Метод погруженных питающих электродов, методы электрической корреляции Сущность методов

Методы погруженных электродов и вертикального градиента, весьма сходные по своей физической сущности, следует отнести к группе методов сопротивлений. Они основаны на изучении по­стоянных электрических Полей точечных источников в скважинах.

Сущность метода погруженных электродов иллюстрируется рис. 137, а.

 

 

 

Один или два заземления А и В питающей линии по­гружают в одну или две соседние скважины. Поле этих заземлений изучают иа поверхности земли с помощью измерительной линии MN и измерительного прибора И, перемещающихся вдоль системы профилей. Преимущество такого способа возбуждения поля осо­бенно четко проявляется при глубинных поисках хорошо проводя­щих руд в районах с мощным чехлом покровных отложений с вы­сокой электропроводностью. В этом случае ток, вводимый в землю через питающие электрода, расположенные на поверхности земли, распределяется главным образом в покровных отложениях, что существенно снижает уровень аномалий от локальных проводящих рудных тел, залегающих среди высокоомнмх коренных пород. По­мещая источники поля непосредственно в рудовмещаюшие породы, можно значительно снизить экранное влияние проводящих по кровных отложений, т. е. увеличить интенсивность информативной части поля.

При работе методом вертикальных градиентов источником поля служит точечное заземление А, располагаемое на поверхности земли или в скважине (рис. 137, в). Электрическую компоненту поля измеряют с помощью приемной линии MN, перемещающейся вдоль скважины. Измеритель И при этом располагается на поверхности. Геологическая задача, решаемая таким образом, заключается в по­исках рудных залежей в окрестности скважин, в которых изме­ряется вертикальная (точнее — осевая) составляющая поля.

Если применяют установку с питающим электродом на поверх­ности, то изменяя положение этого электрода, получают информа­цию о положении рудной залежи относительно измерительной скважины. Обычно измерения градиента поля по скважине повто­ряют, располагая питающий электрод на восьми лучах, пересекаю­щихся у устья скважины под углом 45°.

Данную модификацию еще называют поисково-картировочным вариантом МЭК (см. § 4 гл. VII).

 

М

Сущность метода ЕП

Метод естественного электрического поля основан на изучении постоянных естественных электрических полей локального характера. Происхождение этих полей может быть связано с физико-химическими процессами, в которых участвуют некоторые геологические образования, а также с электрокинетическими явлениями в многофазных средах, каковыми являются горные породы.

Естественное электрическое поле изучают, измеряя его потенциал или градиент потенциала на поверхности земли, в скважинах и горных выработках.

Особенность измерительной установки в том, что в качестве заземления используются неполяризующие электроды.

Полевые наблюдения выполняются двумя способами:

1) Способ потенциалов.

Сущность способа в том, что потенциал всех точек исследуемого профиля измеряется относительно одной точки, принятой за исходную. В эту точку устанавливают неподвижный электрод N, второй М последовательно перемещают во все точки профиля, измеряя разность потенциалов.

2) Способ градиента потенциалов

Способ заключается в том, что в процессе полевых работ измеряют разность потенциалов между соседними точками профиля.

Причины возникновения ЕП

Механизм возникновения естественных полей (ЕП) до конца не выяснен. Установлено, что в естественных условиях могут возникать три типа электрических потенциалов:

1. Окислительно-восстановительные.

2. Фильтрационные.

3. Диффузионно-адсорбционные

Значительная роль в создании ЕП принадлежит электрохимическим процессам, возникающим вокруг природных электронных проводников, окруженных ионопроводящими влагонасыщенными горными породами. Электрохимическая активность (рН, Eh) природных растворов меняется с глубиной, например, при переходе через уровень грунтовых вод.

Под действием вод, богатых кислородом и углекислотой

(рН < 7), верхняя часть рудной залежи окисляется, т. е. ионы металла отдают электроны, увеличивая свою валентность (например, Fe2+ -> Fe3+).

При этом сульфиды превращаются в сульфаты и серную кислоту, а на границе руда — порода возникает двойной электрический слой.

Фильтрационные процессы, приводящие к возникновению фильтрационных потенциалов — второй важный механизм возникновения ЕП. Согласно существующим представлениям, в горной

породе из-за адсорбции отрицательных ионов (анионов) раствора на стенках капилляров образуется двойной электрический слой. Внутри капилляра остаются свободные диффузно распределенные положительные ионы (катионы), которые подхватываются движущимся раствором и накапливаются у выхода из капилляра. Это продолжается до тех пор, пока возникающее внутреннее электрическое поле (E), действующее вдоль капилляра против Eстр

потока, перемещающего катионы, не уравновесит процесс. Поле Eстр действует подобно стороннему электрическому полю в гальваническом элементе. Таким образом, в капилляре электрические заряды не перемещаются, но действует поле.