Астронет > Геофизические методы исследования земной коры. Часть 1

Астронет: Геологический факультет МГУ Геофизические методы исследования земной коры. Часть 1
http://variable-stars.ru/db/msg/1173309/page33.html

Геофизические методы исследования земной коры

9.2.1. Интерпретация данных электромагнитных профилирований.

1. Качественная интерпретация. Сущность качественной интерпретации электромагнитного профилирования сводится прежде всего к визуальному (или с помощью вероятностно-статистических методов) выявлению аномалии на профилях и картах, т.е. отклонений наблюденных параметров поля или кажущихся сопротивлений, поляризуемостей от первичного (нормального) или среднего (фонового) поля. Аномалия считается достоверной, если она удовлетворяет правилу "трех сигм и трех точек", т.е. амплитуда аномалий превышает $3\sigma$ , где $\sigma$ - среднеквадратическая или близкая к ней относительная среднеарифметическая ошибки съемки, и прослеживается не менее, чем на 3-х точках профиля. С помощью вероятноcтно-статистических методов и ЭВМ выявляются аномалии с амплитудой, близкой к $\sigma$ , а визуально - в 3 раза больших $\sigma$ .

Форма и простирание аномалий электромагнитного профилирования обычно соответствуют плановому положению создавших их объектов. Ширина ( $l$ ) аномалии над тонким ( $l \lt h$ ) объектом зависит от глубины залегания его верхней кромки ( $h$ ), а над толстым ( $l \gt H$ ) - от его ширины ( $L$ ). Форма и интенсивность аномалий, а значит и эффективность профилирования зависят от следующих природных и технических факторов:

отношения глубины залегания ( $h$ ) к поперечным размерам ( $d$ ) геологических объектов (обычно выделяются объекты с $h /d$ меньше 2 - 5);
контрастности электромагнитных свойств объектов и вмещающей среды, а в индуктивных методах - от абсолютных электропроводностей объектов;
уровня технических помех и наличия помехозащищенной аппаратуры;
оптимального выбора метода, глубинности разведки (а значит $r, T, t$ ), системы наблюдений, интенсивности первичного (питающего) поля и его поляризации, т.е. направления вектора $Е$ по отношению к простиранию объектов. Например, когда вектор $Е$ совпадет с простиранием объектов, в проводящих телах индуцируются максимальные вторичные магнитные поля, а когда перпендикулярен простиранию - наблюдаются максимальные кондуктивные аномалии вторичных электрических полей.

Рис. 3.13. Карта графиков двухразносного электропрофилирования: 1, 2 - графики $\rho_{k}$ на разных АВ, 3 - геологические границы, 4 - тектоническое нарушение

Заключительным этапом качественной интерпретации является прослеживание по профилям, картам профилей и картам визуально или расчетно выявленных аномалий, их межпрофильной корреляции и сопоставлению с конкретными геологическими данными.

На рис. 3.13 приведены карта графиков двухразносного электропрофилирования и схема корреляции аномалий, позволяющая выделять геологические границы и тектоническое нарушение.

2. Количественная интерпретация. Количественная интерпретация данных электромагнитного профилирования сводится к определению (чаще оценке) формы, глубины, а иногда размеров, физической и геологической природы аномалий. Она начинается с выбора физико-геологических моделей, которыми можно аппроксимировать разведываемые объекты: контакты сред, мощные ( $L \gt h$ ) и тонкие ( $L \lt h$ ) пласты, изометрические (шарообразные), вытянутые (линзообразные, цилиндрообразные) объекты и др. Решение прямых и особенно обратных задач методами математического и физического моделирования для перечисленных моделей сложнее, чем для зондирований. Тем не менее в каждом методе существуют аналитические и графические приемы количественной интерпретации. Например, простейшим способом оценки глубины залегания верхней кромки ( $h$ ) является способ касательных, используемый в магниторазведке. С его помощью интерпретируются четкие локальные аномалии, называемые аномалиями кондуктивного типа (ЭП, ВП, ПЕЭП), а также ЕП и некоторых других (см. 8.2). Для этого проводятся касательные к максимуму, минимуму и боковым граням аномалии (см. рис. 3.14).

Рис. 3.14. Кривая ЕП над сульфидной залежью и ее интерпретация способом касательных

По разностям абсцисс точек пересечения касательных ( $m_{1}$ и $m_{2}$ ) можно определить $h$ по формуле:
$h=a(m_{1} +m_{2} ) ,$

где параметр а в разных методах профилирования меняется: для пластообразных объектов - от 0,2 до 0,5, а для изoметрических тел - от 0,4 до 1.

По данным многочастотных и многовременных наблюдений в индуктивных методах можно оценить электропроводность проводящих объектов, создающих магнитные аномалии. В целом количественная интерпретация электромагнитных профилирований - процесс сложный и неточный, поэтому имеет смысл говорить лишь о полуколичественной интерпретации, главное в которой - определение эпицентра разведываемого объекта, т.е. площади, под которой он расположен, а также оценка формы и глубины его залегания.

Эффективность электромагнитных профилирований определяется не только наличием благоприятных геоэлектрических условий и удачным выбором метода, но и достаточным количеством дополнительной геолого-геофизической информации. В частности, в зависимости от физических свойств пород их целесообразно выполнять совместно с магниторазведкой, терморазведкой или радиометрией. Для истолкования результатов электромагнитного профилирования нужны разного рода геологические разрезы и карты, которые в свою очередь уточняются после постановки электромагнитного профилирования.

9.2.2. Интерпретация данных объемной электроразведки.

Как отмечалось в 8.4, объемные или скважинно-подземные методы электроразведки отличаются узко прикладными областями применения, а интерпретация результатов направлена на решение конкретных задач: изучение объемного строения пространств между горными выработками, a также между ними и земной поверхностью. Теория объемной подземной электроразведки сложнее, чем профилирований и зондирований. Все это приводит к тому, что общих подходов к интерпретации здесь нет. Каждый метод отличается своими, как правило, качественными приемами интерпретации. Объемные методы относятся к разведочным, сопровождая бурение и проходку горных выработок, поэтому они теснее других методов опираются на разного рода геологическую информацию.

При качественной интерпретации скважинно-подземных методов выделяются аномалии, т.е. отклонения наблюденных параметров поля от нормальных. Для расчета нормальных полей с помощью ЭВМ решаются прямые задачи для погруженных в однородное полупространство источников поля. Аномалии коррелируются по соседним скважинам и горным выработкам, оценивается положение электрических аномальных осей, проводящих экранов. Далее они сопоставляются с подсечениями скважинами отдельных пластов горных пород, рудных тел и т.п. В результате в межскважинном и околовыработочном пространстве выявляются и оконтуриваются рудные объекты.

Полуколичественную оценку результатов подземной электроразведки осуществляют путем сравнения наблюденных кривых с теоретическими, рассчитанными над простейшими моделями аномальных тел (шар, пласт и др.) с погруженными источниками поля.

Интерпретация скважинно-подземных геоэлектрохимических методов (ЕП, ВП, КСПК, БСПК, ЧИМ и др.) осуществляется с учетом химической природы аномалий и проводится вместе с геохимиками.

9.2.3. Особенности геологического применения электромагнитных профилирований и объемных методов.

Геологические задачи, решаемые многочисленными методами электромагнитного профилирования, разнообразны. В зависимости от глубинности, решаемых задач и особенностей геоэлектрического разреза в сочетании с зондированиями, дающими опорную информацию, применяются один-два метода профилирования (см. 8.3).

Для изучения верхней части (до 10 - 20 м) геологической среды используются методы аэроэлектроразведки (ИКС, РЛС, ДИП-А, СДВР-А), полевые съемки методами СДВР, ДИП, ДЭМП, реже ЭП, ВП.

При малоглубинных (до 100 м) исследованиях в помощь геологическому, инженерно-геологическому, геоэкологическому и мерзлотному картированию, поискам нерудных полезных ископаемых чаще всего применяются различные варианты ЭП. Контакты разных пород, массивные пласты или изометрические объекты лучше выделяются симметричными или градиентными установками, а тонкие пласты и линзы, особенно проводящие, целесообразно разведывать трехэлектродными или дипольными установками.

При более глубинном картировании (до 500 м) используются методы ПЕЭП, ЭП, ЕП.

Поиски и разведка рудных полезных ископаемых на глубинах до 100 м проводятся НЧМ (ДК, ДИП, НП), МПП (ДИП-МПП), ЭП, ЕП, а на глубинах до 500 м НЧМ (НП), МПП (НП-МПП), ВП, ЕП. Основными методами рудной разведки являются методы ЕП, ВП и МПП. Наилучшие результаты метод ЕП дает при поисках и разведке сплошных сульфидных рудных залежей, угля и графита, а метод ВП - как этих же полезных ископаемых, так и вкрапленных руд. МПП применяется для поисков и разведки массивных залежей руд. На стадии доразведки и эксплуатации рудных месторождений большая роль принадлежит скважинно-подземным и геоэлектрохимическим (КСПК, БСПК, ЧИМ) методам.

Для детальных гидрогеологических и геоэкологических исследований используются методы ЭП, ЕП, ВП, МЗТ.

Назад| Вперед