 |
Астронет: Геологический факультет МГУ Геофизические методы исследования земной коры. Часть 1 http://variable-stars.ru/db/msg/1173309/page43.html |
11.2.6. Организация наземных сейсморазведочных работ.
Выбрав место, систему наблюдений, способы возбуждения, приступают к организации полевых работ.
Перед началом сейсморазведки регулируют и настраивают аппаратуру. Очень важным требованием к многоканальной сейсморегистриру\-ющей аппаратуре является идентичность каналов, т.е. запись одинакового сигнала должна быть одинаковой на всех каналах. Этого и добиваются при настройке аппаратуры.
Перед началом наземных работ намечают систему профилей. По каждому профилю располагают пункты возбуждения упругих волн и сейсмоприемники. При вертикальном расположении сейсмоприемника он реагирует в основном на продольные волны, при горизонтальном - улавливает главным образом поперечные волны. Вдоль профиля разматывается сейсмическая коса, которая подключается к сейсмоприемникам и блоку усилителей. Иногда сигналы передаются по радиоканалу. Для этого каждый сейсмоприемник подключается к миниатюрному радиопередатчику, а в сейсмостанции устанавливается многоканальный радиоприемник. Далее проверяется работа и исправность всех узлов станции и устанавливается телефонная или радиосвязь с пунктом возбуждения волн. Для точного отсчета времени прихода упругих волн надо знать момент возбуждения. При взрывном возбуждении вокруг заряда обматывается провод, который через батарею и сопротивление подключается к одному из каналов сейсмостанции. В момент взрыва линия разрывается и возникает импульс, который записывается на сейсмограмме или магнитограмме в виде отметки момента взрыва. При невзрывных способах возбуждения в момент удара на один из каналов также подается электрический импульс.
Подготовив аппаратуру и установку, оператор сейсмостанций дает команду провести взрыв (возбуждение) и включает аппаратуру. Запись пришедших упругих волн производится автоматически в течение нескольких единиц, иногда десятков секунд. В результате получаются сейсмограммы и магнитограммы.
11.3. Методика морских и других видов сейсморазведки
11.3.1. Неполевые виды сейсморазведки.
Кроме полевых существуют неполевые сейсмические работы: акваториальные (съемки в океанах, морях, озерах, реках) (их называют морскими), а также скважинные и околоскважинные и подземные. Они выполняются с помощью специальных морских или полевых сейсмостанций.
11.3.2. Сейсморазведка на акваториях.
При сейсморазведке на акваториях применение взрывов запрещено в целях сохранения фауны. Поэтому возбуждение упругих волн производится электроискровыми источниками, газовзрывными установками или пневматическими излучателями. В отличие от взрывов при таком возбуждении волн амплитуда и давление на фронте ударной волны меньше, что оказывается неопасным для фауны. Съемки ведутся как по отдельным профилям (галсам), так и в виде площадных работ на морских полигонах.
Сейсморазведка на акваториях может осуществляться автоматически при движении корабля с установленной на нем сейсморазведочной станцией. Она может быть одно- и двухканальной, используемой при непрерывном сейсмическом профилировании (НСП), или многоканальной, применяемой в МОВ и МПВ. Возбуждение упругих колебаний производится периодически через несколько секунд. С помощью плавающей сейсмической косы упругие колебания улавливаются и автоматически регистрируются на магнитной пленке.
Морские сейсмические станции, особенно цифровые, интересны тем, что наряду с автоматическим проведением работ обеспечивают автоматическую обработку материалов с помощью ЭВМ.
11.3.3. Скважинные и подземные сейсмические исследования.
Основными вариантами скважинных сейсмических методов являются вертикальное сейсмическое профилирование, сейсмоакустический каротаж и сейсмоакустическое просвечивание, основанные на изучении проходящих волн.
Вертикальное сейсмическое профилирование (ВСП) - это такой метод сейсморазведки, при котором возбуждение упругих волн производится на земной поверхности, а в скважине с помощью сейсмоприемников, расположенных на разных глубинах, улавливаются проходящие волны. Этот метод служит для определения природы разных волн и определения скоростей их распространения в горных породах. Он является одним из ведущих методов повышения точности полевой сейсморазведки, так как дает скорости упругих волн с наименьшими погрешностями и обеспечивает привязку сейсмических горизонтов к геологическим.
В методе обращенного годографа (МОГ) возбуждение упругих волн производится последовательно в ряде пунктов, удаленных на 50 - 200 м друг от друга и расположенных по одной линии со скважи\-ной, в которой на разных глубинах помещают на кабеле сейсмоприемники. В результате регистрации сигналов в скважине получаются сейсмограммы. Суммируя сейсмограммы при разных пунктах возбуждения, легко выявить отраженные волны, определить времена их прихода и построить годограф.
Сейсмоакустический каротаж объединяет методы определения скоростей распространения упругих волн в породах вокруг ствола скважин. Он основан на использовании упругих волн либо такой же частоты, как в сейсморазведке, либо акустических и ультразвуковых волн.
В методе сейсмоакустического просвечивания упругие волны от источника импульсных или непрерывных колебаний создаются в одной скважине или выработке, а в соседних скважинах или выработках, удаленных на расстояние до 100 м, изучаются прошедшие через массив волны. По скорости и затуханию волн можно выделить объекты, создающие акустические тени (например, зоны разломов, закарстованности), или отличающиеся по акустической жесткости (например, массивные рудные включения).
Топопривязка пунктов возбуждения и приема в полевой сейсморазведке проводится топогеодезическими и спутниковыми способами. Привязка на карту морских профилей (галсов) осуществляется штурманом корабля с помощью различных радионавигационных, в том числе спутниковых систем определений координат.
11.3.4. Методика сейсмоэлектрических методов.
1. Наземный вариант. Существует два основных варианта сейсмоэлектрического метода (СЭМ): пьезоэлектрический метод (ПЭМ) и метод сейсмоэлектрических потенциалов (МСЭП).
Методика и техника наземных работ
в пьезоэлектрическом методе сходны с таковыми наземной сейсморазведки.
Возбуждение упругих волн осуществляется с помощью небольших взрывов
(подрыв электроденаторов, детонирующего шнура и т.п.) или ударов.
При прохождении упругих волн в породах с повышенным пьезоэлектрическим
эффектом генерируются электромагнитные колебания. Наряду с упругими
колебаниями, улавливаемыми сейсмоприемниками, в методе ПЭМ изучаются
электрические (
) составляющие поля с помощью заземленных
линий (MN), реже магнитные (
) - посредством
рамочных антенн. Для работ используются 6- и 8-канальные станции,
мало отличающиеся от обычных сейсмических станций (см. 11.1.4). Сейсмоприемники
и датчики и 
располагаются рядом. Расстояние между
соседними пунктами возбуждения и измерения меняются от 2 до 20 м.
В наземном варианте ПЭМ используется продольное, непродольное и круговое профилирование. Для детализации аномалий наблюдения проводят по профилям, проходящим вкрест и вдоль аномалий. Расстояние между профилями должно быть в 2 - 4 раза меньше предполагаемой длины разведываемого объекта.
При обработке сейсмоэлектрограмм (или
пьезоэлектросейсмограмм), т.е. записей упругих и электромагнитных
волн в ПЭМ, определяются времена первых вступлений и максимальные
амплитуды упругих и электромагнитных импульсов. Далее строятся годографы
волн, графики амплитуд и графики отношений амплитуд электромагнитной
и упругой волн. По максимумам на этих графиках определяются эпицентры
геологических тел с повышенным пьезоэлектрическим эффектом. Зная
скорость распространения упругой волны в окружающей среде V
и время прихода пьезоэлектрической (электромагнитной) волны
, можно оценить расстояние от пункта возбуждения
до возмущающего объекта (
).
Получив такие расстояния из разных пунктов возбуждения при площадной
съемке, можно выявить контуры объекта.
Наземный вариант пьезоэлектрического метода применяется для выявления и оконтуривания пьезоэлектрически активных геологических объектов (хрустале-носных, кварцевых, пегматитовых жил, нефелиносодержащих пород), к которым могут быть приурочены месторождения золота, горного хрусталя и оптического кварца, слюды, нефелина. Глубинность разведки 10 - 30 м.
2. Подземный вариант ПЭМ. В подземном варианте ПЭМ может проводиться как профилирование вдоль скважин и горных выработок, так и просвечивание между разными выработками и поверхностью земли. Методика и система наблюдений определяются строением пространственным положением выработок и особенностями геологического разреза.
В результате работ выявляются слепые пьезоэлектрически активные объекты в пространстве между выработками, оконтуриваются зоны и участки расположения кварцевых, пегматитовых и других жил, проводится сравнительная оценка выявленных аномальных зон по величине пьезоэлектрического эффекта. Дальность разведки составляет первые десятки метров.
3. Метод сейсмоэлектрических потенциалов. Методика и техника работ при изучении сейсмоэлектрических потенциалов такая же, как и в пьезоэлектрическом методе. Отличие лишь в природе возбуждаемых электромагнитных полей. Метод сейсмоэлектрических потенциалов находит применение в комплексе инженерно-гидрогеологических и сейсмологических исследований. В частности, с помощью этого метода можно получить информацию о влажности, пористости, мерзлотных свойствах пород. Он может использоваться при сейсмологическом картировании для оценки сейсмической опасности.