Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Геоэлектрические модели гидрогеологических провинций Приморского края, изучаемые методами электрического зондирования

ВАК РФ 04.00.22, Геофизика

Автореферат диссертации по теме "Геоэлектрические модели гидрогеологических провинций Приморского края, изучаемые методами электрического зондирования"

5 РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК

ПРЕЗИДИУМ ДАЛЬНЕВОСТОЧНОГО ОТДЕЛЕНИЯ

На правах рукописи

ГДК Б50.837.311(571.6)

СЕЛИВАНОВА ТАТЬЯНА ВАЛЕРЬЕВНА

ПЮЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКИХ ПРОВИНЦИЯ ПРИМОРСКОГО КРАЯ, КЗУЧАЕШЕ МЕТОДАМИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ЗСЩИРОВАШЯ

Специальность: 04.СЮ.22 - геофизика .

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-иинэралогических наук

Хабаровск 1994 г.

Работавыполненав Дальневосточном государственном техническом университете.

Научныйруководитель- доктор технических наук, профессор Н.Г. Шкабарня.

Научныйконсультант- доктор геолого-минералогкческих наук, профессор В.А. Абрамов.

Официа л'ьные'оппоненты:

доктор гволого-мкнвралогичвских наук Л. И. Брянский

(ИТиГ ДВО РАН), кандидат геолого-мииералогических наук В.А. Ахмадулин (ИКАРП ДВО РАН).

Ведущеепредприятие- Тихоокеанский океанологический интститут ДВО РАН.

3 а ад и т а о р с т о и т с я "18" мая 1994г. в 10 час. на заседании Специализировашюго Совета К.002.06.04 в Президиуме ДВО РАН в конференц-зале Института тектоники и геофизики. •

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ИТиГ, ДВО- РАН.

Отзывы, заверенные печатью учреждения, просим направляй по адресу: 680063 г.Хабаровск, ул. Ким Ю Чена, 65, ИТиГ. Ученому секретарю Специализированного Совета Р.Ф. Черкасову.

Автореферат разослан пИ5° "апръль " 1994.

Ученый секретарь /У

Специализированного Совета '

кандидат геолого-мивералогаческих наук

Р.Ф. Черкас

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

АКТУАЛЬНОСТЬ проблемы.

Проблема обеспечения водой, особенно питьевого качество, является важнейшей для Приморского края. Учитывая климатические особенности, единственно возможным источником для крупного водоснабжения промышленных центров и насоленных пунктов края являются подземные воды. Поиски наиболее перспективных для централизованного водоснабжения структур осложнены тем, что с поверхности они почти повсеместно перекрыта глинистыми аллювиальными или полигенетическими отложениями. В данных условиях добиться повышения &!фективности поисковых исследований возможно путем применения геофизичестсих методов, в частности вертикального олектричаского зондирования(ВЭЗ) на постоянном токе и вызванной поляризации (ВЭЗ-ВП). Однако, стандартные метода интерпретации данных ВЭЗ и ВЗЗ-ВП не всегда дают хорошие результаты. Поотому весьма актуальным явля-зтся формирование геоэлектрических моделей гидрогеологических, провинций Приморского края и разработка ноша способов ¡штерпротоции данных зондирования в многослойных средах с ¿оломощшка горизонтами.

ЦЕЛЬ диссертационной работы. 1а основе экспериментальных в модельных исследований сфорг.«-ювать типовые геоэлектрические модели гидрогеологических фошпщкй Приморского /грая с разрезами тонкослойных сред и тзроботать приемы интерпретации кривых олектрпеского зонда-ювшшя (ВЭЗ,ВЭЗ-ВП) на постогашом токе.

3 А Д А Ч-й исследовшсй! для решения поставленной цели :

- анализ геоэлектрических разрозов гидрогеологических про-шадай с тонкослойными срода-д! и формирование типовых гео-локтрических моделей (ПЭЫ);

- анализ закономерностей поведетш теоретических кривых зонирования применительно к геоэлектрическим условиям гидрогоо-

логических провинций Приморского края и установление связи можду характерными точками кривых и электро-гоомотрическима параметрами разроза;

- разработка физико-математического обоснования способа трансформации кривых ВЭЗ-ВП н ВЭЗ на основе восстановления эфХок-тнвных параметров разреза ;

~ составление алгоритма трансформации кривых зондирования и реализация его в виде программы;

- оценка разрешающей способности трансформированных кривых по выделению промежуточного горизонта ;

, - опредэлеше закономерностей поводешш траноформирован-ных кривых зондирования и методики их интерпретации;

- районирование по типам геоэлектрических разрозов и построение разреза участка Раздольненского (Пушкинское месторозде-шш подземных г д, Приханкайсквя гидрогеологическая провинция) t ^пользованием разработанного способа трансформации кривых зондирования. .

ЗАЩИЩАЕМЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ. ■I) Преобладающими типами гвоэлоктрпесюк моделей гидрогеологических провинций Приморского края являются: много-слойныес горизонтальными и ш^огонаклоншши границами раздела, где водоносный горизонт ыок'т быть продставлан ттю-средначетвертичнши отложонкяш (тип артезианских или грунтовых вод аллювиальных отлокешгй) или троеиноватш-ш базальта:.?» (иш артезианских вод миоцен-плиоценовых базальтов); двухслойные с высокоомшм подстилавдим горизонтом, которым аппроксимируются обводненные трецшговатыо порода, перекрытые маломощными четвертичными отложениями(тип грунтовых вод верхней трещиноватой зо; i); с локальным включен и е м, которым представлены ограниченные по простирания водоносные горизонты.

2) Установленные признаки однотипных моделей, полученные на с новашш анализа закономерностей теоретических кривых зг лциро-вшшя для рядв геоэлектрических моделей (многослойные торизм тально-слоистые, с наклонными границами и выклинивающимся

пластом, о локальным включением в виде горизонтально-вытянутого сфероида)* включающие характерные точки (пересечения кривых кажущегося сопротивления и комплексного параметра, расхищение кажущегося сопротивления на перекрытиях приемных лилий) позволяют районировать площадь по типам разреза.

3) Трансформация кривых ВЭЗ-ВП и 8ЭЗ на основе восстановления аффективных параметров разреза (9. .<2« ) позволяет не только увеличить разроаавдую способность вертикального зондиро-

. вшшя на постоянном токо по выделению в разрезе сравнительно тонких пластов с мопдаостью, меньшей глубгаш их залегшшя, но и получить их достоверше характеристики (Р, 1 ).

4) По результатам интерпретации дашшх зсндирозашш с применением сформированных моделей и разработанного способа трансформации проведено районирование участка Раздольненского (Пушкинское месторождение подземзшх вод) по типом геоэлектричос-ких разрезов и выделены глинистые пропластки мощностью от 5 до 30 мэтров на глубине от 20 до 100 метров в водоносном комплексе гравийпо-галечных отлоканий.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА:

- сформированы типовые ГЭМ гидрогеологических провинция Приморского края;

- установлены корреляционные зависимости мевду характерами-точками кривых ВЭЗ и ВЗЗ-ВП и элоктро-гоомотричосккми параметрами разреза с учетом геоэлектрических условия края;

- определена разросаюцал способность установок зондирования по выделению в разрезе наклонных границ раздела и локальных включения ( по данным теоретических расчетов);

- разработан способ трансформации кривых зондирования на основе восстановления аффективных параметров разреза;

- разработан алгоритм реиения предлагаемого способа и составлена программа расчета трансфоршровашшх кривых ВЭЗ и ВЭЗ-ВП.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ. Результаты проведенных исследований имеют практическую направленность и могут быть использованы на стадии качествен-

ной и количественной интерпретации данных ВЭЗ и ВЭЗ-ВП при исследовании гидрогеологических провинций Приморского края. Разработанные геоалектрические модели и способ трансформации кривых зондирования применены при интерпретации материалов Гидрогеологической экспедиции ПГО "Приморгеология" по участку раздольненский (Пушкинское местороадение), что позволило более детально районировать по типам геоэлектрических разрезов область базальтовых отложений и выделить в гравнйно-галечном водоносном комплексе глинистые пропластки мощностью от 5 до 30 метров на глубинах от 20 до 100 метров.

ФАКТИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ. В основу диссертации положены, главным образом, математические расчеты прямых и обратных задач кривых ВЭЗ и ВЭЗ-ВП. Автором рассчитаны и проанализированы теоретические кривые вертикальные разрезы для ряда горизонтально-слоистых и горгаонтально-неодонородных моделей. Для установления корреляционных зависимостей между характерными'точками кривых зондирования и глубиной залегания объекта проинтерпретированы ' 124 параметрические кривые ВЭЗ и ВЭЗ-ВП, а также данные ГИО и литологических колонок по 105 скважинам.

В работе использованы фондовые материалы Гидрогеологической екстодшда ПГ0"Приморгеологиял для проведения анализа и систематизации параметрических и рядовых кривых зондирования. При проведении исследований учтены материалы. 30 производственных геологических отчетов и более 80 открытых научных публикаций.

АПРОБАЦИЯРАВОТЫ. Основные положения и полученные результаты докладывались в 1990 - 94 г.г. на научно-технических и геолого-геофизических конференциях Дальневосточного государственного технического университета и ПГО "Приморгеология", на научно-технических семинарах Гидрогеологической експедиции (ПГО"Приморгеология") Геофизической експедиции (ПТСДальгеология''), кафедр ТОЭ и Физика ДВГТУ, а также на заседаниях Ученых Советов ДВГИ, ИТиГ

ДВО РАН и на региональной геофизической конференции (п.Кавп-лерово, 1990 г.).Основные результата разработок используются автором при чтении курса лекций и в лабораторных занятиях на Горном факультете ДВГТУ.

ПУБЛИКАЦИЙ. По теме диссертации опубликовано 6 статей.

ОБЪЕМ РАБОТЫ. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения (127 стр. мапгинописного текста,27 р;:с.,5 табл. ,83 назв.библ. и 2 текст, прил.).

Работа пыполнена в процессе обучения в аспирантура л Дальневосточном государственен техническом университете под наупым руководством д.т.н., профессора Н.Г.Шкабарш!. Нагпше консуль-ации при выполнешш исследований проводил д.г.-м.н., проЮссор В.А.Абреков. Неоднократно в процоссо выполнешш робота автор пользовался совета;,5! -и помогаю д.г.-м.н. Ф.Р.Лихта, Г.А.Лебедевой, И.Н.Лобусовой, В.А.Смолина. Автор вырааает всем своз признательность и благодарность.

ГЛАВА I. Обзор методов интерпретации кризах ВЭЗ и ВЗЗ-ВП в условиях слоистых сред при исследовании водоносных бассейнов

Комплексный геолого-геофизический анализ электроразвздоч-¡шх данпых включает в себя как их качественную, ток и количественную интерпретацию. Прт изучении слоистых сред методами ЮЗ и ВЗЗ-ВП интерпретируются как сами кривые кажущегося сопротивлешш, ток и их производные (комплексный параметр, относительный'комплексный параметр, дифференцированные и ин-тегральшо трансформации продольной проводимости к поперечного сопротивления), имение большую информативность.

Для определения эффективной глуб!шы зондирования устанавливаются корреляционные зависимости меяду величиной полуразноса зондирования и глубиной залегания геологических границ.

В.К.Хмелевским и К.Л.Одинцовым (1987) предложив вмпирически» способ опродолония оиоктивной глубины зондирования, основанный на матоматическом моделировании.

Установленные геоэлектрические характеристики на этапе качественной интерпретации кривых зондирования используются для районирования плодади. Тип кривой зондирования в различных геологических условиях является носителем информации о разрезе, что позволяет использовать данные ВЭЗ и ВЭЗ-ВП на этапе качоствешюй интерпрэтацда при проведении районирования площади по тшам гаоалактрических разрезов. На основе визуального анализа кривых, площадь ргбот разбивается на однотипные участки при последовательном усложнении разреза от простого к слоазюму. Проведение типизация кривых- зондирования было бы значительно упрощено, если известны их критерии ля геологических ситуаций, связанных с различными условиям! ^армирования подземных вод. Необходимо такие расширить класс горизонтально-неоднородных моделей и рассмотреть закомерности поведения кривых для моделой с наклонными границами раздела и 'с локальными титчаттш. ' '

На этапе количественной интерпретации кривых зондирования, с целью определения электро-гооматрических параметров разреза, применяются разнообразные приокы, основанные на решении прямы:* и обрат!шх задач электроразведки. Существующие алгоритмы численных решений данного вида задач В.И.Дмктреева (1973, 1974), В.П. Колесникова (1982) в последние годы пополтишсь новыми. Л.А. Леоновым (1987) предложен способ усовериенствавания процедуры вычисления пространственной функции среды по разныг стороны от источника, позволявдий свести расчет потенциала i обобщенному поверхностному случаю. Интерпретация.функции R(m; Страхов В.'Н. (Ï9S9), 1Шсабарня Н.Г. (1977,1985), метод поиска, градиентный спуск привели к существенным успехам в решении обратной задачи электроразведки. В последние года появились ноше подхода к решению данного вида задач. И.Е.Лукьяновым обратная задача метода ВЭЗ была рассмотрена в аспекте нелинейного математического моделирования и района с применением до-компоаицконного подхода.

На стадии количественного анализа кривых зондирования используется способ послойной интерпретации с целью опродолошм обобщенных горизонтов геоалектрического зондирования и установление связи их с аномальными участками. При наличии и разрезе опорного геоэлектрического горизонта возможно примоисишэ суммарной продольной проводимости нодопорного комплекса для определения наиболее правильного варианта объединения слоев.

Традициошше способы интерпретации дашшх зондирования на постоянном токе дают хорошие результаты при изучении горизонтально-слоистых разрезов с постоянным по простирании и глуби-но сопротивлением, при мощности слоев, превшпахдих глубину их залегания, и количество слоев меньшом пяти. Изучаемая при гидрогеологических исследованиях среда редко удовлетворяет этим условиям. К тому же, при изучении разреза на небольшие глубины (до 200 м) в та обычно отсутствует опорный геозлоктричос-ккй горизонт, исключение могут составлять гидрогеологические провинции, где високоомный интрузивный комплекс близко подходит к земной поверхности . Частая смен» литологических горизонтов, малой мощности с близкими электрическими параметрами, )буславливает многослойность геовлектрической с роды. Как правило, при отсутствии резких электрических гршпгц это снижает :остовэрность истолкования результатов зондирования даже при [¿.личил опорных сквегзш.

Необходимо разрабатывать новые подхода к интерпретации ;щщцх ВЭЗ и ВЭЗ-ВП, позволяющие з реальных геологических словиях более детально расчленить разрез и сфор?я;ровать еоэлоктричвскую модель среды, мало отличэицувся от реальной.

ГЛАВА 2. Геолого-морфоструктурная типизация

водоносных бассейнов Приморского края

Гидрогеологические исследования Приморского края позволи-» райониравать площадь по типам подземных вод . Сущест-таак с шестидесятых годов схема гидрогеологического райони-звания края была дополнена и уточнена В.С.Рынковым и И.А.Воэ-®обским(1980)..В основу районирования водоносных структур

г

положен гоолого-структурный принцип, поскольку именно геологические структуры определяют наиболее важные гидрогеологи-чесгаю характеристики края. На территории Приморья выделяют . два гидрогеологических решона первого порядка: I) Приханкай-ский слоюшй артезианский бассейн , 2) бассейн трещинных грунтовых вод складчатой системы Сихотэ-Алиня и отрогов Восточно-Маньчу.урского нагорья (рис.1).

Приханкайскяй сложный артезианский бассейн орографически соответствует Западно-Приморской равнине. В тектоническом отнесении он охватывает структуру Ханкайского массива, включая в себя также примыкающие к ному молодые депрессии. Фундамент бассейна представлен силыюдислоцировашшми донембрийскими, палеозойскими и мезозойскими порода.«!,среда которых, наиболее широко распространены толди песчаников и глинистых сланцев, о такие магматические порода. Чохол Сложен рыхлыми и слабо-цементированными континентальными пародами кайнрзойского, возраста, представленными слоями глин, песков, песчаников, алевролитов ,сложно чередующимися между собой.'

Преобладающим'типом вод бассейна являются напорные длас-' тово-поровыо и штстово-трещшшые вода чехла.'В породах'склад чатого фундамента содержатся напорные трещинные и жильные воды.

Бассейн трещинных грунтовых год орографически соответствует горной системе Сихотэ-Алиня и включает в себя также отрога Восточно-Маньчжурского нагорья. В геологическом строении бассейна участвуют палеозойские, мезозойские и. кайнозойские отложения, а по окраинам Ханкайского массива,- и доквмбрийс-кио осадочные, вулканогенно - осадочные, вулканогенные и интрузивные образования, сложнодасжщированные складчатость! и линейными разрывными нарушениями.

Данные бассейны имеют сложное отроение, что позволяет е лить в их пределах структуры второго порядка, которые могут объединены в отдельные гидрогеологические провинции.При выде: провинций авторами (В.о.Рыкков.И.А.Возниковский) учитывались условия формирования подземных вод, так и различия основных по-физических параметров водоносных структур.

Рис.

I США ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКОГО РАЙОНИРОВАНИЯ (по материалам спраэоодикй'Тидрогеология СССР', т. XX Приморский край) I -Прйханкаяския слойшй артезианский бассейн. -районы развития пластовых води пластово-трешинные воды' -.пластовые воды.' '

/

Среди подземных вод Приморья практический интерес представляют грунтовые и артезианские воды следующих генетических типов:

1. Грунтовые воды аллювиальных отлохоний, приуроченные к иорхопьям долин современных рек, где аллювиальный горизонт прорезается руслом реки при отсутствии озорных отложений.

2. Грунтовые поди верхней трещинной зоны литифицировашшх докайнозойских образований.

3. Грунтовые вод;; трощишю-пластовых вод мноцен-шшоцоно-вих базальтов• Обводненные базальты обычно представляют собой комплекс, состоящий из ряда водоносных горизонтов, приуроченных к трещинным зонам базальтовых покровов и изолированных

•/р от друга глинистыми корами ьывотривашя.

4. Артезиансюю воды'кайнозойских налокешшх депрессий, которые ишпт наибольшую перспективность для централизованного водоснабжения. Водоносный горизонт приурочен в основном к гравийно - галечным отложениям мощностью до первых десятков метров. В продолах отдельных впадин прослеживается несколько горизонтов, которые отделены друг от друга глинистыми породами.

Б. Артбоианскио вода, формируемые в погребенных аллювиальных отложениях, где водоносный горизонт ворхнечотвертичного и спвремешюго аллювия отделен от древнего слабОпроницаомыми озорными глинистыми отлокениями.

6. Артезианские вода, формируемые в зонах тектонической трэщиноватости я в оползневых накоплениях. Данный тип вод характеризуется низкими експлуатациошшмн запасами и представляет интерес только для местного водоснабкешш.

ГЛАВА 3. Типовые геоелектрические модели гидрогеологических провинций Приморского края

Преобладающими типами гооелектричаских моделей гидрогеологических провинций Приморского края являются:1)горизонталь-но-слоиотвя модель, 2)модвль, содержащая наклонную границу раздела, 3)модель с выклинивающимся пластом, 4)модель с локальным включением.

Горизонтально-слоистой моделью могут аппроксимироваться эрезы с субгоризонтолышми и пологоншслошшми (до 10 граду-з) границами раздела сред. В зависимости от соотношения жтрпчсскях параметров (Я., <1*. ) слагаюЕйх разрез слоев т.п~ 16но несколько подтипов горизонтально-слоистой модели. > д с л г. с высоксоишм (80 -ICO Ом.м) промозг/точзшм гори-[том пошимшюй поляризации (I -ЗХ). Дшшой моделью (рис.2) рсксимлруятся разрезы, содерхаздв водоносный горизонт, порытый низксомными (10 -20 См.м) глинистыми отложениями вы-ой поляризации ( Б -10%). Водонос1шми, как правило, являя гатжно -срвдночотвертичзшэ грубозернистые пески, гравий, очник(тип артозионсгах вод погребэяных аллювиальных отло-üft), троюшолэтыо базальты (тип артезианских вод миоцен-зцоновых базальтов).

Кривые ñи /U для данного типа »/.одели имею? ярко выра-п:<з мйксг-мукы и мшсшумы, пересекаясь друг с другом. По-¡irao точга пересечения кривых по осп разносов сопоставимо доенной глубиной залегаем кровли глинистых отлоакний, гевдсс не водоносном горизонте.

Наиболее часто данный тип модели встречается в цантраль-залпjvhux областях кран, в Приханкойской и Савэро-При-кой прошегллях.

эгослойные горизонтально-слоистые модели с вы-змным(500 См.м) горизонтом пониженной поляризацни{С3.1 %). ¿м подтипом могут быть представлены разрезы, где во-:ный горизонт трееткноватых базальтов залегает мваду по-ш кристаллического фундамента и плотными средне -и верх-"вертичмо.к аллювиальными отложениями. Для кривых зоади-г кя (установка зондирования Ваннэра) характерно назначило увеличение кахущегзся сопротивления. Кривая Ах в це-овторяот форму кривой хокущагося сопротивлшшя и имеет муч ца коночных разносах зондирования, значение которо-опи распссов соответствует глубине залегания кровли во-г.ого горизонта. Наиболее часто гвоэлектраческие разрезы го'вида встречаются на крайнем юго-востоке края. ;< зонт&льно - слоистая модель, соде-

10 юо

АО ' ю-я' вО;

т 1,100

\ 1

/

10

юо

АО

1.100

\А у

^ в . .. —¿о/а 5

А ' « 4 ' • •гоо/о5 0 . 0 .

г &г г ця я. ' г г д

г г г I г г 500/о.1 -г г г г" г

—МО/Об -7- ••—

¿оо/о.з ■<»

7ЩГ-

БГ

г - Л Г л л М

Л г

:~т$.

ЕШ/ЕЗгЕВзШ^Шз

6)

/о

100

АО

АЛ

\\ 1.100

У У/

\\

А г ^00/г л ЙГ Г А'""'03 Л Г

-/0/5.

ВГ

." . /оо/

» , I •

Рио.2 ГОРИЗОНТАЛЬНО-СЛОИСТЫЕ МОДЕЛИ МИЭЦЗН-ПШОЦЕНОЗУХ БАЗАЛЬТОВ: ■а) с подстилающим высокоомнда горизонтом, б) - прч перекрытии высокоомного Попиабйта Пооводяиими слоями, в) -с двумя водоносными горизонтами,-

ржащая два еодоносшх горизонта, один из которых представлен трещиноватыми базальтами (9- = 100 Ом.м, =0.5 -1%), а другой - грубозернистыми песками, гравием. Между водоносными горизонтами залегают песчаио - глинистые, глинистые породы аппроксимируемые при формировании модели проводящим ( 10 -20 Ом.м) горизонтом повысенкой поляризации (5 -10%).

Крявые кажущегося сопротивления с некоторым допущенном можно принять за горизонтально-слоистые типа КОН. По дагашм моделирования ворхний водоносный горизонт приурочен к ниспадающей ветви медцу максимумом л минимумом кривой. Гори зо н т а л ь и о-с л о и с т а я модель с подстилающим проводящим .(Ю-15 Ом.м) горизонтом высокой поляризации (5 -10Ж). Данная моде ъ содержит четыре геозлектрических горизонта. Высокоо мнне вгорой(203-300 Ом.м) и трогай(80-100 Ом.м) слои представляют собой водоносные и покрывающие их необвод-неигыо гравийно-галечше отложения (таи грунтовых вод аллювиальных отложений),залагаздих на низкоошшх глинистых породах. Кривые зондирования (P*/i<) характеризуются протякепной левой ветвью и.четко выраженным максимумом,положение которого по Ьей-АО сопоставимо с глубиной залегания подошвы водоносного горизонта!, Данный тип модели встречается в верховьях долин ювременшис рок,' гдо аллювиальный горизонт прорезается руслом )еки.,

[вухслойная модель, с высокоомным подстилающим слоем. !лабопроводяида (300 Ом.м) слоем бесконечно большой мощности ппроксимируются обводненные трещиноватые породы (базальты, ыветрелые песчаники), которые nepeicpiiTii маломощными ( от I о 20 метров) четвертичными отложениями с сопротивлением поддав Ю Ом.м (тип грунтовых вод верхней трещинкой зоны), рйвые ВЭЗ, полученные при зондировании симметричной установ-зй Илшберяга (А,?ЛЗМ ,В) для данной модели имеют четкий макси-щ и высокий положительный градиент конечной вотеи. Водонос-га горизонт практически не проявляется на кривой зондирования в результате интерпретации можно липь выделить ■ обобщенный »разов*,. включаадий в себя как сам водоносный горизонт, так

более плотный нижний водоупор. Данный тип модели является

.

преобладающим для края и наиболее часто встречается в разрезах Пограничной, Центрально-Сихотв-Алинской, Синклинорной, Вулканогенной и Находкинской гидрогеологических провинциях.

Анализируемые реальные геологические среда включают в се- ■ бя наряду с субгоризонтальными границами раздела также локальные включения и наклонные границы раздела. Моделью с локальным включением в виде горизонталыго-вы-тянутого сфероида с соотношением вертикальной и горизонтальной осей 1/8 - 1/10 можно аппроксимировать ограниченные по простиранию водоносные горизонты, представленные гравием, галечником, трещиноватыми базальтами. Обводненные горизонты залегают, как правило, в песчано-гравийных отложениях, которые при рассмотрении фрагментов разреза могут быть приняты за однородную проводящую среду, сопротивлением 10-20 Ом.м. Установлено, что кривые зондирования установкой Шлюмбераиэ (АДШ) более информативны, чем кривые установки Веннера. Характер поведения кажущегося сопротивления при смене приемной линии кривых Шлюмберже позволяет определить пространственное положение сфероида в разрезе.

Наклонные границы раздела при формировании первого приближения разреза могут быть аппроксимированы моделями с наклонной границей и выклинивающимся пластом (рис. 3).

На основании теоретического изучения закономерностей поведения теоретических кривых для данного вида моделей автором определены критерии выделения в разрозе наклонных границ в дополнение к уке существующим (излом, "елочный" вид и т.д. Установлено, что при расположении центра установка; зоцдиро-вания (Веннера, Шлюмборгда А.Ш) над выклинивающимся горизонтом кривые 5к и А* имеют точку пересечения, которая смещается по оси АО при удалении установка от линии выклинивания. При малых углах наклона (до 30°) граница раздела сред выклинивающийся горизонт не оказывает бокового влияния на распределение токовых линий в однородной среде. При увеличении объема бокового объекте на кривых зондирования появляется локшй экстремум, но отсутствует точка пересечения. В отличие от кр] вых ВЭЗ горизонтально-слоистых моделей, для кривых модели с ;

ю

АО

Г Лк

1

1.10

1=10

ю

АО

1 ..... I:.

К

Ш

1 = 45

1,10

10

АО

2 = 90

ю

АО

I

ио__% Ац

Х= 1

Рис. 3 Теоретические кривые зондирования для модели с наклонной границей раздела ( установка Веннера)

1/1[-сопротивление/поляризуемость с РЗДы/Д^ у /

- ю

клонной границей раздела характерно увеличение на перекрытиях приемных линий при общем положительном градиенте функ-wot кажущегося сопротивления (в случае выклинивающегося вы-сокоомного горизонта) и уменьшение & в "воротах" при общем отрицательном градиенте кривой (в случав виклшшвеющегося про водящего горизонта). Наибольшую разрешающую способность при изучении сред с выклинивающимся пластом имеют установки Бойлера и Шлюмберж8(А,Ш}). кривые которых имеют экстремальные точки, сопоставимые с границами пласта. .

Установленные критерии вновь сформированных гооелектри-ческих моделей были использованы при районировании площади участка Раздольненского, где площадь базальтовых отложений была разделена на три области в зависимости от условий залегания трещиноватых обводненных базальтов.

ГЛАВА 4. Методика трансформации кривых зондирования на основе восстановления эффективных параметров разреза

В данной гласо рассмотрен способ трансформации кривых К и ВЭЗ-ВП на основе восстановления »ФЕоктшшых параметров par реза. О некоторым допущением область распространения злэктр; чоского тока, активно действующего на результаты измерений можно аппроксимировать полусфэ рой с радиусом, ровным по Л0В1Ш9 расстояния мевду питающими электродам;!. Тогда модель среды, изучаемой с помощью нногоразносной установки,- можно представить совокупностью полусфер. Дао любые соседние полусферы (меньшая из которых вложена в болыву рассматриваются как система параллельно включение сопротиаг ний. Зная кажущееся сопротивление полусфер, можно определит новоо аффективное сопротивление полусферического слоя. Каг дай полусфергчесгсий слой в свою очередь рассматривается ю система последовательно вклвчегсых проводников, значение с< противлений которых определено по результатам соседних зо; дарований.

Алгоритм определения эффективных трансформированных зн

гений сопротивления и поляризуемости среда заключается в рао-хределении их со горизонтали и на глубину а двухмерной плос-{ости разреза по принципу формирования двухмерной матрицы. Цлнна такой матрицы но оси ОХ определяется расстоянием от начала' координат до крайнего правого положения питающего электрода, а по оси ОУ - до величины максимального полуразноса зондирования.

В работе показана разрешающая способность трансформированных кривых по выделению промежуточного слоя:

1) при мощности промежуточного слоя в четыре и более раз превышающей мощность первого слоя разрез трансформированных кривых 9к и позволяет достоверно определить параметры разреза;

2) при слабой, дифференциации электро-гесметрлческих параметров слоев разреза, трансформация кривых зондирования позволяет выделить промежуточный горизонт;

. 3) трансформация кривых по. предлогзнному способу позволяет снизить.(до10 %) погрешность определения сопротивления и поляризуемости подстилающего слоя''по величине правых ассимп-тот кривых ВЭЗ и ВЭЗ-ВП;

'. О использование!.! разработанного способа трансформации кривых зондирования проведено расчленение разреза участка Раз-дольненского, что. позволило выделить в разрезе маломощные горизонта от б до 30 метров при глубине их залегания от 20 до 100 метров.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В итоге выполненных исслвдоваьий были подучены следующие; OCHOBHÜ9 вывода я результаты.

- сформирован*' типовые геоэлектрические модели для гидрогеологических провинций Приморского края;

- геоэдектрическаэ разреза ряда районов Приханк&йской и Се-веро-Цриморской провинций» где развит в бассейнах рек грунтовый ашвдалышйгйрйзовт (особенно центральные области депрессий), могуг быть представлены моделью, содержащей нес-

г

колько (3-6) опоев, различных по мощности и электрическим параметром ( Р«. , ), с субгоризонталышми и пологойсклонными . (до 10-15*) границами раздела;

- моделью с поклонной границей или выклинивающимся пластом возможна аппроксимация краевых областей' депрессий;

- модель с локальным включением в виде горизонтально-вытянутого сфероида может быть использована при изучении разрезов, содерхпиатх ограниченные по простиранию водоносные горизонта, представленные гравием, галечником, трещиноватыми базальтами;,

- для геоэлектричоских разрезов горных областей Приморского края преобло-пксим типом является горизонтальная двухслойная модель с высокоомныы подстилающим горизонтом,

- рассмотренные закономерности поведегая кривых зондирования - для типовых геоэлектричоских моделей позволили установить их

критерии выделения и определить способы экспресс-интерпретаци электроразведочных данных;

- результаты анализа типовых геоолектрических моделей были приметни при районировании участка Раздольненского, что позволило подразделить площадь распространения базальтовых отло-аонай на три типа в зависимости от условий залегания водоносных базальтов; •

- для выделения в разрезе маломощных горизонтов продлозин но-вай способ трансформации кривых зондирования на основании БосстаноЕлошш эффективных параметров разреза, позволяющей расширить восмоашости метода ВЭЗ и ВЗЗ-ВП при изучении тонкослойных сред;

- по результатам количественной интерпретации данных зондирования с использованием предлагаемого способа трансформации кривых на участке Раздольненском выделено в водоносном ком- плексо гравийно-галечных отложений глинистые пропластки моа-

ностью от б до 30 м на глубже 20 -100 м.

Сформированные типовые геоелектрические модели гидрогеологических провинцийПриморского края могут быть использовань в других районах Дальнего Востока и Восточной Сибири с подобными геологическими условиями.

Возмбяюсти'использования предложенного способа трансфор-(авди кривых зондирования на основе восстановления сффектив-шх параметров разреза не ограничиваются только горизонталь-го-слоистыми средами. Данная трансформация применима к слок-гопостроетшм моделям геологических сред с крутопадающими •раницеми раздела и локальными включениями различной фэргщ и юнфагурации.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих.работах:

. Методика подготовки начального приближения геолектричес-кого разреза. Принт. Владивосток, ДВШ1, 1930, 28 с.( Соавтор Я.Г. Шкабарня). :. Способ предварительного выделешш неоднородаостей в разрезе по донным кажущегося сопротивления..Владивосток: ДБПИ. Деп. в ВИНИТИ от 13.08.91 К 3421-ВЭ1, 3 с. (Соавтор . Н.Г. Шкабарня).

. Типовые геоэлектрические модели гидрогеологичоизк провинций Приморья. Владивосток, ДВШ, Деп. в ВИНИТИ от 07.03.92 N 772-В92, 6 с.(.Соавтор Н.Г. Шкабарня Н.Г). . Разрешающая способность трансформированных кривых ВЭЗ над средой при выдзлешп1 слоистых моделей // Тезисы докладов научно-технической конференции ДВПИ, Владивосток:ДВПИ,1992, 0. .18-22. (' Соавтор Н.Г. Шкабарня). . формирование геоэлектричвеких моделей гидрогеологических ' провинций Приморья // Тезисы докладов научно-технической ■ конференции ПТУ. Пермь: Пермский государственный университет, 1993, С. 32-33. . Типовая геозлоктрзческая модель трещиновато-пластовых вод миоцен-плиоценовых базальтов // Тезисы докладов XXXIII научно-технической , кокфзранцки ДВГТУ. Владивосток: ДВГТУ, 1994, 0. 46-47..