Поляризационные объемные методы

1. Изучение пород и руд, расположенных в окрестностях скважин и горных выработок, удобно проводить с помощью методов естественной (ЕП) и вызванной (ВП) поляризации (см. 7.1.2). Система наблюдений определяется существующей сетью горных выработок, скважин, возможностью работать на земной поверхности. При работах ЕП один приемный электрод остается неподвижным, а с помощью второго изучаются потенциалы естественного электрического поля как по равномерной сети на поверхности, так и во всех имеющихся скважинах и горных выработках с шагом порядка 10 м. При работах ВП поле может создаваться на земной поверхности или в скважинах, а разности потенциалов ВП измеряются как на земной поверхности, так и в горных выработках. Изучив объемное распределение ЕП или ВП и зная, что объем аномального поля примерно в десять раз больше объема создавших их рудных тел, можно получить информацию об их пространственном положении. Это важно для постановки дальнейшей разведки месторождения, например, бурения.

2. На стыке между скважинными методами ЕП и ВП возникли такие геоэлектрохимические методы, как контактный и бесконтактный способы поляризационных кривых (КСПК и БСПК), частичного извлечения металлов (ЧИМ) и др.

Сущность КСПК или БСПК сводится к пропусканию постоянного тока через скважину, вскрывшую рудную залежь или расположенную рядом с ней. Для этого в скважине заземляется электрод А (электрод В относится в "бесконечность", т.е. на расстояние, в 10 раз большее глубины погружения А). Постепенно увеличивая силу пропускаемого тока, регистрируется контактная разность потенциалов между приемным электродом в скважине (М) и стандартным электродом сравнения (N), удаленным от нее. Получаемые в результате работ поляризационные кривые (графики зависимости контактной разности потенциалов от силы пропускаемого тока) характеризуют усредненное количество и качество руд.

В методе ЧИМ постоянный ток пропускается через заземленный в залежь электрод А, а второй электрод В, называемый элементоприемником, перемещается по равномерной сети (с шагом до 20 x 20 - 50 x 50 м) нa земной пoверхности. Пропускание в течение нескольких часов () тока приводит к накоплению около электрода В химических элементов вследствие их электролитического привноса из рудного тела. Измеряя с помощью методов химического анализа массу () того или иного химического элемента (), например, свинца, цинка, меди и др., накопленных у элементоприемников, и зная , можно построить геоэлектрохимический годограф (график зависимости от ). Получив подобные годографы на всех точках наблюдения и построив карты m (для = const), можно по максимумам на них выявить эпицентры рудных залежей того или иного состава, а по оценить их объемы.

Метод заряженного тела.

Метод заряженного тела (МЗТ) или заряда (МЗ) служит для оценки либо формы и положения рудных тел (рудный вариант МЗТ), либо направления и скорости движения подземных вод (гидрогеологичес-кий вариант МЗТ).

1. Рудный вариант МЗТ сводится к "заряду" с помощью электрода А рудной залежи через скважину или горную выработку постоянным или низкочастотным переменным током (второй электрод В отнесен "бесконечно далеко", в 5 - 10 раз дальше, чем глубина электрода А). По земной поверхности с помощью приемной линии МN и милливольтметров изучается распределение потенциалов или градиентов потенциалов. В результате строятся эквипотенциальные линии. Так как заряженная рудная залежь является практически эквипотенциальным проводником, с которого ток стекает равномерно, то вокруг нее образуются поверхности равного потенциала, повторяющие форму залежи. Поэтому по форме эквипотенциальных линий на земной поверхности можно судить о местоположении эпицентра рудной залежи, т.е. его проекции на земную поверхность.

Детализационным вариантом МЗТ является метод электрической корреляции (МЭК), в котором потенциалы точечного заряда в рудной залежи изучаются не только на земной поверхности, но и в соседних скважинах. В результате происходит "просвечивание" целиков пород между скважинами. По корреляции аномалий на кривых потенциала в соседних скважинах можно судить о местоположении в межскважинном пространстве рудных тел.

2. В гидрогеологическом варианте МЗТ определяются направление и скорость движения подземного потока. Для этого пресный водный поток периодически подсаливается поваренной солью. В нем образуется "проводящее" тело из зоны минерализованных вод, которое движется вместе с потоком. Периодически изучая на земной поверхности изолинии потенциала, можно определить, как оно смещается. Направление потока подземных вод определяется по направлению максимального смещения изолиний потенциала, а его скорость равна , где - максимальное смещение изолиний за время . Гидрогеологический вариант МЗТ интересен тем, что динамику подземных вод можно получать по одной скважине, в то время как гидрогеологам для тех же целей нужны 3 - 4 скважины.