Документ взят из кэша поисковой машины. Адрес оригинального документа : http://geophys.geol.msu.ru/STUDY/2KURS/ep_web/EP1.HtM
Дата изменения: Wed Apr 10 17:36:36 2002
Дата индексирования: Mon Oct 1 20:21:09 2012
Кодировка: Windows-1251
МЕТОД ЕСТЕСТВЕННОГО ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ (ЕП)
МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
имени М.В.ЛОМОНОСОВА
ГЕОЛОГИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ
Аппаратурно-методический практикум
по курсу электроразведки
МЕТОД ЕСТЕСТВЕННОГО ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ (ЕП)
В.А.Шевнин
NSEL. Moscow UniversityNext Page
Метод естественного электрического поля основан на измерении локальных естественных электрических полей электрокинетической и электрохимической природы. Наиболее интенсивные поля ЕП возникают над объектами, обладающими электронной проводимостью, например над сульфидными и графитовыми залежами, что позволяет вести их поиски. Метод ЕП может быть также использован при исследовании участков интенсивной фильтрации вод, при картировании пород разной литологии и пористых сред, в которых контактируют воды разной минерализации.
Работы методом ЕП выполняются с помощью милливольтметров постоянного тока с высоким входным сопротивлением типа ЭРА или АЭ-72 и двух неполяризующихся электродов.
Неполяризующийс электрод состоит из трех основных элементов: 1) сосуда с пористой поверхностью (или участком поверхности), медленно пропускающей влагу для осуществлени электрического контакта со средой, 2) металлического электрода из чистой меди, опущенного в сосуд и 3) заполняющего сосуд раствора медного купороса. Таким образом, в неполяризующемся электроде контакт металла с землей осуществляется через раствор соли этого металла. При этом разность потенциалов между двумя электродами не превышает первых милливольт. Если же металл (медь, сталь) непосредственно опускается в грунт, то собственный потенциал металлического электрода может достигать 200-500 мВ, а разность потенциалов между электродами - несколько десятков мВ.

Дл измерения электродных потенциалов два измерительных электрода погружаютс в грунт в непосредственной близости друг от друга и подключаются к милливольтметру. Для работы выбирается пара электродов, имеющая наименьшее значение Uэ.

Компенсатор поляризации при измерениях по методу ЕП должен быть выключен.

Различают два вида съемки естественного поля: съемка потенциала и съемка градиента потенциала. При съемке способом потенциала измеряются разности потенциалов между одной неподвижной точкой N и всеми точками М изучаемого участка. Точка, где устанавливается неподвижный электрод N, принимается за нуль потенциала. Чтобы это условие было реальным, вблизи точки N не должно быть рудных объектов, металлических труб или иных источников аномалий ЕП. Дл выбора места для N в поле часто проводят пробные измерения в 5-10 точках, чтобы убедиться в отсутствии аномалий. При съемке способом градиента потенциала оба измерительных электрода перемещаются по профилю или площади с сохранением постоянного расстояния между электродами.

В лабораторной работе измерения по методу ЕП проводят над моделью рудного тела, погруженной в таз с водой. Чтобы рудное тело с электронной проводимостью, находящееся в ионопроводящей среде, вызвало бы аномалию ЕП, на нем должен возникнуть окислительно-восстановительный процесс, условием которого являетс различие значений разности потенциалов на границе рудное тело - среда в разных частях пограничной поверхности.

Дл этого а) либо среда вокруг тела должна обладать разными свойствами (вблизи дневной поверхности грунтовые воды имеют повышенное содержание кислорода и обладают окислительными свойствами, а на глубине воды застойные, бескислородные и обладают восстановительными свойствами), б) либо само рудное тело должно обладать в разных своих частях разными по величине потенциалами двойного электрического слоя на границе тело-среда за счет изменений химического состава тела (как в нашем случае, когда модель составлена из соприкасающихс медного и железного цилиндров).

При съемках потенциала знак аномалии ЕП имеет важное значение для понимани геологической природы аномалий. Поэтому при оценке полярности аномалии нельзя ошибаться. Для этого неподвижный электрод должен быть присоединен к отрицательной клемме входа прибора, а подвижный - к положительной клемме. Земля прибора в предшествующем АЭ-72 приборе ЭСК-1 традиционно подключалась к клемме N, а в АЭ-72 - к клемме M(!), что вызвало немало недоразумений при съемках ЕП. Поэтому при выборе клеммы для неподвижного электрода следует придерживаться полярности клемм, а не их маркировки (M или N). Правило: неподвижный электрод следует подключать к отрицательной клемме прибора, тогда для определения знака аномалии можно пользоватьс маркировкой переключателя полярности.

 
Рис.1. Размещение точек наблюдений 
ЕП при моделировании в баке с водой.
При выполнении лабораторной работы измерения проводят по сети 3 х 3 см по всей площади, а по профилю 0, проходящему через эпицентр аномалии, - со сгущенным до 1.5 см шагом (Рис.1). Неподвижный электрод максимально удаляется от профиля 0. Подвижный электрод устанавливается по очереди во всех точках планшета, отсчет по прибору состоит из знака и амплитуды UЕП.
При этом в журнале должна быть отмечена марка прибора и то, к какой клемме подключен неподвижный электрод.
При снятии замеров следует помнить, что в ЕП не удается обеспечить воспроизводимость наблюдений лучше 0.5 мВ, поэтому все замеры можно округлять до этой величины. Измерения в первой трети шкалы прибора, где относительные ошибки считывани недопустимо велики, не разрешаются.

В полевых условиях в измеренные значения UЕП вводят поправки. Для этого в начале и конце работы измеряется электродная разность потенциалов (электроды М и N рядом в земле) и повторно измеряется U на одной, обычно первой, точке профиля.

Исправленный потенциал в i-ой точке профиля вычисляется по формуле:

 
(1)

 
(2)

где UЭСРЕД.- среднее значение электродной разности потенциалов (по замерам в начале и в конце съемки), а

 
(3)

- поправка за изменение поля ЕП во времени: U1н - U1к - изменение поля на первой точке профиля за время съемки, n - общее число точек наблюдений, i - текущий номер точки.

В лабораторной работе эти поправки невелики и для простоты не вводятся, поэтому результаты измерений целесообразно выносить сразу на план - схему для последующего построения карты изолиний потенциала. Сечение изолиний выбирается из соображений наглядности, чтобы каждый экстремум отрисовать 3-4 изолиниями. На полученной карте изолиний UЕП отмечаются точки минимума и максимума и соединяются прямой линией. По этой линии ориентирована ось поляризации источника аномалии. Вдоль нее снимаются с карты значения UЕП для построения графика UЕП. Часто эта линия совпадает с ПР 0, тогда используют измерения на этом профиле.
NSEL. Moscow UniversityNext Page