Б. Низкочастотный индуктивный метод длинного кабеля

3.3.8.1.9. Метод ДК применяют в основном для решения задач геологического картирования и поисков рудных тел. Источником поля в методе ДК является прямолинейный заземленный на концах кабель длиной до 10 км, вытянутый в направлении простирания горных пород. Профили наблюдений располагаются по обе стороны от кабеля перпендикулярно ему. Длина профилей и ширина съемочного планшета обычно выбираются равными 1/3—1/2 длины кабеля.

3.3.8.1.10. При площадных съемках обычно производят одночастотные ампли­тудные измерения. Рабочую частоту выбирают так, чтобы влияние на характер поля геолого-структурных элементов либо рудных тел, представляющих интерес при геологическом картировании и поисках в данном районе, было максимальным. Частоту выбирают на основании опытных работ и уточняют при проведении поисковых съемок в данном районе. Следует иметь в виду, что чрезмерное повышение рабочей частоты ведет к увеличению влияния неоднородности перекрывающих рыхлых отложений.

3.3.8.1.11. В методе ДК используют аппаратуру типа ИМА-1, ИКС, «Лазурит». Измеряют вертикальную H_z либо вертикальную H_z и горизонтальную Н_у (вдоль профиля наблюдения) составляющие поля. Соответственно по амплитудному измерителю снимают показания в микровольтах: U (H_z), U (Н_у). Результаты измерений представляют в виде графиков измеренных составляющих поля либо графиков .

Значения определяют с помощью соответствующих методических рекомендаций.

При использовании метода ДК для решения поисково-картировочных задач на основе эффективного удельного сопротивления измеряют угол наклона большой оси эллипса поляризации вектора магнитного поля к горизонту в вертикальной плоскости, проходящей через профиль наблюдения, иотношение амплитуд | Н_г |/| Н_у úвертикальной составляющей магнитного поля к горизонтальной, направленной вдоль профиля. При этом оптимальными считаются такие частота f и длина кабеля l_AB, при которых в заданном диапазоне изменения удельного сопротивления, измеренные значения характеристик магнитного поля соответствовали бы наиболее крутым частям графиков зависимости этих характеристик от приведенного расстояния. Значения f и l_AB уточняются с учетом конкретных геологических условий с таким расчетом, чтобы аномальные эффекты от хорошо проводящих рудных тел были максимальны и на результаты наблюдений не оказывали решающего влияния рыхлые отложения. Оценка глубинности исследований проводится по результатам расчетовмагнитного поля над двухслойной средой.

Влияние рельефа вносит максимальные искажения на результаты наблюдений вблизи кабеля при < 0,1¸0,2. На протяженном склоне с углом падения b искажения вызваны тем, что при установке антенны по уровню измеряются не составляющие, параллельные и перпендикулярные дневной поверхности, а их проекции на направления, образующие угол b с поверхностью склона и перпендикуляром к ней. Подправки, учитывающие влияние рельефа, определяются в соответствии с методическими рекомендациями.

Результаты измерений, исправленные за влияние рельефа, представляют в виде графиков измеренных составляющих поля либо в виде графиков . Значения определяют с помощью масштабных палеток.

3.3.8.1.12. Аномалии электромагнитного поля, полученные методом ДК, детализируют в тех случаях, когда они по своей форме, геологической позиции или по сочетанию с аномалиями других геофизических методов перспективны на связь с каким-либо полезным ископаемым или представляющими интерес геолого-структурными особенностями изучаемой площади. Аномалии, перспективные на связь с хорошо проводящим оруденением, детализируют в соответствии с положениями, изложенными далее.

Для оценки глубины залегания верхней кромки и угла падения хорошо проводящих рудных тел пластовой формы используется методика, основанная на измерении | H_z | и | Ну | по ряду профилей, перпендикулярных рудному телу. Для оценки геометрических размеров (по простиранию и падению) и угла скатывания (склонения) рудных тел изучают горизонтальную составляющую вектора магнитного поля ú Н_Х ú, направленную параллельно кабелю и проводнику. Геологическое истолкование результатов детальных работ производится в соответствии с существующими методическими рекомендациями.

3.3.8.1.13. Здесь и ниже излагаются общие требования к методике полевых измерений для случая НП и ДК. Перед началом измерений на планшете проверяют сохранность петли или кабеля, после чего техник генераторной группы включает генератор, устанавливает рабочую частоту и необходимую силу тока, а затем дает сигнал для начала измерений. Техник генераторной группы следит за постоянством тока в петле иведет систематическую запись силы тока (прил. 78). Если источником поля является незаземленная петля, то ее рекомендуется вводить в последовательный резонанс при помощи последовательно включенных емкостей, особенно при использовании высоких частот. Оператор берет отсчет по прибору и сообщает его помощнику. Помощник записывает отсчет в журнал (прил. 79) и наносит результаты измерений на график. После этого вся бригада переходит на следующую точку профиля. При этом измерительная рамка остается подключенной к прибору, а питание последнего не выключается.

В случае резких изменений напряженности поля по профилю необходимо систематически сверять отсчеты, полученные при разной чувствительности, путем измерения одних и тех же величин на двух соседних пределах вольтметра.

Если наблюдения на профиле прерваны вследствие плохой погоды, технических неполадок или окончания рабочего дня, при возобновлении работы необходимо повторить измерения не менее чем на двух предыдущих точках профиля.

Выбор расположений петель или кабеля не местности и съёмочных планшетах должен быть произведен таким образом, чтобы в последующих петлях или кабеле в максимальной степени использовались провода и заземления ранее проложенных петель или кабелей.

Заземления устраивают из штыревых электродов, собираемых в связки. Количество электродов должно быть подобрано таким, чтобы общее сопротивление заземления не превышало сопротивления кабеля. При работе в районах с трудными условиями заземлений число электродов увеличивают или применяют штыри большей длины.

3.3.8.1.14. Топографическое обслуживание полевых работ заключается в разбивке профилей в пределах съемочного планшета, разметке этих профилей пикетами, провешивании профилей для сторон петли или кабеля, а также привязке съемочной сети, маршрутов, вершин сторон петли и заземлений кабеля к существующей в исследуемом районе триангуляционной сети. Все эти работы выполняются специальным отрядом в соответствии с действующей инструкцией по топографо-геодезическим работам при геофизической разведке (см. 3.2).

3.3.8.1.15. Оценку точности полевых измерений с микровольтметрами произ­водят по средней относительной погрешности, вычисляемой по серии двукратных измерений на всех точках контрольных профилей. Эта погрешность не должна превышать 3 %. При изучении природы слабых магнитных аномалий (с амплитудой меньше 2000g) допустимая погрешность измерений с аппаратурой типа ИКС не должна превышать 1,5 %.

В этом случае для повышения точности наблюдений следует создавать опорную сеть, выбирая в качестве опорных точек средние пикеты рабочих профилей (точки пересечения с магистралью). Измерение проводится с двукратным повторением (прямой и обратный ход), и за истинное значение отсчета на опорной точке принимается среднее арифметическое значение обоих измерений. Кроме того, повышаются требования к установке рамки — пузырек круглого уровня на основании рамки не должен выходить за пределы малого центрального круга уровня.

Средняя относительная погрешность вычисляется в этом случае по исправленным с учетом нестабильности коэффициента передачи прибора значениям амплитуд (см. 3.3.8.1.16).

При обычных поисково-картировочных исследованиях погрешность измерения Н_г и Ну не должна превышать 5 %, а угла j_yz — 3°.

Число контрольных измерений определяется проектом работ партии и составляет 5 % от общего объема работ (до 10 % при опытно-методических съемках). Они распределяются равномерно во времени и на площади работ. Контрольные измерения должны производиться наиболее опытным техническим персоналом партии (отряда). Рядовые и контрольные измерения производят с интервалом не менее 1 дня, а при наличии нескольких приборов — различными приборами.

3.3.8.1.16. Перед вычислением средней относительной погрешности наблюдений с микровольтметром результаты контрольных наблюдений приводят к результатам рядовых наблюдений. Это делается с помощью коэффициента приведения k, опре­деляемого по формуле

 

k = U1/U₂, (64)

 

где U₁ — результат контрольных измерений; U₂ — результат рядовых измерений. Коэффициент приведения вычисляют как среднее арифметическое из коэффициентов приведения для отдельных точек:

 

k_СР=(k₁+k₂+k₃…)/n (65)

 

Вычисление средней относительной погрешности ведут в журнале (прил. 80).

При работах повышенной точности допустимы периодические измерения на контрольном пункте, выбранном в пределах планшета съемки, проводимые, например, в начале и по окончании ежедневной работы, при смене прибора и т. д. Нестабильность результатов измерений вдоль каждого профиля исправляют, умножая отсчет на каждой точке на поправочный коэффициент передачи а, вводимый по формуле

 

a=U/U _оп, (66)

 

где U — рядовой отсчет на опорной точке, мкВ; U _оп - отсчет на той же точке при проведении измерений на опорной сети, мкВ.

3.3.8.1.17. Результаты полевых наблюдений записывают в полевом журнале (прил. 79). В графу 2 через каждые 30 мин заносят время наблюдений. В графе 3. отмечают точку записи — номер пикета. В графу 4 записывают шкалу, на которой: ведут измерения, в графу 5 — отсчет с учетом чувствительности. В графу 6 при обработке наблюдений заносят ток в петле на основании записей в журнале генераторной группы в соответствующее время. Графы 7 и 8 заполняют также при обработке наблюдений: в графе 7 пишут значения U₁, приведенные к току в источнике, в графе 8 — значения U_ИСПР, где нестабильность U₁ исправляется коэффициентом передачи a,если работы ведутся с повышенной точностью (1—1,5%). В графе «Примечание» отмечают элементы ситуации по профилю и обстоятельства, характеризующие условия съемки, а также каждый перерыв в работе и его причины.

Одновременно с записью результатов наблюдения помощник оператора в поле строит график амплитуд измеряемых составляющих компонент магнитного поля. В районах с резко пересеченным рельефом на графиках наблюденных величин отме­чают особенности рельефа дневной поверхности, поверхностные условия (осыпи, пашня, лес и т. д.) и элементы ситуации вдоль профиля.

Результаты повторных (контрольных) наблюдений записывают в отдельный журнал. Каждый оператор может вести запись попеременно в двух журналах, один из которых будет периодически находиться в камеральной группе для обработки наблюдений. Журналы должны удовлетворять требованиям, изложенным в 3.8.

3.3.8.1.18. Обработка результатов полевых измерений с микровольтметром начинается с приведения всех наблюденных значений к постоянной силе тока в петле и относительным единицам. Если в процессе работы на профиле изменились сила тока в петле или коэффициент усиления вольтметра и вследствие этого изменился отсчет на двух контрольных точках профиля, то эти перемены учитывают введением коэффициента k. Обработку наблюдений указанным способом производят в специальных графах полевого журнала.

3.3.8.1.19. После окончательной обработки результаты наблюдений изображают в виде графиков амплитуды U (Н) вдоль отдельных профилей. Горизонтальный масштаб графиков выбирают равным масштабу отчетных карт. Вертикальный масштаб выбирают, исходя из соображений наглядности. Допускается применение логарифмического масштаба, который удобен как при сравнении графиков, так и при исключении нормального поля петли.

Графики измеренных составляющих поля следует совмещать с абрисом дневной поверхности вдоль профилей и, если это возможно, с геологическим разрезом. Графики оформляют согласно общим требованиям инструкции (см. 4.1). Кроме того, на каждом графике должны быть указаны частота поля, измеряемая составляющая и номер петли (планшета).

Для облегчения прослеживания аномалий в пределах заснятой площади относящиеся к одному планшету графики измеренных компонент поля целесообразно изображать на одном листе, выбрав расстояние между профилями в соответствии с масштабом съемки, имеющимися геологическими картами и изменениями измеренных величин вдоль профилей.

3.3.8.1.20. Для сопоставления результатов площадных съемок с геологическими материалами и результатами работ другими методами строят карты графиков наблюденных составляющих поля. Допускается построение карт изолиний в случаях, когда съемка проведена на участках со сравнительно однородным нормальным полем и аномалии, имея плавный характер, увязываются с геологическими объектами. Сечение изолиний следует выбирать не меньше трехкратной погрешности рядовых наблюдений. Карты профилей или изолиний могут выполняться на имеющейся топооснове или отдельных листах кальки в масштабе топографических планов (карт).

Графики по отдельным профилям, планшетам и карты графиков являются фактическим материалом, представляемым к отчету о работе партии (отдела).

Масштаб топографических планов (карт), используемых для составления карт графиков, должен быть на одну ступень крупнее масштаба съемки или равен ему. На картах-графиках показывают систему профилей, вдоль которых произведены наблюдения, с указанием пикетажа на них. На планах (картах) графиков должны быть показаны: а) расположение петель (кабелей); б) профили и точки наблюдений; в) все закрепленные точки; г) геологическая ситуация, включая расположение горных выработок и буровых скважин; д) основные результаты применения других геофизических и геохимических методов (оси аномалий, ореолы рассеяния и т. д.).

Вертикальный масштаб карт-графиков следует выбирать так, чтобы соседние кривые не пересекались. Если соблюдение этого правила невозможно, то участок кривой, на котором она пересекается с соседней, можно вычертить в уменьшенном вертикальном масштабе.

3.3.8.1.21. Геологическую интерпретацию результатов производят раздельно для этапов поисковых и детализационных работ. Аномальные зоны выделяются путем анализа и корреляции графиков амплитуд, а также по картам графиков изолиний измеряемых элементов поля U (Н).

Отбор аномалий для последующей геологической интерпретации следует производить, руководствуясь следующими критериями: а) аномалия должна коррелироваться пространственно не менее чем по двум-трем соседним профилям и закономерно изменяться от профиля к профилю; б) значение аномалии должно быть больше трехкратной средней погрешности наблюдений; аномалии оцениваются в процентах от уровня нормального поля; в) аномалии с меньшими значениями могут приниматься во внимание, если они коррелируются более чем по трем соседним профилям и в то же время имеют характер, например по форме, благоприятный для данных геоэлектрических условий с точки зрения поисков, или выделяются статистическими приемами; г) слабая аномалия, отвечающая указанным критериям, расположенная в краевой части планшета, может быть отобрана для геологической интерпретации только после дополнительной съемки с таким переносом источников поля, после которого аномалия окажется в средней части планшета.

Критериями, служащими для предварительной оценки природы аномалии, являются: а) интенсивность аномалии, ее знак и форма; б) характер распределения электромагнитного поля по профилю; в) зависимость аномалий от частоты (при съемке более чем на одной частоте); г) соотношение с аномальными зонами, обнаруженными другими геофизическими и геохимическими методами; д) геологическая позиция аномальной зоны.

При поисках проводящих объектов наибольший интерес представляют надежно выявленные локальные аномалии, значение которых с ростом частоты увеличивается, а простирание хорошо увязывается с характерным для данного района простиранием рудных тел. Аномалии большой протяженности обычно бывают связаны с геолого-структурными особенностями изучаемого района — сменой литологического состава пород и тектонически ослабленными зонами, а резко меняющиеся по профилю аномалии часто бывают связаны с неоднородностями поверхностного характера.

При поисках магнитных объектов наибольший интерес представляют аномалии преимущественно положительного знака, значение которых с ростом частоты либо не меняется, либо уменьшается. Пространственное положение этих аномалий должно соответствовать аномальным зонам, выявленным в процессе магнитометрических наблюдений.

3.3.8.1.22. Геологическая интерпретация результатов детальных съемок базиру­ется на сопоставлении ранее известных материалов, в том числе геологических, с оценкой удельной электропроводности источника аномалии, его магнитной проницаемости, приближенных размеров и положения в пространстве, а также коэффициента Q* = I_n/I_i, где 1_п — остаточная намагниченность; I_i — индуктивная на­магниченность. Удельную электропроводность, магнитную проницаемость, размеры и глубину залегания оценивают по индукционному параметру вторичного поля, распространению аномальной зоны на местности, интенсивности аномалии, ее знаку и частотной характеристике. Способы определения физических и геометрических характеристик исследуемых объектов приведены в методических руководствах.

Оценку удельной электропроводности, магнитной проницаемости и некоторых размеров объектов производят путем сопоставления индукционной) или приведенного параметра вторичного поля с результатами геологических и других геофизических исследований.

Определение параметра в относительно простых условиях (высокое удельное сопротивление вмещающих пород, отсутствие вблизи от источника аномалии других объектов, близких по электрическим свойствам) производится по частотной характеристике аномалии амплитуды. Оценка магнитной проницаемости для тел предположительно изометрического сечения производится по форме частотной характеристики. Отношение Q* = I_n/I_i вычисляется по сопоставлению аномалий, полученных при измерении приращения напряженности постоянной составляющей DZ по данным магниторазведки и вертикальной составляющей Н_z поданным низкочастотных электромагнитных методов.

3.3.8.1.23. Оценка свойств источника аномалии по индукционному параметру вторичного поля не должна рассматриваться как точное определение его свойств. Она позволяет к ранее известным признакам привлечь другие и с большей степенью вероятности отнести изучаемый объект к рудным или безрудным. Если низкочастотные электромагнитные методы являются частью комплекса методов, геологическую интерпретацию следует вести по сумме полученных материалов.

3.3.8.1.24. При проектировании работ и интерпретации наблюдений используются результаты изучения электрических и магнитных свойств (разд. 5).