Электророзвідка
1. Суть і методи електричної розвідки
2. Електричне зондування
3. Електропрофілізація методом опорів
4. Методи природних і телуричних струмів
Суть і методи електричної розвідки
Електророзвідка ( точніше електромагнітна розвідка) об'єднує фізичні методи дослідження геосфер Землі|грунту|, пошуків і розвідки корисних копалини, заснованих на вивченні електричних і електромагнітних полів, що існують|наявний| в Землі|грунті| або через природні чи штучно створені космічні, атмосферні, фізико-хімічні|фізико-хімічні| процеси. За допомогою різноманітної|всілякої| апаратури вимірюють|виміряють| амплітудні і фазові складові напруженості електричних і магнітних полів.
Основними електромагнітними властивостями гірських|гірничих| порід є|з'являються| питомий електричний опір (ПЕО, або ρ), електрохімічна активність, поляризуємість|, діелектрична і магнітна проникність. Електромагнітні властивості геологічних обєктів|середовища| і їх геометричні параметри служать основою для побудови|шикування| геоелектричних| розрізів. Геоелектричний розріз над однорідним по тій або іншій електромагнітній властивості напівпростором прийнято називати нормальним, а над неоднорідним – аномальним. На виділенні аномалій і заснована електророзвідка.
Зміна глибинності електророзвідки досягається зміною потужності джерел, частоти і тривалість збудження, а також залежить від способів створення поля. Останні можуть бути гальванічними (струм вводиться в Землю за допомогою заземлень) або індукційними (струм пропускається в незаземлену петлю, рамку). Глибинністю можна керувати також геометричним (дистанційним) і частотним прийомами. Суть дистанційного (геометричного) прийому зводиться до збільшення відстані між джерелом поля і точками, де воно вимірюється, що веде до зростання об'єму середовища, що залучається до дослідження. Частотний принцип збільшення глибинності заснований на скін-ефекті, тобто притисненні поля до поверхні Землі, тим більшому, чим вище частота гармонійного поля або менше час після створення імпульсного поля. В цілому вона може мінятися від сотень і десятків кілометрів на постійному струмі і інфранизьких частотах до сантиметрів і міліметрів на частотах понад гігагерц (Ггц = 109 Гц).
Електророзвідка відрізняється від інших геофізичних методів великою кількістю методів (понад 50). По фізичній природі їх можна згрупувати в методи природного змінного електромагнітного поля, поляризаційні (геоелектрохімічні|), опорів, індукційні низькочастотні, високочастотні, надвисокочастотні, біогеофізичні.
По геометрії і будові|споруді| геологічних розрізів, що вивчаються, методи електророзвідки умовно діляться на: 1) зондування, які служать для розчленовування горизонтально (або полого) шаруватих розрізів у вертикальному напрямку|напрямі|; 2) профілізації, призначені для вивчення крутослоїстих| розрізів або виявлення об'єктів в горизонтальному напрямку|напрямі|; 3) підземно-свердловинні|щілини| (об'ємні|обсяг|), об'єднуючі методи виявлення неоднорідностей| між свердловинами|щілинами|, гірськими|гірничими| виробленнями і земною поверхнею.
За технологією і місцем проведення робіт розрізняють аерокосмічні, польові (наземні), акваторіальні||, підземні (шахтно-копальневі|рудня|) і свердловинні|щілини| (міжсвердловинні|щілини|) методи електророзвідки.
Природні змінні електромагнітні поля.
До них відносяться низькочастотні поля космічної (їх називають магнітотелуричними|) і атмосферної (грозової) природи ("телурики|" і "атмосферики|").
1. Походження | магнітотелуричних полів пояснюється|тлумачить| дією на іоносферу Землі|грунту| потоку заряджених часток|частинок|, що посилаються космосом (в основному від Сонця). Магнітні бурі створюють збурення|збурення| в магнітосфері і іоносфері. Унаслідок|внаслідок| індукції в Землі|грунті| і виникають | магнітотелуричні поля. Магнітотелуричні поля проникають в Землю|грунт| до глибин в десятки і сотні кілометрів. Вимірюваними параметрами є|з'являються| електричні і магнітні складові напруженості магнітотелуричного | поля. Їх амплітуди і фази залежать, з одного боку, від взаємодії телуричного| і геомагнітного полів, а з|із| іншою, від питомого електричного опору порід, що складають геоелектричний| розріз.
2. Походження природних змінних полів атмосферної природи пов'язане з грозовою активністю. При кожному ударі блискавки в Землю|грунт| (по всій поверхні Землі|грунту| в середньому щомиті|щомить| число блискавок дорівнює приблизно 100) збуджується електромагнітний імпульс, що поширюється|розповсюджується| на великі відстані. В цілому|загалом| під впливом гроз у верхніх шарах|частинах| Землі|грунту| повсюдно і завжди існує слабке|слабе| грозове поле, яке називають шумовим. Воно складається з періодично повторюваних імпульсів з|із||пануючими| частотами від 10 Гц до 10 кГц| і напруженістю по електричній складовій в долі мВ/м.
Середній рівень напруженості за певний час (десятка секунд) залежить від питомого електричного опору шарів геоелектричного| розрізу, над яким ведуться спостереження.
Природні постійні електричні поля (ЕП)
До них відносяться локальні поля електрохімічної і електрокінетичної природи.
1. Електрохімічними є|з'являються| ЕП, які обумовлені або окислювально-відновлювальними| реакціями, що протікають на межах|межах| провідників: електронного (рудні мінерали - наприклад, сульфіди, оксиди) і іонного (|підземні води), або різницею | окислювально-відновлювального| потенціалу підземних вод уздовж|вздовж| провідного шару (наприклад, графіту, антрациту). Інтенсивність потенціалів ЕП визначається розподілом кисню по глибині і зміною водневого показника кислотності підземних вод. |уРізниця потенціалів на кінцях природного електричного диполя досягає 1 – 1,2 В|ст.|
2. Електрокінетичні постійні природні поля (ЕП|) обумовлені дифузійно-адсорбційними і фільтраційними процесами в гірських|гірничих| породах, насичених підземними водами. Завдяки різній рухливості катіонів і аніонів відбувається|походить| нерівномірний розподіл зарядів в підземних водах різної концентрації, що і веде до створення|створіння| природного електричного поля дифузійної природи. Величина і знак дифузійних потенціалів залежать від адсорбційних властивостей мінералів, тобто здатності|здібності| низькодисперсних| і колоїдних часток|частинок| утримувати на своїй поверхні іони того або іншого знаку. Тому різниці потенціалів, що виникають при дифузії в породах підземних вод різної концентрації отримали|одержували| назву дифузійно-адсорбційних.
Природні потенціали спостерігаються також при русі (фільтрації) підземних вод через пористі породи. Межі|межі| і пори в гірській|гірничій| породі можна розглядувати|розглядати| як капіляри, стінки яких здатні|здібні| адсорбувати іони одного знаку (найчастіше негативні|заперечні|). У рідкому середовищі|середовищі| накопичуються заряди протилежного знаку. Чим більше швидкість руху підземних вод (або тиск|тиснення| на кінцях капілярів), тим більше буде різниця потенціалів. Вимірюваними параметрами полів є|з'являються| їх потенціали і градієнти потенціалу.
