превышать 5%. На больших разносах при трудных условиях измерений допускается абсолютное значение относительной разности ±7%.

В случае исследования слабоконтрастных разрезов и при необходимости получить долее точно кривую r_к проводят съемку повышенной точности с абсолютным значением относительной разности наблюдений до 3%. Это достигается сгущением интервалов разносов, увеличением числа повторных измерений на одних и тех же разносах и обеспечением соответствующей силы тока.

При зондированиях, выполняемых при решении задач инженерной геологии и гидрогеологии в условиях меняющегося во времени геоэлектрического разреза, для обеспечения абсолютного значения относительной разности наблюдений до 5% контрольные измерения должны проводиться в максимально сжатые сроки. С этой целью при режимных наблюдениях гидрогеологического характера допускается проведение контрольных измерений одновременно с основными по другим приборам. Отклонение от требуемых ±5% могут составлять закономерные смещения начальных кривых, вызванные промерзанием (оттаиванием) или высыханием (увлажнением) поверстного слоя пород. Такие участки кривых, если установлены причины смещения, при оценке общей точности наблюдений могут в расчет не приниматься. См. также 3.9.

3.3.4.21. Для выяснения возможных искажений, связанных с горизонтальной неоднородностью разреза, должны быть выполнены «крестовые» зондирования в точках, равномерно расположенных по всей площади исследования, а по профилям проведено электропрофилирование. Крестовые зондирования производятся также в тех случаях, когда по характеру полученной кривой можно предполагать резкое проявление горизонтальной неоднородности. В тех точках, где получены резко различные кривые зондирования, должны быть выполнены вспомогательные наблюдения еще в одном азимуте. Зондирования у скважин, зондирования в процессе рекогносцировочных работ и в других особых случаях должны выполняться при двух взаимно перпендикулярных разносах.

Число крестовых зондирований определяется из условий не менее 3% к общему числу зондирований, включая обязательные зондирования у всех (или большинства) скважин, находящихся на исследуемой площади. Если таких скважин нет, то необходимо выполнить зондирование у скважин, расположенных поблизости от района работ в исходных геоэлектрических условиях.

В специальных случаях для установления степени и преимущественного направления горизонтальной неоднородности (например, при поисках и разведке трещинно-карстовых вод) выполняются круговые зондирования по четырем азимутам через 45⁰.

3.3.4.22. При работе с аппаратурой типа ЭСК, АЭ-72 и др. результаты наблюдений записываются в полевой журнал (прил. 23). Параллельно вычерчивается кривая зондирования на логарифмическом бланке с модулем 6,25 см (рекомендуется вниз откладывать характеристики разноса: l_AB/2или действующие расстояния , см. 3.3.4.45, вправо - r_к). До нанесения на бланк результаты измерений при данном разносе переход на следующие разносы не разрешается.

3.3.4.23. Основным первичным документом регистрации измерений при работе с электроразведочными станциями является осциллограмма, которая оформляется оператором по соответствующим формам (прил. 29).

3.3.4.24. Сотрудник партии (отряда), принимающий от операторов электроразведочных станций полевые материалы, заносит в журнал регистрации осциллограмм (прил. 30) дату выполнения измерений, номер зондирования, номера полевых журналов и номера осциллограмм. Она должна содержать сведения о качестве полевых наблюдений и пригодности осциллограмм для дальнейшей обработки.

3.3.4.25.На осциллограммах эталонировки должны быть проставлены: дата эталонировки, номер осциллографа, номер электроразведочной станции, номера и номиналы эталонировочных сопротивлений и прибора, наименование положений переключателя отводов токового шунта и положений переключателей градуировочного устройства. Эталонировочные осциллограммы должны быть подписаны оператором, проводившим эталонировку.

Промежуточные вычисления, связанные с обработкой эталлонировочных осциллограмм, выполняются непосредственно на осциллограммах. Окончательные результаты записываются в журнал эталонировки (прил. 31).

При обработке записей DUи Iиспользуются данные последней эталонировки.

3.3.4.26. При больших разносах регистрация силы тока на осциллографе. Установившееся отклонение пишущегося блика на записях Iдолжно быть не менее 25 мм. Результаты измерений и промежуточных вычислений записываются на осциллограмме. Значение силы тока для каждого импульса заносятся журнал обработки осциллограмм (прил. 32). Для контроля за силой тока I необходимо выполнять отдельные визуальные наблюдения по амперметру класса 1,0, установленному в станции в соответствии с требованиями заводской инструкции по эксплуатации.

Допустимое отклонение пишущего блика устанавливается в соответствии с требованиями, изложенными в 3.3.4.15, 3.3.4.29.

Градуировочные отклонения должны быть соизмеримы с рабочими импульсами DU, например, составлять 1/3 ширины осциллографической бумаги.

3.3.4.27. Записи DU обрабатываются в две руки различными работниками партии в полевой период. Обработка во вторую руку записей DU производится в основном только для разноса l_AB, L ?3 км после составления опорных графиков t_C – времени становления поля (по законченным профилям).

3.3.4.28. Записи DUс высокочастотным и неравномерным размывом, среднее значение которого превышает 10 % установившегося отклонения пишущего блика, считается непригодным для обработки.

3.3.4.29. Осциллограммы считаются браком:

1) при полном или частичном отсутствии данных в паспорте осциллограммы или при плохой фотообработке ее;

2) при отсутствии проверки на утечку (см. 3.3.4.9) (при зондировании с установками AМNBи AMN, В_?);

3) при колебаниях силы тока питающей цепи за время одного импульса, превышающих 2%;

4) вследствие нарушения требований, изложенных в 3.3.4.10, 3.3.4.13, 3.3.4.14, 3.3.4.16;

5)при наличии непроверенных незакономерных результатов измерений («выскоков»).

3.3.4.30. Все этапы вычислений, связанные с обработкой осциллограмм, отражаются в журналах обработки осциллограмм DU(прил. 32).

3.3.4.31.Интерпретатор партии ведет журнал r_к(прил. 33). Окончательное значение r_к, наносимое на бланк, определяется как средне арифметическое результатов обработки в первую и вторую руки.

3.3.4.32. Контроль за правильностью обработки осциллограмм осуществляется начальником (главным, старшим геофизиком) партии. Начальник (главный, старший геофизик) партии (отряда) регулярно выполняет контрольную обработку наиболее сложных записей DU.

3.3.4.33. Комиссия, принимающая полевые материалы от партии (отряд), проверяют соблюдение требований и правил настоящей инструкции, других действующих директивных документов и производит оценку качества работ.

Электроразведочные партии (отряды), выполняющие зондирования с электроразведочными станциями, наряду с другими материалами предъявляют комиссии:

1) полевые журналы операторов (журналы генераторной группы и полевых лабораторий);

2) все осциллограммы, полученные партией (отрядом);

3) журнал эталонировки;

4) журнал регистрации осциллограмм;

5) журнал обработки осциллограмм (первая и вторая рука);

6) журнал r_к;

7)журнал контрольной обработки осциллограмм;

8) профили и карты r_к (допускается представление предварительных вариантов).

Интерпретация зондирований может производиться с помощью палеток или с использованием ЭВМ.

3.3.4.34. При оценке качества работ, выполненных с электроразведочными станциями, помимо общих требований к качеству работ учитываются также: качество осциллограмм, правильность их обработки и полнота записи результатов обработки осциллограмм в журнал.

А. Вертикальное электрическое зондирование

3.3.4.35.Центры вертикальных электрических зондирований (ВЭЗ) рекомендуется располагать на прямолинейных профилях, направление которых совпадает с направлением разносов питающей и приемной линии (за исключением маршрутных съемок).

3.3.4.36. ВЭЗ выполняется с установкой AMNB. Для выбора длины разносов АВ и МNследует руководствоваться указаниями, содержащимися в 3.3.4.1 (прил. 26 - 27).

Коэффициент К_ВЭЗ и кажущееся удельное сопротивление r_к рассчитываются по формулам:

К_ВЭЗ = pl_AN l_MN /l_MN ; (15)

r_к = К_ВЭЗ DU/I, (16)

где l_ANl_AN,l_MN– соответствующие расстояния между электродами; I - сила тока, мА; DU – разность потенциалов, мВ. Если сила тока дается в сантиамперах, коэффициент К_ВЭЗ уменьшается в 10 раз, в амперах – в 1000 раз. Необходимо учитывать, что значение r_к, рассчитанные по формуле (16), при измерении на переменном токе практически совпадают со значениями r_к, измеренными на постоянном токе, лишь при значениях параметра r/ (l²_AB/2f)больше 25 – 50 мкГн/м (см. 3.3.3.15).

Наблюдения на первых двух разносах с линией l_MN/2 =0125 м указанные в прил. 26 могут быть опущены, если нет необходимости изучения удельного сопротивления или расчленения приповерхстного слоя геоэлектрического разреза.

Таблицы прил. 26 – 27 могут использоваться и при работе с установкой AMN, В_?.. В этом случае коэффициент К_ВЭЗ должен быть удвоен.

При применении других разносов AВ и МN, не указанных в упомянутых таблицах, следует придерживаться следующих правил. Точки на кривой ВЭЗ, изображенной в логарифмическом масштабе, по линии разносов должны располагаться более или менее равномерно; начальная длина разноса AВдолжна быть выбрана такой, чтобы на кривой зондирования выделялся слой с удельным сопротивлением r₁; отношение длины последующего разноса AВк длине предыдущего не должно превышать 15 – 17; отношение длины разноса l_AВ к длине l_MN должно быть не менее 3,0; максимальное отношение l_AВ к l_MN определяется наименьшим значением разности потенциалов, допустимым для измерения в каждом конкретном случае.

3.3.4.37.При переходе от одних разносов МNк другим обязательно перекрытие кривой ВЭЗ минимум в двух точках. При глубинных зондированиях, начиная с разносов AВ = 4 км, а также в случае больших расхождений в перекрытиях на меньших разносах число перекрытий следует увеличить до трех-четырех, если наблюдения с самой короткой приемной линией могут быть выполнены с достаточной точностью (см. 3.3.4.20).

3.3.4.38.Размотку проводов при выполнении ВЭЗ следует вести по предварительно провешенному профилю или направлять по прямой с помощью естественных визиров или компаса. Следует избегать отклонения от прямолинейной прокладки проводов на угол, больший 10⁰.

Измерение расстояний между заземлениями должно проводиться с погрешностью не более 1%. В тех случаях, когда расстояние между ближайшими заземлениями не превышают 3 м, погрешность измерения расстояний допускается до 3%.

При работе с большими разносами AВдля уменьшения влияния индукции приемную линию МN следует относить в сторону по перпендикуляру к направлению разносов питающей линии на расстояние, не превышающее 0,1 длины разносов питающих электродов.

3.3.4.39.Выбор аппаратуры для проведения ВЭЗ в зависимости от разносов производится в соответствии с требованиями.

3.3.4.40.Зондирования с разносами более 2 км рекомендуется производить с двумя питающими линиями AВ: малой – до 1000 м и большой – свыше 1000 м. При выполнении ВЭЗ по профилям с расстоянием между центрами зондирований, равным или меньшим половины наибольшего разноса l_AВ, рекомендуется применять конвейерный способ размотки проводов.

3.3.4.41.При выполнении ВЭЗ с разносами l_AВ<1 км связь осуществляется посредством сигнализации свистком, флажком и т. д.; на больших разносах l_AВприменяется телефонная или радиосвязь.

При использовании низкочастотной аппаратуры ИКС, АНЧ генератор рекомендуется располагать у одного из питающих заземлений или на достаточном удалении от приемной линии.

Б. Дипольные электрические зондирования: экваториальные, азимутальные и осевые

3.3.4.42. Дипольные электрические зондирования (ДЭЗ) выполняются обычно по двухсторонней схеме наблюдений, использование которой в отдельных случаях осложняется из-за условий местности.

3.3.4.43. Оси ДЭЗ (линии центров приемного и питающего диполей) рекомендуется располагать вкрест простирания опорного электрического горизонта, чтобы получить максимальные расхождения в ветвях кривых двухстороннего зондирования при больших разносах.

При двухстороннем ДЭЗ, которое выполняется двумя измерительными диполями МNи М? N? , удаляемыми от питающего диполя AВ, получают значения r_к⁺(для установки AMNB) и r_к^-(для установки АВ М? N?).

Центры двухсторонних ДЭЗ (центр линии АВ) следует располагать на прямолинейных профилях, направление которых совпадает с направлением осей зондирования. Вдоль профилей через каждые 100 м устанавливаются пикеты для определения расстояния между питающей и приемной установками (за исключением маршрутных съемок).

3.3.4.44. Размеры питающей и приемной установок выбираются в зависимости от конкретных геоэлектрических условий с таким расчетом, чтобы наблюдаемая в приемной линии разность потенциалов обеспечивала выполнение требований 3.3.4.20.

Размеры приемной установки при экваториальном зондировании должны удовлетворять условию l_MN< 0,2L, а размеры питающей установки – условию l_AВ?0,5L, где L– расстояние между центрами АВ и МN. Отклонения направления разносов питающей и приемной линии установки дипольного электрического экваториального зондирования (ДЭЗЭ) от перпендикулярного оси зондирования не должны превосходить 1,5⁰. Погрешность в измерении размеров установки не должна превышать 1%.

3.3.4.45. Действующее расстояние для ДЭЗЭ, т. е. расстояние между центром приемной установки и одним из электродов питающей установки, определяется по формуле

(17)

3.3.4.46. При выполнении ДЭЗЭ рекомендуется использовать разносы l_AВ, приведенные в прил. 26.

Размеры установки ДЭЗЭ могут быть изменены в зависимости от характера геоэлектрического разреза, условий производства измерений и конкретных особенностей местности. При этом следует руководствоваться следующими положениями: отношение последующего расстояния к предыдущему не должно превышать 1,5 – 1,7; длина участка кривой зондирования, перекрываемого при изменении разноса питающей линии, должна составлять ориентировочно 15% от действующего расстояния, соответствующего началу перекрытия.

Коэффициент дипольной экваториальной установки К_ДЭЗЭ определяется по формуле

К_{ДЭЗЭ =}

где L– разнос (расстояния между центрами установок); l_AB, l_MN– расстояние между соответствующими электродами.

Значение коэффициента К_ДЭЗЭ, вычисленные по данной формуле и приведенные в таблице (прил. 26), даются в предположении, что сила тока Iизмерена в амперах, а разность потенциалов DU – в милливольтах. Тогда кажущееся удельное сопротивление r_к рассчитывается по формуле

r_к = К_ДЭЗЭ DU/I, (19)

Для упрощения вычислений l_AB?0,6L, l_MNрекомендуется использовать номограмму (прил. 34).

3.3.4.47.Дипольное азимутальное зондирование (ДЭЗА) целесообразно выполнять на участках изучаемой площади, где перемещение приемной установки возможны только по дорогам. Для определения расстояния между питающим и приемным диполями разбивается, обычно вдоль обочины дороги, 100 – метровый пикетаж, схема которого переносится на планшет масштаба 1: 10000, 1: 25000.

Применение ДЭЗА не рекомендуется в случаях, когда удельное сопротивление пород геоэлектрического разреза резко меняется в горизонтальном направлении и когда развиты структуры с большими углами падения.

3.3.4.48.Размеры питающей и приемной установки при производстве ДЭЗА должны удовлетворять условию l_AB?0,6L, l_MN? 0,2 L. Погрешность в измерении размеров установки не должны превышать 0,5%.

Азимут питающей линии должен быть выбран с таким расчетом, чтобы угол q(угол между направлением питающей линии и направлением от центра питающей линии на центр приемной) был заключен в интервале 70 -110⁰. В зависимости от конфигурации избранного направления движения по дороге ДЭЗА может выполняться при одном или нескольких азимутах раскладки питающей установки. При переходе от одного направления питающей установки к другому необходимо выполнять измерения таким образом, чтобы участки кривой r_к,полученные с различно направленными питающими установками, перекрывались, по крайней мере, на двух соседних точках. Погрешность в определении угла qдля каждого разноса не должна превышать 2⁰.

Приемная установка MN должна быть с точностью до 2⁰ перпендикулярна направлению на центр питающей линии.

3.3.4.49.Действующее расстояние азимутальной установки определяется соотношением

(20)

где - поправочный коэффициент, определяемый по номограмме; L– разнос (прил. 36).

Коэффициент установки вычисляется по формуле

К_ДЭЗА = (21)

где l_AB, l_MN– расстояние между соответствующими электродами;

(22)

находится по номограмме (прил. 37).

В приведенном выражении для коэффициента К_ДЭЗА предполагается, что ток измеряется в амперах, а разность потенциалов – в милливольтах. Тогда кажущееся удельное сопротивление определяется формулой

r_к= К_ДЭЗА DU/I. (23)

3.3.4.50. Наблюдения с азимутальной установкой производятся по заранее составленной программе (прил. 28).

3.3.4.51. При дипольно–осевом зондировании (ДЭЗО) расстояния между центрами диполей могут быть взяты примерно такими же, как и при ДЭЗЭ. Размеры каждого из диполей должны быть не более 0,2 действующего расстояния . Допускается отклонение центра приемного диполя от линии, проходящей через питающие электроды, не более чем на 0,1 . Направление приемного диполя должно совпадать с направлением питающего с погрешностью до 2⁰.

Коэффициент К_ДЭЗО для дипольно-осевой установки определяется по формуле

К_ДЭЗО= (24)

где

(25)

остальные обозначения – как в формуле (18). Значения находятся по номограмме (прил. 35); значение К_ДЭЗО даются в предложении, что сила тока измеряется в амперах, а разность потенциалов - в милливольтах. Тогда

r_к= К_ДЭЗО DU/I.

При необходимости могут быть допущены отклонения положения центра приемной установки от линии, проходящей через питающие электроды, 0,2Lи различие между ориентировкой диполей до 20⁰. В этом случае в значения разносов и коэффициента К_ДЭЗО вносятся соответствующие поправки.

3.3.4.52. Начальные ветви кривых ДЭЗЭ и ДЭЗА рекомендуется измерять с установкой AMNB до L_AB/2= 200 ?500 м.

В случае необходимости начальные ветви кривых ДЭЗО также могут быть получены на кривой зондирования с установкой AMNB,для чего должны быть сделаны известные пересчеты.

Начальные и конечные ветви кривых, снятые с разными установками, должны иметь перекрытия, по крайней мере, в двух точках.

3.3.4.53. Связь между генераторной группой и полевыми лабораториями осуществляется по радио.

3.3.4.54.В некоторых случаях, например при гидрогеологических исследованиях и изучении карстовых областей. Применяется ВЭЗ на постоянном токе в модификации вычитания полей. Сущность модификации заключается в том, что на каждом разносе ВЭЗ производят определение DU при одной измерительной линии MNи двух одновременно работающих питающих линиях – А₁В₁ и А₂В₂. Источники тока раздельные, а направление тока в них – противоположное. Выбор разносов обработка наблюдений производятся в соответствии с методическими рекомендациями.

3.3.5. МЕТОД ВЫЗВАННОЙ ПОЛЯРИЗАЦИИ (прил. 38 – 45)

3.3.5.1. Метод вызванной поляризации (ВП) основан на изучении вторичных электрических полей, возникающих в горных породах под действием электрического тока и имеющих электрохимическое происхождение, связанное с процессами на контакте твердого вещества и внутрипоровой влаги. Процессы ВП наиболее интенсивны на контакте внутрипорового электролита с минералами, обладающими высокой электронной или дырочной проводимостью. К таким минералам относятся большинство сульфидов, некоторые окислы, графит. Процессы ВП на контакте электролита с минералами низкой удельной электропроводности имеют электрокинетический характер, их интенсивность в значительной степени зависит от состава и концентрации электролита и от структуры пор.

3.3.5.2. Метод ВП может применяться на всех стадиях геологоразведочного процесса – от изучения геологического строения районов с целью оценки их рудоперспективности, выявление площадей и участков, перспективных на нахождение месторождений, поисков месторождений полезных ископаемых до получения данных о морфологии и элементах залегания рудных тел и оценки их промышленной значимости, изучение флангов и глубоких горизонтов эксплуатируемых месторождений, уточнения контуров рудных тел.

Месторождения полезных ископаемых могут выявляться методом ВП как за счет присутствия в них промышленно важных минералов, так и за счет влияния сопутствующих непромышленных минералов. Метод может применяться при поисках отдельных типов железорудных, марганцевых, ванадиевых, медно-никелевых, кобальтовых, висмутовых, медных, полиметаллических, золоторудных, молибденовых, вольфрамовых, оловорудных, сурьмяных, ртутных, урановых, угольных, нефтяных и других месторождений.

Метод ВП может применяться также для решения гидрогеологических и инженерных задач, например для определения уровня грунтовых вод, литологического расчесления разреза песчано-глинистых отложений, количественной оценки засоленности пород зоны аэрации и степени минерализации подземных вод.

3.3.5.3. Работы по методу ВП могут быть площадными и профильными. При площадных съемках сеть наблюдений зависит от масштаба геологосъемочных и поисковых работ (от 1: 200000 до 1:5000 и крупнее), в соответствии со стадийностью проводимых работ.

Профильные измерения по методу ВП проводятся обычно для целей рекогносцировки, а также при детализационных работах и проверке аномалий, выявленных другими методами.

3.3.5.4.Метод ВП применяется с использованием импульсов постоянного тока или переменного тока. При измерениях на постоянном токе параметром ВП служит кажущаяся поляризуемость h_к- отношение разности потенциалов, измеренной через определенное время после выключения тока, DU_ВПк разности потенциалов, измеренной во время пропускания тока, DU_пр, выраженное в процентах:

F(w) ₌ ( DU_ВП/DU_пр)?100. (26)

При измерениях на переменном токе эффект ВП выражается или через параметр j_ВП, названный фазовым сдвигом ВП и определяемый через сдвиг фазы напряжения на приемных электродах относительно фазы тока в питающей линии, или через кажущийся коэффициент частотной дисперсии К_Д, определяемый по уменьшению напряжения на приемных электродах при увеличении частоты тока.

При работах обязательно получение данных о кажущемся удельном сопротивлении r_к, вычисляемом по формуле

r_к = К DU_пр/I, (27)

где I - сила тока в питающей линии; К – геометрический коэффициент установки; DU_пр– напряжение на приемных электродах в фиксированный момент пропускания постоянного тока или на низкой частоте переменного тока.

3.3.5.5.Наиболее полная информация об исследуемых объектах в методе ВП может быть получена при изучении переходных или частотных характеристик. Под переходной характеристикой напряжения ВП (или поляризуемости h_к) F(t_П) подразумевается их зависимость от времени после включения постоянного тока t_П. Под частотной характеристикой F(w) подразумевается зависимость вещественной Re F (w) и мнимой Iт F(w) компонент напряженности ВП или его модуля c F(w)? и аргумента arg F(w) от угловой wчастоты (w = 2pf). При анализе переходных характеристик на ряду с поляризуемостью h_к вводится понятие дифференциальной кажущейся поляризуемости Dh_к, производной от h_кпо десятичному логарифму времени, и временного параметра t_м– абсциссы точки максимума функции Dh_к. Для ионопроводящих пород значение t_м располагается в диапазоне тысячных – десятых долей секунды, для вкрапленных руд – десятков – сотен секунд и для прожилковых и сплошных руд – тысяч секунд.

Аналогичной информативностью обладает частотная характеристика фазового сдвиг (аргумента) напряжения ВП, например, отдельные максимумы фазовой характеристики, располагаются в диапазоне сотен – десятков герц для безрудных и ионопроводящих пород, а при наличии прожилковых и сплошных руд – в пределах тысячных и десятитысячных долей герца. Различия в значениях временных (частотных) характеристик (параметров) для различных типов руд и пород используются для разбраковки аномалий ВП и определения их геологической породы.

3.3.5.6.Все параметры, применяемые в методе ВП на постоянном и переменном токе, имеют между собой строгую взаимосвязь, отраженную в прил. 38. Из приложения видно, что при соблюдении условия t_П w= (t_П – в секундах, w- в радианах в секунду) из равенства переходной характеристики напряжения ВП на постоянном токе F(t_П) и вещественной составляющей напряжения ВП на переменном токе Re F (w) вытекает, что значению j_ВПв 1⁰ соответствует значение дифференциальной кажущейся поляризуемости Dh_к, равное 3%.

3.3.5.7. С целью повышения производительности работ измерения в методе ВП осуществляются на дискретных временах и частотах, определяемых общим понятием «режим измерений».

1. В практике работ по методу ВП на постоянном токе применяют три режима:

а) одиночный прямоугольный импульс тока;

б) однополярные периодические прямоугольные импульсы тока;

в) разнополярные периодические прямоугольные импульсы тока.

Первый режим применяется как для рядовых измерений, так и при изучении переходных характеристик ВП в широком интервале времени, когда длительность импульсов последовательно возрастает, Второй и третий режимы применяются при массовых полевых наблюдениях. Рабочий интервал относительно переходной характеристики располагается от t_С до t₃ + t_С,где t₃ - длительность импульса тока, t_С - время отсчета напряжения ВП относительно момента выключения тока. Выбор рабочего интервала времени производится с учетом значения временного параметра t_М для интересующихся объектов (см. 3.3.5.5). Аналогичным образом с учетом значения частотного параметра выбирается рабочая частота (или интервал частот) при работах методом ВП на переменном токе.

2. В методе ВП на переменном токе применяются два режима работы. Первый режим состоит в измерении полных частотных характеристик в диапазоне, обеспечиваемом техническими возможностями конкретного вида аппаратуры. Работа в этом режиме проводится при детализационных исследованиях, а также для оценки индукционных влияний. Второй режим – одночастотные или дифференциальные двухчастотные измерения на оптимальных рабочих частотах. Работа во втором режиме производится при площадных съемках.

Результаты наблюдений записываются в журналы (прил. 40 – 45).

3.3.5.8.При работах методом ВП могут быть использованы все модификации, применяемые при электропрофилировании и электрическом зондировании (см. 3.3.3 и 3.3.4), а также ортогональные установки с взаимно перпендикулярным расположением приемных и питающих линий.

При поисковых работах методом ВП на постоянном токе и достаточно большой силе тока в питающей линии следует применять электропрофилирование в модификации градиента (ВП-СГ) с неподвижными питающими электродами. Профили наблюдений прокладываются параллельно питающей линии, ориентированной вкрест простирания искомых объектов. Разносы приемных электродов должны быть не больше горизонтальной мощности искомых объектов по линии профиля. Вместе с тем они должны обеспечивать минимальный возможный уровень сигнала, который может быть измерен с данной аппаратурой и при данных условиях. Шаг наблюдений во всех случаях не должен превышать горизонтальных размеров искомых объектов по линии профиля. В случае двухслойной среды для получения аномалии от объекта, верхняя кромка которого залегает на глубине h₂, l_AO при съемке в модификации градиента определяется по формуле

l_AO ?5 (28)

при h₂>d₁, где d₁ и r₁– соответственно мощность и удельное сопротивление верхнего слоя; r₂– удельное сопротивление нижнего слоя.

Измерения по центральному профилю могут проводиться в средней части питающей линии (длина рабочего участка l_AB/2), а также по всей его длине с выходом за питающие электроды. Измерения могут проводиться также по профилям, параллельным центральному, расположенными от него не более чем на l_AB/4 (как правило, длина рабочего участка l_AB/2).

При поисках и прослеживании крутопадающих пластообразных и жильных тел используются модификации дипольного или комбинированного электропрофилирования. Оценка оптимальных разносов, например, для установки ВП-КЭП может быть проведена по формуле

l_AО = 2 (29)

при h₂?d₁. Остальные обозначения, как в (28).

Требования к удаленному электроду при работах по модификации ВП-КЭП такие же, как в методе комбинированного электропрофилирования (см. 3.3.3).

При измерениях на переменном токе в открытых районах рекомендуется в качестве основной использовать модификацию градиента с неподвижными питающими линиями. Разнос питающих электродов, расстояние от питающей линии до точки измерения и расположение проводов линии АВ должны быть такими, чтобы обеспечить отсутствие индукционных влияний на сдвиг фазы и в пункте наблюдений на данной рабочей частоте. В закрытых районах следует применять модификацию с ортогональным расположением питающей и приемной линий. Длина питающей линии выбирается так же, как и при электропрофилировании в модификации градиента. Профили для измерений располагаются как внутри питающей линии, так и за ее пределами. Длина профилей не менее длины питающей линии.

В горно-таежных условиях при работе на постоянном и переменном токе целесообразно применять модификацию дипольного электропрофилирования (ВП-ДЭП).

При проведении работ в условиях мощного чехла рыхлых образований низкого удельного сопротивления или при поисковых работах на нефть и газ следует применять ортогональные установки. Работа с ортогональными установками допускается как в площадном варианте с неподвижной питающей линией, так и в варианте профильно-площадных измерений с закрепленным разносом между питающей и приемной линиями.

3.3.5.9.Для изучения горизонтально залегающих пластообразных тел и определения глубины залегания искомых объектов используются модификации электрического зондирования (ВП-ЭЗ) (см. 3.3.4).

3.3.5.10. Детализация выявленных аномалий ВП проводится для: а) уточнения местоположения поляризующихся объектов, их формы и размеров; б) определения элементов их залегания; в) выяснения геологической природы аномалий.

При измерениях в модификации градиента протяженность крупных тел оценивается по воспроизведению формы графиков на соседних профилях при последовательных перестановках питающих электродов и питающей линии.

Если тело расположено в средней части линии АВ, то его горизонтальный размер определяется как расстояние между точками перегиба графиков h_кили j_ВП.

В первом приближении для тел различной формы их горизонтальный размер равен ширине аномалии.

Примерная глубина кровли тел любой формы оценивается по форме графикаh_к (или j_ВПк), полученного при расположении питающего электрода над телом (модификация точечного зондирования ВП-ТЗ). Глубина кровли будет равна расстоянию от питающего электрода до места на линии наблюдений, соответствующего перегибу графика h_к(или j_ВП).

Определение направления падения тел и их протяженности на глубину может быть проведено модификациями ВП-СГ или ВП-ТЗ. Если тело находится посредине линии АВ, то на графике h_к (или j_ВП) более пологая ветвь расположена со стороны падения тела, а более крутая – возле его «головы» (верхней части), причем за нею может наблюдаться минимум h_к (или j_ВП) вплоть до перемены знака измеряемых величин. При малой протяженности тела на глубину минимумы отмечаются с обеих сторон. Если питающий электрод расположен над телом, то менее интенсивный, но более широкий максимум находится со стороны падения тела. Указанием на большую протяженность тела на глубину служит существенное превышение ширины аномалии по отношению к аномалии, полученной при расположении тела посредине линии АВ.

Для выяснения геологической природы аномалий проводится изучение временных или частотных характеристик на отдельных точках в пределах аномалий, изучаются нелинейные характеристики поля ВП и проводятся наблюдения комплексом геохимических и геофизических методов. Методы, включаемые в комплекс, зависят от вида полезного ископаемого.

3.3.5.11. Проектирование работ по методу ВП ведется в соответствии с требованиями настоящей инструкции (разд. 2).

Дополнительно к требованиям этого раздела в проекте работ по методу ВП должны быть рассмотрены:

а) сведения о распределении электронно-проводящих минералов в рудных телах и вмещающих породах, о наличии в районе работ пиритизированных, пирротинизированных, графитизированных и других пород, содержащих электронно-проводящие минералы, и об их генетической и пространственной связи с промышленным оруденением;

б) сведения о поляризуемости руд и вмещающих пород, полученные при измерениях на штуфных образцах с помощью лабораторных установок или в результате скважинных работ (каротаж ВП) (см. 3.4.5);

в) условия проведения и результаты ранее выполненных работ по методу ВП;

г) уровень и характер электрических помех в районе работ;

д) требования к параметрам генераторной группы, зависящие от разносов электродов, удельного сопротивления пород, уровня и характера помех;

е) результаты опытных исследований по выбору вида приемной установки, ее размеров и оптимального временного режима измерений;

ж) сведения об уровне электродинамических эффектов, связанных с индуктивным взаимодействием питающей и приемной линий для выбранных установок при измерениях на переменном токе.

3.3.5.12.При проведении работ методом ВП используется аппаратура, различающаяся по своей мощности, способу возбуждения поляризующего поля, изучаемым характеристикам, транспортабельности, помехоустойчивости, - типа ВП-62, ВПС-63, ВПП-70, ИНФАЗ-ВП, ВПФ, СВП-74, ЭВП-203 и др. Каждая станция должна быть опробована на специально выбранном эталонном профиле-полигоне, включая участки типичных нормальных и аномальных полей поляризуемости.

3.3.5.13.Источник поляризующего тока должен обеспечить силу тока в питающей линии

I= (30)

где I - сила тока, А; U_П– уровень помех, В (в рабочем интервале частот или при выбранном временном режиме измерений); К – коэффициент установки, м; r_к– кажущееся удельное сопротивление, Ом?м; h_к - кажущаяся поляризуемость, отн. Ед.

Постоянство силы поляризующего тока во время измерений должно быть обеспечено с погрешностью не более 3%.

Сопротивление изоляции силовых цепей в генераторной группе должно быть не менее 10 МОм.

3.3.5.14.Измерительная аппаратура должна иметь входное сопротивление не менее 1 МОм обеспечивать возможность измерения напряжения на приемных электродах на всех пределах с относительной приведенной погрешностью не более 2,5%. Аппаратура для метода ВП на постоянном токе должна иметь компенсаторы, с помощью которых обеспечивается компенсация естественной разности потенциалов между приемными электродами в пределах до ±200 мВ.

3.3.5.15. В качестве приемных электродов должны использоваться неполяризующиеся электроды с собственной поляризацией не более 2 мВ; скорость ее изменения не должна быть достаточно малой, чтобы обеспечить измерения разности потенциалов ВП с указанной в 3.3.5.14 точностью. Правила подготовки электродов к работе и ухода за ними те же, что и для метода естественного электрического поля (см. 3.3.1).

При измерениях на переменном токе на частотах 0,3 Гц и выше допустимо использование металлических электродов.

3.3.5.16.В питающей линии необходимо использовать провода с низким электрическим сопротивлением токонесущих жил и высоким сопротивлением изоляции (типа ГПМП или ГПСМП). Сопротивление изоляции провода питающей линии погонной длиной 1 км должно быть не менее 1 МОм.

3.3.5.17. В приемной линии следует использовать легкие многожильные провода с прочной изоляцией, имеющей высокое сопротивление (типа ГСП-0,5). Сопротивление изоляции приемной линии должно быть не менее 10 МОм.

3.3.5.18.Начальник партии (отряда) или старший геофизик совместно с оператором до начала полевых работ должен ознакомиться с участком, наметить места размещения генераторной и приемной установок и пути подъезда или подхода к ним, определить места размещения питающих заземлений, а также оценить характер и уровень возможных помех. Основные требования к организации работ изложены в разд. 2.

3.3.5.19.Работа на участке начинается с монтажа питающей линии и устройства питающих заземлений. Низкое переходное сопротивление заземлений обеспечивается использованием металлических штыревых электродов, труб, листов, а также устройством заземлений в сырых местах или поливкой грунта подсоленной водой. Для обеспечения стабильности поляризующего тока его плотность в расчете на единицу поверхности заземлителя не должна превышать 1 мА/см². Допускается смещать питающие заземления по профилю или в сторону на более благоприятные для заземления места. Положение питающих заземлений А и В фиксируется в полевом журнале и учитывается при вычислении r_к.

3.3.5.20. На профиле наблюдений подготавливаются приемные линии и лунки для последующей установки неполяризующихся электродов (при сухом грунте лунки под электроды заранее поливают водой).

3.3.5.21.Оператор измерительной установки (ИУ) производит все необходимые соединения блоков аппаратуры, и проверяют ее в соответствии с требованиями инструкции по эксплуатации.

Оператор генераторной установки (ИУ) проверяет готовность установки и состояние питающей линии. Включение тока в питающей линии проводится по команде оператора ИУ, который начинает производство наблюдений.

При работе методом ВП с измерением j_ВПнаблюдения начинаются с определения фазового сдвига в питающей линии.

3.3.5.22.Данные измерений на точке фиксируются в полевом журнале установленной формы (прил. 40 – 45) или на осциллографной ленте, после чего оператор ИУ дает указания бригаде о переходе на следующую точку наблюдений.

3.3.5.23.При производстве работ в условиях сильных помех для получения более достоверных данных могут быть использованы следующие приемы:

а) проведение измерений на переменном токе;

б) проведение измерений в интервалах времени, когда интенсивность помех минимальна (суточные минимумы активности теллурических токов, выходные дни рудников) и т. д.;

в) увеличение силы поляризующего тока;

г) проведение многократных наблюдений (накопление);

д) уменьшение времени зарядки (изменение частоты);

е) осциллографическая запись измеряемых величин.

Необходимо отметить, что использование рекомендаций пункта «д» должно проводиться с учетом временных (частотных) параметров исследуемых объектов.

3.3.5.24.При измерениях оператор ИУ должен оценивать влияние электродинамических (индукционных) эффектов на результаты измерений. Признаками появления чрезмерно больших электродинамических (индукционных) эффектов являются смена знака напряжения ВП на ранних временах переходной характеристики, положительные значения j_ВПили, при измерениях амплитуды, рост с увеличением частоты.

3.3.5.25.Правильность наблюдений в методе ВП и высокая их точность обеспечиваются надлежащей подготовкой и квалификацией персонала, исправным состоянием аппаратуры, строгим соблюдением правил техники полевых измерений, систематическим контролем за работой со стороны начальника партии (отряда), старшего геофизика.

3.3.5.26. Точность наблюдений проверяется путем повторных и контрольных измерений.

Повторные измерения (без изменения режимов и перестановки электродов) проводятся систематически через 10 точек в спокойном поле, через 5 – в аномальном, а также на точках, измеренных в условиях сильных помех или не согласующихся с общим ходом измеряемых величин.

Контрольные измерения проводятся при иной силе поляризующего тока или спустя некоторое время после первых измерений (на следующий день или позже). Общий объем контрольных измерений должен составлять не менее 5%, в условиях сильных помех он может достигать 20-30%.

3.3.5.27. Точность измерений на отдельной точке оценивается по относительной погрешности, %,

(31)

где d- относительная погрешность; х_i– измеренное значение наблюдаемой величины; х_СР – среднее арифметическое измеренных значений; п – число измерений на точке.

Средняя относительная погрешность съемки на участке работ вычисляется как среднее арифметическое из погрешностей измерений на отдельных точках. При нормальных условиях наблюдений в ВП на постоянном токе средняя относительная погрешность не должна превышать 5% для измерений кажущейся поляризуемости h_к и 2,5% - для кажущегося удельного сопротивления r_к, что соответствует погрешностям 10% по h_ки 5% по r_к при вычислении по формуле, приведенной в ранее действовавшей инструкции. Первую оценку точности делают в процессе полевых работ.

На переменном токе, в фазовой модификации метода ВП мерой точности является абсолютная погрешность – средняя арифметическая разность основных и контрольных наблюдений, В нормальных условиях наблюдений средняя абсолютная погрешность измерений не должна превышать 0,15⁰. Работа в нормальных условиях предполагает отсутствие существенных помех (см. 3.3.5.23).

При проведении измерений ВП над рудными объектами, обладающими высокой электрохимической активностью, иногда может наблюдаться плохая воспроизводимость повторных измерений, выполненных сразу же после основных измерений, при иной силе поляризующего тока, что вызвано динамикой электрохимических процессов, обусловливающих в конечном итоге значение DU_ВП. В этих условиях повторные измерения следует проводить только на следующий день или позже и качество работ оценивать по совпадению общей конфигурации графиков.

3.3.5.28.При многократных измерениях h_к в условиях сильных помех допускается брать в расчет группу измерений (не менее 60% от их общего числа), удовлетворяющую требуемой точности, и по ней вычислять средние арифметические значения измеренных величин.

3.3.5.29.В исключительных случаях, когда требуемая в 3.3.5.27 точность h_кне может быть достигнута, но получаемые результаты могут все же быть использованы для решения геологической задачи, допускается проведение работ с удвоенной погрешностью измерений, т. е. 10%. Качество работ при этом оценивается по подобию графиков DU. Проведение таких работ должно быть заранее обосновано и утверждено при проектировании.

3.3.5.30. Основным первичным документом при работе по методу ВП является полевой журнал, а при работе с осциллографической записью, кроме того, осциллографные ленты.

Форма записи в журнале зависит от типа измерительной аппаратуры и должна соответствовать форме, рекомендованной инструкцией по эксплуатации аппаратуры, и способу последующей обработки данных. При ручной обработке данных она должна соответствовать форме, рекомендованной инструкцией по эксплуатации аппаратуры. При обработке на ЭВМ форма записи в журнале определяется инструкцией по эксплуатации соответствующей автоматизированной системы.

В полевой журнал вносят: дату, наименование участка, сеть съемки, схему установки, длину разносов, взаимное расположение питающей и приемной линий, положение питающих и приемных электродов, сведения о режиме измерений.

В процессе наблюдений в журнал вносят: напряжение и силу поляризующего тока, разность потенциалов на приемных электродах во время пропускания тока и через определенное время после его выключения (при осциллографической записи в журнале фиксируется чувствительность приемной аппаратуры). При измерениях с длительными зарядками для обеспечения контроля за качеством измерений в журнале записывают значение остаточного напряжения на приемных электродах через 15 с, 30 с, 1 мин и т. д. после выключения поляризующего тока. При фазовых измерениях в журнале регистрируются отсчеты по фазометру. В графу «Примечание вписывают данные о неисправностях во время работ, повторности измерений, уровне и характере помех, изменении погоды, список нестандартных обозначений.

3.3.5.31.Графики значений h_к, j_ВП, r_к, полученных с установками профилирования, вычерчиваются на миллиметровой бумаге с указанием названия партии (отряда), участка работ, установки, разносов, режима измерений, номеров журналов и лент, горизонтального и вертикального масштабов, условных обозначений. Если работы ведутся в модификации градиента, то указываются положения питающих заземлений и соответствующие этим положения питающих заземлений и соответствующие этим положениям части графиков.

На графики наносятся результаты повторных и контрольных измерений.

Горизонтальный масштаб берется в соответствии с масштабом съемки или крупнее. Переход на более крупный масштаб обязателен, если расстояние между точками наблюдений на графиках менее 2 мм.

Вертикальный масштаб графиков должен обеспечивать наглядное представление о величине и форме аномалий. В качестве стандартных вертикальных масштабов рекомендуется: для h_к в 1 см – 1; 5%, для j_ВП– 0,5; 1; 2⁰, для r_к– 50, 100, 200, 500, 1000 и 2000 Ом ?м.

Отдельные части графиков, масштаб которых оказался слишком мелким или крупным, повторяют дополнительно в более удобном масштабе, Графики подписываются оператором и вычислителем.

3.3.5.32.Графики величин, полученных при работе в модификации зондирования, вычерчиваются на стандартных логарифмических бланках. В верхней части бланка указываются участок работ, наименование партии (отряда), местоположение и номер зондирования, режим измерений, номер журнала, а также условные обозначения. Бланк подписывается оператором и вычислителем. В конце и начале графиков надписывают значения полученных величин h_к, r_ки др.

При зондировании вблизи буровой скважины на бланке вычерчивают геологическую колонку. Результаты интерпретации ВП-ВЭЗ также указывают на бланке.

Графики величин, полученных при изучении временных характеристик h_к, вычерчиваются на полулогарифмических бланках, а при изучении фазовых частотных характеристик – на двойном логарифмическом бланке.

Полевая обработка материалов должна проводиться повседневно.

3.3.5.33.В задачу камеральных работ входит окончательная обработка полевых материалов, их интерпретация и составление отчета. При камеральной обработке производятся выборочная проверка вычислений и правильности обработки осциллограмм, проверка оценки точности наблюдений по участкам и видам работ, определение временных и частотных параметров изучаемых объектов, вычерчивание необходимых графических приложений к отчету.

В результате камеральной обработки должны быть представлены следующие материалы:

а) обзорная карта района работ с расположением участков;

б) геологическая карта, на которой указывается расположение профилей, точек зондирования, точек изучения временных (частотных) характеристик. На карту наносят контуры аномалий ВП и наиболее существенных аномалий других методов, необходимых для оценки природы и перспективности аномалий ВП;

в) свободные планы графиков h_к, r_к, j_ВП.

Представление результатов площадных съемок только в виде планов изолиний недопустимо; если работы на участке выполнялись в различных временных режимах, для построения сводных графиков необходимо провести пересчет на единый временной режим (прил. 39);

г) альбомы графиков зондирования с результатами интерпретации;

д) альбомы графиков временных (частотных) характеристик;

е) планы и разрезы с результатами геологической интерпретации данных метода ВП (положение, размеры аномальных объектов, глубина их залегания, падение, протяженность на глубину).

3.3.5.34. В процессе камеральной обработки на основании рассмотрения материалов метода ВП в сопоставлении с геологическими, геохимическими геофизическими данными делаются заключения о природе аномалий ВП, выявляются перспективные аномалии и участки, даются рекомендации по детализации выявленных аномалий и намечаются места заложения горных выработок и буровых скважин. Во всех случаях, когда это, возможно, производится количественная интерпретация результатов, вплоть до прогнозного подсчета запасов.

Качественная и количественная интерпретация полученных данных ведется способами, изложенными в методической литературе.

Окончательным документом по проведенным работам является отчет, составляемый в соответствии с требованиями разд. 4.

3.3.6. МАГНИТОТЕЛЛУРИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ (прил. 26 – 59)

3.3.6.1.Магнитотеллурические методы электроразведки включают: метод магнитотеллурических (МТЗ) и магнитовариационных (МВЗ) зондирований, метод магнитотеллурического профилирования (МТП), метод теллурических токов (ТТ), метод магнитовариационного профилирования (МВП), метод комбинированного магнитотеллурического профилирования (КМТП) и метод комбинированного магнитотеллурического зондирования (КМТЗ), основанные на изучении вариаций естественного электромагнитного поля Земли.

Применение этих методов в том или ином сочетании между собой или с другими методами электроразведки зависит от решаемых геологических задач и особенностей геоэлектрического разреза изучаемого региона.

3.3.6.2.Магнитотеллурические и магнитовариационные зондирования являются разновидностью частотных электромагнитных зондирований (в данном случае с естественным источником поля). При выполнении МТЗ –МВЗ регистрируют вариации двух горизонтальных составляющих теллурического поля Е и двух (МТЗ) или трех (МТЗ – МВЗ) составляющих магнитного поля Н с периодом от долей секунд до десятков минут. Для исследования удельной электропроводимости глубоких слоев земли изучаются часовые и суточные вариации магнитотеллурического поля.

3.3.6.3.Метод МТЗ – МВЗ применяются для изучения характера геоэлектрического разреза, выделения комплексов пород различного удельного сопротивления и картирования рельефа опорных геоэлектрических горизонтов (поверхности основания высокого удельного или непосредственно перекрывающей его толщи пород высокого сопротивления и кровли пород низкого удельного сопротивления в осадочном чехле), положения геоэлектрических слоев в земной коре и в верхней мантии Земли. Данные МТЗ – МВЗ служат в качестве опорных наблюдений при обследованиях методами МТП, КМТП и ТТ.

3.3.6.4.При работе с аналогичной аппаратурой типа МТЛ-71 метод МТЗ – МВЗ имеет наибольшую геологическую и экономическую эффективность при региональных исследованиях в масштабе 1: 1000000 и крупнее. Цифровой электроразведочный комплекс (полевая регистрация с аппаратурой типа ЦЭС-1 и -2 и последующая обработка магнитограмм на ЭВМ) позволяет выполнять методом МТЗ – МВЗ как региональные, так и поисковые (детализационные) площадные работы масштабов 1: 1500000 – 1: 100000.

3.3.6.5. Полевые наблюдения по методике МТЗ – МВЗ выполняют с помощью аналоговой магнитотеллурической лаборатории МТЛ-71, цифровой электроразведочной станции ЦЭС-1, -2.

3.3.6.6.При проведении работ с аналоговой аппаратурой руководствуются инструкциями по эксплуатации (см. 3.1.3). При работе со станцией МТЛ71 ежемесячно выполняют эталонировку градуировочного устройства и магнитометров (относительное расхождение результатов двух смежных эталонировок не должно превышать 3%). Результаты эталонировки заносятся в журнал (прил. 46).

3.3.6.7.При проведении работ с цифровой аппаратурой руководствуются «Техническим описанием ЦЭС-1 (или ЦЭС-2)» и «Инструкцией по эксплуатации цифровой электроразведочной станции ЦЭС-1 (или ЦЭС-2)», прилагаемыми к аппаратуре. В соответствии с техническим описанием и инструкцией к ЦЭС-1 (или -2) необходимо ежемесячно проводить эталонировку градуировочных устройств, контроль идентичности измерительных каналов и строго соблюдать все требования инструкции по эксплуатации (см. 3.1.3). Длительность регламентных записей и профилактики не превышает 3 приборо-смен в месяц.

3.3.6.8.При регистрации магнитотеллурических вариаций применяют прямоугольные приемные установки, состоящие из двух заземленных линий Е_х, Е_у, двух магнитометров Е_х, Е_у и магнитометра Е_z.

Приемные линии Е_х и Е_у выкладываются в виде буквы Г вдоль взаимно перпендикулярных осей х и у. Угол между осью х и широтным направлением не должен превышать 45⁰. В районах с устойчивой линейной поляризацией поля одну из осей ориентируют по направлению оси поляризации, Можно использовать Т-образную или крестообразную установки. Крестообразная установка имеет преимущества в сильно заселенной, заболоченной местности из-за меньшей вероятности ошибок в длине и азимуте приемных линий. Точность раскладки проводов по заданному направлению ±3%, что достигается размоткой их по заранее намеченным ориентирам. В густом кустарнике предварительно прорубают визирную линию. Длину приемных линий определяют по меткам на проводах (положение меток ежемесячно проверяют). В районах с интенсивными магнитотеллурическими вариациями, но со сравнительно однородными поверхностными геоэлектрическими условиями оптимальная длина линии установки не должна превышать 0,3 – 0,5 км. В районах с низким уровнем магнитотеллурического поля, с неоднородными поверхностными условиями, например с островной многолетней мерзлотой, длина приемной установки может достигать 0,8 – 1 км. Приемные линии заземляют чаще всего с помощью неполяризующихся электродов (летом) или металлических штыревых электродов (зимой).

Магнитометры для регистрации вариаций Н_х, Н_у, Н_zустанавливают в неглубоких ямах на устойчивых твердых основаниях, на расстоянии между ними не менее 3 м и ориентируют при помощи съемочной буссоли с погрешностью до ±0,5⁰. Азимут магнитометра для измерения Н_х должен совпадать с азимутом оси х, азимут магнитометра для измерения Н_у – с азимутом оси у. Полярность магнитометра определяют по указателям полярности: стрелка «у» магнитометра для измерения Н_х должна быть направлена в сторону плюсового заземления линии Е_у, а стрелка «х» магнитометра для измерения Н_у – в сторону плюсового заземления линии Е_х . После установки магнитометров в необходимом азимуте буссоль снимают. Яма делается такой глубины, чтобы в ней можно было установить магнитометр и закрыть яму щитами и клеенкой, которые не должны касаться корпуса магнитометра, После окончания работ ямы засыпают ранее вырытой землей и закладывают ранее снятым дерном (прил. 5).

3.3.6.9.Чувствительность регистрируемых каналов и скорость движения фотобумаги (при работе на станциях типа МТЛ-71) подбирают таким образом, чтобы средняя амплитуда вариаций и их периоды соответствовали на фотобумаге расстояниям примерно 20 – 40 мм. Такому требованию обычно отвечает регистрация короткопериодных вариаций (Т = 10?60 с) на высоких чувствительностях каналов при скорости движения бумаги 0,2 – 0,5 см/с. Вариации с периодами в сотни и тысячи секунд регистрируются на грубой чувствительности каналов при скорости движения бумаги 0,5 – 1,0 см/мин. Каналы градуируют в начале и конце записи в последовательности: Е_х, Е_у, Н_х, Н_у, Н_z. Градуировочные импульсы должны иметь на осциллограмме амплитуду примерно 30 – 50 мм, длину 2 – 3 см, скорость записи осциллограммы. Число градуировочных импульсов не менее четырех (по два импульса разной полярности). При сложном поле число градуировочных импульсов следует увеличивать. По микроамперметру пульта управления контролируется сила тока в цепи градуировочного устройства (0,5 мА).

Изменение пределов измерений (смена чувствительности каналов) отмечается кратковременным выключением осветителя; до и после изменения пределов измерений каналы градуируют. При зашкаливании одного из бликов его возвращают на фотобумагу с помощью компенсатора постоянного электрического напряжения.

Средняя длительность одной записи при работах МТЗ составляет: в дневное время, когда регистрируются короткопериодные колебания с периодом до 60 – 100 с, - 2 ч; в ночное время, когда регистрируются длиннопериодные колебания с периодом более 100 с, - 6 – 8 ч. В зависимости от суммарной продольной проводимости изучаемого разреза общая длительность регистрации вариаций с использованием аналоговой аппаратуры колеблется от 1 до 6 – 7 сут.

Длительность регистрации с цифровой станцией в среднем не превышает 24 ч, а в сложных геологических условиях – 72 ч, без учета дней с отсутствием вариаций. В сложных геологических условиях (складчатые области с большой мощностью осадочного чехла, горные районы со слабыми вариациями поля и др.) общая длительность регистрации вариаций может быть увеличена в 1,5 раза, В этом случае низкочастотного МТЗ проводится 2 – 4, среднечастотного – 4, высокочастотного – 4 записи.

Запись характеристик магнитотеллурического поля на каждом пункте МТЗ должна содержать его вариации с периодами, равномерно заполняющими интервал от нескольких секунд до нескольких сотен или тысяч секунд в зависимости от удельной электропроводности изучаемого разреза. Для аналоговых станций каждому периоду должно соответствовать не менее 8 – 10 групп квазисинусоидальных импульсов, характеризуемых различной поляризацией поля. В районах с горизонтально-неоднородным разрезом наблюдения в полевых пунктах по методике МТЗ-МВЗ выполняются синхронно с наблюдениями в базисном (эталонном) пункте с целью изучения пространственного распределения составляющих поля, необходимого для качественной интерпретации результатов наблюдений и количественного снятия искажений кривых зондирования с помощью нормирования импеданса на внутреннее магнитное поле.

3.3.6.10.При выполнении МТП регистрируют вариации горизонтальных составляющих теллурического Е и магнитного Н полей с периодом от 10 – 15 до 60 – 80 с, относящиеся S_ИНТ(главному или расширенному интервалу МТП) или h_ИНТ.

Метод МТП применяют для изучения рельефа поверхности опорного геоэлектрического горизонта высокого удельного сопротивления (кристаллического фундамента или непосредственно перекрывающей его толщи высокого удельного сопротивления) или рельефа кровли отложений высокой удельной электропроводности в надопорной толще. Метод МТП применяется с сочетании с опорными МТЗ и методом ТТ. Наибольший экономический эффект метод МТП дает при региональных площадных исследованиях в масштабах 1: 1000000 – 1: 500000. При поисковых и детализационных работах методом ТТ в среднем масштабе метод МТП используют для получения опорных значений суммарной продольной проводимости разреза или глубины залегания кровли отложений высокой удельной электропроводности.

3.3.6.11. Для применения МТП благоприятными являются следующие условия:

а) исследуемый геоэлектрический разрез сводится к разрезу типа Н;

б) высокое удельное сопротивление r_поснования (опорного горизонта) не менее чем в 20 – 100 раз превышает среднее продольное удельное сопротивление r_lнадопорной толщи; величина r_l либо не меняется по площади съемки, либо испытывает плавные изменения, для изучения которых достаточно небольшого объема сейсмических или электроразведочных опорных измерений;

в) удельное сопротивление r_п_₁ горизонта, перекрывающего основание высокого удельного сопротивления, по крайней мере в 10 раз меньше удельного сопротивления вышележащих отложений;

г) в разрезе, особенно в его верхней части, отсутствуют резкие нарушения горизонтальной однородности напластований.

3.3.6.12.Опорные и параметрические МТЗ должны составлять не менее 3% от общего числа наблюдений МТП. При использовании расширенной формулы МТП или выполнении МТП в интервале h_ИНТопорные МТЗ должны составлять не менее 10 % от общего числа наблюдений МТП. Опорные МТЗ равномерно распределяют по площади съемки. Параметрические МТЗ выполняют у глубоких скважин, а также на участках, изучение сейсморазведкой и электрическими зондированиями с искусственными источниками тока. При съемке в расширенном интервале МТП все минимумы и максимумы S необходимо подтверждать МТЗ. Если при этом записей МТП на пункте недостаточно для построения кривых МТЗ, необходимо проводить дополнительные записи вариаций.

3.3.6.13.Полевые наблюдения при производстве работ методом МТП ведутся в дневное время, когда наиболее часты вариации с периодами от 10 – 15 до 60 – 80 с. Длительность записи на пункте МТП в зависимости от сложности магнитотеллурического поля составляет от 40 мин до 2 ч (помимо времени, необходимого для градуировки каналов). Запись считается достаточно полной, если она содержит 8 – 10 групп квазисинусоидальных импульсов Е_х, Е_у, Н_х, Н_у, характеризуемых различной поляризацией магнитотеллурического поля. В районах с устойчивой линейной поляризацией поля запись должна содержать 15 – 20 квазисинусоидальных импульсов, входящих в интервал МТП.

3.3.6.14. Метод ТТ основан на синхронной регистрации в полевых и базисных пунктах вариаций горизонтальных составляющих теллурического поля Е. В методе ТТ регистрируются вариации поля с периодом от 10 – 15 до 60 – 80 с, относящиеся к интервалам S_ИНТ(главный или расширенный) или h_ИНТ(левая нисходящая ветвь).

3.3.6.15.Метод ТТ применяется для решения широкого круга геологических задач – от регионального изучения тектоники районов до поисков локальных объектов (структур, перспективных на нефть и газ, рудных узлов железорудных месторождений, зон повышенной минерализации, погребенных вод и т. д.). Применение метода ТТ целесообразно во вех случаях, когда упомянутые объекты поиска могут проводиться аномалиями по удельной электропроводности. Работы по методу ТТ проводятся в масштабах от региональных съемок до 1 : 100000 – 1: 50000 и осуществляются обычно в комплексе с опорными МТЗ, МТП и различными вариантами электрических зондирований. Для применения метода ТТ благоприятны те же условия, что и для метода МТП (см. 3.3.6.11).

3.3.6.16.Наблюдения вариаций теллурических токов ведутся обычно с помощью осциллографической записи с использованием электроразведочных шлейфовых осциллографов. Синхронизация полевых и базисных осциллограмм выполняется с помощью посылаемых по радио марок времени, вырабатываемых телевключателем.

3.3.6.17. Максимальное расстояние между полевой и базисной станциями в зависимости от района работ может достигать 50 – 100 км и более. Максимально допустимые расстояния выбираются в зависимости от надежности радиосвязи в районе работ при условии сохранения линейно-однородных соответствий, связывающих напряженности теллурических токов в полевом и базисном пунктах.

3.3.6.18. При наблюдениях вариаций теллурических токов используются прямоугольные установки. Если условия местности не позволяют этого, допускается уменьшение угла до 70⁰. В этом случае в результаты наблюдений вносятся поправки в соответствии с методическими рекомендациями. В зависимости от условий местности приемные установки могут быть Г-, Т- или крестообразными. Длина приемной установки может меняться в зависимости от условий работ и чувствительности применяемой аппаратуры и для большинства районов быть принята равной 150 200 м. Погрешности в определении длины приемной установки не должны превышать 0,5 %. Погрешности в определении их азимута не выше ±3. Заземления с помощью неполяризующих электродов (летом) или металлических пикетов (зимой) выбираются в местах с однородным грунтом вдали от обрывов, металлических конструкций и других объектов, могущих вызвать искажение поля теллурических токов.

3.3.6.19. Длительность наблюдения вариаций поля теллурических токов на каждой точке определяется их интенсивностью и особенностями поляризации поля. В общем случае запись должна содержать материал для построения 10—12 векторов вариаций, расположенных в различных квадрантах. При выполнении наблюдений в опорных пунктах запись должна содержать материал для построения 40 векторов вариаций. В случае устойчивой квазилинейной поляризации поля одна из приемных линий ориентируется по направлению оси поляризации поля. При этом на теллурограмме будет зарегистрировано видимое вращение векторов поля. Теллурограмма, записанная без вращения векторов поля и не обеспечивающая получения теллури­ческого параметра A (отношение эффективных напряженностей электрического поля), является браком. Градуировка регистрирующих каналов, выбор скорости про­тяжки фотобумаги и чувствительности регистрации осуществляются по тем же пра­вилам, что и в методах МТЗ, МТП.

3.3.6.20. Распорядок рабочего дня партии (отряда), выполняющей работы методом ТТ, устанавливается в зависимости от суточного хода интенсивности и частотного спектра вариаций поля теллурических токов. Как правило, вариации с периодом от 10 до 150 с наиболее интенсивны и выдержаны во времени в утренние и дневные часы местного времени.

Отклонения от этой закономерности выявляются в ходе поле­вых работ и являются основанием для корректировки распорядка рабочего дня

партии.

3.3.6.21.При выполнении региональных исследований, охватывающих значи­тельную территорию (превышающую 1000—1500 км²), положение базисной станции приходится несколько раз менять. При этом базисные станции помещают в точках опорной сети, которая создается путем выполнения наблюдений характеристик поля теллурических токов повышенной точности, что достигается посредством двукратных независимых наблюдений. Если число опорных точек превышает четыре, то опорная сеть должна составлять замкнутые полигоны для последующего уравнивания.

3.3.6.22.Проверка состояния аппаратуры и оборудования выполняется по той же программе, что и проверка электрических каналов аппаратуры в методах МТЗ, МТП (см. 3.3.6.9). Кроме того, перед началом полевых работ методом ТТ и после их завершения проверяется работа телевключателей. Проверка производится путем осциллографической регистрации марок времени, посылаемых двумя телевключателями, из которых один работает в режиме передачи импульсов, а второй — в режиме приема импульсов. Запаздывание марок, времен при совместной работе двух телевключателей не должно превышать 0,1 с.

При проверке идентичности комплектов аппаратуры прямоугольные приемные установки выкладываются параллельно друг другу на расстоянии 5—6 м. Результат обработки совместной записи (параметр A) не должен отличаться от единицы более чем на 5 % .

3.3.6.23. В процессе полевых работ методом ТТ должны выполняться опорные и параметрические наблюдения МТЗ или МТП в объеме не менее 3 % от общего числа наблюдений ТТ. При выполнении работ методом ТТ в интервале h_инт наблюдения МТЗ—МТП должны составлять не менее 10 % от общего числа наблюдений ТТ. Опорные пункты МТЗ—МТП равномерно распределяются по площади съемки. Сгущение опорных зондирований необходимо на участках резкой смены геоэлектрического разреза, где может происходить переход регистрируемых в методе ТТ вариаций из одного частотного интервала кривой МТЗ в другой.

3.3.6.24. Метод МВП основан на сихронной регистрации в полевых и базисной точках компонент полного вектора магнитного поля. В методе МВП регистрируются вариации геомагнитного поля с периодами от 10—15 до 60—80 с, относящиеся к ин­тервалам S_иht или h_инт. Для наблюдения вариаций используются станции типа МТЛ-71.

3.3.6.25. Метод МВП применяется для изучения экранированных проводящих отложений, как при региональных, так и при поисковых детализационных съемках.

3.3.6.26. Полевые работы методом МВП проводятся с соблюдением соответст­вующих требований к выполнению работ методами ТТ и МТП.

3.3.6.27. Метод КМТП основан на синхронной регистрации в полевых и базис­ной точках вариаций теллурического и магнитного полей. Благоприятными для применения КМТП являются условия, в которых вариации с периодом от 10—20 до 60—80 с входят в главный интервал МТП.

3.3.6.28.Метод КМТП применяется при среднемасштабных (1: 100 000— 1: 50000) поисковых и детализационных съемках в районах,геоэлектрический разрез которых содержит экраны высокого удельного сопротивления, для изучения экранированных отложений низкого удельного сопротивления.

3.3.6.29. Наблюдения вариаций магнитотеллурического поля при работах методом КМТП ведут с помощью аналоговых или цифровых станций типа МТЛ-71 и ЦЭС-1. Базисные точки располагаются равномерно по площади съемки. Радиус действия каждой базисной точки может достигать 30—50 км и более. Каждую базисную точку связывают, по крайней мере, с несколькими десятками полевых точек. На отработку одной базисной точки уходит не менее 10—15 дней. За это время на базисной точке получают материал, достаточный для построения амплитудной кривой МТЗ и определения S^р_эф— суммарной продольной проводимости и р_п подстилающего осно­вания высокого удельного сопротивления. Измерения на базисных точках в методе КМТП служат опорными наблюдениями.

3.3.6.30. Контрольные наблюдения в магнитотеллурических методах должны составлять не менее 5 % от общего числа наблюдений. Среднее квадратичное расхождение между значениями модулей эффективного импеданса ¦Z_эф¦ контрольных и контролируемых наблюдений в методах МТЗ и МТП, а также между контрольными и контролируемыми значениями теллурического параметра A не должно превышать ±5 %.

3.3.6.31. Топографические работы при магнитотеллурических наблюдениях сводятся к определению планового положения и альтитуд точек наблюдения (см. 3.2). Допустимые погрешности определения планового положения точек наблюдения обусловливаются масштабом съемки (0,8 мм отчетной карты, но не более 200 м). Обычно точки опознаются по аэрофотоснимкам и картам масштаба 1: 50 000—1: 100 000.Высоты точек снимаются с карт масштаба 1 : 50 000—1 :100 000 (допустимая погрешность 15 м).

3.3.6.32. Все данные, характеризующие полевые записи магнитотеллурического поля, заносят в полевые журналы (прил. 47—49). Каждую осциллограмму и теллурограмму снабжают паспортом по прил. 50—51. В графе «Пределы измерений» указывают положение переключателя пределов измерения или чувствительности измерительных каналов, в графе «Градуировка» — положения переключателя градировочных напряжений. В камеральном бюро ведется журнал регистрации осциллограмм теллурограмм (прил. 52—53).

3.3.6.33. При обработке наблюдений магнитотеллурического поля вычисления производятся в следующих единицах: напряженность теллурического поля — мВ/км, напряженность магнитного поля — g(А/нТл), модуль импеданса —мВ/(км ?g) [мВ/(км ?нТл)].

3.3.6.34.Обработка наблюдений МТЗ—МВЗ сводится к определению модулей и аргументов, основных Z_ху, Z_yx и дополнительных Z_xx, Z_уу импедансов, магнитных параметров Х_гх, Х_гу, построению круговых диаграмм модуля основного c Z_ху (a)cи дополнительного cZ_xx(a) | импедансов и магнитного параметра | Х_гх(a) |. Значения модулей и аргументов основных импедансов используются для построения осредненных амплитудных и фазовых кривых | Z | = и j_z= . Осредненные кривые импедансов трансформируются в кривые кажущихся удельных сопротивлений и фазовые кривые по формулам | р_ху, р_ух | = 0,27Т cZ_xyZ_yxc²; j_Рух, j_Рух= 2j_7ху, _Zyх.

Амплитудные кривые кажущегося удельного сопротивления МТЗ и кривые МВЗ строят на логарифмических бланках, откладывая по оси абсцисс , а по оси ординат соответственно значения | р_ху |, c р_ухcи |Х_zх|, | X_zy c. Фазовые кривые строятся в логарифмическом масштабе по оси абсцисс и в арифметическом по оси ординат. По осям откладывают соответственно и j_ху, j_ух (в арифметическом масштабе одному модулю бланка соответствует 57,3°).

Результаты обработки наблюдений КМТЗ должны содержать частотные характеристики теллурических (m_хх, m_уу, m_ху, m_ух) и магнитных (v_xx, v_yу/, v_xy, v_yx) параметров в изучаемом частотном диапазоне. Графики параметров строятся в зависимости от величины на логарифмических бланках.

3.3.6.35.Обработка наблюдений МТП сводится к определению модуля импеданса cZ cи вычислению суммарной продольной проводимости Sотложений, перекрывающих опорный горизонт высокого удельного сопротивления, либо вычислениюглубины залегания h кровли отложений низкого удельного сопротивления в надопорной толще. Для количественной интерпретации данных МТП в интервале Sнеобходима дополнительная информация о среднем продольном удельном сопротивлении р_lнадопорной толщи. Ее получают по результатам бурения, сейсморазведки (MOB, КМПВ) и других методов электроразведки (ВЭЗ, ДЭЗ, ЗС, МТЗ).

3.3.6.36. Обработка наблюдений в методе ТТ сводится к определению средней относительной напряженности электрического поля в полевых точках наблюдений р по отношению к средней напряженности электрического поля в базисной точке q, принятой за единицу. Для определения средней напряженности используют способы сопряженных эллипсов, треугольников и наименьших квадратов. Значения средней напряженности поля связаны с суммарной продольной проводимостью S_t разреза или глубиной залегания кровли отложений низкого удельного сопротивления h.

3.3.6.37.Обработка наблюдений КМТП сводится к определению параметров A и A, представляющих собой отношение эффективных напряженностей электриче­ского (A) и магнитного (A) полей в полевой и базисной точках. Для этой цели используются приемы метода ТТ. В базисных точках определяется модуль эффективного импеданса Z^р_эфи вычисляется суммарная продольная проводимость S^р_эфспособами интерпретации метода МТЗ. Значения суммарной продольной проводимости S^q_эф в полевых пунктах вычисляются по формуле

S^q_эф= (32)

при р_п =?, S^q_эф (A/A) S^р_эф.

3.3.6.38. Обработка синхронных вариаций геомагнитного поля сводится к определению (с помощью приемов обработки в методе ТТ) параметра Aлибо к определению способом наименьших квадратов коэффициентов линейных связей n_хх, n_уу, v_xy, n_ух, характеризующих соотношение между горизонтальными составляющими магнитного поля в полевом и базисном пунктах.

3.3.6.39.Осциллограммы, полученные с помощью аналоговой аппаратуры, считаются пригодными для обработки, если выполнены следующие условия:

а) осциллограмма хорошо проявлена и запись достаточно контрастна;

б) удовлетворены все требования, перечисленные в 3.3.6.6, 3.3.6.8, 3.3.6.9, 3.3.6.13, 3.3.6.18, 3.3.6.19, 3.3.6.22, 3.3.6.32;

в) градуировочные импульсы различной полярности отличаются не более чем на 2 %;

г) градуировочные импульсы не искажены поляризацией электродов и свидетельствуют о критическом режиме работы гальванометров;

д) осциллограмма имеет четкие марки времени;

е) дрейф нуля в теллурических (0,03 мВ/мин) и магнитных (0,05_g/мин) каналах практически не заметен (для МТЛ-71);

ж) паразитные связи между каналами отсутствуют;

з) амплитуда высокочастотных помех, вызывающих неравномерный размах пишущих бликов, не превышает 10 % средней амплитуды вариаций и значений градуировочных импульсов.

3.3.6.40.Постоянные теллурических Р_е и магнитных Р_Н каналов определяются по формулам:

Р_е= ;………. (33)

Рн = (Н_Г/l_Г) ? 100, (34)

где DU_Г— градуировочное напряжение, мВ; Н_г — напряженность градуировочного магнитного поля, g.

Градуировочные импульсы обрабатываются по способу смещения (с помощью кальки). Между постоянными каналов в начале и конце записи допускаются расхождения, не превышающие 5 %.

3.3.6.41.Значения импедансов по аналоговым записям вариаций поля определяют по квазисинусоидальным импульсам Е_х, Е_у, Н_х, Н_у, взятым на участках установившихся вариаций магнитотеллурического поля. Квазисинусоидальные импульсы Должны иметь четко выраженные экстремумы. Амплитуду, период и фазовый сдвиг импульсов находят по способу касательных. При МТП обрабатываются импульсы, входящие в интервалы S_инt(главный или расширенный интервал МТП) или h_инт. При МТЗ обрабатываются импульсы в возможно широком диапазоне периодов (в зависимости от суммарной продольной проводимости разреза). В зависимости от поляризации поля, характера вариаций, геоэлектрических условий района работ и технических возможностей обработку аналоговых записей ведут различными ручными способами, основанными на визуальном анализе вариаций (векторов поляризации, наименьших квадратов, среднего кажущегося импеданса, кажущихся импедансов), или на ЭВМ с предварительной ручной или полуавтоматической подготовкой материалов — способом векторов поляризации с предварительным выделением первой гармоники анализируемых вариаций, способом наименьших квадратов, по программе узкополосной математической фильтрации, по программе «Период», реализующей способ спектрального анализа КПК, по программе многомерного корреляционного анализа и другим в соответствии с методическими рекомендациями.

3.3.6.42. Из способов обработки, основанных на визуальном анализе вариаций, наиболее полную и точную информацию дают способы векторов поляризации и наименьших квадратов. Эти способы позволяют определять эффективный импеданс Z_эф, основные импедансы Z_xy, Z_yx и дополнительные импедансы Z_xx, Z_yy. Способ векторов поляризации в МТП применим в тех случаях, когда осциллограмма содержит не менее четырех-пяти групп квазисинусоидальных импульсов Е_х, Е_у, Н_х, Н_у, характеризуемых различной поляризацией поля, а в МТЗ — в тех случаях, когда на осциллограмме для каждого из периодов, используемых для построения кривой р_т, имеются по крайней мере две группы квазисинусоидальных импульсов, поля, характеризуемых различной поляризацией. Способ векторов поляризации удобен для первичной (в полевых условиях) обработки осциллограммы. Его используют для обработки рядовых и опорных наблюдений МТП и МТЗ, а также для обоснования возможности применения и проверки других способов обработки. Способ векторов поляризации применим при выполнении следующих методических требований:

а) фазовый момент импульсов сдвинут от их центра не более чем на 1/20 периода;

б) периоды импульсов Е_х, Е_у, Н_х, Н_у в каждой группе различаются не более чем на 10%;

в) в каждой группе один из теллурических и один из магнитных импульсов |имеют амплитуду более 10 мм;

г) разности фаз, определенные по способам сдвига и проекций, различаются не более чем на 15°;

д) каждый вектор поляризации поля принимает участие не более чем в двух выделенных парах;

е) при МТЗ векторам поляризации поля, объединенным в пары, соответствуют периоды, отличающиеся не более чем на ±15 % от среднего;

ж) угол между векторами поляризации в каждой паре превышает 90°, а длина одного из векторов больше 0,5;

з) длина векторов поляризации, входящих в пару с нуль-векторами (нулевой длины), больше 1 (числителям нуль-векторов соответствуют импульсы, амплитуда которых меньше 1 мм).

Все данные об амплитудных и фазовых измерениях, выполненных при обработке осциллограмм по способу векторов поляризации, заносят в журнал (прил. 54). Диаграммы векторов поляризации строят на бланках с миллиметровой сеткой.

В пределах главного интервала МТП между отдельными значениями модулей эффективного и основного импедансов допускаются расхождения, не превышающие 15 – 20 %, а между отдельными значениями аргументов импедансов — не более 20— 25⁰. За пределами главного интервала МТП сходимость значений модулей и аргументов эффективного и основного импедансов определяют по результатам, полученным для периодов, различающихся не более чем на 10 %. При этом допускаются расхождения не выше 15 % по модулю и 15—20° по аргументу. В районах с плавными изменениями геоэлектрического разреза, где дополнительные импедансы по модулю значительно меньше основных, определение Z_xx, Z_yy затруднено. В этом случае болеенадежные результаты дает обработка по способу наименьших квадратов. В соответствии с методическими рекомендациями корреляцию импульсов и амплитудно-фазо­вые измерения наблюденного поля в способе наименьших квадратов выполняют так же, как в способе векторов поляризации. Обрабатываемые группы импульсов должны характеризоваться различной поляризацией поля (изменения — не менее 40—50° или H_x0 /H_yo не менее 50 %). Для оценки основных импедансов в полевых условиях допускается применение способа кажущихся импедансов:

;

.

При правильной разбивке установки относительно осей поляризации и двухмерной среды этот метод дает близкие к истинным значения основных импедансов. В камеральный период обязательна переработка теллурограмм способами векторов поляризации или наименьших квадратов.

3.3.6.43. В полевых условиях для экспресс-анализа [при (| Z_ххc/c Z_ху |): (| Z_ууc/cZ_yx |) не более 0,1] обработку способами поляризации и наименьших квадратов комплексируют с приближенными способами: способом кажущихся импедансов и способом среднего кажущегося импеданса. При этом к осциллограммам предъявляют менее строгие требования. Например, при МТЗ, по крайней мере, на двух периодах должно быть выполнено 8—10 измерений среднего кажущегося импеданса | _к|, а на остальных периодах их число может быть сокращено до трех-четырех (значения | _K| должны относиться к различным квадрантам).

Способ кажущихся импедансов применяют при МТЗ и МТП для определения основных импедансов. В соответствии с методическими рекомендациями этот способ наиболее пригоден для быстрой первичной обработки в полевых условиях. Условия применимости способа кажущихся импедансов определяются отношениями импе­дансов U_xx и U_уу :

U_ХХ = | Z_XX |/| Z_ХУc и Uyy = cZ_УУc/cZ_УХc.

Если выполняется условие U_ХХ/ch_ХУc?0,1, где магнитное число h_xy = Н_х /Н_у (Н_х , Н_у — амплитуды геомагнитных вариаций поля при их квазилинейной поляризации), то справедливо приближенное соотношение между основным и кажущимся импедансами Z_xy Z^к_ху. Аналогично, если Uyy/ch_ХУc? 0,1, то Z_yx Z^к_ух. Если по результатам опорных измерений известно, что в районе исследований U_ХХ ? h_xy, U_yy? U_o (U_o — соотношение дополнительного и главного импедансов при квазилинейной поляризации поля), то для всех колебаний, удовлетворяющих условию ch_xvc? (1/10) U_o, справедлива формула Z_xy Z^к_ху, а при выполнении условия | h_xy | ?10 U_oсправедливо Z_yx Z^к_ху.Если осциллограмма не содержит достаточного числа импульсов, удовлетворяющих этим условиям, то применяют способ графического определения | Z_xy c, cZ_yxc, получивший название модифицированного способа кажущихся импедансов. Способ основан на том, что при U_xх ? U_oи при фазовом сдвиге между компонентами Н_х и Ну Arg h_xy = j_н —j_н = const,зависимость c Z^к_хуcот | h_xy | в интервале значений | h_xy | от 0 до 1/2 имеет почти линейный характер, причем c Z^к_хуc= cZ_xy | при | h_xy | = 0. Определение | Z_xy | и cZ_yxcсводится к построению графиков зависимости | Z_Xу | = f(| h_xy |)и | Z_yxc = f(ch_xyc). Обрабатываются колебания, удовлетворяющие условиям: | h_xy| ?(1/2) U_oи Argh_xy = const (с погрешностью ±15°) при определении | Z_xy| и | h_xy | ?2U_oArgh_xy — const (с погрешностью ±15°) при определении | Z_yx |.

Значения импедансов определяют по группам импульсов, у которых амплитуды превышают 10 мм. Разброс значений |Z_xyc, cZ_yxcсоответствующих одному и тому же периоду, не должен превышать 20 %. При МТП должно быть выполнено не менее 15 определений модулей основных импедансов.

Способ среднего кажущегося импеданса в соответствии с методическими рекомендациями применяют при МТЗ и МТП в районах с плавными изменениями геоэлектрического разреза, где значения | | практически не зависят от поляризации поля.

Способ применим при выполнении следующих условий:

а) амплитуда обрабатываемых импульсов поля должна быть больше 10 мм;

б) разность фаз j_н —j_н при переходе от одной группы импульсов к другой должна меняться;

в) отношения произведений постоянных каналов Р_Е, Р_Н и амплитуд А_Е, А_Н сигналов, пропорциональных соответствующим напряженностям поля, (Ре_х Ае_х)/(Ре_у А_Еу) и (Рн_х Ан_х)/(РнуАн_у) должны быть в пределах 0,5—2;

г) периоды импульсов в каждой группе не должны различаться более чем на 15^%.

В главном интервале МТП значения | | и Arg можно осреднять, если периоды вариаций различаются не более чем в 4 раза. В дополнительном интервале МТП h_инти при МТЗ осредняемым значениям | | и Argдолжны отвечать периоды, различающиеся не более чем на 10—15 %. При МТП должно быть выполнено не менее 8—10 измерений с равномерным распределением фазовых углов по квадрантам. Между отдельными значениями | |, полученными в главном интервале МТП, допускаются расхождения не выше 25 %, такие же расхождения допускаются отдельными значениями | |, соответствующими одинаковым периодам за главного интервала МТП. Между средними | | для каждого квадранта допускаются расхождения не выше 10—15%.

Контрольные определения модуля эффективного импеданса | Z_эф | способом векторов поляризации (или способом наименьших квадратов) должны составлять не менее 20% от общего числа определений способом среднего кажущегося импеданса. Между значениями | Z_эф |, полученными способом среднего кажущегося импеданса и способом векторов поляризации (наименьших квадратов), допускается средневзвешенное расхождение не более 5 %. При МТЗ по крайней мере на двух периодах должно быть выполнено 8 —10 измерений | |, а на остальных периодах их число может, сокращено до 3—4 (значения | | должны относиться к различным квадрантам). Допустимость такого сокращения контролируют разбросом точек на кривой МТЗ. Каждая кривая МТЗ, построенная по | |, по крайней мере, на двух-трех периодах должна быть подтверждена способом векторов поляризации (наименьших квадратов).

3.3.6.44. По вариациям составляющих геомагнитного поля Н_х, Н_у, Н_г могут, быть определены магнитные параметры X_zx, X_zy. Наиболее надежно определяютсямагнитные параметры способом наименьших квадратов. При этом используют 8—10 групп импульсов, характеризуемых различной поляризацией поля. Периоды импульсов в группах и средние периоды групп могут различаться не более чем на 15—20 %. Вычисления ведутся по схеме, аналогичной схеме определения импедансов способом наименьших квадратов.

3.3.6.45. При регистрации магнитотеллурических процессов с аналоговыми станциями в расчете на последующую обработку материалов с помощью ЭВМ должны соблюдаться следующие требования.

1. Временная развертка должна быть такой, чтобы длина минимального периода на осциллограмме составляла не менее 15—20 мм.

2. Чувствительность измерительных каналов должна подбираться с таким расчетом, чтобы амплитуда вариаций с минимальным периодом составляла не менее 20 мм.

3. Нестабильность скорости лентопротяжного механизма не должна превышать5%.

4. Не должно быть неустранимых разрывов в процессе записи характеристик поля(компенсационные сигналы должны вводиться своевременно).

5. Длительность непрерывного участка записи характеристик поля должна составлять не менее 100 колебаний гармоник высшей частоты (гармоник низшей частоты на таком участке записи будет в 5—10 раз меньше).

6. Регистрацию вариаций магнитотеллурического поля рекомендуется проводить для различных интервалов периодов на следующих скоростях движения фотобумаги:

Период, с Скорость, мм/с

10—100 2,4 - 1

60—600 0,4 – 0,16

150—1200 0,16 – 0.06

400-3600 0,006

7. Для оцифровки, как правило, отбираются осциллограммы с наиболее сложной формой записи (наложение различных периодов колебаний).

3.3.6.46.Обработка аналоговых материалов магнитотеллурических исследований проводится на ЭВМ по способам векторов поляризации и наименьших квадратов с предварительной подготовкой исходного материала вручную. Трудоемкость такой подготовки, а также неизбежные погрешности амплитудно-фазовых измерений, особенно существенные на периодах выше 100 с, ограничивают применение программ дляэтих способов.

Более широкое распространение получили специализированные программы обработки: программа узкополосной математической фильтрации и многомерного корреляционного анализа, например «Период-2», и другие аналогичные. Предварительная подготовка материала сводится здесь к строгому отбору входных данных, удовлетворяющему требованиям каждой из программ, и оцифровке отобранного материала вручную в десятичном коде или в двоичном коде на полуавтоматическом преобразователе типа Ф-001. При использовании программы «Период-2» для ввода на ЭВМ отбираются и переводятся в дискретную форму с шагом Dt= 0,2Т_тiпзаписи с квазисинусоидальной формой вариаций поля (Т_тiп— период, ограничивающий спектр колебаний со стороны высоких частот). Длина обрабатываемых участков выбирается такой, чтобы число отсчетов по каждому каналу было нечетным и не превышало 149. Оптимальное число отсчетов находится в пределах 81—101. Затраты машинного времени на обработку одного МТЗ в интервале Т = 10 ?100 с по программе «Период-2» колеблются в пределах 0,5—1,0 ч в зависимости от длины анализируемых участков и их числа. Недостатком программы «Период-2» является ограниченность частотного диапазона анализируемых вариаций поля.

Для получения кривых МТЗ в интервале от 10 до 3000с применяют программы узкополосной математической фильтрации и многомерного корреляционного анализа. Для оцифровки выбираются записи со сложной формой вариаций наблюденного магнитотеллурического поля, характеризуемых наложением частот. Минимальная длина анализируемого массива составляет 512 отсчетов, оцифровка производится, как правило, на преобразователе типа Ф-001.

3.3.6.47. Магнитограммы, полученные при МТЗ с помощью цифровой электроразведочной станции ЦЭС-1, обрабатываются на ЭВМ по программам узкополосной математической фильтрации и многомерного корреляционного анализа. В программе обработки с помощью узкополосной фильтрации сложные вариации магнитотеллурического поля преобразуются в квазигармонические колебания. Это преобразование не искажает линейные соотношения между компонентами поля, и значения импедансов определяются по фильтрованным колебаниям. Для станций ЦЭС основная погрешность определения импеданса обусловлена ошибками вычисления ступени автокомпенсации, осложненной переходным процессом.

Программа многомерного корреляционного анализа определяет тензор импеданса частот 1/(10Dt) ?1/(327Dt) Гц, где Dt— шаг дискретизации, с. Шаг дискретизации может быть любым. Длина одного интервала непрерывной записи составляет 1024 ординат каждой компоненты магнитотеллурического поля. Магнитотеллурические вариации подвергаются предварительной широкополосной фильтрации. Рекомендуемая полоса пропускания фильтра 1/(10Dt)?1/(220Dt) Гц. Предварительная широкополосная фильтрация позволяет избавиться от промышленных помех высокой частоты и исключить периоды вариаций, анализ которых невозможен из-за ограниченности интервала регистрации.

Программа многомерного корреляционного анализа является более универсальной в сравнении с программой узкополосной фильтрации. Однако она предъявляет более жесткие требования к стационарности анализируемых процессов и требует достаточно полного их осреднения, т. е. более длительной полевой регистрации характеристик магнитотеллурического поля.

3.3.6.48.Обработка цифровых материалов МТЗ—МВЗ по программам узкополосной математической фильтрации и многомерного корреляционного анализа возможна при соблюдении следующих требований к магнитограммам:

1) тип магнитной ленты 6 или 10;

2) число каналов 4 или 5;

3) число слов в зоне на один канал 1024;

4) плотность записи не более 15 имп/мм;

5) режим записи — МТЗ (т. е. синхронизации внутренняя, градуировка МТЗ, автоматические компенсаторы включены);

6) каждая непрерывная запись на магнитной ленте должна отмечаться сменой признака «Участок» и отделяться от другой не менее чем 2 м чистой ленты. Переключения признака «Участок» в процессе записи не допускаются;

7) на одной кассете должно быть не более двух-трех «Участков»;

8) одна запись зоны должна занимать не менее 2 м магнитной ленты;

9) каждая кассета с магнитной лентой должна сопровождаться копией полевого Журнала (полученной под копирку) и содержать самостоятельные записи по всем «Участкам» этой кассеты. В паспорте магнитограммы (прил. 55) должны быть приве­дены все данные, предусмотренные инструкцией к ЦЭС-1.

Особое внимание следует обратить на регистрацию следующих данных:

1) код начального «Участка» записи на кассете;

2) время начала и конца записи каждого «Участка»;

3) режим регистрации каждого «Участка»;

4) постоянные каналов для каждого «Участка», определяемые с учетом эталонировки для выбранного на этом «Участке» режима регистрации.

Постоянные для данной ступени автокомпенсации каналов определяются в милливольтах на километр для электрических каналов и в гаммах для магнитных каналов.

Необходимо контролировать правильность подключения полюсов измерительных линий и магнитометров и отражать этот контроль в полевом журнале по схеме (прил. 56). Магнитограммы, на которых зафиксировано отсутствие признака автокомпенсации по одному из каналов или изменение градуировочной ступени автокомпенсации более чем на 3 % (проверка производится на фоне спокойного магнитного поля или на грубой чувствительности), являются браком.

3.3.6.49.По значениям модулей и фаз, основных и дополнительных импедансовстроят импедансные полярные диаграммы, по модулям и фазам магнитных параметров — магнитные полярные диаграммы. Наличие импедансных полярных диаграмм в широком частотном диапазоне позволяет оценить характер неоднородности исследуемого разреза, определить значения и направления, главных импедансов и при необходимости перестроить кривые МТЗ по любому направлению.

3.3.6.50.Обработка теллурограмм в методе ТТ может выполняться различнымиспособами, применение которых обусловливается характером теллурического поля, требованиями к конечным результатам работ и техническими возможностями (возможность использования ЭВМ). В методе ТТ регистрирующие каналы именуются следующим образом: базисная теллурограмма Е_х — канал X, Е_у — канал Y; полевая теллурограмма Е_х — канал U, Еу — канал V.

3.3.6.51. Способ сопряженных эллипсов применяется при любом масштабе съемки для получения параметров Aи М и определения коэффициентов линейного соответствия а, b, с, d как в точках рядовой сети, так и в точках опорной сети. Для построения сопряженных эллипсов необходимо набрать от 20 до 35-40 векторов вариаций теллурического поля, равномерно заполняющих квадранты координатной системы. При обработке теллурограмм пунктов опорной сети число векторов вариаций должно быть увеличено до 30—50. Длины векторов вариаций должны быть не менее 15 мм. Расчеты, связанные с построением сопряженных эллипсов, фиксируются планшете миллиметровки и в журнале (прил. 57). Сопряженные эллипсы считаются достоверными, если не менее 80 % преобразованных векторов вариаций располагаются своими концами на расстояниях, не превышающих 10 % длины центрального радиуса эллипса, совпадающего по направлению с вектором вариаций.

Значение параметра A определяется как среднее из значений A^q_р, вычисляемых по формуле

A^q_р, = Р_их (35)

где p, q — номера базисной и полевой точек; Р_их — множитель, равный отношению постоянных Р_и / Р_х регистрирующих каналов; а, b — полуоси полевого эллипса; мм; R— масштабный коэффициент, имеющий размерность длины и выбираемый с таким счетом, чтобы полуоси эллипса имели длину от 20 до 60 мм.

Вычисление параметра A ведется в журнале (прил. 58).

Значение параметра М вычисляется по формуле

М = b/а. (36)

3.3.6.52. Способ треугольников для обработки теллурограмм применяется в тех же условиях, что и способ сопряженных эллипсов, а также тогда, когда последний в силу различных причин не дает устойчивых результатов (такой причиной, в частности, может быть перпендикулярность осей поляризации поля на базисной и полевой точках). Способ треугольников дает только значения параметра A. Диаграмма векторов вариаций при обработке теллурограмм способом треугольников должна содержать не менее 20 векторов длиной более 15 мм каждый. Приращения DХ, DJ, DU, измеренные в миллиметрах, заносятся в журнал векторов вариаций (прил. 59). Угол между векторами вариаций, образующими треугольники, должен быть заключен в пределах от 45 до 135°. Каждый вектор вариаций может быть использован не более чем в двух парах. При вычислении отношений площадей треугольников последние объединяются в две группы, содержащие каждая по 10 пар треугольников. Для каждой группы вычисляется средняя квадратичная погрешность d. Расхождение между средними отношениями площадей групп не должно превышать 15%. Параметр A вычисляется по формуле

A^q_{р =} (37)

где Р , Р , Р , Р — соответствующие постоянные регистрирующих каналов; s=(s₁n₁ + s₂n₂) / (n₁+ n₂); s₁, s₂— средние значения отношений площадей в первой и второй группах; п₁ п₂ — число треугольников в первой и второй группах; a_р, a_q — углы между приемными установками на базисной и полевой точках;

d= (38)

где d— средняя квадратичная погрешность параметра A^q_р; d₁, d₂— средние квадратичные погрешности измерений в расчетных группах.

Все расчеты, связанные с определением параметра A^q_р по способу треугольников, фиксируются на планшетах построения диаграмм векторов поляризации.

3.3.6.53.Наиболее универсальным способом обработки теллурограмм является способ наименьших квадратов. Его применяют в общем случае горизонтально-неоднородных разрезов, когда коэффициенты линейного соответствия являются комплексными величинами, по такой же схеме — в методах МТЗ—МТП. При этом произво­дится следующая замена в расчетных формулах:

E_x U, E_y V, H_x Y, Н_у X, Z_xy a, Z_xx b, Z_yx d, Z_yy с.

При изучении разрезов с плавными изменениями параметров, когда коэффициенты линейного соответствия а, b, с, d являются действительными числами, формулы вычислений методом наименьших квадратов упрощаются:

а=

b=

c =

d =

3.3.6.54.При многократных измерениях на опорных пунктах окончательные значения параметра A^q_р определяются путем усреднения их значений. При этом отдельные значения не должны отличаться от среднего более чем на 5 %.

3.3.6.55. Первичная обработка теллурограмм обычно выполняется в полевых условиях и ограничивается определением значения параметра A^q_р. Обработка в камеральный период заключается в повторном построении сопряженных эллипсов и определении параметров A^q_р, М, коэффициентов линейного соответствия а, b, с, d. Опорные наблюдения обрабатываются полностью с применением нескольких способов обработки. В результате камеральной обработки составляются карты средней Напряженности поля теллурических токов (или карта параметра A), минимальной (Е_min) и максимальной (Е_мах) напряженности поля, карта коэффициентов поляриза­ции М и осей эллипсов поляризации поля теллурических токов (ТТ). Среднестатический базисный эллипс строится с использованием векторных диаграмм на планшетах обработки всех точек ТТ способом сопряженных эллипсов в соответствии с методиче­скими рекомендациями.

3.3.6.56. Интерпретация материалов магнитотеллурических наблюдений включает три этапа:

1) распознавание искажений, обусловленных влиянием горизонтальной неоднородности разреза;

2) снятие искажений путем нормирования импеданса на внутреннее магнитное поле, определяемое по результатам синхронной регистрации составляющих магнитотеллурического поля;

3) интерпретация данных, полученных в нормировании на внутреннее магнитное поле, либо наименее искаженных данных, полученных в нормировании на полное магнитное поле, на основе предположения о горизонтально-однородных моделях среды.

В основе интерпретации результатов магнитотеллурических наблюдений лежит истолкование данных МТЗ.

3.3.6.57. Под искажением кривой МТЗ понимается отличие кривой, полученной в условиях реального горизонтально-неоднородного разреза, от кривой МТЗ, рассчитанной для горизонтально-однородного разреза с параметрами, соответствующими точке наблюдения.

Искажения кривых МТЗ по своей природе делятся на два типа: 1) обусловленные действием аномального электрического поля зарядов, возникающих на неоднородностях геоэлектрического разреза (гальванические эффекты); 2) обусловленные ано­мальным полем избыточных токов, возникающих при неоднородности разреза (ин­дукционный эффект).

В районах с линейной тектоникой тип искажения зависит от направления тока. Гальванические эффекты проявляются в основном на поперечных кривых кажущегося удельного сопротивления р , полученных, когда ток течет вкрест простирания структур. Для кривых р характерны: эффект S_CM.B(смещение правых ветвей МТЗ оси удельного сопротивления), эффект экранирования (сглаживание структур, перекрытых горизонтом высокого удельного сопротивления), краевой эффект (возникновение минимумов и перегибов на кривых МТЗ из-за канализации тока вдоль вытянутой впадины).

Индукционный эффект искажает в основном продольные кривые кажущегося удельного сопротивления р , полученные при токе, текущем в направлении простирания структуры. Для таких кривых характерно возникновение ложных минимумов и перегибов, смещение восходящих ветвей.

В районах с изометрическими структурами кривые МТЗ независимо от направления тока искажаются совокупностью гальванических и индукционных эффектов, обусловленных концентрацией тока во впадинах и обтеканием поднятий.

3.3.6.58. Искажения кривых МТЗ распознаются по ряду признаков и оцениваются по приближенным формулам в соответствии с методическими рекомендациями.

По завершении анализа искажений кривых МТЗ наименее искаженные кривые или их участки интерпретируются на основе горизонтально-однородных моделей. В районах с линейной тектоникой, когда осадочная толща не содержит промежуточных горизонтов высокого удельного сопротивления, наиболее полную и точную информацию о геоэлектрическом разрезе дают поперечные кривые МТЗ при отсутствии краевого эффекта (см. 3.3.6.57). Если осадочная толща содержит промежуточный тренирующий пласт высокого удельного сопротивления, то поперечные кривыеиспользуются лишь для изучения отложений, перекрывающих этот пласт. О подэкранных отложениях наиболее достоверную информацию дают продольные кривые МТЗ.

В районах с изометричными структурами, где кривые МТЗ искажены суммарным действием гальванических и индукционных эффектов, целесообразно интерпретировать средние кривые МТЗ.

3.3.6.59. На основе нормирования импеданса на внутреннее магнитное поле можно в значительной мере ослабить искажения кривых МТЗ, обусловленные действием эффектов краевого, индукционного, обтекания и концентрации токов, в условиях даже резко выраженной горизонтальной неоднородности разреза.

Внутреннее магнитное поле в соответствии с методическими рекомендациями определяется по результатам синхронных наблюдений составляющих магнитотеллурического поля либо (с меньшей надежностью) по одиночным зондированиям.

В зоне Sвнутренние магнитные поля и электрические поля связаны между собой условиями

Zⁱ_xy = Zⁱ_yx =

где Z^l_xy, Z^l_yx — импедансы в нормировании на внутреннее магнитное поле; S(х, у) — текущая суммарная продольная проводимость в точке наблюдения; Е_х, Е_у— полные электрические поля; Н_хⁱ, Нⁱ_y — внутренние магнитные поля.

По значениям Z_xy, Z_yx строятся кривые рⁱ_T в нормировании на внутреннее магнит­ное поле

рⁱ_xy= рⁱ_yx =

3.3.6.60.Количественная интерпретация результатов магнитотеллурических методов исследований сводится к построению обобщенной и послойной модели вертикального геоэлектрического разреза. При интерпретации кривых МТЗ определяют суммарную продольную проводимость Sотложений, перекрывающих опорный горизонт высокого удельного сопротивления, мощность d отложений, перекрывающих опорный горизонт низкого удельного сопротивления, удельное сопротивление опорного горизонта р_п.

Если на кривых МТЗ имеются четкие восходящие и нисходящие ветви с углами наклона ±63° 25', минимумы и максимумы, то Sи d вычисляют по формулам МТЗ. Если наклоны восходящих и нисходящих ветвей кривой МТЗ меньше ±63 , значения S, d, р_п определяют по палеткам.

Среднее продольное сопротивление р_lнадопорных отложений в разрезах, сводящихся к типу Н, можно рассчитать по ординате минимума кривой р_T:

р_l =р_T ,

где Р — коэффициент, зависящий от соотношений параметров разреза.

В соответствии с методическими рекомендациями используются также приемы количественной интерпретации кривых МТЗ, основанные на изучении эффективной глубины h_Т проникновения электромагнитной волны и кажущейся проводимости S_Т:

h_Т= S_Т=

где р_Tи | Zt | — кажущееся удельное сопротивление и модуль входного импеданса, соответствующие периоду Т.

3.3.6.61. Главный и расширенный интервалы МТП приурочены к восходящей ветви кривых МТЗ, обусловленной подстилающим основанием высокого удельного сопротивления. В пределах главного интервала МТП значение суммарной продольной проводимости Sс погрешностью 10 % определяют по главной формуле МТП:

S = 796 (39)

Главный интервал МТП является частью расширенного интервала МТП. В пределах расширенного интервала МТП значение S с погрешностью до 10 % определяют по расширенной формуле МТП:

S = 796 (40)

где T_miп— период вариаций, соответствующий минимуму кривой МТЗ. Для предварительной (приближенной) оценки границ главного и расширенного интервала МТП используются неравенства:

> >

где d, p_l — мощность и среднее продольное сопротивление надопорной толщи. Более точная оценка границ главного и расширенного интервалов МТП осуществляется по формулам для трехслойного разреза либо путем расчета кривых МТЗ в соответствии с методическими рекомендациями. В ходе полевых работ эти границы проверяются по опорным кривым МТЗ. Значения Т_тin,р_n, входящие в главную и расширенную формулы МТП, определяют по опорным кривым МТЗ.

3.3.6.62. Интервал h_ИНТ приурочен к нисходящей ветви кривых МТЗ, обусловленной горизонтом низкого удельного сопротивления. В пределах интервала определяется глубина h₁ залегания кровли горизонта низкого удельного сопротивления:

h₁= 0,159 (40)

где | Z_T |, ?Z_T | — модули импеданса, соответствующие периодам вариаций T₁, Т₂. Точность определения h₁ находится в прямой зависимости от угла наклона нисходящей ветви кривой МТЗ.

Частотные границы интервала h_ИНТдля разрезов, сводящихся к трехслойному разрезу типа Н, приближенно определяются неравенствами:

2,8d₁²/p₁< T< (42)

Более точное определение границ интервала h_ИНТосуществляется путем расчета кривых МТЗ.

По данным МТП в интервале h_ИНТстроят схему изоглубин кровли проводящего горизонта. При этом не менее 10 % значений глубин по данным МТП должно подтверждаться результатами МТЗ.

3.3.6.63.По данным МТП в интервале S_ИНТвкачестве отчетных карт и профилей строят карту и профили суммарной продольной проводимости S разреза. Сечение изолиний на карте Sсоставляет не менее 15 % значений S, встречаемых на участке. Если в пределах площади съемки применяют как главную, так и расширенную формулу МТП, то в зонах перекрытия изолинии и графики Sдолжны иметь разные обозначения. Измерения суммарной продольной проводимости, происходящие в местах перекрытия этих областей, считаются достоверными, если они отмечаются изолиниями и графиками, построенными как по главной, так и по расширенной формулам МТП. По данным МТП в интервале h_ИНТстроят схему изоглубин кровли проводящего горизонта. При этом не менее 10 % значений глубин по данным МТП должно подтверждаться результатами МТЗ.

3.3.6.64.Карты и профили S, полученные по данным МТЗ, МТП, КМТП, преобразуют в структурные карты и геоэлектрические разрезы поверхности опорного горизонта по формуле

H=р_l S - A, (43)

где Н — глубина опорного горизонта (от уровня моря); А — альтитуда (высота)точки записи; р_l — среднее продольное удельное сопротивление надопорной толщи.

Для определения р_lиспользуют данные опорных МТЗ, бурения, сейсморазведкии электрических зондирований с искусственными источниками тока. По графикам зависимости р_l и S производят интерполяцию значений р_l.

3.3.6.65.В результате работ КМТП составляют карты S_эф, Е_эф, Н_эф, карты параметров S_xy, S_yx, m_хх, m_уу, n_хх,n_уу. На картах значения Е_эф, Н_эф в базисной точке принимают равными 100 условным единицам, тогда значения Е_эф, Н_эф полевых точках находят по формулам К_эф = 100К, Н_эф = 100N. В районах со сложной тектоникой рассматриваются карты S_эф, Е_эф, Н_эф, в районах с линейной тектоникой — карты р_ху, р_ух, m_хх, m_уу, n_хх,n_уу.Для геоэлектрического разреза, не содержащего промежуточного горизонта высокого удельного сопротивления, основными являются карты S, а карты Е и Н играют второстепенную роль, так как качественно повторяют карты S. Если осадочная толща содержит промежуточный горизонт высокого удельного сопротивления, то карты и Н_эфи v_xx, v_yy играют существенную роль при изучении экранированных отложений.

3.3.6.66. Геологическая интерпретация карт, построенных по результатам наблюдений поля теллурических токов, сводится к качественному выявлению основных тектонических элементов исследуемого района. При выполнении съемки в интервале S_ИHT максимуму проводимости разреза отвечают минимумы напряженности поля ТТ, а минимумам проводимости — максимумы напряженности. При работах в интервале h_ИHT прогибы в кровле проводящих отложений отмечаются максимумами напряженности поля ТТ, а поднятия — минимумами. Поэтому чрезвычайно важно по опорным МТЗ устанавливать зоны, где короткопериодные колебания поля ТТ переходят из одного интервала в другой.

При комплексировании работ методом ТТ с опорными электрическими зондированиями и МТП во многих случаях становится возможной и количественная интерпретация результатов наблюдений поля ТТ. Для этого эмпирически изучаются зависимости A (S), A (d), A (Н). Для этих же целей используются данные бурения и сейсмических работ.

3.3.6.67.Комиссия, принимающая полевые материалы партии, выполнявшей магнитотеллурические исследования, проверяет соблюдение требований настоящей инструкции и оценивает качество работ. Комиссии должны быть предъявлены следующие материалы: а) проект работ, б) полевые материалы, в) журналы эталонировки, г) журналы регистрации осциллограмм, д) все осциллограммы и магнитограммы, включая записи, выполненные с целью проверки работы аппаратуры, е) результаты обработки осциллограмм — журналы, бланки эллипсов, диаграммы векторов поляризации, векторов поля, кривые МТЗ, ж) материалы предварительной интерпретации данных МТЗ—МТП—ТТ, з) карту расположения базисных и полевых точек наблюдений.

При оценке качества выполненных работ комиссией должны приниматься во внимание качество осциллограмм, полнота и правильность их обработки, а также состояние документации, качество работы аппаратуры, степень решения поставленной геологической задачи.

3.3.6.68. Отчет о работах партии должен учитывать требования разд. 4 и содержать: а) характеристику магнитотеллурического поля — частотный спектр, суточный ход, форму импульсов, поляризацию, среднюю амплитуду вариаций; б) аналитическое и практическое определение частотных интерваловS_ИHT (главного и расширенного) и дополнительного h_ИHT; в) обоснование применимости различных способов обработки; г) анализ искажений кривых МТЗ в условиях изучаемого разреза.

3.3.6.69.В сложных случаях возможен учет влияния источника (особенно когда наблюдается значительный разброс измеряемых значений напряженности поля). Один из способов учета влияния источника допускает наблюдения другой станцией, расположенной в опорном пункте с известным геоэлектрическим разрезом. При этом для построения кривой зондирования по результатам наблюдений на передвижной станции рекомендуется выбирать длительность записи наблюдений по данным опорной станции. Окончательная отбраковка сигналов, не удовлетворяющих модели плоской волны и приводящих к разбросу значений импедансов, должна проводиться на этапе обработки материалов на ЭВМ с помощью специальных алгоритмов.

3.3.7. МЕТОДЫ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ЗОНДИРОВАНИЯ

А. Метод частотного и дистанционного зондирования гармоническим электромагнитным полем (прил. 60—64)

3.3.7.1. Метод зондирования гармоническим электромагнитным полем (ЗГЭМП) основан на изучении зависимости электрической или магнитной напряженности искусственно возбуждаемого электромагнитного поля от его частоты или расстояния до источника с целью определения характеристик геоэлектрического разреза. Зондирование проводится в диапазоне частот от десятых долей герца до единиц мегагерц.

3.3.7.2.Метод ЗГЭМП применяется для изучения слоистого геоэлектрического разреза. Благоприятными условиями для него являются: а) отсутствие резких нарушений горизонтальной однородности разреза, особенно в его верхней части; б) слабо расчлененный рельеф дневной поверхности; в) наличие на исследуемом участке опорных скважин или опорных профилей, построенных по данным бурения, сейсморазведки или других геофизических методов; г) отсутствие интенсивных индустриальных помех.

В благоприятных условиях геоэлектрического разреза метод может быть применен для выявления и прослеживания локальных неоднородностей, в частности для поисков и разведки рудных и нефтегазовых месторождений.

Преимуществами ЗГЭМП являются: а) возможность исследования разреза под экранами высокого удельного сопротивления, б) возможность зондирования на точке без изменения разноса при изменении частоты поля, в) возможность бесконтактного способа возбуждения поля и измерения его напряженности. Его применение целесообразно, если проведение зондирования постоянным током (см. 3.3.4) невозможно или встречает значительные трудности из-за плохих условий заземления (в зимне-весенний период при наличии мерзлого слоя, либо с поверхности льда на озере или шельфе, на участках развития крупноглыбовых осыпей, на дюнных песках и др.), при изучении геоэлектрических разрезов типа К или Н. Применим практически на всех стадиях геологоразведочного процесса и во всех масштабах. Часто используется в комплексе с дипольным электромагнитным профилированием (см. 3.3.8), что позволяет разредить сеть зондирования.

3.3.7.3. Модификации метода ЗГЭМП различаются способом возбуждения электромагнитного поля и измеряемой составляющей, а также способом изменения условий измерения.

Электромагнитное поле создается переменным током, пропускаемым через заземленную линию АВ (электрический диполь) либо незаземленную петлю или рамку (магнитный диполь). Измеряемыми характеристиками могут быть: а) напряженность электрического поля, б) напряженность магнитного поля, в) импеданс, г) отношение пространственных составляющих вектора напряженности магнитного поля, д) отношение полуосей эллипса поляризации переменного магнитного поля, е) угол наклона большой оси эллипса поляризации переменного магнитного поля к горизонту (см. 3.3.7.16).

Чувствительным элементом (преобразователем) в точке измерения могут быть приемная линия (для измерения электрической напряженности), приемная рамка или катушка (для измерений магнитной напряженности). В зависимости от способа изменения условий измерения зондирования могут быть частотными (изменяется частота), дистанционными (изменяется разнос установки) и комбинированными (изменяются частота и разнос).

Выбор модификации ЗГЭМП зависит от геоэлектрического разреза, поставленных геологических задач, условий заземления и наличия соответствующей аппаратуры. При плохих условиях заземления целесообразно измерение напряженности магнитного поля в поле магнитного диполя; возможно также использование бесконтактного способа измерения напряженности электрического поля. В сравнительно сложных условиях заземления может быть применена установка с измерением напряженности магнитного поля в поле электрического диполя или с измерением напряженности электрического поля в поле магнитного диполя. Измерения импедансов, а также отношения пространственных составляющих, или полуосей эллипса поляризации переменного магнитного поля, или угла наклона большой оси эллипса используются для повышения разрешающей способности зондирования и для решения поставленных геологических задач при возможно меньшем разносе или при болеевысокой частоте. Кроме того, относительные измерения обладают преимуществом с точки зрения повышения точности результатов, поскольку при этом снижается погрешность, связанная с нестабильностью показаний, а при измерении отношения полуосей эллипса поляризации исключается погрешность, связанная с неточностью ориентации приемной рамки. При измерении напряженности электрического поля в поле электрического диполя возможно использование радиальных и экваториальных установок (аналогично дипольному зондированию на постоянном токе — см. 3.3.4).

3.3.7.4.Выбор разноса и частоты электромагнитного поля производится на основе анализа результатов опорного зондирования или путем вычисления характеристик, соответствующих предполагаемому строению геоэлектрического разреза.

В большинстве случаев разнос установки должен превышать глубину залегания опорного горизонта не менее чем в 2—5 раз. Ориентировочно при зондированиях на глубину 1—2 км измерения проводятся на частотах от десятых долей герца до десятков килогерц (низкочастотное зондирование) с максимальным разносом до 3—5 км; при зондированиях на глубину не менее 100—200 м — на частотах от первых сотен герц до первых сотен килогерц (среднечастотное зондирование) с максимальным разносом не менее 300—500 м; при зондировании на глубину от единиц метров до не менее первых десятков метров — на частотах от единиц килогерц до единиц мегагерц (высокочастотное зондирование) с максимальным разносом до 100—200 м.

При проведении частотных зондирований частота может изменяться непрерывно или дискретно; в последнем случае кратность частот может быть в пределах от до 2.

При выполнении дистанционных зондирований значение разносов последовательно изменяется в 1,25—1,6 раза. В интервалах резкого изменения эффективного удельного сопротивления производится детализация, при которой кратность разносов составляет 1,06—1,12. Рекомендуемые значения разносов даны в прил. 60.

3.3.7.5. При измерении напряженности электрического поля в поле электрического диполя используется осевая или экваториальная установка (см. 3.3.4). При измерении напряженности магнитного поля в поле магнитного диполя генераторная и приемная петли располагаются на земле, а в случае использования рамок оси рамок ориентируются вертикально. Определение отношения осей эллипса поляризации переменного магнитного поля, которое используется при среднечастотном зондировании, осуществляется путем измерения экстремальных значений при повороте приемной катушки в вертикальной плоскости, проходящей по линии зондирования. Для определения отношения вертикальной составляющей переменного магнитного поля к радиальной, которое используется при высокочастотном зондировании, берутся отсчеты при соответствующих ориентациях оси приемной рамки и определяется их отношение; при этом, если вертикальная составляющая более чем в 8 раз превышает горизонтальную, следует измерять отношение осей эллипса поляризации. Измерение импеданса проводится в электромагнитном поле, возбуждаемом генераторной петлей, которая располагается на поверхности земли; приемный электрический диполь MN и приемная рамка располагаются в одной точке, причем диполь MN ориентируется перпендикулярно разносу установки, а ось приемной рамки ориенти­руется по направлению к центру генераторной петли; если радиальная составляющая напряженности магнитного поля более чем в 8 раз меньше вертикальной, следует измерять малую ось эллипса поляризации.

При измерении напряженности магнитного поля в поле электрического диполя или напряженности электрического поля в поле магнитного диполя питающая линия АВ или приемная линия MN располагаются перпендикулярно разносу установки. В последнем случае, а также в случае измерения импеданса при детализации производятся дополнительные измерения встречной установкой.

3.3.7.6.Для проведения работ методом ЗГЭМП используется аппаратура типа-при низкочастотном зондировании — ЧЭЗ-2 или АЧЗ-78 с генератором ЭРС-67- при среднечастотном зондировании — НЧЗ-64, АЧЗ-78, ДЭМП-СЧ; при высокочастотном зондировании — ДЭМП-ЗМ, -СЧ, а также другая аналогичная аппаратура.

3.3.7.7. При работах методом ЗГЭМП масштаб съемки выбирают в зависимости от решаемых задач и условий работ (в основном от 1: 100 000 до 1: 2000). Направление профилей целесообразно задавать вкрест предполагаемого основного простирания опорного горизонта. Разнос установки желательно располагать по простираниюопорного горизонта, однако при необходимости допускается расположение установки по профилю наблюдений.

3.3.7.8.Для уменьшения влияния индустриальных помех следует, удалять точку измерения от промышленных объектов, линий электропередачи и электрифицированных железных дорог, а также линий связи. В случае сильных ветровых помех рекомендуется приемную линию закреплять на местности, подвязывая ее отдельные части к деревьям, кустам, а также к специально вбитым для этой цели штырям либо присыпая землей или снегом.

Перед выполнением зондирований необходимо измерение уровня помех при отсутствии тока в питающей линии или генераторной рамке. Уровень помех на каждой из частот не должен превышать значений, установленных инструкцией используемого типа аппаратуры.

3.3.7.9. При выборе размеров источника поля (питающей линии АВ или генераторной рамки) следует руководствоваться необходимостью создания достаточно высокого значении напряженности в точке измерения при выбранных разносах установки и частотах электромагнитного поля. Необходимо соблюдение условий l_ab ?0,5Lдля экваториальной установки, l_ab ?0,21 для осевой установки, l_Г.П? L/4, где L — длина разноса установки, l_Г.П — длина стороны генераторной ква­дратной петли.

Сопротивление диполей должно быть согласовано с выходом генератора.

3.3.7.10.При выборе размеров приемной линии или длины стороны приемной незаземленной квадратной петли следует учитывать ожидаемую напряженность электрического или магнитного поля, порог чувствительности измерительного устройства и условия согласования со стороны измерительного устройства. Значения ожидаемой напряженности электрического или магнитного поля оцениваются с помощью соответствующих выражений (прил. 61). Необходимо соблюдение условий l_MN ?0,2L; l_П.П= L/4, где l_П.П—длина стороны приемной квадратной петли.

3.3.7.11. Не допускается отклонение проводов линий АВ в MN, а также сторон генераторной и приемной потерь от прямой линии на расстояние более 0,5 длины соответственно l_AB, 1_MN, l_Г.П, l_П.П.

При работе с использованием относительных измерении (импеданса, отношения пространственных составляющих или осей эллипса поляризации) на форму генераторной петли и ее сторон ограничений не накладывается. Направление линий АВ, MN может отклоняться от заданного не более чем на 3°, азимутальная ориентировка сторон квадратной петли не имеет значения. Наклон линий АВ, MN и плоскостей генераторной и приемной петель может быть не более чем на 2°. Погрешности определения L, l_ав ,l_Г.П, l_П.Пне должны превышать 1 %.

3.3.7.12. Зондирование выполняется в условиях установленной связи (радио, визуальной или звуковой) между персоналом, обслуживающим генераторное устройство, и персоналом, обслуживающим приемное устройство.

3.3.7.13.При проведении дистанционного зондирования изменение разноса установки выполняется путем перемещения точки измерения относительно неподвижно расположенного источника поля или перемещением источника поля относительно фиксированной точки измерения. При работе с катушками, используемыми в качестве источника поля (магнитного диполя) и чувствительного элемента, дистанционное зондирование желательно осуществлять путем одновременного перемещения обеих катушек с сохранением неизменного местоположения центра разноса установки.

3.3.7.14. Число контрольных зондирований должно составлять не менее 5 % от количества рядовых зондирований.

3.3.7.15. При работе с аппаратурой, имеющей дискретные значения частот, результаты измерений фиксируются в полевом журнале (прил. 62). При непрерывном изменении частоты основные данные фиксируются на осциллограмме.

3.3.7.16. По результатам отсчетов DU в зависимости от измеряемых параметров вычисляются модули электрической или магнитной напряженности

?Е?= DU/l_MN; ?Н?= DU/G

или относительные значения отношения полуосей эллипса поляризации, отношения вертикальной и радиальной составляющей и импеданс соответственно:

eZu=

где Z — величина импеданса; DU_mn - напряжение, снимаемое с приемной установки MN; DU_max, DU_min— соответственно максимальное и минимальное напряжения на концах приемной катушки при вращении ее оси в вертикальной плоскости, проходящей через линию разноса установки; DU_r, DU_z — напряжения на концах приемной катушки, ось которой ориентирована соответственно радиально (по на­правлению к источнику поля) или вертикально (при DU_z/DU_r>8, DU_{z =} DU_max, DU_r= DU_min ); G — коэффициент преобразования (чувствительность) приемной рамки, В/(А/м).

3.3.7.17. Расчеты, выполненные в 3.3.7.16, позволяют вычислить значения кажущегося удельного сопротивления на переменном токе р_w(прил. 63), которые соответствуют удельному сопротивлению однородного полупространства, дающему аналогичный эффект в так называемой дальней зоне, т. е. при р >>1 (р = 2,81 ?10^-3 ) (нормирование в дальней зоне). В некоторых случаях используют выражения, соответствующие р<<1(нормирование в ближней зоне).

3.3.7.18.По значениям р_wмогут быть определены значения эффективного удель­ного сопротивления , которые имеют тот же смысл, что р_w, однако в отличие от него учитывают возможное несоблюдение условия р >> 1. В частности, в случае измерения напряженности электрического поля в поле электрического диполя определяется с помощью зависимости р_{w /} от p_w / (L²f) (в данном случае р_wнормировано в ближней зоне). При измерении отношения составляющих магнитной напряженности определяется из зависимостей | H_zu/ uН_r | от /(L²f) (без предварительного нахождения р_w).

3.3.7.19. При частотном зондировании или при дистанционном зондировании на билогарифмическом бланке с модулем 10 или 6,25 см строится зависимость или р_w (смотря по тому, какая принята методика обработки и интерпретация) от 1/ (при частотном зондировании) или от L (при дистанционном зондировании).

Привязку результатов наблюдения осуществляют к центру установки при частотном зондировании и к центру неподвижного источника — при дистанционном. Результаты интерпретации при дистанционном зондировании относят к центру установки с разносом, соответствующим средней части кривой или р_w, использованной для получения конкретных параметров разреза.

По результатам зондирований целесообразно построение вертикальных разрезов или р_w.

3.3.7.20. По результатам контрольных измерений вычисляются расхождения между контрольными и контролируемыми значениями или рw. Погрешность вычисляется по формуле, %,

d= (44)

где d — относительная погрешность (расхождение); р₁ и р₂ — соответственно контролируемое и контрольное значения или р_w.. Значение dне должно превышать 15, в условиях помех — 20 %. Среднее значение dпо всем контрольным измерениям должно быть не выше 5 — 10 % в зависимости от частоты и разноса. Контрольную и контролируемую зависимости необходимо совмещать на одном бланке.

3.3.7.21. При геологической интерпретации результатов полевых работ сопоставление зависимостей или р_wот 1/ или L по каждому из профилей позволяет сделать вывод о степени выдержанности и типе геоэлектрического разреза.

1. Если тип разреза и величины или р_w, связанные с определенными значениями 1/ и L, изменяются в пределах профиля сравнительно слабо или с характерной закономерностью, то данный разрез можно считать слоистым.

2. Если же по профилю наблюдаются сложные изменения величин или р_w,то в этом случае необходимо построение вертикальных разрезов или р_w, в пределах которых могут быть выделены участки слоистого разреза.

3.3.7.22. Интерпретация слоистого разреза проводится с помощью характеристик и палеток, соответствующих моделям горизонтально-слоистых структур — 2-, 3-, 4-слойных и т. д. (пример в прил. 64). Способы интерпретации зависят от методики исследований, типа геоэлектрического разреза и палеточного материала.

В зависимости от имеющегося материала применяется соответствующая методика интерпретации, изложенная в литературе. Одним из эффективных видов интерпретации в сложных геоэлектрических условиях является корреляционный способс использованием ЭВМ и программ множественной корреляции. Желательно привле­чение данных бурения и сейсморазведки.

3.3.7.23. В результате интерпретации результатов зондирования слоистых структур строится геоэлектрический разрез.

3.3.7.24. При сложном вертикальном разрезе или р_wв изолиниях выделяются аномальные нарушения в виде зон искажения, срыва плавного хода изолиний. Эти аномальные зоны увязываются с простейшими геоэлектрическими моделями горизонтально-неоднородных сред (контакт пород различных удельных сопротивлений, пласт, изометричный объект и т. д.) и устанавливается гипотетическая модель, объясняющая искажение значений или р_w. При построении физической модели среды и оценке ее удельного сопротивления учитывается геолого-геофизическая характеристика данного района с желательным привлечением результатов бурения, изучения электрических свойств горных пород, данных, других геофизических методов и т. д.

3.3.7.25. Комиссия, принимающая полевые материалы, проверяет соблюдение требований и правил настоящей инструкции и производит оценку качества работ (см. 3.3.4.33, 3.3.4.34). Комиссии должны быть представлены следующие материалы:

а) проект работ;

б) схема выполнения зондирований с плановым расположением источника поля и приемной линии (петли, катушки) в масштабе представляемых результативных карт;

в) полевые материалы операторов с материалами обработки результатов при дискретных значениях частоты, а при непрерывном изменении частоты — осциллограммы, журналы регистрации осциллограмм и журналы обработки осциллограмм;

г) зависимости или р_w от 1/ или от L, построенные на билогарифмических бланках;

д) вертикальные разрезы или р_w (при необходимости их построения);

е) геоэлектрические разрезы, построенные на основании предварительной интерпретации.

Б. Метод зондирования становлением электромагнитного поля (прил. 65—77)

3.3.7.26.Метод зондирования становлением электромагнитного поля (ЗС) основан на изучении переходных процессов, возникающих в земле при ступенеобразном изменении амплитуды тока в заземленной линии АВ или в незаземленном контуре Q. Характер и длительность регистрируемых переходных процессов зависят от особенностей геоэлектрического разреза, типа установки ЗС, расстояния между источником поля и пунктом измерения. Длительность переходного процесса выбирается такой, чтобы на ранних временах по электромагнитному полю определялись параметры верхней части разреза, в поздней стадии становления — суммарные параметры среды.

3.3.7.27. Метод ЗС используется главным образом для изучения осадочных отложений по удельному электрическому сопротивлению при поисках месторождений нефти и газа, причем его основные преимущества по сравнению с другими методами электромагнитных зондирований реализуются в районах с относительно невысоким уровнем электромагнитных помех индустриального происхождения и при относительно слаборасчлененном рельефе дневной поверхности.

Метод ЗС применяется для расчленения осадочного чехла по удельному электрическому сопротивлению слагающих его относительно однородных толщ, прослеживания структурно-тектонических изменений осадочной толщи, выявления и картирования зон локальных неоднородностей в осадочной толще, изучения рельефа опорного горизонта высокого удельного сопротивления (фундамента). Метод ЗС комплексируется с сейсморазведкой, а также с другими методами электроразведки (ВЭЗ, МТЗ, ЗГЭМП), от которых отличается более узкой областью действия принципа эквивалентности.

3.3.7.28.В качестве приемников поля используется заземленная линия MN или незаземленный горизонтальный контур-петля q. В зависимости от типов источника и входного преобразователя (датчика) поля различают следующие основные виды установок ЗС: АВ—MN, AB—q, Qq (соосная), Q—q (разнесенная).

Работы методом ЗС с использованием в качестве источника поля заземленной линии АВ выполняются, как правило, по схеме профилирования с выбранным расстоянием L (разносом) между источником и приемником.

Выбор значения L при выполнении зондирования с установкой АВ — MN осуществляется таким образом, чтобы при данном разносе значение р_к кривой диполъного зондирования на постоянном токе находилось на асимптотической восходящей ветви, отражающей опорный горизонт высокого удельного сопротивления. Используются как экваториальные, так и осевые установки АВ—МN. При использовании установки АВ—q измерения выполняются по системе взаимно-встречных экваториальных установок с закрепленным разносом L. Выбор значения L определяется условиями измерения необходимого для решения геологической задачи интервала времени t процесса становления поля.

С увеличением L сигнал на ранних временах уменьшается, а на больших — увеличивается, т. е. с увеличением L уменьшаются динамический диапазон сигнала и градиент его изменения в заданном интервале времени. При измерениях в дальней зоне источника установки АВ— q (ЗСД) значение L должно превосходить глубину залегания прослеживаемого геоэлектрического слоя в три — четыре раза, а при измерениях в ближней зоне (ЗСБ) значение L должно быть меньше удвоенной глубины залегания прослеживаемого слоя. Оптимальным для выполнения высокоточных измерений процесса становления поля является разнос L, в 1,5—2,0 раза превышающий глубину исследования.

При использовании в качестве источника поля незаземленного замкнутого контура Q, как правило, применяется соосная установка Qq. Установки Qq распо­лагаются по площади применительно к условиям местности.

Вынесение приемной петли q за пределы питающего контура Q (разнесенная установка Q—q) обычно обусловлено необходимостью защиты измерительного канала от перегрузки в момент посылки токового импульса в питающую петлю. Работы с этой установкой следует вести также в модификации профилирования с фиксированным (закрепленным) разносом L.

3.3.7.29. Наибольшее распространение при работах методом ЗС получили уста­новки АВ—q и Qq.

При проведении работы с установкой АВ—q разнос выбирается исходя из геологической задачи в соответствующем интервале времени. Будучи несимметричной, установка АВ—q обладает повышенной чувствительностью к нарушениям горизонтальной неоднородности геоэлектрического разреза и при выполнении работ по системе взаимно-встречных наблюдений позволяет получать дополнительную, информацию о неоднородности разреза в направлении оси зондирования. Установку АВ—q рекомендуется применять при выполнении работ методом ЗС в условиях электропроводных разрезов с суммарной продольной проводимостью, превышающей несколько сотен сименс, и при глубинах исследования до 3—4 км.

Соосная установка Qq, которая может рассматриваться как симметричная, в условиях горизонтально-неоднородной среды позволяет получать осредненные в центре установки результаты. Оптимальными условиями для применения установки Qq являются разрезы с суммарной продольной проводимостью до нескольких сотен сименс при глубинах исследования до 1—2 км. Измеренный сигнал становления поля при использовании установки Qq имеет большой динамический диапазон. Преимуществом установки Qq является отсутствие заземлений, поэтому ее можно использовать в пустынях и зимой, когда устройство заземлений затруднительно. Следует иметь в виду также, что при индукционном возбуждении поля поверхностные неоднородности разреза вблизи питающего диполя в меньшей степени исказят результаты измерений, чем при гальваническом возбуждении.

3.3.7.30.При работах методом ЗС следует стремиться к постоянству геометрических параметров установок в пределах площади исследований. Это особенно важно при использовании установки АВ—q.

3.3.7.31.При работах методом ЗС наиболее распространенными масштабами являются 1: 200 000—1: 50 000. Шаг установки по профилю должен обеспечить надежное выделение аномалии не менее чем тремя точками при густоте расположения точек на отчетных графиках с интервалом 1—1,5 см. Расстояние между профилями обычно в два раза превышает расстояние между точками наблюдений по профилю.

Направления профилей задаются вкрест предполагаемого простирания опорного горизонта.

3.3.7.32. Полевые измерения по методу ЗС выполняются с универсальной электроразведочной лабораторией типа ЭРСУ-71, цифровой электроразведочной станцией типа ЦЭС или аппаратурой типа «Цикл».

Для создания в питающей установке заземленной линии или петле ступенеобразного импульса используются генераторные установки постоянного тока с тиристорными коммутаторами типа ЭРСУ-71 или аналогичные.

3.3.7.33.В первом приближении измеренный сигнал становления поля может быть аппроксимирован функцией вида DU(t)~ Ae~^at + const. Коэффициент затухания сигнала aтем больше, чем больше удельное электрическое сопротивление разреза и чем меньше расстояние между источником поля и точкой наблюдения. Чем больше коэффициент затухания a, тем больше динамический диапазон измеряемого сигнала в заданном временном интервале и тем более широкополосным должен быть измерительный канал для получения неискаженных результатов измерения.

Для оценки аппаратурных искажений сигнала в полевых условиях при выборе режима фильтрации следует измерить переходную характеристику F (t) измерительного канала и, аппроксимировав ее выражением вида F (t) = U_o (1 — e^-bt), определить значение b. При коэффициенте затухания сигнала aменьшем, чем b, на временах t, превышающих длину переходной характеристики, сигнал на выходе измерительного канала можно записать в виде у (t) = х (t) b/(b— a), где b/(b— а) — искажение сигнала переходными процессами; у (t) — результат измерения сигнала х (t).

Для станций типа ЭУЛ-60 и ЦЭС-1 значение b ?80, длина переходной характеристики не менее 0,1 с. Это позволяет измерять сигналы с коэффициентом затухания a ?5 во временном интервале t ?0,1с с погрешностью не более 5 %.

3.3.7.34. При измерении сигнала становления поля, меняющегося в широком динамическом диапазоне, регистрация его осуществляется поинтервально. Для измерения ранних времен процесса становления регистрация ведется при пониженной чувствительности и широкой полосе пропускания измерительного канала. В целях повышения точности регистрации сигнала на более поздних временах выполняются повторные записи с измененным режимом аппаратуры (чувствительность канала повышается, включаются фильтры). Для избежания возникновения собственных процессов в измерительном канале за счет его перегрузки он блокируется на ранних временах процесса становления.

Выбор режима поинтервальной записи — шага изменения чувствительности регистрирующего прибора, его фильтрации и временного интервала перекрытия отдельных записей — определяется системой обработки. Выбранный режим записи процесса становления поля необходимо выдерживать постоянным в пределах площади исследований.

При использовании цифровой аппаратуры полевая регистрация должна производиться в соответствии с инструкцией (см. 3.1.3) с учетом особенностей конкретной программы обработки на ЭВМ.

3.3.7.35. Питающая линия АВ и питающая петля Q выкладываются из провода низкого сопротивления типа ГПМП с надежным изоляционным покрытием. Заземления выполняются железными пикетами или штангами. В случае необходимости, например в районах развития песчаных отложений, бурятся скважины до обводненного или глинистого слоя. Длина питающей установки АВ выбирается в пределах500—2000 м в соответствии с требованием l_AB ?L/3. Питающая петля Qобычно выкладывается в форме квадрата со стороной 500—2000 м. Амплитуда ступени тока питающей установки составляет примерно 10—100 А. В целях улучшения качества принимаются меры по увеличению момента питающей установки (произведение длины линии АВ или эффективной площади петли на силу тока в них). Для увеличения силы тока в приемной линии АВ или в петле Q применяют группирование генераторных установок. Работа с проводами, устройство заземлений производятся в соответ­ствии с методическими требованиями.

В случае использования установок AB—q и Q—q с близким расположением приемной петли к питающим проводам (менее 1—2 км) генераторная группа эксплуатируется в режиме «АВ—балласт» с использованием нуль-контактора и регистрацию процесса становления поля проводят, когда цепь питающей линии разорвана, а ток поступает в балласт. При больших удалениях петли q от питающих проводов генераторная установка может эксплуатироваться в режиме «инвертирования тока».

3.3.7.36.В качестве преобразователей электромагнитного поля в электрический сигнал в методе ЗС используются заземленная линия MN длиной 100—300 м и незаземленная петля q с эффективной площадью 0,3—1,0 км². Для заземления линии MN используются неполяризующиеся электроды, обычно изготовленные из сухих элементов анодной батареи типа 29-ГРМЦ-13, с которых снимаются цинковые оболочки. Из группы электродов подбираются пары с минимальной разностью потенциалов поляризации. Соединительные провода должны иметь сопротивление изоляции не ниже 0,5 МОм и в процессе измерений не качаться под действием ветра. При использовании усилителя типа ЭЛУ-62 сопротивление изоляции между землей и аппаратурой (вместе с источником питания) должно быть не менее 0,5 МОм.

Незаземленный контур — петля q изготовляется из 20—50-жильного кабеля. Петля выкладывается на земле обычно в форме квадрата со стороной 50—200 м или круга с радиусом 25—100 м. Сопротивление изоляции отдельных жил друг от друга и от земли должно быть не менее 0,5 МОм. Штыревые разъемы, с помощью которых концы многожильного кабеля соединяются для образования многовиткового контура, должны оберегаться от сырости и грязи. Для подавления ветровых помех кабель, из которого изготовлены петли q, на время измерения присыпается землей.

Места расположения измерительных установок выбираются вдали от промышленных объектов и электрических сетей. Время суток, когда проводятся измерения, выбирается с учетом суточной периодичности в интенсивности помех, как магнитотеллурических, так и индустриальных.

3.3.7.37. С целью накопления импульсов для проведения статистической обработки регистрируется от 10 до 100 сигналов становления поля. Интервал времени между следующими друг за другом посылками ступенеобразных импульсов тока должен быть в два—три раза больше визуально отмечаемой длительности t_в.дпроцесса становления. При этом глубинность исследования h, м, может быть оценена по формуле (45).

3.3.7.38. Перед началом полевых работ методом ЗС и в процессе их не реже одного раза в месяц должны быть проверены следующие характеристики аппаратуры: а) линейность шкалы измерительного канала (выдерживается с погрешностью 1 — 2 %); б) стабильность градуировочных сигналов (выдерживается с погрешностью 1—2 %); в) стабильность цены марок времени (выдерживается с погрешностью 1 %); г) вид переходной характеристики измерительного канала вместе с переходным преобразователем— датчиком (сохраняется с погрешностью 5%); д) стабильность шкалы измерителя тока в питающей линии (выдерживается с погрешностью 1—2 %); е) вид фронта токового импульса в питающей линии; ж) состояние питающих и измерительных линий (петель), неполяризующихся электродов.

Характеристики аппаратуры должны соответствовать указанным и паспортным параметрам.

Для оценки собственных шумов и дрейфа нуля измерительного канала, включающего приемную установку MN или приемную петлю q, проводят запись при сближенных электродах MN или с кабелем приемной петли q, разложенным бифилярно.

3.3.7.39. Для контроля за точностью произведенных наблюдений проводятся контрольные измерения в объеме не менее 5 % от общего объема работ. Контрольные измерения выполняются с обязательной повторной раскладкой измерительных и питающих линий, с разрывом по времени после контролируемого измерения не менее 1—2 дней.

Допустимая погрешность определения геометрических параметров установки ЗС, входящих в топографический коэффициент соответствующих трансформаций сигнала (см. 3.3.7.49—3.3.7.52), может задаваться от 1 до 5 %, что должно быть оговорено в проекте полевых работ. При измерении процесса становления вертикальной компо­ненты магнитного поля с помощью незаземленного контура q угол между плоскостью петли и горизонтальной плоскостью не должен превышать 1°, а разность высот питающих и приемных линий должна быть менее 0,01 разноса L.

3.3.7.40.Для оценки погрешности измерений используют относительное расхож­дение контрольного и контролируемого сигнала, нормированных по чувствительности и силе тока. Допустимые расхождения в зависимости от стоящих задач могут задаваться в пределах от 1 до 5 %, что должно быть оговорено в проекте полевых работ.

Указанная погрешность измерений не должна превышать погрешности определе­ния топографического коэффициента.

3.3.7.41. Основными первичными документами являются осциллограммы и магнитограммы с записями становления поля, полевые журналы, материалы аппаратурных контрольно-проверочных работ, журнал эталонировки (прил. 65), журналы топографических коэффициентов установок ЗС, схема расположения установок научастке работ, данные обработки контрольных и контролируемых наблюдений (прил. 66, 67).

3.3.7.42. Все данные, характеризующие режим измерений, заносятся в полевые журналы (прил. 68—70). Каждую осциллограмму (магнитограмму) снабжают паспортом (прил. 71). Все осциллограммы (магнитограммы) при передаче в камеральное бюро регистрируются в соответствующем журнале (прил. 72). Результаты обработки оформляются в журналах (прил. 73—74).

3.3.7.43.Критериями качества первичных записей (осциллограмм, магнитограмм) являются:

а) полнота и правильность заполнения паспорта осциллограмм (магнитограмм);

б) хорошее качество проявления осциллограмм, небольшое число пропаданий на магнитной ленте (не более двух-трех слов в зоне);

в) различие градуировочных импульсов в начале и конце записи, а также импульсов разной полярности не более чем на 1—2 %;

г) нестабильность силы тока генераторной установки за время записи не более 2 %;

д) свидетельство материалов аппаратурных проверок о том, что на протяжении полевого периода характеристики аппаратуры сохраняются постоянными;

е) данные переходных характеристик измерительного канала и форма фронта токового импульса в питающей линии, используемые в ходе обработки полевых записей и обеспечивающие необходимую точность измерения самых малых времен процесса становления.

3.3.7.44. Журнал коэффициентов установок должен содержать результаты определения геометрических параметров установок, проводимого как топографом, так и операторами и отраженного в полевых журналах: длину линий l_AB и l_MN площадь петель S_Q и S_q, число витков в них, расстояние L между центрами питающих и приемных установок (петель), углы между направлением линий АВ, ММ и L.

3.3.7.45. При расчетах экспериментальных кривых ЗС параметры установок и геоэлектрического разреза выражаются в следующих единицах: длина — м, удельное электрическое сопротивление— Ом?м, время — с, сила тока — А, измеряемая разность потенциалов — мкВ, проводимость — См.

Обработка результатов измерений процессов становления поля заключается в определении зависимости измеряемого сигнала DUот времени t, отсчитываемого с момента посылки токового импульса в линию АВ или петлю Q. Функция DU(t) преобразуется в соответствии с математическим выражением того или иного вида трансформации в форму, в которой построены теоретические кривые зондирования [формы кажущегося удельного сопротивления р^Д_tдальней зоны, р^б_tближней зоны, S^дф_t , f(t) и т.п.].

На основе сопоставления экспериментальных кривых с теоретическими определяются обобщенные параметры, разреза (ордината минимума кривой кажущегося удельного сопротивления р_{т min} , суммарная продольная проводимость S) и выделяются характерные элементы экспериментальной кривой, отражающие геоэлектрические особенности изучаемого разреза. В результате анализа различия экспериментальных кривых, полученных в разных пунктах профиля или площади, делается заключение о характере изменения геоэлектрического разреза в пределах участка исследований.

Приближенная оценка времени t, при котором на кривой зондирования можно отметить проявление слоя, залегающего на глубине h, делается по формуле

h , (45)

где р — среднее удельное сопротивление толщи, перекрывающей данный геоэлектрический слой; t — время проявления слоя на кривой ЗС; — коэффициент пропорциональности. При использовании установки АВ—q с L/h ?4, ?2?10³, а при L/h?1, ?10³.

3.3.7.46.Обработка записей процессов становления поля заключается в определении амплитуд сигнала с равномерно увеличивающимся шагом по оси времен (t_i+1=kt_i, k= 1,05?1,25).

Для измерения амплитуд на осциллограмму наносят нулевую линию, которая, проводится с учетом предполагаемого дрейфа нуля в пределах данного импульса. Среднее значение амплитуды сигнала A (t) для данной группы импульсов рассчитывается путем суммирования, аналитического или графического. Для получения нормированного значения сигнала AU (t) пользуются выражением

DU(t) = (46)

где А_СР — усредненное значение сигнала, мм; I— амплитуда ступени тока в питающей линии, А; DU_ГР— значение градуировочного сигнала, мкВ; А_ГР— средняя амплитуда градуировочного сигнала на данной осциллограмме, мм.

Критерием качества записей, выполненных на данной точке наблюдений, является расхождение результатов независимой обработки двух групп импульсов, считая по 10—20 импульсов в группе, не превышающее 3 % для основного интервала времени.

3.3.7.47.Трансформация нормированного сигнала DU(t) (46) в кривые р^Д_tдальней зоны осуществляется по формулам: для установки АВ—MN

р^Д_t= (47)

для установки AB—q

р^Д_t = (48)

В случае нарушения условия 1_АВ < (1/3) L в величину 1_АВ, используемую в выражениях для р^Д_t, должна быть введена поправка (прил. 75).

Для получения кривых р^б_t ближней зоны используются выражения: для установки АВ—q

р^б_t = (49)

для установки Q—q

р^б_t = (50)

где 1_АВ — длина питающей линии, м; Imn — длина приемной линии, м; L — расстояние между питающими и приемными диполями, м; — эффективная площадь питающей петли, равная произведению площади петли на число витков, м²; — эффективная площадь приемной петли, м²; q — азимутальный угол, град.

3.3.7.48.Для сопоставления экспериментальных кривых с теоретическими графики кажущегося удельного сопротивления р_tстроят в билогарифмическом масштабе с модулем 6,25 см, по оси абсцисс откладываются значения .

3.3.7.49. Для построения кривых зондирования с установкой АВ—q в форме графиков f(t), объединяющих измерения в ближней и дальней зонах источника, трансформация нормированного сигнала DU (t) осуществляется по формуле

f(t)= (51)

Эти кривые строят на билогарифмическом бланке с модулем 10 см, по оси абсцисс откладывается величина t.

3.3.7.50. При достаточно высокой точности измерения процесса становления поля строятся дифференциальные кривые зондирования

(52)

На таких кривых подчеркиваются слабо выраженные особенности сигнала, обусловленные неоднородностью геологического разреза.

При измерении процесса становления поля в ближней зоне источника могут строиться дифференциальные кривые кажущейся продольной проводимости S , нормированные по модели «проводящая плоскость в пространстве». С этой целью по значениям нормированного сигнала DU (t) и первой производной его по времени DU' (t) определяется функция

f(m)= (53)

где m₀= 4p?10^-7 Гн/м; L — разнос установки, К — безразмерный геометрический коэффициент установки. По значениям f (т) с помощью номограммы для соответствующей установки, построенной по данным прил. 76, определяют значения F (т).

Величину S определяют по формуле

S = (54)

Величину Kдля различных установок находят по формулам: для установки AB—q

K= (55)

где q — угол между линией АВ и L (прил. 75); для установки Qq (соосная)

K= (56)

для установки Q—q (разнесенная)

K= (57)

для установки Qq (совмещенная)

K=1.

3.3.7.51. При интерпретации материалов ЗС проводятся:

1) сопоставление экспериментальной кривой с палетками двухслойных и трехслойных кривых с определением параметров верхнего слоя d₁, р₁и обобщенных параметров разреза — суммарной продольной проводимости S, ординаты минимума кривой кажущегося удельного сопротивления р_tmin(см. 3.3.7.45);

2) определение коэффициента пропорциональности k между средним продольным сопротивлением p_l и р_tminна основе обобщенной модели геоэлектрического разреза по теоретическим кривым;

3) расчет глубины Н залегания опорного горизонта высокого удельного сопро­тивления по формуле

Н = p_l S=k р_tmin S, (59)

где S — суммарная продольная проводимость разреза; k — коэффициент пропорциональности.

3.3.7.52.При работах с установкой АВ—q анализируются расхождения в результатах, полученных на взаимно-встречных установках. Это позволяет уточнить характер залегания опорного горизонта высокого удельного сопротивления. В случае положения приемной петли q относительно линии АВ в сторону падения опорного горизонта высокого удельного сопротивления имеет место завышение измеряемого сигнала относительно сигнала, измеренного на встречной установке АВ—q. Изменение расхождения вдоль профиля характеризует изменения углов падения опорного горизонта. По этому признаку выделяются участки с постоянным углом падения Слоев, антиклинальные и синклинальные зоны.

3.3.7.53. По результатам интерпретации строятся профили и карты величин р, d, р_tmin,S, p_l, H. По результатам сопоставления отдельных рассчитанных значений dи Hс данными каротажа глубоких скважин определяют коррекцию, которую следует ввести в другие значения d и Н для построения геоэлектрического разреза по профилю или карты упомянутых характеристик.

3.3.7.54. Для прослеживания изменений по профилю (площади) слабо выраженных особенностей процесса становления поля строят схемы корреляции характерных элементов дифференциальных кривых. При постоянных геометрических параметрах установки ЗС изменения вдоль профиля наблюдений уровня площадок S и изменения времени, на котором отмечаются площадки S или характерные элементы дифференциальных кривых, указывают на изменения глубины залегания и проводимости отдельных слоев разреза.

3.3.7.55.Комиссия, принимающая полевые материалы партии, проверяет соблюдение требований настоящей инструкции и производит оценку качества работ. Комиссии должны быть представлены: проект работ, основные первичные документы (см. 3.3.7.42), результаты обработки и предварительной интерпретации полевых материалов.

При оценке качества выполненных работ комиссией должны приниматься во внимание качество осциллограмм, правильность их обработки, состояние документации, качество работы аппаратуры, полнота и степень достоверности решения поставленных геологических задач (см. 3.3.4.33 и 3.3.4.34).

3.3.7.56. Отчет по работе партии составляют в соответствии с общими требованиями настоящей инструкции (разд. 4). К отчету должны быть приложены альбом со всеми полевыми кривыми ЗС и схема расположения установок в масштабе съемки. Обработка на ЭВМ ведется по специальным программам.

3.3.7.57.Промежуточное положение между методами ЗС и переходных процессов занимает модификация зондирования, основанная на изучении скорости изменения во времени неустановившегося магнитного поля вихревых токов, которые возбуждаются в среде импульсами магнитного поля путем включения и выключения постоянного тока в генераторном контуре, расположенном на поверхности земли. Иногда этот способ называется зондированием в модификации переходных процессов — ЗМПП.

ЗМПП применяется для поисков и разведки месторождений, представленных рудами низкого удельного сопротивления (медно-колчеданных, полиметаллических, медно-никелевых, засоленных вод и др.), рудами среднего удельного сопротивления (10—100 Ом-м) в средах высокого удельного сопротивления (кимберлитовых трубок), а также для картирования рудовмещающих или рудоконтролирующих толщ низкого удельного сопротивления, для выяснения природы магнитных аномалий (разбраковка их на обусловленные сплошным или вкрапленным магнетитовым оруденением). ЗМПП может быть использован также для определения удельного сопротивления и мощности рыхлых отложений.

Метод особенно эффективен при наличии в разрезе пород большого удельного сопротивления. Глубинность метода, зависящая от электромагнитных свойств искомых объектов, вмещающих пород, а также масштабов оруденения и магнитного момента установки, в благоприятных случаях может достигать 500—600 м и более (с аппаратурой 3.3.7.59).

Вследствие того, что размер установок, применяемых в модификации, меньше глубины до объекта поисков или соизмерим с ней, метод обладает повышенной разрешающей способностью по сравнению с другими методами постоянного и переменного тока.

3.3.7.58.В зависимости от конкретных задач применяются соосная модификация СМПП и совмещенная МППО. В совмещенной модификации в качестве источника поля используются совмещенные в пространстве генераторная и приемная, обычно квадратные, петли. В соосной модификации центры квадратных генераторной и приемной петель совпадают, но размеры приемной петли существенно меньше размера генераторной. В случае применения совмещенной установки следует убедиться в отсутствии влияния генераторного контура на приемный. С этой целью необходимо выполнить опытные работы соосной установкой с постепенным увеличением размера приемной петли до размеров генераторной на участке, обладающем средними для района (или несколько выше среднего) значениями удельного сопротивления вмещащей среды.

3.3.7.59. Измерения в модификации ЗМПП рекомендуется производить с аппаратурой типа «Цикл», «Импульс-Ц» или ей подобной в соответствии с инструкцией по эксплуатации. Количество накоплений и циклов наблюдения на точках выбирают в зависимости от уровня и характера электрических помех.

3.3.7.60.Работы в модификациях МППО и СМПП проводятся по сети профилей, расположенных обычно вкрест предполагаемого простирания искомых объектов или структур. Шаг наблюдений по профилям, размеры петель и параметры силовой установки выбираются в зависимости от решаемой геологической задачи, размеров и электрических свойств рудных тел, продольной проводимости насосов и удельного сопротивления вмещающих пород. Так, глубинность в благоприятных условиях может достигать 500—600м. ЗМПП применим при поисках рудных тел типа диска, перекрытого электропроводными отложениями, относительные геоэлектрические параметры которых удовлетворяют неравенству

(S_p/S)^1/2? 1,4h/R_p, (60)

где Sp— продольная проводимость; R_p— радиус; h — глубина залегания рудной залежи линзообразной формы; S — продольная проводимость перекрывающих отложений (пласт, плоскость, среда типа полупространства).

В этом случае относительная аномалия эдc, измеренная соосной установкой, будет

U_aн/U _п ?1,3, (61)

где U_aн,U _п — эдс переходного процесса, измеренные над и вне рудного тела на времени, с,

t» 0,62/a_змпп; (62)

a_змпп= 1/(m₀S_pR_p). (63)

Сеть наблюдений обычно выбирают равной стороне петли. Допускается сгущение шага по профилю с целью более уверенного прослеживания аномалий.

3.3.7.61.При поисках крутопадающих и линейно вытянутых объектов измерения в рамочно-петлевой модификации могут проводиться прямоугольными петлями, длинная сторона которых располагается параллельно простиранию рудного тела, а также могут быть использованы и другие формы петель (см. 3.3.8.2.5).

3.3.7.62.Требования к размещению генераторной и измерительной аппаратуры, к петлям и их раскладке на местности, так же как и к сопротивлениям утечки и методике их измерений, те же, что и в методе переходных процессов (см. 3.3.8.2.6, 3.3.8.2.7, 3.3.8.2.9).

3.3.7.63.Ежедневно перед началом работы на профиле проводятся измерения переходного процесса на заранее изготовленном эквиваленте среды, результаты которых сравниваются со значениями, полученными в процессе предполевого ремонта и настройки аппаратуры. В случае обнаружения расхождений, превышающих погрешность наблюдений сданным типом аппаратуры, необходимо принять меры по устранению неисправностей.

3.3.7.64. Измерения на точках производятся на всех временных задержках до полного исчезновения сигнала. В начале и конце измерения переходного процесса измеряется ток в генераторном контуре. При работах на разрезах с высоким удельным сопротивлением применяются меры по ликвидации собственного колебательного процесса в генераторной и приемной петлях. В случае появления отрицательных значений эдс в обязательном порядке повторяются измерения сопротивления утечек в генераторной и приемной петлях, источниках питания и регистраторе.

3.3.7.65. В полевой журнал записываются название участка, номер пикета и профиля, сила тока в начале и конце измерения, число накоплений, сопротивление утечки, а также эдcна каждой задержке. В случае необходимости указывается положение петли относительно различных металлических предметов, электролиний, а также других сооружений.

Для определения погрешности измерений проводятся специальные контрольные наблюдения в объеме 5 % от рядовых. Оценка точности наблюдений производится по формуле (72) относительной средней арифметической погрешности. Для надежных измерений (превышающих втрое порог чувствительности аппаратуры) погрешность не должна превышать 10—15 % .

3.3.7.66. По результатам измерений в полевых условиях производится вычисление значений р_tпо формуле (50), построение кривых кажущихся удельных сопротивлений р_t на билогарифмических бланках с модулем 6,25 см в зависимости от и их предварительная интерпретация по палеткам, номограммам либо особым точкам (p_T._min, t_min, p_{T. max}, t_max — координаты минимума и максимума кривых кажущегося удельного сопротивления), в процессе которой определяются значения суммарной продольной проводимости S, продольной проводимости рыхлых отложений S_p и аномальной продольной проводимости S_a(как разница между S и S_p). По полученным значениям строятся предварительные планы S, S_p и S_a.

3.3.7.67. На выявленных по плану S_aаномальных участках выполняются детализационные исследования ЗМПП в соосном варианте. Размер генераторного контура в случае необходимости (кривые p_tв области больших времен не выходят на асимптоту) увеличивают в два—три раза. С этой же целью рекомендуется увеличивать силу тока в генераторном контуре, число накоплений и циклов измерений. Шаг наблюдений и расстояние между профилями выбирают такими, чтобы уверенно изучить морфологию объекта, образующего аномалию, и исключить необходимость последующих работ ЗМПП в крупном масштабе, при этом шаг наблюдений уменьшается до 1/4—1/2 стороны петли.

3.3.7.68. В процессе камеральной обработки производят вычисления значений p_tво вторую руку, рассчитывают и строят кривые кажущейся продольной проводимости S_tи глубины Н_t, определяют значения аномальной продольной проводимости S_a- Используя результаты расчетов по разным методикам, а также методику аналитического продолжения электромагнитного поля внижнее полупространство и отображения локальных проводников на вертикальных разрезах электромагнитного поля, строят сечения или разрезы, на которых изображены изолинии проводимости, и по ним судят о глубине до локального проводника, его форме и внутреннем строении, строят геоэлектрические планы и разрезы с выделением потенциально рудоносных объектов и горизонтов, рудоконтролирующих толщ, вычисляют электромагнитные параметры возмущающих объектов, определяют их пространственное положение и оценивают степень перспективности выявленных аномалий на искомое оруденение как с позиций данных ЗМПП, так и с учетом результатов всех предшествующих геолого-геофизических работ. В случае необходимости приводится местоположение рекомендуемых для проверки аномалий горных выработок и скважин.

3.3.7.69.После полевых работ комиссии по приемке полевых материалов предъявляются полевые журналы, в том числе с контрольными наблюдениями, и расчеты погрешности, на основании чего определяется качество работ с учетом требований 3.8, 3.9.

3.3.7.70.К отчету прилагается альбом кривых кажущихся удельных сопротивлений p_t, планы изолиний суммарной и аномальной продольной проводимости, планы мощности и продольной проводимости наносов, геоэлектрические разрезы по профилям через аномальные участки и другие материалы в соответствии с условиями работ с учетом требований 4.2.

3.3.8. МЕТОДЫ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПРОФИЛИРОВАНИЯ (прил. 78—88)

Группа методов электромагнитного профилирования (ЭМП) основана на наблюдении характеристик электромагнитного поля искусственных источников, включая его частотные и переходные характеристики, и предназначена для изучения геоэлектрического разреза в горизонтальном направлении. Методы ЭМП используют широкий диапазон частот (задержек).

Среди методов ЭМП особо выделяются индуктивные методы, основанные на изучении либо низкочастотного гармонического поля, либо неустановившегося электромагнитного поля.

3.3.8.1. Электромагнитные методы профилирования с гармоническим полем

3.3.8.1.1.Применяются следующие электромагнитные методы гармонического поля: метод незаземленной петли (НП), метод длинного кабеля (ДК) и метод дипольного электромагнитного профилирования (ДЭМП). Из них методы НП и ДК являютсянизкочастотными индуктивными, а метод ДЭМП осуществляется в широком диапазоне частот и в него входит как низкочастотная модификация дипольного индуктивного профилирования (ДИП), где поле изучается в ближней зоне.

При работе методом ДЭМП электромагнитное поле возбуждается переменным током, текущим в небольшой генераторной рамке. Магнитную составляющую поля измеряют при помощи рамки в точке, расположенной на заданном постоянном расстоянии от генераторной рамки.

3.3.8.1.2.Частота либо диапазон частот, на которых ведутся полевые работы, определяются удельной электропроводностью и размерами рудных залежей, а такжеудельной электропроводностью покровных и рудовмещающих пород.

При поисках крупных рудных тел, сложенных хорошо проводящими (например, медно-колчеданными) рудами, рабочие частоты выбираются в диапазоне от первых десятков до первых сотен герц.

При поисках руд средней удельной электропроводности (например, колчеданно-полиметаллических и полиметаллических) рабочие частоты выбираются в диапазоне первых сотен — нескольких тысяч герц.

При поисках руд, имеющих одновременно высокое удельное сопротивление и высокую магнитную проницаемость, общую съемку целесообразно выполнять на частотах в диапазоне единиц—десятков герц.

При поисках руд, имеющих одновременно невысокое удельное сопротивление и высокую магнитную проницаемость, можно применять более широкий диапазон частот, например от единиц герц до килогерц. Конкретные значения частот выбираются в соответствии с методическим руководством.

3.3.8.1.3. Электромагнитные методы гармонического поля на разных частотахреагируют на низкое удельное сопротивление, повышенную магнитную проницаемость, а также повышенное удельное сопротивление горных пород и руд. В зависимости от указанных свойств методы гармонического поля применяются при поисках и разведке рудных тел низкого удельного сопротивления, изучении природы аномальных зон, обнаруженных другими методами разведочной геофизики, наземной детализации результатов аэроэлектроразведочных работ, для детального геологического картирования контактов, тектонически ослабленных зон, графитизированных пород, а также при поисках магнитных руд железа и даже объектов повышенного удельного сопротивления.

Для поисков руд низкого удельного сопротивления, залегающих на глубине до 100-—200 м, и изучения природы аномальных зон, обнаруженных другими методами, применяют главным образом метод НП. Для решения задач геологического картирования используют в основном метод ДК. Метод ДЭМП и его модификацию ДИП применяют при поисках и разведке хорошо проводящих объектов, в основном сульфидных рудных тел, детализации ранее обнаруженных аномалий и геологическом картировании. В отличие от методов НП и ДК метод ДЭМП с применяемой аппаратурой обладает меньшей глубинностью (десятки метров), но имеет более высокую производительность и проще по организации работ.

Гармонические методы электромагнитного поля обычно применяют в комплексе с другими геофизическими и геохимическими методами.

3.3.8.1.4. Полевые работы электромагнитными методами проводятся обычно при поисковых и картировочных работах масштабов 1: 10 000—1: 25 000, при детальных поисках масштабов 1: 10 000—1: 5000, а также при детализации результатов, полученных при съемках указанных выше масштабов. Опытные работы по выбору рабочих режимов выполняются на отдельных профилях, расположенных в пределах хорошо изученных участков.

А. Низкочастотный индуктивный метод незаземленной петли

3.3.8.1.5.Метод НП применяют главным образом для поисков руд низкого удельного сопротивления либо высокой магнитной проницаемости, а также для изучения геологической природы аномалий, обнаруженных другими геофизическими методами. Работы производятся путем площадной съемки планшетов внутри незаземленных квадратных или прямоугольных петель с длинами сторон 1—2 км. Профили располагаются вкрест преимущественного простирания горных пород. При поисках крутопадающих маломощных рудных тел допускается съемка вне петли по профилям,ориентированным перпендикулярно либо параллельно стороне петли. В последнем случае длинную сторону петли располагают вкрест предполагаемого простирания изучаемых объектов.

В простых геоэлектрических условиях, при малом уровне влияния аномалий нерудного происхождения покровных и рудовмещающих отложений, для поисковой съемки могут применяться петли большого размера со сторонами 1,5—2,5 км и больше. В сложных геологических условиях для уменьшения уровня влияния аномалий нерудного происхождения применяются петли, вытянутые вкрест простирания горных пород (ширина — до 1 км, длина — предельно возможная, ограничиваемая лишь соображениями технико-экономического характера). Увеличение размеров петель и переход к съемке планшетов вне петли обеспечивают рост производительности поисковых работ, но приводят к появлению дополнительного числа аномалий неруд­ного происхождения, что ведет к увеличению объема детализационных съемок. Поэтому размеры применяемых петель и возможность съемки планшетов вне петли уста­навливают на основании опытных работ и уточняют в ходе поисковых съемок в данном районе.

3.3.8.1.6. Съемочный планшет располагается внутри петли в пределах достаточно однородного нормального поля. Расстояние от крайней на профиле точки наблюдения до ближайшей стороны петли должно быть не меньше 200 м. Максимальные расстояния от источника поля до точки наблюдения при измерениях вне петли определяются мощностью генераторной группы и чувствительностью измерительной аппаратуры (достигают 1—3 км).

3.3.8.1.7.Для детализационных съемок применяют прямоугольные петли, вытянутые вкрест простирания горных пород, либо квадратные. Длина стороны квадратной петли либо меньшей стороны прямоугольной петли не должна превышать нескольких сотен метров. Лишь в районах, сложенных горными породами высокого удельного сопротивления, при детализации аномалий можно применять квадратные или прямоугольные петли с длинами сторон до 1 км. Детализируемая аномалия должна располагаться в средней части съемочного планшета, выбираемого внутри петли (см. 3.3.8.1.6).

3.3.8.1.8. При поисках руд низкого удельного сопротивления либо повышенной магнитной проницаемости в качестве измерительного прибора применяют микровольтметр типа ИМА-1, позволяющий производить многочастотные измерения, или «Лазурит». При поисках руд, имеющих одновременно высокое удельное сопротивле­ние и повышенную магнитную проницаемость, для возбуждения и измерения поля применяют комплект аппаратуры типа ИКС-50, снабженный магнитоиндукционным преобразователем (датчиком).

См. также 3.3.8.1.13—3.3.8.1.24.

Б. Низкочастотный индуктивный метод длинного кабеля

3.3.8.1.9.Метод ДК применяют в основном для решения задач геологического картирования и поисков рудных тел. Источником поля в методе ДК является прямолинейный заземленный на концах кабель длиной до 10 км, вытянутый в направлении простирания горных пород. Профили наблюдений располагаются по обе стороны от кабеля перпендикулярно ему. Длина профилей и ширина съемочного планшета обычно выбираются равными 1/3—1/2 длины кабеля.

3.3.8.1.10.При площадных съемках обычно производят одночастотные ампли­тудные измерения. Рабочую частоту выбирают так, чтобы влияние на характер поля геолого-структурных элементов либо рудных тел, представляющих интерес при геологическом картировании и поисках в данном районе, было максимальным. Частоту выбирают на основании опытных работ и уточняют при проведении поисковых съемок в данном районе. Следует иметь в виду, что чрезмерное повышение рабочей частоты ведет к увеличению влияния неоднородности перекрывающих рыхлых отложений.

3.3.8.1.11.В методе ДК используют аппаратуру типа ИМА-1, ИКС, «Лазурит». Измеряют вертикальную H_z либо вертикальную H_z и горизонтальную Н_у (вдоль профиля наблюдения) составляющие поля. Соответственно по амплитудному измерителю снимают показания в микровольтах: U (H_z), U (Н_у). Результаты измерений представляют в виде графиков измеренных составляющих поля либо графиков .

Значения определяют с помощью соответствующих методических рекомендаций.

При использовании метода ДК для решения поисково-картировочных задач на основе эффективного удельного сопротивления измеряют угол наклона большой оси эллипса поляризации вектора магнитного поля к горизонту в вертикальной плоскости, проходящей через профиль наблюдения, и отношение амплитуд | Н_г |/| Н_уu вертикальной составляющей магнитного поля к горизонтальной, направленной вдоль профиля. При этом оптимальными считаются такие частота fи длина кабеля l_AB, при которых в заданном диапазоне изменения удельного сопротивления, измеренные значения характеристик магнитного поля соответствовали бы наиболее крутым частям графиков зависимости этих характеристик от приведенного расстояния. Значения fи l_ABуточняются с учетом конкретных геологических условий с таким расчетом, чтобы аномальные эффекты от хорошо проводящих рудных тел были максимальны и на результаты наблюдений не оказывали решающего влияния рыхлые отложения. Оценка глубинности исследований проводится по результатам расчетов магнитного поля над двухслойной средой.

Влияние рельефа вносит максимальные искажения на результаты наблюдений вблизи кабеля при < 0,1?0,2. На протяженном склоне с углом падения bискажения вызваны тем, что при установке антенны по уровню измеряются не составляющие, параллельные и перпендикулярные дневной поверхности, а их проекции на направления, образующие угол bс поверхностью склона и перпендикуляром к ней. Подправки, учитывающие влияние рельефа, определяются в соответствии с методическими рекомендациями.

Результаты измерений, исправленные за влияние рельефа, представляют в виде графиков измеренных составляющих поля либо в виде графиков . Значения определяют с помощью масштабных палеток.

3.3.8.1.12.Аномалии электромагнитного поля, полученные методом ДК, детализируют в тех случаях, когда они по своей форме, геологической позиции или по сочетанию с аномалиями других геофизических методов перспективны на связь с каким-либо полезным ископаемым или представляющими интерес геолого-структурными особенностями изучаемой площади. Аномалии, перспективные на связь с хорошо проводящим оруденением, детализируют в соответствии с положениями, изложенными далее.

Для оценки глубины залегания верхней кромки и угла падения хорошо проводящих рудных тел пластовой формы используется методика, основанная на измерении | H_z | и |Ну| по ряду профилей, перпендикулярных рудному телу. Для оценки геометрических размеров (по простиранию и падению) и угла скатывания (склонения) рудных тел изучают горизонтальную составляющую вектора магнитного поля uН_Хu, направленную параллельно кабелю и проводнику. Геологическое истолкование результатов детальных работ производится в соответствии с существующими методическими рекомендациями.

3.3.8.1.13. Здесь и ниже излагаются общие требования к методике полевых измерений для случая НП и ДК. Перед началом измерений на планшете проверяют сохранность петли или кабеля, после чего техник генераторной группы включает генератор, устанавливает рабочую частоту и необходимую силу тока, а затем дает сигнал для начала измерений. Техник генераторной группы следит за постоянством тока в петле и ведет систематическую запись силы тока (прил. 78). Если источником поля является незаземленная петля, то ее рекомендуется вводить в последовательный резонанс при помощи последовательно включенных емкостей, особенно при использовании высоких частот. Оператор берет отсчет по прибору и сообщает его помощнику. Помощникзаписывает отсчет в журнал (прил. 79) и наносит результаты измерений на график. После этого вся бригада переходит на следующую точку профиля. При этом измерительная рамка остается подключенной к прибору, а питание последнего не выключается.

В случае резких изменений напряженности поля по профилю необходимо систематически сверять отсчеты, полученные при разной чувствительности, путем измерения одних и тех же величин на двух соседних пределах вольтметра.

Если наблюдения на профиле прерваны вследствие плохой погоды, технических неполадок или окончания рабочего дня, при возобновлении работы необходимо повторить измерения не менее чем на двух предыдущих точках профиля.

Выбор расположений петель или кабеля не местности и съёмочных планшетах должен быть произведен таким образом, чтобы в последующих петлях или кабеле в максимальной степени использовались провода и заземления ранее проложенных петель или кабелей.

Заземления устраивают из штыревых электродов, собираемых в связки. Количество электродов должно быть подобрано таким, чтобы общее сопротивление заземления не превышало сопротивления кабеля. При работе в районах с трудными условиями заземлений число электродов увеличивают или применяют штыри большей длины.

3.3.8.1.14. Топографическое обслуживание полевых работ заключается в разбивке профилей в пределах съемочного планшета, разметке этих профилей пикетами, провешивании профилей для сторон петли или кабеля, а также привязке съемочной сети, маршрутов, вершин сторон петли и заземлений кабеля к существующей в исследуемом районе триангуляционной сети. Все эти работы выполняются специальным отрядом в соответствии с действующей инструкцией по топографо-геодезическим работам при геофизической разведке (см. 3.2).

3.3.8.1.15. Оценку точности полевых измерений с микровольтметрами произ­водят по средней относительной погрешности, вычисляемой по серии двукратных измерений на всех точках контрольных профилей. Эта погрешность не должна превышать 3 %. При изучении природы слабых магнитных аномалий (с амплитудой меньше 2000g) допустимая погрешность измерений с аппаратурой типа ИКС не должна превышать 1,5 %.

В этом случае для повышения точности наблюдений следует создавать опорную сеть, выбирая в качестве опорных точек средние пикеты рабочих профилей (точки пересечения с магистралью). Измерение проводится с двукратным повторением (прямой и обратный ход), и за истинное значение отсчета на опорной точке принимается среднее арифметическое значение обоих измерений. Кроме того, повышаются требования к установке рамки — пузырек круглого уровня на основании рамки не должен выходить за пределы малого центрального круга уровня.

Средняя относительная погрешность вычисляется в этом случае по исправленным с учетом нестабильности коэффициента передачи прибора значениям амплитуд (см. 3.3.8.1.16).

При обычных поисково-картировочных исследованиях погрешность измерения Н_г и Ну не должна превышать 5 %, а угла j_yz — 3°.

Число контрольных измерений определяется проектом работ партии и составляет 5 % от общего объема работ (до 10 % при опытно-методических съемках). Они распределяются равномерно во времени и на площади работ. Контрольные измерения должны производиться наиболее опытным техническим персоналом партии (отряда). Рядовые и контрольные измерения производят с интервалом не менее 1 дня, а при наличии нескольких приборов — различными приборами.

3.3.8.1.16.Перед вычислением средней относительной погрешности наблюдений с микровольтметром результаты контрольных наблюдений приводят к результатам рядовых наблюдений. Это делается с помощью коэффициента приведения k, опре­деляемого по формуле

k = U1/U₂, (64)

где U₁ — результат контрольных измерений; U₂ — результат рядовых измерений. Коэффициент приведения вычисляют как среднее арифметическое из коэффициентов приведения для отдельных точек:

k_СР=(k₁+k₂+k₃…)/n (65)

Вычисление средней относительной погрешности ведут в журнале (прил. 80).

При работах повышенной точности допустимы периодические измерения на контрольном пункте, выбранном в пределах планшета съемки, проводимые, например, в начале и по окончании ежедневной работы, при смене прибора и т. д. Нестабильность результатов измерений вдоль каждого профиля исправляют, умножая отсчет на каждой точке на поправочный коэффициент передачи а, вводимый по формуле

a=U/U_оп, (66)

где U — рядовой отсчет на опорной точке, мкВ; U_оп- отсчет на той же точке при проведении измерений на опорной сети, мкВ.

3.3.8.1.17.Результаты полевых наблюдений записывают в полевом журнале (прил. 79). В графу 2 через каждые 30 мин заносят время наблюдений. В графе 3. отмечают точку записи — номер пикета. В графу 4 записывают шкалу, на которой: ведут измерения, в графу 5 — отсчет с учетом чувствительности. В графу 6 при обработке наблюдений заносят ток в петле на основании записей в журнале генераторной группы в соответствующее время. Графы 7 и 8 заполняют также при обработке наблюдений: в графе 7 пишут значения U₁, приведенные к току в источнике, в графе 8 — значения U_ИСПР, где нестабильность U₁ исправляется коэффициентом передачи a, если работы ведутся с повышенной точностью (1—1,5%). В графе «Примечание» отмечают элементы ситуации по профилю и обстоятельства, характеризующие условия съемки, а также каждый перерыв в работе и его причины.

Одновременно с записью результатов наблюдения помощник оператора в поле строит график амплитуд измеряемых составляющих компонент магнитного поля. В районах с резко пересеченным рельефом на графиках наблюденных величин отме­чают особенности рельефа дневной поверхности, поверхностные условия (осыпи, пашня, лес и т. д.) и элементы ситуации вдоль профиля.

Результаты повторных (контрольных) наблюдений записывают в отдельный журнал. Каждый оператор может вести запись попеременно в двух журналах, один из которых будет периодически находиться в камеральной группе для обработки наблюдений. Журналы должны удовлетворять требованиям, изложенным в 3.8.

3.3.8.1.18. Обработка результатов полевых измерений с микровольтметром начинается с приведения всех наблюденных значений к постоянной силе тока в петле и относительным единицам. Если в процессе работы на профиле изменились сила токав петле или коэффициент усиления вольтметра и вследствие этого изменился отсчет на двух контрольных точках профиля, то эти перемены учитывают введением коэффициента k. Обработку наблюдений указанным способом производят в специальных графах полевого журнала.

3.3.8.1.19.После окончательной обработки результаты наблюдений изображают в виде графиков амплитуды U (Н) вдоль отдельных профилей. Горизонтальныймасштаб графиков выбирают равным масштабу отчетных карт. Вертикальный масштаб выбирают, исходя из соображений наглядности. Допускается применение логарифмического масштаба, который удобен как при сравнении графиков, так и при исключении нормального поля петли.

Графики измеренных составляющих поля следует совмещать с абрисом дневной поверхности вдоль профилей и, если это возможно, с геологическим разрезом. Графики оформляют согласно общим требованиям инструкции (см. 4.1). Кроме того, на каждом графике должны быть указаны частота поля, измеряемая составляющая и номер петли (планшета).

Для облегчения прослеживания аномалий в пределах заснятой площади относящиеся к одному планшету графики измеренных компонент поля целесообразно изображать на одном листе, выбрав расстояние между профилями в соответствии с масштабом съемки, имеющимися геологическими картами и изменениями измеренных величин вдоль профилей.

3.3.8.1.20.Для сопоставления результатов площадных съемок с геологическими материалами и результатами работ другими методами строят карты графиков наблюденных составляющих поля. Допускается построение карт изолиний в случаях, когда съемка проведена на участках со сравнительно однородным нормальным полем и аномалии, имея плавный характер, увязываются с геологическими объектами. Сечение изолиний следует выбирать не меньше трехкратной погрешности рядовых наблюдений. Карты профилей или изолиний могут выполняться на имеющейся топооснове или отдельных листах кальки в масштабе топографических планов (карт).

Графики по отдельным профилям, планшетам и карты графиков являются фактическим материалом, представляемым к отчету о работе партии (отдела).

Масштаб топографических планов (карт), используемых для составления картграфиков, должен быть на одну ступень крупнее масштаба съемки или равен ему. На картах-графиках показывают систему профилей, вдоль которых произведены наблюдения, с указанием пикетажа на них. На планах (картах) графиков должны быть показаны: а) расположение петель (кабелей); б) профили и точки наблюдений; в) все закрепленные точки; г) геологическая ситуация, включая расположение горных выработок и буровых скважин; д) основные результаты применения других геофизических и геохимических методов (оси аномалий, ореолы рассеяния и т. д.).

Вертикальный масштаб карт-графиков следует выбирать так, чтобы соседние кривые не пересекались. Если соблюдение этого правила невозможно, то участок кривой, на котором она пересекается с соседней, можно вычертить в уменьшенном вертикальном масштабе.

3.3.8.1.21. Геологическую интерпретацию результатов производят раздельно для этапов поисковых и детализационных работ. Аномальные зоны выделяются путем анализа и корреляции графиков амплитуд, а также по картам графиков изолиний измеряемых элементов поля U (Н).

Отбор аномалий для последующей геологической интерпретации следует производить, руководствуясь следующими критериями: а) аномалия должна коррелироваться пространственно не менее чем по двум-трем соседним профилям и закономерно изменяться от профиля к профилю; б) значение аномалии должно быть больше трехкратной средней погрешности наблюдений; аномалии оцениваются в процентах от уровня нормального поля; в) аномалии с меньшими значениями могут приниматься во внимание, если они коррелируются более чем по трем соседним профилям и в то же время имеют характер, например по форме, благоприятный для данных геоэлектрических условий с точки зрения поисков, или выделяются статистическими приемами; г) слабая аномалия, отвечающая указанным критериям, расположенная в краевой части планшета, может быть отобрана для геологической интерпретации только после дополнительной съемки с таким переносом источников поля, после которого аномалия окажется в средней части планшета.

Критериями, служащими для предварительной оценки природы аномалии, являются: а) интенсивность аномалии, ее знак и форма; б) характер распределения электромагнитного поля по профилю; в) зависимость аномалий от частоты (при съемке более чем на одной частоте); г) соотношение с аномальными зонами, обнаруженными другими геофизическими и геохимическими методами; д) геологическая позиция аномальной зоны.

При поисках проводящих объектов наибольший интерес представляют надежно выявленные локальные аномалии, значение которых с ростом частоты увеличивается, а простирание хорошо увязывается с характерным для данного района простиранием рудных тел. Аномалии большой протяженности обычно бывают связаны с геолого-структурными особенностями изучаемого района — сменой литологического состава пород и тектонически ослабленными зонами, а резко меняющиеся по профилю аномалии часто бывают связаны с неоднородностями поверхностного характера.

При поисках магнитных объектов наибольший интерес представляют аномалии преимущественно положительного знака, значение которых с ростом частоты либо не меняется, либо уменьшается. Пространственное положение этих аномалий должно соответствовать аномальным зонам, выявленным в процессе магнитометрических наблюдений.

3.3.8.1.22. Геологическая интерпретация результатов детальных съемок базиру­ется на сопоставлении ранее известных материалов, в том числе геологических, с оценкой удельной электропроводности источника аномалии, его магнитной проницаемости, приближенных размеров и положения в пространстве, а также коэффициента Q* = I_n/I_i, где 1_п — остаточная намагниченность; I_i— индуктивная на­магниченность. Удельную электропроводность, магнитную проницаемость, размеры и глубину залегания оценивают по индукционному параметру вторичного поля, распространению аномальной зоны на местности, интенсивности аномалии, ее знаку и частотной характеристике. Способы определения физических и геометрических характеристик исследуемых объектов приведены в методических руководствах.

Оценку удельной электропроводности, магнитной проницаемости и некоторых размеров объектов производят путем сопоставления индукционной) или приведенного параметра вторичного поля с результатами геологических и других геофизических исследований.

Определение параметра в относительно простых условиях (высокое удельное сопротивление вмещающих пород, отсутствие вблизи от источника аномалии других объектов, близких по электрическим свойствам) производится по частотной характеристике аномалии амплитуды. Оценка магнитной проницаемости для тел предположительно изометрического сечения производится по форме частотной характеристики. Отношение Q* = I_n/I_iвычисляется по сопоставлению аномалий, полученных при измерении приращения напряженности постоянной составляющей DZпо данныммагниторазведки и вертикальной составляющей Н_z поданным низкочастотных электромагнитных методов.

3.3.8.1.23.Оценка свойств источника аномалии по индукционному параметру вторичного поля не должна рассматриваться как точное определение его свойств. Она позволяет к ранее известным признакам привлечь другие и с большей степенью вероятности отнести изучаемый объект к рудным или безрудным. Если низкочастотные электромагнитные методы являются частью комплекса методов, геологическую интерпретацию следует вести по сумме полученных материалов.

3.3.8.1.24. При проектировании работ и интерпретации наблюдений используются результаты изучения электрических и магнитных свойств (разд. 5).

В. Дипольное электромагнитное и индуктивное профилирование

3.3.8.1.25. Метод дипольного электромагнитного профилирования (ДЭМП) основан на изучении различных характеристик электромагнитного поля при перемещении рамки (магнитного диполя) по профилю исследуемого участка (см. 3.3.8.1.1). В зависимости от используемой модификации измеряются различные характеристики переменного электромагнитного поля. С помощью аппаратуры типа ДЭМП, АЭММ-3, ФАГР-10 или другой аналогичной измеряют составляющие напряженности магнитного поля H_z, Н_r и фазовый сдвиг (j_Нг; аппаратура типа ЭПП-2 позволяет измерять отношение полуосей эллипса поляризации вектора магнитного поля b/а₀.

Метод применяется для поисков и прослеживания объектов низкого удельного сопротивления, в основном сульфидных рудных тел; выделения и прослеживания контактов, зон тектонических нарушений и других объектов при геологическом картировании; выделения магнетитовых тел с большой магнитной проницаемостью, а также при инженерно-геологической съемке (выявление карстовых зон, прослеживание трасс трубопроводов и т. д.).

Глубинность метода соизмерима с разносом между генераторной и приемной рамками, зависит от частоты электромагнитного поля и достигает 60—70 м с аппаратурой (3.3.8.1.25) при поисках рудных тел низкого удельного сопротивления, залегающих во вмещающей среде высокого удельного сопротивления.

3.3.8.1.26. В соответствии с методическими рекомендациями при поисках рудных объектов наиболее употребительным является наблюдение вертикальной составляющей напряженности переменного магнитного поля H_z и фазового сдвига j_Нz(поле создается током в генераторной рамке, расположенной в горизонтальной плоскости).

Для проведения геологического картирования на основе изучения эффективного удельного сопротивления среды более подходящим является измерение двух составляющих (радиальной и вертикальной) либо полуосей эллипса поляризации вектора магнитного поля и угла наклона большой оси эллипса поляризации.

3.3.8.1.27. Рабочая частота выбирается в соответствии с решаемыми геологическими задачами и с учетом возможной дифференциации вмещающих пород и рудных объектов по удельному электрическому сопротивлению р в соответствии с методическими рекомендациями. Так, низкочастотный диапазон (f= 0,125?8 кГц) применяется при удельном сопротивлении объектов, составляющем единицы и доли ом-метров (при удельном сопротивлении вмещающих пород — тысячи ом-метров). При картировании объектов более высокого удельного сопротивления (например, р =п?100 Ом-м), залегающих среди вмещающих пород повышенного удельного сопротивления (р =1000?2000 Ом-м), применяется высокочастотный диапазон аппа­ратуры (например, более 10 кГц).

При поисках и картировании объектов повышенной магнитной проницаемости (m > 1,1 СГС) следует выбирать наиболее низкие частоты. В этом случае удельная электропроводность практически не будет оказывать влияния на измерения, а аномалия будет обусловлена магнитной проницаемостью. На более высоких частотах подчеркивается удельная электропроводность руд повышенной магнитной проницаемости.

При поисках рудных тел низкого удельного сопротивления, залегающих в породах высокого удельного сопротивления, частота выбирается близкой к оптимальной f_ОПТ, Гц, значение которой определяется как

f_ОПТ= (67)

где р_опт = 11 (оптимальное значение индукционного параметра); m₀=4p?10^-7 Гн/m; L — разнос рамок, м; т — наименьшая мощность пласта, м; s— его наименьшая удельная электропроводность, См/м.

При решении задач геологического, картирования над объектом типа массива горных пород (полупространство) по эффективному удельному сопротивлению частота, Гц, выбирается как

f_ОПТ > (68)

где s— значение удельной электропроводности пород, соответствующее значению пород минимального удельного сопротивления, имеющихся в районе исследований.

Вышеописанные принципы выбора рабочей частоты, основанные на теоретических расчетах и опыте ранее проведенных работ, используются при проектировании. Беря их за основу, следует перед началом работ в новом районе проводить опытные наблюдения над известными типовыми разрезами с различными характеристиками установок и частот для уточнения их оптимальных значений.

При решении поисково-картировочных задач разнос L следует брать максимально возможным по техническим данным аппаратуры, чтобы обеспечить наибольшую глубину исследования. Поскольку значение сигнала находится в прямой зависимости от расстояния между рамками, то чем больше это расстояние, тем меньше точность съемки. Следовательно, расстояние между рамками будет в каждом конкретном случае зависеть от поставленной задачи и геолого-геофизических условий проведения работ. Наиболее часто употребляются разносы рамок 60—80 м (при работе без приставки, увеличивающей мощность генератора).

3.3.8.1.28.Если перекрывающие рыхлые отложения и вмещающие породы имеют сравнительно высокое удельное электрическое сопротивление и не искажают наблюдаемое поле в диапазоне частот, смежном с f_ОПТ, то в качестве рабочей следует взять более высокую частоту, чем f_ОПТ. Если же влияние указанных геологических образований начинает сказываться, т. е. происходит снижение значений аномалии или изменяется ее знак, то следует взять более низкую частоту, чем f_ОПТ, или уменьшить разнос рамок.

3.3.8.1.29.Согласно выбранному для съемки разносу приемная и генераторная рамки устанавливаются на соответствующих точках изучаемого профиля. Направление расположения генераторной и приемной рамок относительно нумерации точек сохраняется для всего участка. В журнале (прил. 81) отмечаются дата, участок, номер профиля, рабочая частота и в виде схематической зарисовки приводится разнос и направление перемещения рамок. Далее производится измерение искомых величин. Их значения записываются в полевой журнал (прил. 81). Точка записи наблюдений относится к середине разноса генераторной и приемной рамок. В графе «Примечание» ведется абрис рельефа. Здесь же отмечаются источники помех (ЛЭП,- линия связи, железные дороги и т. д.), значение помехи U_п, а также опорного сигнала U_О.С.

3.3.8.1.30. Выделенные аномалии детализируются с целью расчленения аномальной зоны на отдельные объекты и определения их более точного местоположения, формы, удельной электропроводности и условий залегания. Аномалии должны прослеживаться на двух-трех смежных профилях. Если аномалия наблюдается только на одном профиле, то работы проводятся на дополнительных (промежуточных по отно­шению к основной сети) профилях, расположенных по обе стороны от профиля, на котором выделена аномалия.

Для расчленения аномальной зоны необходимо последовательно уменьшать разносы между рамками в 1,5—2 раза, но так, чтобы наблюдались уверенные анома­лии над каждым проводником, а также уменьшить шаг измерения до 2—5 м.

Аномальные участки профиля должны быть исследованы с различными разносами на оптимальных частотах с целью более точного определения элементов залегания возмущающих объектов.

3.3.8.1.31. Площадные работы методом ДЭМП в масштабах 1: 25 000—1: 10 000 и крупнее проводятся по заранее разбитой сети (см. 3.2). Масштаб съемки выбирается в зависимости от размеров исследуемых объектов. Наиболее часто употребляемое расстояние между точками в зависимости от масштаба и сложности геоэлектрического разреза составляет 10—20, в простых условиях — до 40 м.

3.3.8.1.32. При производстве наблюдений выдерживаются следующие требования.

а. Измерение вертикальной составляющей магнитного поля и фазы производится в следующем порядке.

Включается генератор и при отключенной приемной рамке по показанию индикаторного прибора измеряется опорный сигнал U_О.С. После отключения кабеля опорного сигнала рамки приводятся в рабочее положение по уровням и пикетам, а поступающий с приемной рамки сигнал посредством аттенюатора доводится до значения опорного сигнала. После этого подключается опорный сигнал и фазовращателем устанавливается минимум отсчета по индикаторному прибору. Окончательная компенсация выполняется на наиболее чувствительной шкале. При положении полной компенсации с аттенюатора снимается отсчет в делениях N_c (или долях вольта U_Нz) сигнала, пропорционального напряженности суммарного поля H_z, а со шкалы фазовращателя — отсчет суммарного фазового сдвига j_с. Полнота компенсации проверяется выключением генератора. При этом стрелка индикатора не должна изменять своего положения. Отклонение ее определяет сигнал помехи U_П. Если нет особых причин, U_О.С и U_П измеряются и записываются только в конце смены. После указанных измерений на первой точке по команде оператора установка перемещается на следующую точку, где проводится лишь компенсация и считывание значений N_c и j_с-При переходе от точки к точке не следует выключать аппаратуру и изменять положения аттенюатора и фазовращателя, установленные при компенсации на предыдущей точке, так как в нормальном поле эти положения сохраняются. В случае же изменения поля проводится лишь докомпенсация. Все измерения записываются в полевой журнал (прил. 81).

б. При измерении угла j наклона большой оси эллипса поляризации магнитного поля генераторная рамка ориентируется горизонтально по уровню. Антенный столик приемной рамки устанавливается горизонтально и ориентируется таким образом, чтобы горизонтальная ось вращения антенны рамки была направлена перпендикулярно вертикальной плоскости, проходящей через центр генераторной и приемной рамок.

Затем включаются генератор и измеритель. Приемную рамку плавно вращают вокруг горизонтальной оси до получения минимальных значений на шкале измерительного прибора. Если поляризация поля близка к круговой, а также в случае помех угол jизмеряется несколько раз при подходе к минимуму сигнала с разных сторон. При этом угол наклона определяется как среднее арифметическое из нескольких отсчетов. Значение угла j отсчитывается по вертикальному лимбу в направлении, противоположном движению часовой стрелки. При этом предполагается, что наблюдатель обращен лицом к приемной антенне, а генератор расположен слева от него.

Обычно значения jнаходятся в пределах 0°?j?90° и нижний конец нормали к плоскости витков приемной антенны наклонен в сторону, противоположную от генератора. В непосредственной близости от искомого объекта значение i|) может превышать 90°.

в. Отношение | Н | /uH^z_r | определяется путем раздельного измерения электроразведочных сигналов U_H , U_H .|При измерениях генераторная рамка устанавливается горизонтально, а приемная — последовательно в горизонтальном и вертикальном положении (горизонтальная ось вращения плоскости витков приемной рамки устанавливается перпендикулярно вертикальной плоскости, проходящей через центр генераторной и приемной рамок).

г. Определение отношения |а|/|b|производится вращением приемной рамки вокруг горизонтальной оси и измерением значений последовательно в положениях, при которых наблюдаются максимум и минимум сигнала. Во всех случаях измерения выполняются с таким расчетом, чтобы стрелка прибора измерителя отклонялась запределы первой трети шкалы. Данные полевых наблюдений записываются в полевой журнал (прил. 81).

Результаты измерений j, | Н | /uH^z_r | или |а|/|b|пересчитываются в значения (прил. 82—83).

3.3.8.1.33. Оператор должен хорошо знать факторы, влияющие на точность наблюдений, и уметь уменьшать влияние помех.

Значение помехи U_Попределяется по показанию индикатора измерителя при Подключенной приемной рамке и выключенном генераторе или в рабочем положении всей установки в момент компенсации.

Значение помехи U_П фиксируется в журнале наблюдений для положения аттенюатора, соответствующего компенсации. Точность измерения при помехах может быть увеличена за счет роста амплитуды измеряемого сигнала. Это можно сделать уменьшением разноса L, что не всегда возможно, так как уменьшение разноса приведет к резкому снижению глубины исследования. Если съемка на участках проводилась при наличии помех, то наблюдения обязательно должны быть проконтролированы в соответствии с требованиями, изложенными в 3.3.8.1.34 и 3.3.8.1.36. Наибольшая погрешность в измерении составляющей может оказаться из-за несоблюдения расстояния между рамками. Рассчитано, что погрешность в расстоянии, равная 1 %, обусловливает погрешность при наблюдении составляющей в 3 %. Для того чтобы избежать погрешности за счет разориентации генераторной и приемной рамок, достаточно их плоскости установить горизонтально с погрешностью ±5°.

3.3.8.1.34. Для определения точности полевых работ необходимо делать не менее 5 % контрольных измерений от общего объема выполненных работ. Контрольные измерения должны быть равномерно распределены по площади съемки (см. 3.9). Погрешность измерений вычисляется по формуле, %

d = (69)

где D= U₁ — U₂; U₁ — рядовое измерение; U₂ — контрольное. Опыт работ показывает, что с увеличением частоты создаваемого поля точность съемки понижается. На частотах до 10 кГц можно проектировать точность съемки 1—3 %, а на частотах свыше 10 кГц она не должна превышать 5—7 %, по фазовому сдвигу — 1°.

Контрольные измерения должны записываться в специальный журнал и, как правило, делаться другим исполнителем, а при возможности — другими приборами.

3.3.8.1.35.Обработка результатов наблюдений начинается с выбора значений нормального поля напряженности и фазового сдвига — Н_Z и j_H соответственно.Это средние значения на равных протяженных интервалах профилей, где распространены породы наиболее высокого удельного сопротивления, практически не вызывающие перераспределения наблюдаемого поля. Значения Н_Z и j_H устанавливаютсядля каждого профиля, разноса и комплекта аппаратуры самостоятельно. Выбранные значения записываются в графу «Примечание» (прил. 81).

Выбор способа построения графиков наблюденных величин определяется зада­чами проводимых работ. Если основной задачей является обнаружение локальных объектов, то по оси ординат графиков откладываются значения модуля напряженности магнитного поля H_z в единицах нормального поля Н_Z

h_Z = uH_z |/| H_zо| (70)

(h_z — обозначение, принятое для изображения результатов теоретических или модельных работ). Линия нормального поля при построении графиков совмещается с линией профиля. Вертикальный масштаб графиков выбирается с таким расчетом, чтобы в 1 см укладывалось значение, превосходящее трехкратную среднюю арифметическую погрешность измерений. Строят также графики аномальных значений фазового сдвига j_aH_z(прил. 81).

Горизонтальный масштаб графиков должен соответствовать масштабу съемки или имеющейся геологической документации. На графиках отмечаются интервалы заметных изменений наблюденного поля из-за рельефа, ЛЭП и других помех.

3.3.8.1.36. Контрольный пункт для проверки аппаратуры выбирается в нормальном поле. На контрольном пункте снимают отсчеты составляющих поля Н в делениях шкалы приемника. Значения составляющих Н, измеренные утром и вечером, должны совпадать в пределах погрешности наблюдений (формула-69). В случае большого расхождения отсчетов на отработанных профилях следует сделать повторные измерения для удовлетворения требований 3.3.8.1.34 (см. также 3.9.5). В начале и конце полевого сезона, а также при разных расхождениях в отсчетах на контрольном пункте определяется коэффициент преобразования (чувствительности) рамки.

3.3.8.1.37.В соответствии с методическими требованиями при решении задач геологического картирования материалы представляются в виде графиков эффективного удельного сопротивления или uHu/ Н_Z . Вычисление по результатам измерений производится с помощью прил. 82—83. Для этого по значениям j, | Н | /uH^z_r , |а|/|b|и соответствующим кривым определяют /(L²f) и умножают это значение на L²f (L, км; f, Гц). Для ускорения вычислений рекомендуется вычерчивать палетку для используемых L и fи определять непосредственно по соответствующим кривым.

3.3.8.1.38. Влияние рельефа приводит к тому, что генераторная и приемная рамки располагаются на разных уровнях поверхности земли. При углах наклона рельефа до 3—5° поправка не превышает 1 % и ее можно не учитывать. Если наклон рельефа сохраняется или монотонно изменяется на большом расстоянии, поправку, определяющую влияние рельефа, можно не учитывать и при больших углах, так как в этом случае наблюдается плавное уменьшение значений нормального поля, которое отличается от аномалии над рудным объектом. При пересечении резких перегибов рельефа форма изменения наблюденного поля на склонах имеет большое сходство с аномалиями над маломощными крутопадающими пластами. Поскольку фазовая аномалия наблюденного поля не зависит от разности высот рамок, это помогает отбраковывать аномалии, обусловленные влиянием рельефа. Но так как фазовые аномалии могут отсутствовать и над пластами низкого удельного сопротивления, то в сложных случаях поправку, учитывающую влияние рельефа, следует вводить и, таким образом, проверять аномалию напряженности поля на склонах. Коэффициент, учитывающий влияние рельефа, К_p вычисляется по формуле

К_p = (71)

где b— угол наклона рельефа. Для определения в условиях пересеченной местности можно использовать также зависимости | H_zu/u H_ru и jот (L²f) для горизонтальной поверхности, если наблюдения проводить по способу «взаимного визирования». В этом способе плоскости витков генераторной и приемной рамок устанавливают горизонтально и затем визируют друг на друга. При этом для установки, ориентиро­ванной перпендикулярно простиранию склона, плоскости витков устанавливаются параллельно дневной поверхности и измеряется составляющая, перпендикулярная склону. Для измерения составляющей, параллельной склону, приемная рамка поворачивается на 90°.

3.3.8.1.39.По графикам напряженности составляющих поля и его фазового сдвига определяют геометрические и физические характеристики возмущающих объектов: местоположение в плане, глубину залегания, мощность, угол падения, размеры по простиранию, удельную электропроводность, индукционный в низком диапазоне частот (электромагнитный — в широком) параметр (для метода ДЭМП).

Способы определения указанных характеристик изложены в методической литературе.

3.3.8.1.40.Приемной комиссии представляются следующие полевые материалы; 1) полевые журналы, 2) полевая графика, 3) журналы контрольных измерений, 4) аппаратурные журналы, 5) данные вычислений точности наблюдений.

3.3.8.1.41.На стадии разведки и детализации аномалий, полученных при поисковых работах с аппаратурой типа ДЭМП, возможно измерение полуосей эллипса поляризации с аппаратурой типа ЭПП. Запись наблюдений производится по форме прил. 84.

3.3.8.1.42.При геоэлектрическом картировании рабочая частота выбирается так, чтобы измерения проводились при заданном разносе в области малых параметров (b/a₀ ?0,2) для пород низкого удельного сопротивления. При картировании пород высокого удельного сопротивления частота ограничивается требованием b/a₀ ?0,01; b/a₀ — малая полуось эллипса поляризации магнитного поля магнитного диполя в единицах нормального значения большой полуоси а₀ (а₀ определяется из результатов наблюдений большой полуоси эллипса поляризации а путем усреднения ее значений на безаномальном участке).

3.3.8.2. Метод переходных процессов

3.3.8.2.1.Метод переходных процессов (МПП) применяется для поисков и разведки рудных месторождений, руды которых обладают высокой электропроводностью. Это могут быть сульфидные и магнетитовые руды с массивной и прожилково-вкрапленной текстурой. Метод может применяться также для поисков каменных углей, графита, шунгита и использоваться для геоэлектрокартирования поверхностных отложений с повышенной электропроводностью.

Наибольшую эффективность МПП имеет тогда, когда в геоэлектрическом разрезе присутствуют экранирующие образования либо высокого, либо низкого удельногосопротивления.

Основными мешающими факторами для применения МПП являются интенсивные промышленные и естественные электромагнитные поля, нестабильные во времени, и встречающиеся в разрезе участки с повышенной электропроводностью (графитизация,пиритизация).

3.3.8.2.2. Сущность метода заключается в изучении неустановившегося магнитного поля вихревых токов, которые возникают во всех проводящих Электрический ток геологических образованиях при ступенчатом изменении тока в контуре, расположенном на поверхности земли либо в воздухе. Скорость затухания вихревых токов определяется тепловыми потерями в проводнике и его размерами. Чем крупнее проводящее тело и больше его электропроводность, тем дольше длится переходный процесс. Поэтому по крутизне переходной характеристики можно судить о качестве проводника (его размерах и электропроводности). С другой стороны, можно подобрать такой промежуток времени для регистрации переходного процесса, когда существует вторичное поле, вызванное в основном крупными, хорошо проводящими рудными телами, а поле относительно слабых проводников (поверхностные образования, тектонические зоны и т. п.) уже исчезло.

3.3.8.2.3.В зависимости от решаемых геологических задач применяются наземный, скважинный (МПП-С) и воздушный (МПП-А) варианты МПП. Наземный вариант включает две модификации — с совмещенными петлями, или однопетлевую (МППО), и рамочно-петлевую (МППР). В модификации с совмещенными петлями для возбуждения и приема используются самостоятельные пространственно совмещенные петли, обычно квадратные. В случае, когда для приема и возбуждения поля используется одна и та же петля, модификация называется однопетлевой.

В модификации МППР и скважинном варианте источником поля служит незаземленная петля, раскладываемая на поверхности земли, а регистрация переходного процесса осуществляется с помощью приемной рамки, перемещаемой либо по наземным профилям (как внутри генераторной петли, так и вне ее), либо по стволу скважины.

Работы методом МПП в наземных условиях подразделяются на поисковые и детализационные,

3.3.8.2.4.Поисковые работы проводятся однопетлевой (или с совмещенными петлями) модификацией МПП по сети профилей (см. 3.2), расположенных вкрест предполагаемого простирания искомых объектов. Шаг наблюдений по профилю и расстояние между профилями выбираются равными стороне петли (т. е. петли располагаются вплотную одна к другой без пропусков и перекрытий). Петли раскладываются по заранее подготовленной, закрепленной на местности сети наблюдений.

При поисках пластообразных рудных тел, длина которых по простиранию в 2—2,5 раза больше стороны квадратной петли, допускается проводить съемку с шагом, равным удвоенной длине стороны петли. При этом петли на соседних профилях раскладываются в шахматном порядке.

3.3.8.2.5.Размер петли (длина стороны) выбирается равным предельной глубине, на которой может быть обнаружен эквивалентный шар (соответствующий рудной залежи), представляющий промышленный интерес. Предельная глубина оценивается по формулам, приводимым в методических руководствах, с учетом размера и электропроводности искомого объекта, уровня промышленных помех, продольной проводимости поверхностных отложений и удельного сопротивления рудовмещающей среды. Если исходных данных для проектирования недостаточно, то целесообразно выполнить небольшой объем опытных работ на участке с типичными для всего района геоэлектрическими условиями. В зависимости от конкретных условий местности (заболоченность, пересеченный рельеф и т. д.) размер петли может быть выбран как больше, так и меньше оптимального.

3.3.8.2.6.Измерительные приборы устанавливаются на треногах. Если аппаратура смонтирована на автотранспорте, то при измерениях автомашины должны находиться вне петли, на расстоянии не менее 15 м от нее. Соединение аппаратурыспетлями осуществляется только двухжильным проводом или двумя проводами, скрепленными изоляционной лентой.

3.3.8.2.7.Провода, применяемые для приемных и генераторных петель, должны иметь хорошую изоляцию (см. 3.3.8.2.9), а для генераторных петель — и низкое сопротивление. При работах с одной генераторно-приемной петлёй необходимо применять только медные провода (без стальных жил). Ремонт провода должен проводиться только горячим способом.

При раскладке проводов необходимо соблюдать следующие требования:

а) провода не должны проходить в непосредственной близости от металлических предметов (железных вышек, буровых установок и др., вдоль трубопроводов, водотоков и т. п.);

б) провода петли не должны образовывать дополнительных витков, оставаться на катушках или в бухтах. Излишки провода раскладываются на дневной поверхности бифилярно;

в) части проводов с соединениями на углах петли и в других разъемах должны быть подвешены, не касаться травы, кустов и др.;

г) провода петель, соединительные и подводящие шланги, источники питания, корпуса аппаратуры должны быть тщательно изолированы от земли. Сопротивление утечки установки в целом не должно быть менее 5 МОм;

д) если применяются две петли (одна — генераторная, вторая — приемная), то необходимо строго следить за тем, чтобы одноименные клеммы выхода генератора и входа измерительного устройства всегда подключались к одной и той же стороне соответствующих петель. Для этого, например, клемма выхода генератора, промаркированная цифрой 1 или знаком «+», должна всегда подключаться к начальному по вращению часовой стрелки концу петли. Принятый порядок должен сохраняться на весь период полевых работ.

3.3.8.2.8.Ежедневно перед началом измерений проверяется работоспособность аппаратуры и производится ее калибровка с помощью предусмотренного для каждого типа аппаратуры встроенного калибратора. Для модификации МППО в районе лагеря или участка работ раскладывается стандартная петля (петли) размером 200x200 или 100Х 100 м. Для рамочно-петлевой и скважинной (см. 3.4.6) модификаций приме­няются градуировочные кольца, входящие в комплект аппаратуры. Результаты контрольных измерений и калибровки заносятся в полевой журнал (прил. 85, 86).

3.3.8.2.9.На участке поисковых работ перед началом измерений с помощью мегомметра производится определение утечек на землю генераторной петли (приемной петли), источника питания, корпусов генератора и приемника. Сопротивления утечек должны быть не менее 5 МОм. При меньшем значении применяются меры по улучшению изоляции.

3.3.8.2.10.Переходная характеристика измеряется в каждой петле на всех временных задержках, на которых можно взять отсчет. В модификации с совмещенными петлями измерения производятся при двух полярностях подключения приемной петли. В начале и в конце наблюдений на точке измеряется ток в петле и проверяется правильность калибровки. Результаты измерений относятся к центру петли.

3.3.8.2.11.В полевой журнал записываются: название участка, дата, размер петли, положение сторон и углов петли или ее центра со схемой переноса, значение калибровочного сигнала, сила тока в генераторной петле в начале и в конце измерения характеристики, измеренное значение эдс на каждой задержке при разной полярности напряжения приемной петли (U_a, U_b), уровень и характер электромагнитных помех, сопротивления утечек, время начала и конца измерения переходной характеристики. Кроме того, в журнале приводятся, при необходимости, положения проводов петли относительно водотоков, оврагов, металлических предметов, сооружений, электролиний и др.

Одновременно с записью в журнале на билогарифмическом бланке с модулем 6,25 см строится переходная характеристика. В случае отклонения наблюденных значений эдс на отдельных временах задержки от равномерного процесса затухания эти наблюдения должны быть повторены и сделана соответствующая запись в журнале. До построения переходной характеристики перекладка проводов петли запрещается. Форма полевого журнала дана в прил. 85.

3.3.8.2.12.Результаты поисковой съемки представляются в виде графиков отношения эдс к силе тока (U/I) в генераторном контуре вдоль профиля наблюдений на всех временах задержки и в виде планов изолиний тех же значений для наиболее характерных моментов времени. Для отдельных точек профиля строятся переходные характеристики.

3.3.8.2.13.В случае широкого развития в районе работ хорошо проводящих поверхностных отложений или вмещающих пород целесообразно проводить анализ кривых s_к(t) и s_к(t_к) с целью выявления «аномальных петель» и определения (по палеткам) продольной проводимости покровных отложений и удельной электропроводности вмещающих горных пород; s_ки t_крассчитываются по асимптотическим формулам для полупространства с учетом измеренной эдс и параметров установки:

t_к= s_к=

где t_к— кажущееся обобщенное время; U — значение измеренной эдс, мкВ; I— ток, А; t — время, на котором проводится измерение, мс; L — половина длины стороны квадратной петли, м.

Результаты вычислений записываются в журнал обработки наблюдений МППО(прил. 88).

Для аномальных участков по переходной характеристике определяется показатель затухания

a_МПП=1/(smQ),

где s— удельная электропроводность; m— магнитная проницаемость; Q— множитель, пропорциональный эффективному сечению проводника; a_МППопределяет скорость затухания переходного процесса; a_МПП= 1/р_МПП — индукционный параметр в методе переходных процессов (см. также 3.6.5.9).

3.3.8.2.14.На выделенных аномальных участках проводятся детализационные работы с использованием модификаций МППР (или МППО).

Детализация с помощью модификации МППР производится по профилям, расположенным вкрест простирания аномалии (аномальной зоны). Генераторная петля располагается так, чтобы детализируемая аномальная зона находилась внутри петли в ее центральной части. Наблюдения обычно ведутся по сети 50X20 либо 100X50 м с необходимым сгущением в наиболее интересных участках профиля.

Размер генераторной петли выбирается из условия 2L= 1,4h, где 2L — длина стороны петли; h — предельная глубина обнаружения тела. При этом обязательно учитываются результаты поисковых работ. В зависимости от конкретных условий допускается отклонение от оптимального размера петли.

Измерения по профилям проводятся как внутри, так и вне петли до получения всей формы аномальной кривой. В случае необходимости детализировать аномалию при нескольких положениях петли наблюдения в каждой из них проводятся аналогично.

3.3.8.2.15.При работах в рамочно-петлевой модификации генератор и источники питания располагаются вне петли на расстоянии 10—15 м от нее. Технически наблюдения осуществляются в соответствии с инструкцией по эксплуатации конкретноготипа аппаратуры.

Включение генератора в петлю и подключение измерителя к приемной рамке производятся строго определенно (см. 3.3.8.2.7, д). На приемной рамке должно быть указано направление положительной нормали к обмотке рамки. При векторных трехкомпонентных исследованиях измеряются вертикальная и две горизонтальные составляющие неустановившегося вектора относительно принятой системы координат: с осью z, направленной вертикально вниз, осью х — горизонтально вдоль профиля наблюдений в сторону возрастающих номеров пикетов, осью у — горизонтально, перпендикулярно профилю в соответствии с правой системой координат.

В модификации МППР измеряются вертикальная и горизонтальные составляющие неустановившегося сигнала.

3.3.8.2.16. Все составляющие неустановившегося сигнала измеряются по профилю на одном-двух оптимальных временах задержки. Оптимальным считается наименьшее время, на котором практически не сказывается на результатах измерений влияние поверхностных отложений и вмещающих горных пород.

Переходная характеристика измеряется в точках максимального значения той или иной составляющей на всех временных задержках.

3.3.8.2.17.При наличии аномалии каждый профиль детализационных работ измеряется дважды при прямом и обратном ходах. При прямом ходе наблюденияпереходного процесса осуществляются по точкам с выбранным шагом наблюдений (20—40 м), при обратном — повторяется по крайней мере каждая 5-я точка и производится сгущение точек наблюдений для более точного определения местоположения точек с экстремальными значениями эдс и точек перехода кривых через нуль.

3.3.8.2.18. В полевой журнал детальных работ модификацией МППР заносятся следующие данные: название участка, дата, время начала и конца измерения, абрис и местоположение генераторной петли, сила тока в генераторной петле, номер профиля, номер пикета, время задержки, значение эдс изучаемой составляющей, сопротивление утечки, уровень и характер помех. Параллельно с записью измеряемых величин в журнале строятся графики эдс по профилю. Формы журнала даны в прил. 86—87. При обработке используется форма прил. 88.

3.3.8.2.19.Результаты детализационных работ представляются в виде переходных характеристик в отдельных точках аномальной кривой, а также в виде графиков вдоль профиля наблюдений вертикальной и горизонтальных составляющих неустановившегося сигнала относительно принятой системы координат. Измеренные значения эдс приводятся к 1 А тока в петле и 1 м ² эффективной площади приемной рамки.

В некоторых случаях целесообразно представлять результаты измерений в виде проекций вектора на определенные плоскости.

3.3.8.2.20.При детализационных работах в модификации МППО производятся измерения по одному-двум профилям с петлей тех же размеров, с которыми производилась поисковая съемка, и с петлей в два раза меньшего размера. Шаг съемки принимается равным 1/4 длины стороны петли. Измерения эдс выполняются на временах задержки, на которых практически не сказывается влияние поверхностных отложений и вмещающей среды.

Результаты съемки представляются в виде графиков эдс, отнесенных к току (при t= const) вдоль профиля наблюдений, и в виде переходных характеристик.

3.3.8.2.21.Относительная средняя арифметическая погрешность по участку определяется по результатам повторных наблюдений по формуле, %

d= (72)

где U₁и U₂ — рядовые и контрольные наблюдения эдс переходного процесса; U_СР — среднее значение эдс переходного процесса по результатам рядовых и контрольных наблюдений:

U_СР =

I₁,I₂— сила тока при рядовых и контрольных наблюдениях соответственно. Кон­троль выполняется в объеме не менее 5 %.

Для надежных измерений (втрое превышающих амплитуду помех) погрешность б не должна превышать 20 %. В случае сильных помех рекомендуется повторить цикл измерений (см. 3.3.8.2.4). Необходимо также контролировать отрицательные значения VII (при измерениях однопетлевым вариантом). Если они повторяются, то одной из причин может быть влияние индукционно возбуждаемой ВП.

3.3.8.2.22. Приемной комиссии представляются следующие полевые материалы: 1) полевые журналы, 2) полевая графика, 3) геологические карты и разрезы в масштабе съемки с предварительными результатами проведенных работ, 4) журналы контрольных измерений, 5) данные вычислений погрешности наблюдений.

3.3.9. МЕТОД РАДИОЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПРОФИЛИРОВАНИЯ — РАДИОКИП (прил. 89—93)

3.3.9.1. Сущность геофизических исследований методом радиоэлектромагнитного профилирования — радиокип заключается в изучении пространственного распределения электромагнитного поля радиостанций в дальней зоне, на расстоянии более длины волны в воздухе, с последующей геологической интерпретацией выявленных в характере этого поля аномалий. Структура поля радиоволны зависит от геологического строения верхнего слоя земли в ближайших окрестностях точки наблюдения.

При съемках методом радиокип изучают характеристики как магнитного, так и электрического поля радиоволны. По аномалиям составляющих магнитного поля осуществляют главным образом поиски локальных проводящих объектов. С помощью измерений горизонтальной составляющей электрического поля ведут картирование горных пород с разным удельным сопротивлением и поиски жил высокого удельного сопротивления. По значению импеданса (т. е. отношения горизонтальных составляющих электрического и магнитного полей) определяют эффективное удельное сопротивление горных пород. Модификация, связанная с изучением импеданса, называется радиоэлектромагнитным профилированием.

Для исследований методом радиокип могут быть использованы поля радиостанций двух частотных диапазонов: сверхдлинных волн (СДВ) частотой от 10 до 25 кГц (модификация получила название метода СДВ-радиокип) и длинных волн (ДВ) частотой от 120 до 450 кГц. Сверхдлинноволновый вариант является более глубинным, поскольку с понижением частоты увеличивается глубина проникновения электромагнитного поля в землю (прил. 89).

Для применения метода радиокип благоприятными являются районы с геоэлектрическим разрезом высокого удельного сопротивления. Ограничением применения метода является экранирующее действие пород низкого удельного сопротивления.

3.3.9.2. Метод радиокип в диапазоне СДВ рекомендуется применять при вы­полнении следующих геологических исследований: а) геологической съемке; б) поисках и разведке массивных и прожилковых сульфидных руд, кварцевых, кварц-карбонатных и других жил; в) геолого-структурном картировании рудных полей, месторождений и отдельных участков.

Метод радиокип в диапазоне ДВ рекомендуется для следующих исследований: а) изучения карста; б) картирования рыхлых отложений, контактов мерзлых и талых пород; в) гидрогеологических работ (поисков вод в аридных зонах, выяснения условий обводненности и т. д.).

При геологической съемке метод радиокип рекомендуется применять в комплексе с магниторазведкой и радиометрией. При поисково-картировочных съемках на рудных полях цветных, редких и благородных металлов его целесообразно комплексировать с геохимическими методами, магниторазведкой и гамма-спектрометрией. Кроме того, при поисках сульфидных руд в комплекс включают методы вызванной поляризации и переходных процессов, а при поисках кварцевых жил — пьезоэлектрический метод. Метод применяется на стадиях, связанных с геологическим картированием, поиском и предварительной разведкой месторождений полезных ископаемых.

3.3.9.3.Полевые съемки по методу радиокип ведутся как по системе заранее подготовленных профилей, так и по отдельным профилям (маршрутам), прокладываемым непосредственно в ходе самой съемки. В зависимости от необходимой детальности исследований применяют масштабы от 1: 1000 до 1: 50 000 с расстоянием между профилями от 10 до 500 м. Шаг наблюдений при съемке магнитного поля, СДВ — от 20 до 50 м, магнитного поля ДВ — от 10 до 20 м, электрического поля — от 5 до 50 м.

3.3.9.4.Работы по методу радиокип могут быть проведены во всех районах страны, где в дневное время уверенно принимаются поля радиостанций диапазонов сверхдлинных или длинных волн. Дальность действия станций СДВ-диапазона достигает 10—12 тыс. км, и их поля имеют достаточную для геофизической съемки интенсивность практически на всей территории СССР. Радиовещательные ДВ-станции можно использовать обычно на расстоянии до 1000 км, однако в северных районах, для которых характерны геоэлектрические разрезы высокого удельного сопротивления, их поля почти полностью затухают на расстоянии в первые сотни километров из-за интенсивного оттока электромагнитной энергии в землю. Использование специально устанавливаемых радиопередатчиков в этих районах также малоэффективно.

3.3.9.5.Перед началом полевых работ измеряют пеленги радиовещательных станций и вариации напряженности их поля. Пеленгу станции соответствует такое направление оси приемной рамки (осью Приемной рамки называют нормаль к плоскости ее витков), когда в результате ее поворота в горизонтальной плоскости найденминимум приема магнитного поля. Напряженность магнитного поля данной станции измеряют, повернув приемную рамку на максимум приема. Напряженность поля радиоволн всех прослушиваемых в данном районе станций измеряют в течение светлого времени суток и строят графики вариаций поля.

Выбор радиостанций и времени для проведения производственных измерений определяют стабильностью ее работы, достаточно высокой напряженностью поля радиоволн по сравнению с атмосферными помехами и небольшими или медленными вариациями (до 20 % за 1 ч). Следует также учитывать угол между направлением распространения радиоволны и предполагаемым простиранием искомых объектов. При поисках проводящих неоднородности, когда измеряют магнитное поле радиоволны, этот угол не должен превышать 70⁰, так как при больших углах аномалии становятся минимальными. При поисках жил высокого удельного сопротивления (измерения электрического поля радиоволны) этот уголдолжен быть не менее 20°.

3.3.9.6.Полевые работы по методу радиокип проводят с помощью амплитудных измерителей типа СДВР-3 и -4 в диапазоне СДВ и измерителей типа ПИНП-.2— в диапазоне ДВ или другой аналогичной аппаратурой. Эксплуатацию аппаратуры см. в 3.1.3. Для установления нормального режима работы аппаратуру необходимо включить за 15—20 мин до начала измерений. В процессе съемки надо через 1—2 ч проверять питание прибора. Измерители СДВР-3 и ПИНГТ-2 требуют тщательной настройки на частоту станции и периодической ее проверки при работе на профиле. Аппаратура СДВР-4 имеет фиксированные рабочие частоты.

3.3.9.7.В процессе съемки измеряют следующие величины поля радиоволн: горизонтальную составляющую магнитного поля Н_j,вертикальную составляющую Н_г, малую полуось эллипса поляризации b, отклонение малой полуоси от вертикали — угол a, горизонтальную составляющую электрического поля Е_r. Соот­ветственно по амплитудному измерителю снимают значения, мкВ: U (H_j), U (H_z),U(b), U(E_r).

3.3.9.8.Измерения магнитного поля начинают с составляющей Н_j. Для этого ось приемной рамки устанавливают горизонтально и поворачивают прибор вокруг вертикальной оси, добиваясь максимального показания стрелочного прибора. Это показание соответствует составляющей Н_j. Далее измеряют составляющую H_z(прил. 90), для чего, не меняя положения прибора, ось приемной рамки устанавливают вертикально и регистрируют показание прибора U (H_z). Затем определяют значения bи a. Для этого приемную рамку вращают вокруг горизонтальной оси и фиксируют в положении, когда достигнуто минимально отклонение стрелки прибора. Минимальное показание прибора соответствует малой полуоси эллипса b. Отсчет угла aберут по вертикальному лимбу со знаком «+» или «—» согласно шкале лимба.

При измерении всех составляющих горизонтальность панели прибора контролируют по круглому уровню.

Нужно иметь в виду, что одинаковые значения U (Н_j) получаются при двух различающихся на 180° ориентировках оси рамки в горизонтальной плоскости. Однако при измерениях угла aв этих случаях будут получены отсчеты с противоположными знаками. Поэтому для сохранения одинакового вида графиков aна всех профилях оператор должен независимо от направления передвижения по профилям ориентировать прибор одинаковым образом относительно стран света.

При ускоренных съемках можно ограничиться измерением двух составляющих магнитного поля, например Н_j. и aили Н_j. и Н_г. Во втором случае следует также определять знак угла a («+» или «—») и в дальнейшем при построении графиков значения Н_г откладывать с учетом этого знака.

3.3.9.9.Горизонтальную составляющую электрического поля Е_r измеряют приемной линией с электродами. При хороших условиях заземлений рекомендуется несимметричная измерительная установка, один из электродов которой заземляют возле прибора.

В районах с плохими условиями заземления рекомендуется симметричная, стелющаяся по земле, незаземленная приемная линия из двух отрезков изолированного провода, подключаемая к выносномуусилителю с симметричным входом (усилитель входит в комплект аппаратуры СДВР-4). Усилитель располагают у поверхности земли и соединяют с амплитудным измерителем, экранированным кабелем. Такая измерительная установка позволяет избавиться от наводок вертикальной составляющей Е_г, искажающей результаты измерений.

Приемную линию располагают по профилю, если направление на станцию составляет с профилем угол, меньший 45° (прил. 91, а). В противном случае линию располагают по направлению распространения волны (прил. 91, б). Точку записи относят к середине приемной линии.

3.3.9.10. При правильном выборе рабочего времени (см. 3.3.9.5) суточные вариации напряженности естественного электромагнитного поля не оказывают существенного влияния на результаты геофизической съемки и не вносят заметных искажений в значения и форму аномалий составляющих поля. Однако в северных районах иногда могут наблюдаться короткопериодные вариации, которые выражаются в быстром росте или уменьшении напряженности поля в течение 20—30 мин, после чего устанавливается новый уровень поля. Во время таких вариаций измерения нужно приостановить, а затем продолжить их, предварительно возвратившись на несколько точек назад для увязки наблюдений.

3.3.9.11.Мешающим фактором при измерении поля радиоволн являются атмосферные разряды, которые отмечаются резкими отклонениями стрелки микроамперметра. Отсчеты по прибору нужно брать в промежутках между разрядами. При близких к участку съемки грозах, когда уровень и частота следования атмосферных помех затрудняют взятие отсчета, измерения следует прекратить.

3.3.9.12.При работах методом радиокип помимо аномалий от геологических объектов возможно появление аномалий топографических и аномалий от промышленных объектов (металлические трубы, линии связи, электрические силовые линии и установки и т. п.). Характерные локальные аномалии от промышленных объектов обычно легко распознаются. Вместе с тем нужно иметь в виду, что выделение полезных аномалий вблизи искусственных проводников может быть затруднено или даже невозможно.

Локальные формы рельефа вызывают значительные аномалии, осложняющие выделение полезных аномалий магнитного поля радиоволн. Учет влияния рельефа рассматривается в 3.3.9.18.

3.3.9.13.Результаты полевых измерений заносят в полевой журнал (прил. 92). В графе «Примечание» обязательно записывают все видимые факторы, учет которых необходим при геологической интерпретации полевых наблюдений: трубы, провода, железнодорожные пути, силовые электрические и телеграфно-телефонные линии, рельеф вдоль профиля, ориентиры на местности, шурфы, скважины, канавы и т. п. Кроме того, на первой точке профиля в этой графе записывают ориентировку прибора относительно стран света при измерениях и угол между направлениями распространения волны и профиля.

3.3.9.14.Рекомендуется проводить регулярный контроль стабильности поля радиоволн используемой радиостанции и исправности измерительной аппаратуры на специальном контрольном пункте (КП) на базе полевого отряда. Вблизи КП не должно быть силовых линий или радиоустановок, создающих помехи измерениям. Измерения всех составляющих электромагнитного поля проводят ежедневно в одно и то же время перед работой по профилям и в конце смены. Результаты заносят в полевой журнал (прил. 92). Свидетельством нормальной работы радиостанции и измерительной аппаратуры служит постоянство ежедневных отсчетов по прибору на КП. Некоторые расхождения (до 10—20 %) могут вызываться вариа­циями напряженности поля. При работе с несколькими приборами следует на КП уравнять их чувствительность, установив регуляторами усиления одинаковые отсчеты Н_j.

3.3.9.15. Оценку точности полевых измерений при работе методом радиокип проводят по контрольным наблюдениям составляющих поля.

При вычислении погрешности измерений составляющих Н_j. и Н_г контролируемый профиль разбивают на несколько интервалов с числом точек наблюдения на каждом из них не менее 20. Продолжительность наблюдений не более 1 ч. В течение такого промежутка времени суточные вариации напряженности поля обычно имеют линейный характер. Начало и конец интервала не должны совпадать с аномальными зонами.

С целью исключения вариаций поля во времени для каждой точки находят опорные значения поля. Сначала определяют такие значения для второго и предпоследнего пунктов наблюдений. Для уменьшения случайной погрешности их вычисляют как среднее от измеренных значений Н_j. на трех первых и трех последних точках интервала. Найденные таким образом опорные значения поля на второми предпоследнем пунктах интервала наносят на график Н_jи соединяют их примой линией, ординаты точек которой принимают за опорные значения поля для каждого пункта наблюдений. Аналогично определяют опорные значения поля для повторных измерений.

Среднюю относительную погрешность измерений Н_jи Н_г для каждого интервала наблюдений вычисляют по формуле, %,

d(H_j,z) = (2/n) (73)

где U₁ (Н_j,z) и U₂(Н_j,z) — отсчеты по прибору при основных и контрольных измерениях Н_jили Н_г, мкВ; U₁(H_j°^п) и U₂(H_j°^п) — опорные значения поля дляосновных и контрольных измерений, мкВ; i — порядковый номер точки наблюдения; п — число точек наблюдения на данном интервале профиля. При этом погрешность измерений составляющей Н_zнормируется полем составляющей Н_j, поскольку Н_z является аномальной составляющей поля. Затем определяют средние значения d (Н_j,z) для всего профиля.

Среднюю абсолютную погрешность измерений угла aоценивают по формуле

d(a)= (74)

где a₁и a₂ — отсчеты угла a, град, со знаком «+» или «—» при основных и контрольных наблюдениях; п — число точек наблюдения на данном интервале профиля. Систематическая погрешность измерений aиз-за неточной юстировки приемной рамки автоматически исключается, если при основных и контрольных измерениях соблюдают одинаковую ориентировку прибора относительно стран света (см. 3.3.9.8).

Оценка средней относительной погрешности определения импеданса производится по формуле, %,

d (z) = (2/n) (75)

Обозначения указаны в 3.3.9.7 и в экспликации к формуле (73). Средняя погрешность измерений имеет следующие значения: d(a)—до 2°, d (H_z)—до 2%, d(H_j)- до 4 %, d(Z) - до 10 %.

Контрольные измерения олжны составлять не менее 5 % общего объема измерений.

3.3.9.16.Результаты полевых измерений изображают в виде графиков составляющих поля радиоволн. Масштаб значений этих составляющих на графиках должен обеспечивать четкое выделение минимальной аномалии, соответствующей удвоенному значению средней погрешности измерений данной составляющей. Исходя из допустимых значений средних погрешностей (см. 3.3.9.15), можно рекомендовать для составляющих H_j, Н_г и полуоси b такой масштаб, чтобы в 1 см содержалось число микровольт, соответствующее примерно 10—20% нормального поля H_j для угла a — в 1 cм 10 или 20°, для импеданса — в 1 см 30—40 % от среднего уровня. Значения H_z откладывают с учетом знака aвыше и ниже оси абсцисс.

3.3.9.17.Аномалии магнитного поля радиоволны над локальным проводящим объектом имеют следующие особенности: по составляющей H_j наблюдается максимум, а по составляющей H_z, полуоси b и углу a— нулевые значения относительно нормального поля; экстремумы графиков H_z, b и a располагаются справа и слева от оси проводника.

Над пластом с высоким удельным сопротивлением возникает небольшое (до 10—20%) понижение поля H_j, а значения H_z, b и aимеют противоположныйзнак по сравнению с аномалией над проводящим телом. Если мощность пласта низкого или высокого удельного сопротивления превышает длину волны во вмещающей среде, то аномалии приурочены лишь к его контактам, которые отмечаются экстремумами H_z, b и aи аномалией H_jградиентного типа.

Горизонтальная составляющая электрического поля Е_r имеет большие значения над породами высокого удельного сопротивления и минимальные над образованиями с низким удельным сопротивлением.

3.3.9.18.Обработка графиков характеристик магнитного поля Я заключается в учете влияния рельефа дневной поверхности и выделении локальных аномалий геологического происхождениях Установлено, что хребты создают аномалии поля аналогично проводящим объектам, при этом график H_j повторяет форму рельефа. Составляющая H_z, полуось b и угол aимеют экстремальные значения на склонах. Отрицательные формы рельефа (долины) сопровождаются аномалиями, подобными аномалиям над мощными пластами высокого удельного сопротивления (минимум по составляющей H_j и экстремумы кривых H_z, b и aобратного знака по сравнению с хребтом). Значения и форма аномалий зависят от крутизны склонов, электропроводности горных пород, протяженности хребта или долины, угла между их простиранием и направлением распространения радиоволны. Наибольшие аномалии вызывают протяженные хребты, сложенные породами с низким удельным сопротивлением и простирающиеся вдоль направления распространения волны. Заметные аномалии (более 5 %) могут наблюдаться при относительных превышениях местности более 10 м. Формы рельефа, перпендикулярные направлению прихода волны, не вызывают аномалий составляющей H_j и угла a.

Из-за большого числа факторов, определяющих распределение поля радиоволн в условиях пересеченной местности, учет влияния поля рельефа проводят обычно качественно. Для этого под графиками составляющих наблюденного поля строят рельеф профиля, используя топографическую карту и записи в полевом журнале о встреченных при съемке формах рельефа. Пользуясь данными о рельефе, проводят на графиках характеристик магнитного поля Я штриховыми линиями поле рельефа и выделяют локальные аномалии геологического происхождения. Поскольку аномалии H_j имеют более простой вид, сначала выделяют полезные аномалии этой составляющей, а затем расшифровывают более сложные графики H_z, b и a.

Выделенные аномалии выносят на план профилей, откладывая положительные и отрицательные аномальные значения выше и ниже оси абсцисс. Затем аномалии коррелируют и проводят аномальные оси и границы мощных аномальных зон. По косвенным признакам (потеря корреляции, изменение направления оси или значения аномалии) проводят дополнительные линии нарушений аномального поля.

3.3.9.19. Обработка результатов наблюдений импеданса Z сводится к определению эффективного удельного сопротивления по формуле, Ом?м,

(76)

где m₀= 4p?10^-7 Гн/м; f— частота поля, Гц; G — отношение чувствительностей датчиков, Ом?м; К—коэффициент передачи выносного усилителя; l— размер приемной линии, м; U (Е_r) и U (H_j) — отсчеты по прибору при измерениях составляющих Е_r, и H_j, мкВ; R — общий коэффициент установки, Ом?м.

3.3.9.20.Для интерпретации результатов съемок план аномалий характеристик поля Hсовмещают с картой изолиний , которую строят по данным вычисления импеданса (см. 3.3.9.19). Интерпретацию проводят в комплексе с материалами других геофизических методов и с учетом имеющихся данных о геологическом строении района работ.

Оси и зоны повышенных значений характеристик магнитного поля H могут соответствовать разрывным тектоническим нарушениям, зонам дробления, пластам графитизированных и сульфидизированных пород, рудным зонам и линзам и т. п. Оси и зоны повышенных значений могут отмечать жилы и дайки высокого удельного сопротивления, продуктивные толщи карбонатных пород, маркирующие горизонты известняков, песчаников и т. п. По искажениям конфигурации изолиний и нарушениям корреляции аномалий характеристик поля Hмогут быть выделены тектонические блоки и разломы.

Полуколичественная интерпретация аномалий над проводящими пластами дает оценку их протяженности, глубины залегания, угла падения и удельного сопротивления.

3.3.9.21.По результатам площадной съёмки методом радиокип с учетом данных других геофизических методов и геологических исследований выделяются участки для детальных работ с целью локализации искомых объектов. Масштаб детализационной съемки выбирается в зависимости от предполагаемых размеров объекта поисков. Сеть наблюдений может изменяться от 10X5 до 100X20 м. Вблизи экстремальных значений поля, точек перехода через нуль и в местах наибольших градиентов графиков рекомендуется уменьшение шага наблюдений в два раза (см. 3.3.9.17—18). Техника измерений такая же, как и при обычной съемке.

3.3.9.22. Полевая документация состоит из журналов для рядовой съемки и журналов для контрольных наблюдений (см. 3.3.9.13). Первичная графическая документация состоит из графиков наблюденных значений (см. 3.3.9.16). Графики всех составляющих строят относительно одной оси абсцисс разными условными знаками. Здесь же приводится абрис рельефа.

3.3.9.23. В результате камеральной обработки по каждому участку должны быть представлены следующие материалы: 1) карта аномалий поля H; 2) карта изолиний (если измерялась еще и электрическая составляющая); 3) карта результатов работ на геологической основе; 4) графики наблюденных характеристик электромагнитного поля.

Все документы подписывают исполнитель работ и начальник партии. Отчет по работам методом радиокип составляют с учетом требований данной инструкции (см. 4.2).

3.3.10. МЕТОД ПЕРЕМЕННОГО ЕСТЕСТВЕННОГО ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ (прил. 93—97)

3.3.10.1 Метод переменного естественного электрического поля (ПЕЭП) пред­назначается для решения задач геологического картирования при прогнозировании рудоперспективных площадей и поисках полезных ископаемых. Метод позволяет обнаруживать и оконтуривать площади распространения горных пород, выявлять контакты, зоны тектонических и гидротермальных изменений, дайки, жилы, рудные тела и другие геологические объекты, отличающиеся по удельному электрическому сопротивлению или его анизотропии от окружающих пород, а также изучать морфологию поверхности кристаллического фундамента или опорного горизонта. Кроме того, метод может быть применен для оценки протяженности выделенных объектов на глубину. Метод используется в широком диапазоне удельных сопротивлений пород.

3.3.10.2. При работах методом ПЕЭП измеряется среднее значение напряженности переменного естественного электрического поля Земли в ограниченной полосе частот за некоторый промежуток времени. Источником этого поля являются грозы. Среднее значение напряженности при прочих равных условиях существенно зависит от электрического сопротивления р пород (прил. 93). Применяемая для работ методом ПЕЭП аппаратура имеет одну или несколько полоcчастот в диапазоне 2—6000 Гц. Эксплуатацию аппаратуры см. в 3.1.3.

3.3.10.3.Простейшим преобразователем (датчиком) служит приемная линия, представляющая собой заземленный на концах отрезок провода, в разрыв которого включается измерительный прибор. Для ее изготовления используется проводГПСМПО или ПСРП-2. Приемная линия заземляется с помощью латунных или стальных электродов высотой 600—700 мм, диаметром 10—12 мм. Длина приемной линии 2а выбирается исходя из требуемой детальности съемки с учетом уровня сред­ней напряженности поля в районе работ в период измерений. Обычно она колеблется в пределах от 20 до 200 м.

3.3.10.4.Работы методом ПЕЭП выполняются по сети профилей, по маршрутам или в отдельных точках. Профили и маршруты задаются вкрест предполагаемого простирания горных пород и тектонических нарушений.

Масштаб съемки 1: 25 000 и мельче. Детализация полевых наблюдений производится путем уменьшения шага съемки или сгущения сети профилей. Детальные работы составляют 10—15 % от всего объема съемки.

Глубинность метода зависит от геологических характеристик геологического разреза: формы, размеров, элементов залегания и глубины верхней кромки исследуемых объектов, их удельного электрического сопротивления и отношения удельных электрических сопротивлений искомых объектов и вмещающих пород, — а также от полосы частот, в которой производятся измерения, и колеблется от первых десятков метров до первых километров.

3.3.10.5.Полевые работы методом ПЕЭП проводятся в два этапа изучение особенностей поля в районе работ и на участке съемки; измерение на профилях, маршрутах или на отдельных точках и увязка наблюдений.

3.3.10.6. Особенности поля изучаются, если метод ПЕЭП ставится в районе в данный период года впервые. Наблюдение вариации поля выполняется перед началом профильных или маршрутных наблюдений. Для этого в течение двух-трех рабочих дней на пункте, расположенном на площадке, удаленной от источников промышленных помех, контактов пород, тектонических нарушений, жил, даек и т. д., производятся измерения напряжения поля DU_i группами по три—пять непосредственно следующих друг за другом измерений с интервалами времени между центрами групп 5—10 мин. Измерения выполняют на частоте, используемой при съемке.* По данным этих измерений вычисляют среднее арифметическое значение напряжения поля DU_cp, мкВ, для каждой группы по формуле

DU_cp= (1/m) (77)

где т — число измерений в группе.

По DU_cp рассчитывается средняя напряженность поля E_cp , мкВ/м,

E_cp = DU_cp /(2a) (78)

и строятся графики ее вариаций во времени. Кроме того, рассчитываются статистические параметры n₁ и n₂ , %:

n₁= (79)

n₂ = (80)

где n— число групп измерений; k — номер группы измерений; М—общее число измерений.

Величины n₁ и n₂используются для оценки средней квадратичной ошибки определения E_cpи наиболее вероятного изменения E_cpза промежуток 5— 10 мин. По графикам E_cpвыбирается время, наиболее благоприятное для выполнения различных видов работ.

Условия измерений в районе работ считаются нормальными (в весенне-летние месяцы), если параметры n₁ и n₂изменяются в пределах 4—10%. Увеличение или уменьшение этих параметров относительно указанного предела свидетельствует об изменении структуры поля вследствие местной грозовой активности, промышленных или электростатических помех и препятствует проведению работ методом ПЕЭП.

3.3.10.7. Основным видом работ методом ПЕЭП является профилирование с одноазимутной установкой. Вспомогательными видами работ служат профилирование или измерения в отдельных точках с двух-, трехазимутной и круговой установками.

3.3.10.8.Профилирование с одноазимутной установкой производится с целью геологического картирования и изучения морфологии кровли опорного горизонта или кристаллического фундамента на участках с четко выраженным преимущественным простиранием контактов пород, тектонических структур, зон и форм рельефа. Одноазимутная установка состоит из одной приемной линии, которая располагается вкрест простирания объектов и особенностей рельефа.

_______________

* При использовании нескольких рабочих частот измерение вариаций поля и расчет их параметров производятся для каждой частоты раздельно.

3.3.10.9.Двухазимутная установка применяется на участках, охарактеризованных в 3.3.10.8, в тех случаях, когда ставится задача одновременно с картированием выявлять и прослеживать маломощные хорошо проводящие объекты, а также при картировании зон трещиноватости. Двухазимутная установка состоит из двух взаимно перпендикулярных линий (Г- или Т-образная). Одна из приемных линий направляется по простиранию, а другая вкрест простирания изучаемых объектов.

3.3.10.10. Профилирование с трехазимутной установкой производится с целью картирования и решения других задач на участках развития пород с невыдержанным простиранием контактов, тектонических нарушений, зон дробления и гидротермального изменения пород, на участках, сложенных анизотропными или неоднородными по электрическим свойствам породами, а также в тех случаях, когда формы рельефа кровли опорного горизонта или кристаллического фундамента не имеют четко выраженного простирания. Установка состоит из трех приемных линий, образующих равносторонний треугольник, в вершинах которого помещены приемные электроды. Одна из приемных линий направляется по профилю съемки, а две другие под углами 120 или 30° и 60 или 240° к профилю (углы отсчитываются против часовой стрелки от направления профиля в сторону возрастания номеров пикетов).

3.3.10.11.Многоазимутные измерения используются для определения элементов залегания геологических объектов, а также при детальном картировании изометрических форм рельефа кровли опорного горизонта или кристаллического фундамента. При измерениях приемная линия поворачивается вокруг ее средней точки (симметричная круговая установка) или вокруг ее конца (несимметричная круговая установка), совмещенных с точкой наблюдения. Измерения производятся последовательно через одинаковое число градусов в трех-шести азимутах с повторением измерения в исходном азимуте, совпадающем с линией профиля. Азимут приемной линии определяется с помощью буссоли, горного компаса или глазомерно.

3.3.10.12.Многочастотные измерения с любой из установок выполняют на отдельных профилях и используют для оценки выдержанности геоэлектрических параметров объектов на глубину.

3.3.10.13. На каждом пикете и в каждом азимуте производятся два-три непосредственно следующих друг за другом измерения DU_i. На участках профиля с осложненными условиями заземления измерениям DU_i предшествует оценка переходных сопротивлений приемных электродов и в случае необходимости принимаются меры по улучшению заземления. Наименьшая погрешность измерений достигается, когда сопротивление заземлений приемных электродов не превышает 5—10 кОм. В том случае, когда при сопротивлении заземления приемных электродов, не пре­вышающем 30 кОм, следующие друг за другом измерения DU_i различаются более чем на 30 % или фактическое время интегрирования на 20—30 % больше номинального, необходимо улучшить условия измерений: переставить приемные электроды в более устойчивый грунт, уменьшить колебания провода, изолировать незаземленную часть приемных электродов и т. д. Если при этом разброс значений DU_i уменьшить не удастся, то работы методом ПЕЭП следует прекратить.

Если на точке значение DU_cpрезко (в три раза и более) отличается от значений на соседних точках, необходимо уменьшить шаг установки в два раза и выполнить дополнительные наблюдения.

3.3.10.14.Учет изменения среднего уровня напряженности поля во времени при всех видах измерений методом ПЕЭП производится путем увязки наблюдений с использованием базисных или сети опорных точек. Опорные и базисные точки выбираются в районе работ на участках, где сопротивление пород изменяется мало. В качестве таких точек могут быть использованы пикеты сети съемки. Средние значения напряженности поля на опорных и базисных точках должны быть увязаны между собой замкнутыми ходами. Продолжительность каждого увязочного хода должна ограничиваться интервалом времени, в течение которого изменение среднего уровня напряженности поля происходит линейно. Создание опорных и базисныхточек и их увязку целесообразно выполнять до профильных наблюдений. Это позволяет увязывать графики профильных (маршрутных) измерений непосредственно в процессе наблюдений. Тщательность увязки наблюдений определяется требуемой точностью съемки.

3.3.10.15.Наблюдения на опорных точках выполняются перед началом и после окончания измерений на каждом профиле. Каждое наблюдение состоит из трех—пяти измерений DU_i на каждой из рабочих частот, промежуток времени между наблюдениями на опорной точке не должен превышать 2—3 ч. Если измерения на профиле занимают больше времени, то их следует производить в несколько приемов, чередуя с наблюдениями на опорных точках. Азимуты приемной линии на опорных точках и на пикетах профиля (маршрута) должны примерно совпадать.

Если использование измерений на сети опорных точек не обеспечивает требуемой точности съемки или создание этой сети экономически невыгодно, то для увязки наблюдений используются значения средней напряженности поля на базисной точке, измеряемые отдельным прибором. Наблюдения на базисной точке производятся группами по три—пять измерений с интервалом между группами 5—10 мин в течение каждого рабочего дня. Возможна также непрерывная регистрация вариаций поля с помощью самописца.

Базисные точки располагаются в равнинной местности на расстоянии не более 20 км, а в горной — не более 10 км от места профильных и маршрутных наблюдений или измерений на отдельных точках.

Уравнивание увязочных ходов, а также привязка профильных измерений к единому уровню производятся графическим способом с использованием логарифмического масштаба построения или путем аналитических расчетов на ЭВМ. В профильные, маршрутные измерения или наблюдения на отдельных точках вносятся поправки за счет изменения среднего уровня поля.

Многочастотные многоазимутные измерения сопровождаются наблюдениями вариаций поля в используемом спектре частот с трехазимутной или круговой установками, результаты которых учитывают при обработке и интерпретации наблюдений.

3.3.10.16. Результаты измерений методом ПЕЭП регистрируются в полевом журнале, форма которого дана в прил. 94. В верхней части листа журнала помимо общепринятых данных приводятся сведения о положении приемной установки и ее точке записи на профиле и направлении перемещения (поворота) этой установки. В графе 2 записывается номер пикета, на котором расположен электрод N или середина приемной линии, в графе 3 — азимут приемной линии (запись не производится в том случае, если линия совпадает с профилем), в графе 4 — время взятия среднего отсчета в группе, в графе 5 — отсчет в микровольтах, в графах 6 и 7 — расчетные данные. В «Примечании» (графа 8) фиксируются условия измерений (приближение грозы, источники помех, сила ветра, сопротивление заземлений) и абрис профиля.

Точкой записи у одно- и двухазимутной установки является середина приемной линии, у круговой симметричной—середина приемной линии, у круговой несимметричной — неподвижный электрод, у трехазимутной — ее центр симметрии.

3.3.10.17.Вариации Е_ср и результаты профильных и маршрутных измерений Е_ср с одноазимутной установкой представляются в виде приведенных к одному уровню графиков или планов графиков. Масштаб изображений берется логарифмический. Модуль масштаба выбирается таким, чтобы четко выделять аномалии, представляющие практический интерес. При двухазимутных съемках на каждом профиле вычерчиваются две кривые в разных обозначениях. Для наглядности графиков расстояние между профилями может быть увеличено.

3.3.10.18. По данным трехазимутных наблюдений определяют параметры абсолютного осредненного эллипса поляризации: его главные оси Е_тях и Е_min, их отношение c_E = Е_тах /Е_min, площадь эллипса S_E = (p/4)Е_тахЕ_min, угол между большой осью эллипса и линией профиля a_Е . Параметры находят с помощью номограмм (прил. 95—97) или, путем расчета на ЭВМ. Результаты трехазимутных измерений представляют в виде графиков или планов графиков параметров эллипса поляризации. В качестве дополнительного материала составляют планы графиков или графики Е_ср для каждого азимута отдельно.

Результаты измерений с многоазимутной установкой представляют в виде графиков средней напряженности в декартовых или полярных координатах (круговых диаграмм). Масштаб изображений значений Е_ср — линейный (в полярных координатах) и логарифмический (в декартовых координатах). Центр круговой диаграммы должен совпадать с точкой записи установки.

По круговым диаграммам определяют главные оси (большую Е_тах и малую E_min) абсолютного осредненного эллипса поляризации переменного естественного электрического поля, их отношение c_E , площадь эллипса поляризации S_E ,угол между большой осью эллипса поляризаций и линией профиля съемки a_E или азимут большой оси эллипса поляризации. Все эти параметры при профильных наблюдениях представляются в виде графиков или планов графиков.

Данные одно-, трех- и многоазимутных измерений метода ПЕЭП могут быть представлены также в виде изолиний Е_ср и параметров эллипса поляризации. Изолинии Е_ср, c_E и S_E проводятся через равные интервалы по логарифмическойшкале, а параметра a_E — по линейной шкале.

3.3.10.19. Оценка погрешности полевых измерений методом ПЕЭП производится на основе сопоставления основных и контрольных измерений. Контрольные измерения в объеме не менее 5 % от общего числа измерений выполняются на отдельных профилях или маршрутах. Результаты основных и контрольных измерений строятся в виде графиков в одинаковом масштабе и для качественной оценки погрешности совмещаются друг с другом.

Количественная оценка погрешности полевых наблюдений выполняется на основе расчета относительной средней квадратичной ошибки dвоспроизведения средней напряженности поля. С этой целью для каждого пикета контрольного профиля определяются средние значения напряженности поля, полученные при основных и контрольных наблюдениях и приведенные с учетом вариаций поля к одному исходному уровню — (осн.) и (контр.). По ним для каждого пикета рассчитываются средние арифметические значения напряженности

(i)=(1/2)[(осн.) + (контр.)], (81)

где i— порядковый номер пикета.

Далее по формуле,%,

d= (82)

где k — число пикетов, на которых выполнены контрольные измерения, определяется относительная погрешность полевых измерений методом ПЕЭП. Она считается удовлетворительной, если не превышает 7—12 %.

3.3.10.20. Комиссии по приемке полевых материалов представляются следующие документы:

1) полевые журналы;

2) графики вариаций средней напряженности;

3) увязанные графики средней напряженности, полученные с одно-, двух- или трехазимутной установками;

4) графики или планы графиков (круговых диаграмм) средней напряженности в полярных координатах;

5) увязанные графики или планы графиков параметров осредненных эллипсов поляризации (a_ср, c_E , S_E , Е_тах ,Е_min).

3.3.11. МЕТОД ПЕРЕМЕННОГО ЕСТЕСТВЕННОГО МАГНИТНОГО ПОЛЯ (прил. 98)

3.3.11.1. Метод переменного естественного магнитного поля (ПЕМП) основан на измерении магнитной составляющей естественного переменного электромагнитного поля звукового диапазона частот.

Характеристикой, по изменению которой судят об электрической неоднородности среды, служит измеренное в узком диапазоне частот отношение синфазных компонент комплексных амплитуд вертикальной и горизонтальной составляющих магнитного поля — тангенс угла наклона вектора естественного переменного магнитного поля tgb в заданном азимуте, определяемом направлением горизонтальной составляющей поля.

Метод предназначен для решения задач геологического картирования в рудных районах и поисков сульфидных руд низкого удельного сопротивления.

Метод целесообразно применять в районах, где практически отсутствуют рыхлые поверхностные отложения, удельное сопротивление которых намного меньше удельного сопротивления коренных пород.

По сравнению с методом ПЕЭП, решающим близкие геологические задачи, метод ПЕМП отличается слабой зависимостью от мелких неоднородностей строения аномальных объектов, меньшей чувствительностью к поверхностным неоднородностям и отсутствием заземлений.

3.3.11.2.Наблюдения по методу ПЕМП состоят в профильных и маршрутных измерениях и проводятся по заранее подготовленной сети профилей (масштаб 1: 10 000 и крупнее) либо по профилям (маршрутам) с привязкой точек наблюдения по топографическим картам или аэрофотоснимкам непосредственно в процессе работ (масштаб от 1: 25 000—1: 50 000 и мельче). Профили и маршруты ориентируются вкрест простирания изучаемых объектов. При существенно разном простирании объектов наблюдения рекомендуется проводить по сети профилей или маршрутов двух взаимно перпендикулярных направлений с измерением соответственно величин tg b_x и tg b_y.

Детализационные работы не отличаются по методике от рядовой съемки и либо проводятся по дополнительным промежуточным профилям, когда уточняется размер выявленных аномалий, либо повторяются по более густой сети, если необходимо уточнить конфигурацию аномалий и особенности их строения.

3.3.11.3.Полевые наблюдения по методу ПЕМП проводят с аппаратурой типа ИНВЕМП (измеритель наклона вектора естественного магнитного поля) и другой аналогичной.

3.3.11.4.Результаты измерений записывают в полевой журнал (прил. 98). В графе «Примечание» фиксируют особенности рельефа, ручьи, горные выработки, линии электропередачи, другие заметные ориентиры.

Напряженность поля в полосе частот 150—280 Гц составляет 10^-6—10^-7 Э по амплитуде, зимой — в несколько раз меньше.

3.3.11.5.Погрешность наблюдений tg bоценивается по результатам сравнения рядовой и контрольной (с повторной установкой приемной рамки) съемок. Средняя арифметическая погрешность измерений dвычисляется по формуле, %,

d= (83)

где | tg b_pi— tg b_kiu— модуль разности значений tg bрядовой и контрольной съемок; т — число контрольных точек; i— их порядковый номер; dне должно превышать 2 %.

3.3.11.6.Основными источниками аномалий, выделяемых по данным ПЕМП, являются:

а) крупные разрывные нарушения и тектонические зоны, проявляющиеся как протяженные пластообразные зоны пониженного удельного сопротивления негоризонтального залегания;

б) выдержанные по простиранию и падению контакты пород, различных по удельному сопротивлению;

в) тела сульфидных руд низкого удельного сопротивления.

Над линейными крутопадающими зонами пониженного удельного сопротивления наблюдаются аномалии tg bв виде нечетной функции с двумя экстремумами разного знака и нулем над осевой линией зоны. В условиях наложения друг на друга аномалий от разных источников над зонами пониженного удельного сопротивления могут наблюдаться ступенеобразные графики tg bбез перемены знака ввиду смещения нулевой линии.

Интерпретация состоит в выделении аномалий tg b, корреляции их от профиля к профилю, определении их геологической природы, оценке характеристик аномальных объектов: длины по простиранию, мощности, их удельного сопротивления, соотношения удельных сопротивлений пород в случае контакта. Результаты интерпретации изображают в виде выявленных аномалий с указанием характеристик аномальных объектов, которые могут наноситься на сводные карты результатов геолого-геофизических работ.

3.3.12. МЕТОД БЛУЖДАЮЩИХ ТОКОВ (прил. 99 – 100)

3.3.12.1. Метод блуждающих токов (МВТ) предназначен в помощь поискам и разведке месторождений твердых полезных ископаемых в промышленно развитых районах, где применение методов, основанных на изучении характеристик искусственных или естественных электромагнитных полей, затруднено или практически невозможно. Метод может быть использован как для поисков рудных залежей, сложенных проводящими минералами, так и для картирования зон с сульфидной минерализацией, контролирующих золотое, оловянное и другое оруденение.

Источниками апериодических импульсных блуждающих токов для окружающей среды служат рельсы электрифицированных железных дорог рудников. Положительный полюс электроустановок рудников подан на троллей, рельсы же в специальных пунктах присоединены к отрицательным полюсам электроустановок. Через троллей и рельсы они оказываются связанными с различными участками проводящих залежей в рудном поле, что обусловливает двухполюсный характер источника поля для окружающего пространства. Иногда на крупных рудниках наблюдается несколько таких дипольных источников.

3.3.12.2.Значение напряженности электрического поля блуждающих токов в земле в каждый момент равно

Е (t)= Е_о (t)+ E_двп , (84)

где Е_о (t) — напряженность первичного токового поля в тот или иной момент t;Eдвп — постоянная (или медленно меняющаяся) составляющая напряженноcти поля, представляющая собой сумму напряженности естественного электрического поля и напряженности вторичного поля вызванной поляризации за счет поляризации среды блуждающими токами. Величина Е_о (t) может быть охарактеризована функцией j, которая является угловым коэффициентом зависимости изменений напряженности электрического поля за время Dt в неподвижной Е (Dt)_би подвижной Е(Dt)_p приемных линиях:

j = Е(Dt)_р/[E(Dt)_б]. (85)

Если вмещающая среда более или менее однородна по удельному сопротивлению, характеристика первичного поля блуждающих токов с погрешностью до постоянного множителя С соответствует потенциалу электрического поля в методе заряда на постоянном токе, но с двухполюсным источникoм тока:

j = CU. (86)

3.3.12.3.Работы по МВТ производятся в виде площадных или маршрутных съемок с поверхности земли, а также в горных выработках. В задачу съемок с поверхности земли могут входить изучение элементов структуры рудного поля, детальные поисковые и поисково-оценочные работы на флангах разведуемых месторождений, проверка аномалий, выявленных другими геофизическими и геохимическими методами, и т. д. В задачу съемок в горных выработках входит прослеживание отдельных рудных тел и зон между выработками, определение элементов залегания этих тел, мест выклинивания и т. д.

3.3.12.4. Перед началом работ по МВТ проводят режимные наблюдения характеристик поля с целью:

1) определения наличия электрического поля блуждающих токов;

2) определения наличия долгоспадающей вызванной поляризации;

3) определения устойчивости вектора электрического поля блуждающих токов во времени;

4) выбора источника, с которым предстоит проводить дальнейшие исследования;

5) определения времени и порядка проведения работ.

3.3.12.5.Для производства режимных наблюдений на местности устанавливают. Две взаимно перпендикулярные одинаковой длины приемные линии, каждую изних подключают ко входу одной из координат двухкоординатного планшетного потенциометра ПДП-4-002 или другого аналогичного прибора. В качестве заземлителей используют неполяризующиеся электроды.

Длина измерительной линии 40—100 м в зависимости от интенсивности принимаемого сигнала. С интервалом 10—45 мин записывают вектор напряженностиэлектрического поля блуждающих токов. Запись производится в течение полного недельного цикла работ предприятия — источника блуждающих токов.

3.3.12.6. При работах по МБТ применяют такие же способы наблюдений и установки, что и в методе заряда при импульсном возбуждении поля: съемка потенциала электрического поля блуждающих токов или съемка градиента потенциала (см. 3.3.2).

Съемка потенциала производится главным образом при площадных работах с помощью установки, включающей в себя две приемные линии: базовую (неподвижную) и рабочую подвижную, — по заранее разбитой сети наблюдений. Профили ориентируют вдоль направления вектора напряженности электрического поля блуждающих токов.

Для исследований используют две пары неполяризующихся электродов. Собственная эдс всех четырех электродов не должна превышать ±2 мВ. Обычно применяют восемь электродов: четыре из них находятся в работе, четыре других закрочены между собой и используются в следующий день работы.

3.3.12.7. Порядок работы с установкой потенциала следующий.

1. Проверяют собственную эдс поляризации четырех электродов и фиксируют в журнале (прил. 99).

2. Определяют вместо стоянки базовой линии и станции на профиле.

3. Устанавливают базовую приемную линию с неподвижными электродами. Один из электродов подвижной рабочей линии совмещают с общим электродом базовой приемной линии. Этот общий электрод должен находиться в спокойном поле, для чего выбирают удаленный участок с однородной геологической средой.

4. Два рабочих электрода подвижной приемной линии (M₁, M₂) устанавливают на профиле наблюдений. Работу производят поочередно с обоими электродами.

5. В момент возникновения напряженности электрического поля блуждающих токов в земле записывают значения DU_би DU_p, пропорциональные Е (Dt)_б, Е (Dt)_рв точках M₁, M₂ или непосредственно кривую отношения разности потен­циалов в рабочей и базовой приемных линиях.

6. Заносят в журнал (прил. 99) и на диаграмму необходимые сведения; форма штампа диаграммы приведена в прил. 100.

7. Передвигают один из рабочих электродов на следующий пикет и производят запись со вторым электродом.

8. Сворачивают станцию, переезжают на следующий профиль.

9. При перемещении базовой линии на другой профиль один из профилей проходят дважды с двух разных баз. По данным этих измерений производят увязку участков, отснятых с различных баз.

3.3.12.8.Порядок работы при съемке градиента потенциала аналогичен вышеописанному. Основное отличие заключается в том, что при съемке градиента потенциала базовая и рабочая приемные линии имеют одинаковую длину, обычно 10— 40 м.

Два электрода базовой линии устанавливают неподвижно в спокойном поле. Два электрода подвижной приемной линии перемещают вдоль профилей наблюдений.

3.3.12.9.Работы в горных выработках проводят также по схеме градиента. Базовую линию обычно устанавливают возле устья одного из горизонтов штолен так, чтобы обе установки находились на одной линии. В том случае, когда ствол штольни круто разворачивается или исследования нужно провести вдоль штрека другого направления, ориентировка базовой линии производится таким образом, чтобы обе приемные линии (базовая и рабочая) были параллельны одна другой.

3.3.12.10.Специальные альбомы графиков служат основным материалом для дальнейшей увязки и построения карт равных значений или планов графиков указанных величин j и Dj, приведенных к уровню одной из базовых линий.

3.3.12.11.Контрольные наблюдения (с перестановкой электродов) проводятся в объеме 10 % и выполняются, как правило, на участках с различным геологическим строением.

К приемке полевых материалов в обязательном порядке представляют:

1) диаграммы рядовых и контрольных наблюдений;

2) графики сопоставления рядовых и контрольных наблюдений;

3) материалы расчетов основных погрешностей. Относительная погрешность измерений j и Djне должна превышать 10 %.

3.3.12.12. В качестве отчетных материалов работ по МБТ представляются планы графиков параметров j и Dj или карты изолиний.

3.3.12.13.Интерпретация данных МБТ осуществляется в зависимости от типов месторождений, на которых произведены работы. В случае колчеданнополиметаллических месторождений или месторождений других полезных ископаемых, скопления которых могут быть выделены по их высокой по сравнению с вмещающими породами удельной электропроводности, интерпретация результатов МБТ производится так же, как это делается при работе методом заряда.

Карты изолиний j(Dj) и их графики анализируются совместно с имеющимися геологическими разрезами и другой геологической, геохимической и геофизической информацией на предмет качественной оценки соответствия выделенных в поле блуждающих токов аномалий тем или иным геологическим структурам, рудным телам и тому подобным геологическим объектам.

В результате такого анализа выделяются участки для детальных поисков но­вых рудных тел.