Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Разработка методики исследований методом вызванной поляризации в анизотропной среде

ВАК РФ 04.00.08, Петрография, вулканология

Автореферат диссертации по теме "Разработка методики исследований методом вызванной поляризации в анизотропной среде"

РГ6 од

О Ш№£ЛШЗП1-ЪЪЬРЬ изяизьь и^ипьим! ьТ^пиришчиь ЧЬЗПНЭЗШ-ЪЬЬРЬ ьъизьзпьв

ипсим ^итьъь иигаыпизиъ

зиргизаиб рыьпизииъ иьгалпгы иъьапзрпт! иьасмизрпш пшптъииьппкззпьъъьрь иыэпоь^изь иси^ш-и

0.00.08 - Ьр^ршф^Цш, с^тшЦшр НшбшйпОаЬр|1 прпО^шй Ьр^ршЗфч^ш^шО 15Ьрпг|0Ьр йшийшцЬтш^илЗр

ф^ЦшйшрЬйшт^ш^шО ц^тпц^тООЬр}! рЬЦйшйпф

шит[1бшО|1 Ии^дйшО иллЬОш[ипипф]шО иЬцйшц^р

ЬРЬ-ШЪ-1997

НАЦИОНАЛЬНАЯ АКАДЕМИЯ НАУК РЕСПУБЛИКИ АРМЕНИЯ ИНСТИТУТ ГЕОЛОГИЧЕСКИХ НАУК

МЛТЕВОСЯН ЛРШАК КЛРЛЕНОВИЧ

РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВАНИЙ МЕТОДОМ ВЫЗВАННОЙ ПОЛЯРИЗАЦИИ В АНИЗОТРОПНОЙ СРЕДЕ

Специальность: 1.00.08 - Геофизика, геофизические методы

поисков полезных ископаемых

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

ЕРЕВАН - 1997

U2tuiuinuiüßQ ujuiinptuuimlbi t RR QUU ЬрЦршЭДк^Цш^ U fiüdbübpuijtiG ubjui5n|.nq|uujh fiOumhmnimniü Ii RR QUU Ьр1)ршршОш1)шй qfnnfUpjniGGbpf) fiCumhuinminLÜ

QfimujljuuG funphpf)iumni.. bpLjpujpujGiuhiuGgtupiuGujliUjG qfirn. ryiljmnp,

щрпфЬипр UM.PinULSllb 41tu2innGujl|iuG QGrwfidwfunuGbp. 3>|iq[iljuji3ujpbiiujinfil)iijljujG Qh"1- fjnljuinp,

щрпфЬипр и.иЯП^иЬЪЬизиЪ Ьр^ршршйшЬшй£шршСш1|шй qfiin. pbl^Gujöru, rjngbGin U.U.QPhQnnaUb Uniugoiiniup l)UjqilujL|bpi4ni.pjni.G. RR Р0шщшЬщшйпф]0|й Giutuuipujpni.pjujQ

"Siupuj6iJU2P2tuGuijfiG bpljpiupujGm.pjriiO L bplipm^fiqfi^u" iqbin.übnGujpljnLpjnLG

fliu2im4UjGni.pjni.G[i l)U]jujGui|.nL t 18 qbljmbdpbph 1997p., diudß 13°° ЬрЦршршОшЦшО qtiinnLpjmGGbph höuuifimniLnfi p. 054 йшийшц[илшЦшй funphpryuü

Riuugbü' 375019, bpbiuQ, ишр2ш[ PiufipiudjuiG u)nq. 24ш:

UmbQuj|\inuni.pjiuü[i 1)шрЬф t öiuünpiuGuJi. Ьр1|ршршйи)1)шй q|iinnipj)uüGbp|i

(iGumfimnimfi qpuirnupiuGnt.d:

UbriüiuqhPQ lunujßiliuö t 17 Gnjbi5pbp|i 1997p.

UuiuGiuqtiimuljiuG Junphpr).^ qjimuiljuiG ешршпщшр,

bpljpiupujGu]huiGßuJpu]Gujl|uiG q(iin. pbljGuJÖm ^ Г R.4.GURhb3Ub

Работа выполнена в Институте геофизики и инженерной сейсмологии (ИГИС) HAH РА и Институте геологических наук (ИГН) HAH РА.

Научный консультант: доктор геол.-мин. наук,

профессор С.В.БАДАЛЯН, Официальные оппоненты: доктор физ.-мат. наук,

профессор С.М.ОГАНЕСЯН, кандидат геол.-мин. наук, доцент М.А.ГРИГОРЯН, Ведущая организация: госпредприятие "Региональная Геология и

Геофизика" Министерства охраны природы РА.

Защита диссертации состоится 18 декабря 1997г. в 13— ч., на заседании Специализированного Совета 054 Института геологических наук. Адрес: 375019, Ереван, пр. Маршала Баграмяна, 24а. С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ИГН HAH РА.

Автореферат разослан 17 ноября 1997г.

Ученый секретарь Специализированного Совета^/2—Л^

канд. геол.-мин. наук Г.В.ШАГИНЯН

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Одним из важнейших методов временной рудной геофизики япляется метод вызванной ляризации (ВП), основанный на изучении электрохимических оцессов, протекающих в горных породах и рудах под воздействием ектрического тока. Применение метода ВП, являющегося актически единственным геофизическим методом, пригодным для наружении вкрапленных руд, позволяет эффективно проводить иски рудных (полиметаллических, медных, золото-сульфидных и .) месторождений, представленных электрононроводящими шералами. Исследование амплитудных, частотных, временных, линейных характеристик ВП осуществляется с использованием зличных методических приемов и способов, оптимальный из торых предопределяется конкретной решаемой геологической а,ачей.

Для повышения эффективности метода требуется постоянное вершенствование его теории, методики и аппаратуры, улучшение особов интерпретации. Сопоставление теоретических расчетов с зультатами экспериментальных исследований при электроразве-чных работах на постоянном токе указывает на необходимость зработки более полной и универсальной системы возбуждения и гистрации электрических полей.

Диссертационная работа посвящена развитию теоретических и нгодических основ исследования первичных и вторичных ектрических полей (методами сопротивлений и ВП) в сложной □электрической обстановке (в частности, поиску и разведке рудных 'ъектов в присутствии анизотропии вмещающей среды).

Основные теоретические и экспериментальные исследования, «дставленные в диссертационной работе, выполнены в отделе дной геофизики Института геофизики и инженерной сейсмологии ГИС) HAH Армении, а их обобщение и оформление - в боратории математических методов Института геологических наук ГН) HAH Армении.

Цель работы состоит в развитии и совершенствовании !тодики изучения первичных и вторичных электрических полей ¡тодами сопротивлений и ВП при исследовании рудных объектов в 1исутствии анизотропии вмещающей среды по удельному ектрическому сопротивлению и поляризуемости.

Основные залачи исследований:

- проведение теоретических расчетов и изучение особенностей юявления амплитудных и временных характеристик электрических ойств (удельного электрического сопротивления и поляризуемости) •огокомпонентной гетерогенной среды, содержащей

сфероидальные включения, при произвольном направлен прилагаемого электрического поля;

теоретический анализ и обоснование эффективное исследования проводящих поляризующихся анизотропных сред использованием многоэлектродных установок измерен* позволяющих изменять (а при необходимости и враща-направление возбуждаемого электрического поля в требуемой точ исследуемой среды;

теоретическое и экспериментальное подтвержден эффективности использования предлагаемых (различных) параметр кажущегося сопротивления (КС) и кажущейся поляризуемости (К на этапе обработки и интерпретации результатов измерений;

- разработка соответствующей методики электроразведочш исследований и ее полевое опробование на рудных объект Армении.

Основные защищаемые положения:

- установлена возможность дифференциации многокомпоне тной гетерогенной среды, состоящей из различных гру сфероидальных включений, отличающихся друг от друга амплитудным и временным параметрам удельного электрическо сопротивления и поляризуемости по результатам измерений п] различных направлениях прилагаемого электрического поля;

на проявления амплитудно-временных характерисп вызванной поляризации определяющее влияние оказыва дифференциация гетерогенной среды по удельному электрическо! сопротивлению;

существует принципиальная возможность изменен] (вращения) направления возбуждаемого электрического по. неподвижной многоэлектродной системой питающих электродов требуемой области (точке) геоэлектрической среды путс пропускания тока заданной величины и заданного направлен и позволяющая составить более полное представление об исследуема параметрах КС и КП;

параметрами, удобными для описания (исследовани распределения (проявления) свойств сложной геоэлектрическс среды, являются остаточное кажущееся удельное сопротивлеш (ОКС) и остаточная кажущаяся поляризуемость (ОКП), определяемь по результатам измерений двух взаимно перпендикулярнь составляющих первичного и вторичного электрических полей н{ двух различных направлениях возбуждаемого электрического поля каждом пункте наблюдений планшета съемки и характеризующ! аномальное (локальное) поле относительно фоновых значений.

Научная новизна подученных результатов состоит в .едующем:

- предложен способ расчета амплитудных и временных .ектрических параметров (среднего удельного электрического •противления и поляризуемости) многокомпонентной гетерогенной >еды, содержащей сфероидальные включения, при требуемых травлениях приложенного поля;

- теоретически обоснована и экспериментально доказана »зможность вращения направления возбуждаемого электрического >ля в требуемой точке (области) геоэлектрической среды с пользованием неподвижной системы (состоящей из не менее трех) 1тающих электродов;

- теоретически разработан и экспериментально реализован юсоб интерпретации результатов измерений, основанный на феделении параметров остаточного кажущегося удельного шротивления (ОКС) и остаточной кажущейся поляризуемости )КП), позволяющий разделять аномалии КС и КП, создаваемые жальными объектами в сложной геоэлектрической обстановке.

Практическая ценность. Применение предлагаемой сработанной) методики исследований позволяет повысить ¡эфективность методов сопротивлений и вызванной поляризации эи площадных исследованиях в сложной геоэлектрической остановке.

Реализация работы. Методика исследований внедрена в ИГИС АН и Канакерской ГГЭ Управления геологии (ныне госпредприятие Региональная геология и геофизика" Министерства охраны природы Результаты работы использовались при проведении детальных эисково-разведочных изысканий на объектах "АрмЗолото".

Апробация. Основные положения диссертационной работы жладовались на Всесоюзном совещании по разработке и эмплексированию геофизических методов при детальной и ссплуатационной разведке рудных месторождений (Ленинакан, }82), Всесоюзном совещании по поляризационным электроразведоч-ым методам (Ленинакан, 1905), Юбилейной научной конференции, эевященной 35-летию основания ИГИС HAH РА (Гюмри, 1996), еоднократно обсуждались на семинарах ИГИС HAH РА, на кафедре зофизических методов поисков и разведки месторождений элезных ископаемых Ленинградского государственного универси-5та, в отделе электроразведки НПО "РудГеофизика" (Санкт-етербург).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 12 статей, □лучено 2 авторских свидетельства на изобретение.

Объем лиссертации. Диссертационная работа состоит введения, четырех глав и заключения. Содержит 113 страниц текс; 53 рисунка, 16 таблиц и список литературы из 88 наименований.

Благолармости. Автор выражает глубокую признательное профессору, доктору геолого-минералогических наук В.А.Комарову профессору, доктору геолого-минералогических наук С.В.Бадаля^ оказавшим решающее влияние на формирование научных интерес и взглядов автора. Искреннюю благодарность автор выража сотрудникам ИГИС и ИГН HAH РА, отдела электроразведки НП "РудГеофизика" (Санкт-Петербург), коллективу Южной парп Канакерской ГГЭ Управления геологии Армении, а также вс< друзьям и коллегам за помощь, поддержку и полезные советы i различных стадиях подготовки диссертационной работы.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Изучению анизотропии физических свойс

(электропроводности и поляризуемости) горных пород геологических образований'' посвящены работы Г.М.Авчян Л.М.Альпина, С.Ю.Баласаняна, И.Х.Блоха, В.Р.Бурсиана, Б.И.Гени диника, В.Н.Дахнова, Н.Б.Дортман, А.И.Заборовского, А.К.Козырин В.А.Комарова, А.Н.Мезенцева, Р.С.Минасяна, И.К.Овчинников Э.И.Пархоменко, А.А.Редозубова, А.С.Семенова, С.С.Сысков А.Г.Тархова, Л.С.Чантуришвили, В.К.Хмелевского, С.М.Шейнманн Ю.В.Якубовского, B.B.Bhattacharya, D.Doicin, G.M.Habberjai M.N.Nabighian, A.A.R.Zohdy и других. Краткий обзор теоретических экспериментальных исследований в этой области приводится начале глав 1, 2, 3.

ГЛАВА 1. ОСОБЕННОСТИ ПРОСТРАНСТВЕННОГО РАСПРЕДЕ ЛЕНИН УДЕЛЬНОГО ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ И ПОЛЯРИЗУЕМОСТИ ГЕТЕРОГЕННЫХ СРЕД

Изучение эффективных электрических характеристик среды включениями, дифференцируемыми от вмещающей среды i электрическим свойствам, имеет большое практическое значени Вопросу влияния формы включений на величину средне электропроводности и средней поляризуемости двухкомпонентне гетерогенной среды, за которую при решении разнообразна геофизических задач принимают исследуемую геологическую сред посвящено множество теоретических и экспериментальных рабо однако строгого решения этой задачи для какой-либо форм включений до сих пор не получено, и в зависимости от исследуемо

эоблемы, в каждом случае проводятся определенные приближения и щущения.

С целью исследования амплитудно-временных электрических фактеристик гетерогенной среды при произвольном направлении слагаемого электрического поля, получено выражение среднего цельного электрического сопротивления макроанизотропной среды, >держащей одинаково ориентированные сфероидальные включения, использованием электрического коэффициента формы для ¡эероидов [В.А.Комаров]. Для определения среднего удельного метрического сопротивления при произвольном направлении эиложенного электрического поля введено понятие фиктивного 1раметра - эффективного „коэффициента, формы Ge, который ^ответствует электрическому коэффициенту формы G, шолняющих среду таких включений, которые при ориентировке по управлению возбуждаемого поля создают такое же аномальное поле, го и исходная (рассматриваемая) среда. Величина Ge определяется з квадратного уравнения, характеризующего распределение \.ектрического поля в однородной среде в присутствии сфероида: Ge(Ge+l) GZ(GZ+1) ^ Gx(Gx+1)

-—.......... = .....—......COS у + ......—......sin2y , (1)

(Ge+ p)2 (Gz+ p)2 (Gx+ p)2

i,e Gz и Gx - электрический коэффициент формы вдоль или поперек :и вращения сфероидов; р = р|/р0; Ро и Pi - удельное электрическое эпротивление вмещающей среды и включений, соответственно; у -гол между направлением приложенного поля и осью вращения |>ероидов, с учетом условия, что величина Ge принимает ромежуточное значение между Gz и Gx.

Среднее удельное электрическое сопротивление для среды с ¡знакового ориентированными сфероидальными включениями при роизвольном направлении приложенного электрического поля пределялось по формуле

Ge + р - Ge (1-р)£

Р = .........—-......—......Ро . (2)

Ge+ р + (1-р)4

\е Е, - объемная концентрация включений. В частности, для сферы ;е = 0Д что подставляя в это выражение, получим известную юрмулу для сферических включений [В.Р.Бурсиан, И.К.Овчинников].

Расчет среднего удельного электрического сопротивления акроизотропной гетерогенной среды с достаточно равномерным аспределением сфероидальных включений всевозможной риентировки выполнялся по известному выражению, полученному утем последовательного наложения анизотропных агрегатов с азличной ориентировкой включений [И.К.Овчинников]:

3 р2 рх

Р = ..............., (3)

Рх +2рг

где р2 и рх - среднее удельное электрическое сопротивление среды содержащей одинаково ориентированные сфероидальные включения вдоль и поперек оси вращения сфероидов, определяемые по формул« (2).

В случае объемно поляризующихся включений и вмещающе* среды, выражения среднего удельного электрического сопротивлепи; в момент времени Т после включения импульса постоянного ток< определялось способом, предложенным В.А.Комаровым: р*(Т)=р/[1-т1(Т)], применяемым для параметров вмещающей среды ро*(Т)=ру/[1-По(Т)] и включений Р1*(Т>р1/[1-тц(Т)]. Здесь Г)0(Т) = ЛоР0(Т) "Л 1 (Т) = т!IЕ51 (Т) - через т)о, тц и Р0(Т), Р,(Т) обозначены значении предельной поляризуемости (при Т-»од) и переходной характеристик вызванной поляризации для соответствующих сред. При этои-средняя поляризуемость гетерогенной среды в момент 1 характеризуется выражением

Л(Т)=[р*(Т)-р]/р*(Т) , а ее переходная характеристика ВП определяется из соотношения Р(Т)=П(Т)/П. ,

где п» - предельная средняя поляризуемость исследуемой среды.

В этой главе рассмотрены макроскопические особенности различных двух- и многокомпонентных поляризующихся сред, содержащих равномерно размещенные хорошо проводящие и поляризующиеся включения.

Вычисления амплитудно-временных характеристик многокомпонентной гетерогенной среды, содержащей различные включения, осуществлялось с применением способа последовательного заполнения среды для расчета среднего удельного электрического сопротивления сложных агрегатов [А.С.Семенов].

Проведенная оценка погрешности, возникающей при использовании аналогичного алгоритма расчетов амплитудных и временных параметров (среднего удельного электрического сопротивления и средней поляризуемости) двух- и многокомпонентных гетерогенных сред, содержащих сфероидальные включения, при произвольном направлении приложенного электрического поля, позволяет рекомендовать его в процессе интерпретации результатов экспериментальных исследований.

Сопоставление конфигураций диаграмм р и т| рассматриваемых трехкомпонентных гетерогенных сред с соответствующими диаграммами двухкомпонентных гетерогенных сред, установлено, что

ни принимают промежуточные значения, зависящие от эотношений объемных концентраций каждой группы включений, 'днако характерной особенностью диаграмм трехкомпонентной реды является их асимметричность относительно принимаемых аксимальных значений параметров р и г|, что может служить ритерием, подтверждающим наличие не менее двух групп ключений во вмещающей среде исследуемого агрегата. Особый нтерес представляет рассмотрение временных характеристик ызванной поляризации многокомпонентных гетерогенных сред, [риведены временные круговые диаграммы г|(Т), характеризующие дентичные по геометрическим и электрическим свойствам рехкомпонентные среды, охличающиеся_л-олько по временному араметру (абсциссе максимума производной переходной арактеристики вызванной поляризации - Т0) сфероидальных ключений. Путем сопоставления диаграмм г|(Т) этих гетерогенных ред выявлено, что при малых 'Г эти диаграммы ориентированы ольшими значениями параметра средней поляризуемости вдоль аправления большой оси той группы включений, у которой начение временного параметра Т„ меньше. С увеличением Т роисходит постепенное изменение ориентировки диаграмм Г)(Т) в торону направления большой оси другой группы включений. 1оказана эффективность использования временных параметров ызванной поляризации при исследовании многокомпонентной реды.

На примере различных двухкомпонентных гетерогенных сред ценена погрешность определения объемной концентрации ключений, возникающая при отсутствии учета формы последних, то имеет особое практическое значение.

Анализ распределения электрических параметров различных .пухкомпонентных гетерогенных сред показывает на определяющее лияние величины соотношения удельных электрических опротивлений вмещающей среды и включений на величину средней голяризуемости. Особый интерес представляют рассмотренные |ременные зависимости и круговые диаграммы, отражающие роль юляризуемости, формы, ориентировки включений, а также [аправления приложенного электрического поля на проявление лектрических свойств двух- и многокомпонентной гетерогенной :реды, показана принципиальная возможность дифференциации >азличных групп сфероидальных включений, слагающих многокомпонентную среду.

Рекомендуется, с целью исследования обобщенных »лектрических характеристик толщи пород, построение диаграмм редних удельных электрических сопротивлений р(-рп и средних

поляризуемостей г|гг|п. Показано, что в зависимости от характере анизотропии удельного электрического сопротивления I поляризуемости каждого пласта, слагающего толщу, происходит не только количественное, но и качественное изменение проявлонш обобщенных электрических характеристик толщи пород, отсутствие учета которого может привести к существенным ошибкам пру истолковании результатов электроразведочных измерений.

ГЛАВА 2. ИЗУЧЕНИЕ ГЕОЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СРЕДЫ ПУТЕМ ВОЗБУЖДЕНИЯ И РЕГИСТРАЦИИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ РАЗЛИЧНЫМИ СИСТЕМАМИ ПИТАЮЩИХ И ПРИЕМНЫХ

ЭЛЕКТРОДОВ

В этой главе проведен анализ структуры распределения электрического поля, возбуждаемого двумя точечными источниками тока с различными величинами токов, пропускаемых через них. Показана принципиальная возможность создания электрического поля требуемого направления в пункте наблюдений (вращения поля) посредством варьирования величинами и направлениями токов, одновременно пропускаемых через питающие электроды многоэлектродной установки (в частности с использованием трех питающих электродов, подсоединенных к одному источнику тока), и предложен способ такого подбора токов.

Приведены выражения для расчета различных параметров КС и КП в пункте наблюдений при каждом направлении возбуждаемого электрического поля; установлена возможность вращения направления поля путем вычислительных процедур. Рассмотрены параметры КС и КП, полученные через компоненты соответствующих тензоров и несколько инвариантов тензоров, наиболее эффективных при обработке и интерпретации результатов измерений. При истолковании результатов измерений рекомендуется построение круговых диаграмм параметров КС и КП в зависимости от направления возбуждаемого электрического поля в исследуемом пункте наблюдений, а также карт распределения этих параметров по всему планшету съемки. В процессе теоретических исследований выведены математические выражения преобразования компонентов несимметричного двухмерного тензора второго ранга (каковыми являются тензоры КС и КП, полученные на дневной поверхности) при повороте координатной плоскости.

При интерпретации результатов измерений, полученных при двух различных направлениях возбуждаемого первичного (вторичного) электрического поля, определяются компоненты тензора

:таточного (аномального, локального) кажущегося сопротивления Р ажущейся поляризуемости И) - Рхх, Рху, Рух, Руу в каждом пупкте 1блюдений из выражения

ГАХ 1 Г Рхх Рху 1 ГА°х~| I 1=1 III, LAy J L pyx pyy J L А"у J

,e А, и Ay - х- и у-составляющие параметров первичного торичного) поля в исследуемом пункте наблюдений; 5Х и А°у - усредненные (нормированные) значения х- и у->ставляющих тех же параметров, определенные по смежным шктам наблюдений, равноудаленным относительно исследуемого шкта.

о приведенным формулам вычисляются главные (максимальные -мх и минимальные - ,Pmin) значения тензора Р:

I [(^хх-^уу)2+ (P*y + PYX)l)U2±\(Pn+Pyy)l+ {Р*у-Гу*)2]и2\/2 направления главных значений

Фех^{^с1Ч\(Рху+ Рух)/(Рхх-Руу)\^хсЩ\(Рху-Рух)/(Рхх+ Р^)] + jtk}/2. ,е k = 0, 1.

качестве интерпретируемых параме!ров используются Ртлх, Рт,п, jхI Ртлх^Pu)int l^fnax^iiini'72' характеризующие распределение (проявле-ie) удельного электрического сопротивления (поляризуемости) в нном пункте.

Рассмотрен конкретный пример выполнения исследований юдлагаемой методикой при изучении анизотропной среды.

ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ТЕОРЕТИЧЕСКИХ РАСЧЕТОВ И <\БОРАТОРНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ПАРАМЕТРОВ КАЖУЩЕГОСЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ И КАЖУЩЕЙСЯ ПОЛЯРИЗУЕМОСТИ МНОГОЭЛЕКТРОДНЫХ УСТАНОВОК

В этой главе приведены выражения параметров первичного и оричного электрических полей, наблюдаемых на поверхности дородного анизотропного полупространства при возбуждении поля юизволыюй многоэлектродной системой питающих электродов и гистрации двумя взаимно перпендикулярными приемными ниями составляющих соответствующих полей. Проанализированы зможности двух модификаций многоэлектродных установок при следованиях анизотропии удельного электрического сопротивления поляризуемости геологических образований. Представлены обходимые зависимости параметров кажущегося сопротивления и жущейся поляризуемости от электрических и пространственных

характеристик анизотропной среды, используемые п интерпретации результатов таких измерений. Здесь же нредло» способ оценки влияния размеров и ориентировки двух взаим перпендикулярных приемных линий на величины кажущегс сопротивления й кажущейся поляризуемости в зависимости направления возбуждаемого электрического поля в пуж наблюдений, и представлены результаты расчетов на приме анизотропной среды.

С целью подтверждения справедливости теоретическ исследований особенностей проявления различных параметр кажущегося сопротивления и кажущейся поляризуемости г

возбуждении электрического_поля м но го эле ктро дн о й систем

питающих электродов, основных положений и выводов, предст ленных в предыдущей главе, приводятся результаты эксперим! тальной проверки. Моделирование выполнено на электро про водь бумаге над двухмерной моделью анизотропной по удельнс электрическому сопротивлению среды, вмещающей низкоомн неполяризующийся пласт и поляризующийся цилиндр, отличающийся по электропроводности от вмещающей с ре, Выбранная модель соответствует наиболее обобщенному случ геоэлектрической среды, которая не подается математическ расчетам. Подтверждена зависимость параметров кажущег« сопротивления и кажущейся поляризуемости от выбранной систе возбуждения электрического поля (расстановки питаюп электродов и способа их подключению к источнику (источнию тока. На этой модели путем сопоставления результатов измеренш двух различных по характеру пунктах наблюдений (над низноомн пластом и во вмещающей анизотропной среде), установлено, ■ составление представления о поляризуемости исследуемой среды параметрам КП, без учета характера первичного электричесю поля, приводит к существенным ошибкам при интерпретации.

Основываясь на устойчивости предлагаемых остаточн параметров кажущегося сопротивления электрических нолей изменению выбранной системы возбуждения и регистрац доказана их надежность (эффективность) при исследован! геологической среды со сложной дифференциацией электричес! свойств. В частности, экспериментально подтвержд« эффективность использования многоэлектродных установок г изучении анизотропии среды с локальными электрически неоднородностями путем регистрации параметров первичного вторичного полей различными парами взаимно перпендикуляр« приемных линий в исследуемом пункте наблюдений.

"ЛАВА 4. МЕТОДИКА И РЕЗУЛЬТАТЫ ПОЛЕВЫХ НАБЛЮДЕНИЙ МНОГОЭЛЕКТРОДНЫМИ УСТАНОВКАМИ НА РУДНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЯ АРМЕНИИ

В этой главе приводятся результаты опытно-методических »левых исследований на двух хорошо изученных (разведанных) астках. Первый участок расположен в пределах Меградзорского ¡арц-сульфидного (золоторудного) месторождения и сложен [енитами, покрытыми поверхностными отложениями мощностью до 5-2м. Рудные тела представлены двумя кварц-сульфидными жилами >щностыо 0.5-1.5м, залегают в гидротермально измененной зоне и держат богатую сульфидную вкрапленность, представленную в новном пиритом, халькопиритом, галенитом, сфалеритом. Второй асток расположен вблизи Каджаранского медно-молибденового :сторождения и представлен гранодиоритами, покрытыми 1верхностными отложениями мощностью 0.3-1.5м. Оруденение язано с раздробленной, гидротермально измененной, низкоомной арц-сульфидной жилой мощностью до 1-1.5м. Электроразведочные следования методами сопротивлений и вызванной поляризации на рвом участке выполнялись с использованием многоэлектродной тановки, четыре питающих электрода которой располагались в виде |авилыюй фигуры (квадрата), а пятый питающий электрод носился на бесконечность. Электрическое поле в среде создавалось к путем пропускания тока через попарно взятые питающие ектроды А, В, С, D с использованием одного источника тока, так и m одновременном пропускании тока через три или четыре ектрода с использованием двух автономных источников тока. 1ектрическое поле при изучении второго участка возбуждалось тем пропускания стабилизированного постоянного тока через тыре произвольно расположенных питающих заземления югоэлектродной установки ABCD, при попарном их подсоединении источнику тока.

В результате измерений первичного и вторичного электричес-х полей различными системами возбуждения и регистрации, лучены карты различных параметров кажущегося сопротивления и жущейся поляризуемости. Круговые диаграммы кажущегося противления, построены в зависимости от направления вектора отности тока, а кажущейся поляризуемости - от вектора напряжен-сти первичного поля. Сопоставляя диаграммы над рудной зоной, тановлено, что характер проявления параметра ps на первом астке существенным образом зависит от выбранной системы збуждения электрического поля, что нельзя сказать о параметре

который при измерениях различными многоэлектродными устанс ками принимает свои максимальные значения по направлени простирания рудной зоны.

Приведенные временные диаграммы дифференциалы^ кажущейся поляризуемости Д% этого же пункта наблюдени полученные четырьмя системами возбуждения для пяти различш моментов времени Т, приводит к выводу, что независимо выбранной системы, величина производной переходной характери тики вызванной поляризации с увеличением Т уменьшается, т( самым указывая на то, что величина абсциссы максимума переходн< характеристики меньше временного интервала, проведенш ^измерений. На этих диаграммах проявляется-отмеченная в перв! главе особенность проявления вторичного электрического поля пункте наблюдений, заключающаяся в том, что с изменением меняется не только соотношение экстремальных значений Д%, но их ориентация, что дает дополнительную информацию о текстурш особенностях электронопроводящих минералов, которую мож! использовать при разбраковке аномалий ВП.

По результатам измерений на втором участке определяли величины двух взаимно перпендикулярных составляющих поля д каждого пункта наблюдений, по которым вычислены и построе! карты изоом кажущегося сопротивления для четырех установок: АВ ABD, ACD, BCD, на которых рудная зона проявляется минимумом, использованием усредненных значений соответствующих составля1 щих электрического поля для каждого пункта наблюдений, получек параметры остаточного кажущегося сопротивления (согласно cnocoi обработки и интерпретации результатов измерений, представленн< во второй главе) для всего планшета съемки при исследованиях тег же трехэлектродными системами возбуждения. На карте усредне ных значений остаточного кажущегося сопротивления, полученш рассматриваемыми установками, исследуемая гидротермалы измененная зона проявляется пониженными (0.65-0.90) значениями.

В заключении отмечено, что для ее широкого практическо (производственного) внедрения предлагаемой методикой исследов ний, возникает необходимость разработки многоканально ■ цифрового измерителя с возможностью компьютерной обработ) данных непосредственно в полевых условиях.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Основные методические результаты теоретических экспериментальных исследований сводятся к следующему:

1. Параметры остаточного кажущегося сопротивления (ОКС) и гаточной кажущейся поляризуемости (ОКП) более устойчивы энее зависимы) к изменениям как системы возбуждения гктрического поля, так и расстановке двух взаимно рпендикулярных приемных линий, чем соответствующие раметры КС и КП, что, в частности, позволяет при интерпретации зультатов площадных измерений над локальными объектами, фференцируемыми по электрическим свойствам от вмещающей род, рекомендовать построение карт этих параметров.

2. Составление представления о расчлененности геологической еды по поляризуемости п условиях сложной геоэлектрической становки (резкой дифференциации среды по удельному эктрическому сопротивлению) только на основании проявления раметров КП и ОКП без учета характера первичного поля может ивести к существенным ошибкам при интерпретации результатов блюдений вторичного электрического поля.

3. Проведение регистрации электрических полей на стадии гализационных работ по квадратной сети пунктов наблюдений с 1Гом, не .превышающим размеры интересующих геологических разований, позволяет вычислять (определять) параметры жущегося сопротивления и кажущейся поляризуемости с эбуемой детальностью (точностью) измерений, и тем самым, лучить необходимую и достаточно полную информацию о рактере исследуемой геоэлектрической среды, что существенно вышает эффективность электроразведочных работ.

4. Получение параметров ОКС и ОКП делает доступным пользование имеющихся математических методов обработки 1витационных и магнитных аномалий при интерпретации зктроразведочных данных, и открывает перспективы для \ьнейшей разработки и усовершенствования способов терпретации результатов электроразведочных наблюдений.

Список опубликованных работ по диссертационной теме: О возможности применения трехэлектродной экранированной установки при исследованиях методами сопротивлений и вызванной поляризации. Известия АН Арм.ССР, Науки о Земле, XXXVI, 1, 1983, с. 85-89.

Некоторые результаты модельных исследований экранированными установками. Известия АН Арм.ССР, Науки о Земле, XXXVIII, 1, 1985, с. 60-65.

Методика исследований экранированными установками. Известия АН Арм.ССР, Науки о Земле, XXXVIII, 6, 1985, с. 71-76.

4. Способ геэлектроразведки. Авторское свидетельство ССС 1179243, 1985, Б.И. 34.

5. Способ геэлектроразведки. Авторское свидетельство ССС 1249607, 1986, Б.И. 29.

6. Способ измерения высших производных переходнс характеристики вызванной поляризации. Известия АН Арм.СС Науки о Земле, XL, 1, 1987, с. 59-63.

7. Вращение направления возбуждаемого электрического по. многоэлектродной установкой. Известия АН Арм.ССР, Науки Земле, XLI, 2, 1988, с. 56-63.

8. Способ интерпретации результатов измерений методам сопротивлений и вызванной поляризации. Известия АН Арм.СС Науки о Земле. XLI, 3, 1988, с. 46-55.

9. О системе параметров кажущегося сопротивления и кажущей поляризуемости. Известия АН Арм.ССР, Науки о Земле, XLI, 1988, с. 58-64.

Ю.Изучение анизотропии электропроводности и поляризуемое пород с использованием различных систем возбуждения регистрации электрических полей. Известия АН Арм.ССР, Hayi о Земле, XLII, 2, 1989, с. 53-66.

11 .Сопоставление различных параметров кажущегося сопротивлеш и кажущейся поляризуемости на примере двухмерной моде; геоэлектрической среды. Известия АН Арм.ССР, Науки о Зем/ XLII, 5, 1989, с. 44-54.

12.Оценка амплитудных и временных параметров поляризуемое гетерогенных сред, содержащих сфероидальные включени Известия АН Армении, Науки о Земле, XLV, 1 , 1992, с. 33-47.

13.Особенности проявления амплитудных и временно электрических параметров многокомпонентной гетерогенж среды. Известия HAH РА, Науки о Земле, XLVI, 1 , 1993, с. 62-66.

14.Исследование обобщенных амплитудных и временш электрических характеристик слоистого разреза. Известия НА РА, Науки о Земле, XLV1, 3 , 1993, с. 54-59.

:ni[lqdmmr

dqggiufdiudijnmgp-iumu rn4fmnqiiqhimj[i piuhmgiflimdij gm^miJinliq^mLlti liümd OgmpBmdçdmd gmfdiumq|imgiuíljdm ijdqgiiudqp gmp6muqqd çmjiéiudr gmídiuJlimpiJli } piumnrntng Opiuumdi^ ijímf]i|tjudqp bu]ifiüm3mup

:çnuf)mpL|}imûi| gmïimdin^q"l}mdï]dq liümd t]dqgmi|1mpur)m ijdqggijpdr ^тфтдтрцтп IqmmSgm nijlmui з líiud Oüu 'mUJi gmpZudu ijdqdinqpmdrr gmpbmuqqd liu6m}id gi|fmljdu6mgp q gmfd"iudümpi|ij gml]mduiliql} üu6m' gt|ímbdu6mgp çmjigptjq 'dpmpçdubmmbo t|dqbdmtimpmq liußgmdb q liuubi üudint}q"l}pbmd iJdquiZmli gmh|mdinfiql:) ^mgmliq gmpgmdmgf]qp i|dqg3giuftn ildqgp-шфт? ) çmçdubmUij gqdugmtimdmdmçdi^ q çmjihimZp gqdugmf)mnqin

'dprnidiudbmpi

gm^mdintiqlí dmdmf]mnqui dpiuinmSgmdmin i|dím]im3i|p gqbudqd bu|ih]dmuiijíi piuçdub 5 giufdiußqlibm ?iJZudu mdji i|dfiugd i|dqdinqpmdrT gi|ímtimgmpmpmlnumLjlhipm gmpßmuqqd çmjiBiudmq du 'piujidin ^ 6hu6 'Ddímfim3i)p liu}ihdmuii|ij IqLnmögmdmui} dujimdmgq dpmpumd i]du "dpmídiuUlnu liufiSgmqmhi iJmZmt] gmfimdtnh|qlq t^rngmliq gmpjiZr (gmpßmuqid 4 gmídiuillimpi|li gm^mdui^ql:) dmdmh|mnqin gij3i|p) ijdqüinqpmdrr gmfimdLntiql^ gijfmfimgmpmpmlnuuiij'lhipm i|UímJim3iJp gqbudqdqq ddminmpbr çmjipbmï] ßijdqdpnj tjüqgpiuhn^dqg lmtjijudq<tn dqddmin } piujiljdmSmum 1 piucïgiuiljdm ildqgrpuídiuinubminqq gmï]mdmdmpdutji q gmfimriqg

:ni¡lqmubmmqq Odqggijpdr

gijfmSgmi) piudqggmpfmhi gijfmuiZmlj piu^dmçdi^ mdg 4 piu^mZp ijfmh|ijiiud gmnjnmmmhimpmq i|dqggiufdiudi|nmgpnjmu gmfimbiunjmuiqqmduihql}

'timgmpmp gmpgmdmgliqp q gmpfimZp ijdqgígiuíbdm дтрфг piuinminnmq gmídujuiqjimgiuftjdm gmt]mdmdmçdui{i 4 gmf]mnqm ni|lqpüubmm1 gdqdinqpmdmhn gmpßmuqqd buömtid q gmfdiudümpi|lj Lu6m|id butit]üm3mtini 'piumqti ТдфЗдтцтЖ ildimfimüilp liu]nliümuiijlj Dgiuídiulili i|mZmtJ gmh¡mdinf)qll butiçliqinn (lqinmhn jnutîhriqb gmídiumZqpmdqr] ^пф ^п|ифиф пфтш gq Ihud 3gudu 'piuçdubmuibo i)üqbdm^mpmq ijußgmi q liuubdb liuduitiqlípbmd ni]1qdi|nmgpiumu gdím)im3ijp (nudwubijgm liujißmaqi butidulimq dpmpdujimgpijq gmfdiuinq]imgiufijdm q gmpçiuldqjn gmh|mnqin 'piuuiubmuiqq gmpmfmqmmdm i|dqggiufd"iut]uimqmgçgmum q ijdqglidmfiZr gmfimnqin ijdqdbmdiugd gi|ím^mgmpmpmtnuuiij"lhnpm ijdímtim3ijp gqbudqd! ddminmpbmd timGmPmP gmfdiulilnu gm^mfmpm^ iJaiZmíj gmfimduitiql}

•gmpupji ijüqgdijtir]

lmfqinqq }iiJqdugZ } Iq^^iuqmfnm gpiuçiul i)6dmqmgpi|q gijímfimmmhiq

:^mgmpmp gmídiufm^um i|frm|tTiuduiubi|gm gmpßmüqqdq gmfdiudtjmpi gm^mdintiq!} drndm^mnqin i|dím|im3ijp Dpiuçdubmlqdmuimïi gmídiudijnmgpiun i|dqggi|pdmp gi]fm3gmq ]iudqgiiudqp gmpßmtiqqd çm|)6iudmq q gmídiudiimpi jiulmgqgiu timinmtng 'piuf)mjiij|imdiJ gmfimduifiqlinidhdq bdmd Dgmp6mbdn ijdqôdmqmgpijq gmt]mijudqp q gm^mnqm gmpinubmmqq i|dqinZmti gmfimdrntic gmpbmíiqqd çmlibiudmq q дфтдЗтит ^ çmtidij|ig Dgiufdiunua|mgqmn

имьпоифлп